Sistema de Radio Control Discreto de 1 a 10 Canales - Parte 2

 

Desarrollo


El segundo transistor puede ser BC238, BC239, BC548 o BC549. Las bobinas L1 (XRF) y L2 debe construirlas el armador. L2 está formada por 5 espiras de alambre barnizado 24 o 26 si se hubiera elegido la frecuencia de 72MHz (figura 13). Si la frecuencia fuera de 27MHz, la bobina tendrá 11 espiras del mismo alambre sin núcleo.
XRF (L1) se construye enrollando unas 50 vueltas de alambre fino en un palito de 2 o 3 mm de diámetro. Las espiras no necesitan estar ordenadas.
C9 es un trimmer común. El lector puede usar uno de plástico.
El trimpot VR1 de 50kž es fácil de adquirir (es un pre-set común). Elija uno que se adapte a la placa o que sea lo más chico posible.
Para los capacitores grandes o sea C1 y C8 deben usarse electrolíticos de 16V. Para los demás, el tipo básico es el cerámico, pero en algunos casos citados en la lista de materiales pueden usarse los de poliéster. Vea que los de poliéster son de mayor tamaño que sus equivalentes cerámicos y eso debe tenerse en cuenta en el montaje de la placa.
Tenemos además el conector para la batería de 9V, la antena telescópica o de otra clase y los cables para las conexiones externas.
Para realizar el montaje recomendamos usar un soldador de baja potencia y punta fina. Las herramientas accesorias son las comunes que posee todo armador.
En la figura 14 tenemos el circuito completo del módulo o receptor con todos los componentes y sus valores.
En la figura 15 tenemos la placa del circuito impreso. Si el lector usara componentes equivalentes, debe acordarse de efectuar los cambios necesarios en la placa.
Los cuidados que deben tenerse para el montaje y el orden de las operaciones se dan a continuación:

a) Suelde primero los dos transistores prestando atención a la posición que está dada por la parte chata. Siga la figura. Suelde con rapidez pues los transistores son delicados.
b) Suelde la bobina L2. Raspe bien los puntos a soldar del alambre barnizado para que se adhiera la soldadura.
c) Suelde todos los resistores. Vea que sus valores están dados por las bandas de colores en relación con el material. Suelde con rapidez.
d) Para soldar el capacitor C9 debe respetar la posición de la armadura externa que debe quedar del lado positivo de la alimentación. Si se invirtiera el capacitor, el aparato funcionará pero se producirán situaciones de inestabilidad.
e) Suelde los capacitores electrolíticos C1 y C8 según sus valores y polaridades. Fíjese bien en la posición del polo (+) y del (-)
f) El lector debe tener cuidado en las demás soldaduras con el calor excesivo ya que esos componentes son delicados. Los valores de los capacitores cerámicos, eventualmente, pueden ser críticos de manera que exigen atención. El capacitor de 100nF puede figurar como de 0,1µF o 103, y el de 1n2 puede figurar como 1200pF o 1k2.
g) Complete el montaje con la unión del conector de la batería, respetando la polaridad dada por el color de los cables (rojo- positivo y negro-negativo), la conexión de los cables de la antena y la salida. Cuando haya terminado el montaje, todo está listo para la prueba.

Para la prueba, el lector necesitará un audífono de cristal (otra clase no sirve) o un amplificador de audio y un audífono común.
El auricular o amplificador se conecta al módulo receptor en los puntos A y B de la placa.
Conectando la batería al aparato y ajustando el trimpot VR1, el lector debe llegar al punto en que se oye un sonido semejante a un chillido como el que se obtiene en los aparatos de FM cuando no está sintonizada la estación.
Conectando el tansmisor en las cercanías, debe ajustarse el trimmer C9 hasta oír la señal en el auricular o en el parlante del amplificador.
Si el lector no tuviera aún el transmisor, al girar el trimmer C9 podrá oír estaciones de telecomunicaciones o a radioaficionados, según la frecuencia escogida. Una vez sintonizada la señal, se ajusta con VR1 para obtener la máxima sensibilidad. Si el aparato no tuviera alcance, o sea, alejándose desaparece la señal, quiere decir que está sintonizando una señal falsa. El procedimiento para corregir el problema consiste en la alteración de la bobina a la que podrán agregarse o quitarse espiras.
Para una mejor recepción, la antena deberá quedar en posición vertical y su longitud tendrá que ser ajustada en forma experimental hasta obtener la mejor ganancia.
Si el lector notara inestabilidades en el funcionamiento, debe alterar la bobina y verificar la posición del trimmer.
Una vez verificado el funcionamiento, ya tendremos el transmisor y el receptor en condiciones de ser utilizados. Pero el sistema no termina aquí… debemos ahora “reconocer” a qué canal corresponde la señal captada y para ello precisamos montar los filtros, tema que veremos a continuación.


Módulos de Filtros Selectivos de Frecuencia

Trabajando con las frecuencias elegidas por el armador, el módulo de filtro permite la realización económica de sistemas multicanales. De hecho, armando unidades similares podremos tener sistemas de 1, 2, 3 y hasta 10 canales con relativa facilidad. El módulo de filtro es integrado y alimentado por una tensión de 9V.
La base de nuestro módulo de filtrado es un circuito amplificador operacional integrado 741. Este amplificador está conectado de tal manera, que sólo señales de una frecuencia se amplificarán pasando a otra etapa del circuito.
En esa otra etapa encontramos un transistor que acciona un relé común de bajo costo.
Este módulo se proyecta, fundamentalmente, para operar como etapa de filtrado de receptores regeneradores en sistemas multicanales modulados en tono.
Con él podemos hacer sistemas de 1 hasta 10 canales, operando con el módulo descripto y también con diversos transmisores modulados que describiremos en otros artículos, que emplean microcontroladores.
Para entender cómo funciona este módulo debemos “volver” a explicar cómo funciona un sistema de radiocontrol modulado en tono.
En la figura 16 se tiene un diagrama de bloques general del sistema en cuestión.
Los dos primeros bloques representan el transmisor, que tiene por función producir una señal que va hasta el modelo controlado a distancia. Este circuito está constituido por una etapa osciladora de alta frecuencia, es decir, que produce señales de radio normalmente en la banda de 27MHz y por una etapa moduladora que produce señales de baja frecuencia.
Las señales de baja frecuencia son muy importantes en este caso, pues corresponden a los canales que deben accionarse en el modelo.
Así, separamos para cada canal una frecuencia diferente que se produce cuando oprimimos un botón en el transmisor (figura 17). Esta señal de baja frecuencia, normalmente entre 200 y 4.000Hz modula la onda de radio, es decir, se aplica a la señal de alta frecuencia para que pueda transportarse por el espacio hasta el receptor (figura 18).
En el dispositivo controlado a distancia (portón, juguete, máquina, etc.), el receptor "toma" la onda, separando de ella la señal moduladora, o sea la de baja frecuencia.
El circuito que hace eso con todas las frecuencias bajas, es el del módulo receptor que describimos anteriormente.
Pero este circuito no separa las frecuencias de cada canal (señales de audio). En la salida se tendrá siempre una señal, cualquiera sea el botón que se oprima en el transmisor.
Para hacer la separación se usan los filtros. Estos se conectan al módulo del receptor, y cada uno "reconoce" la frecuencia correspondiente para accionar un dispositivo cualquiera cuando su señal aparece en la salida del receptor.
El filtro responde entonces a una sóla frecuencia que es la del canal que queremos poner en acción. Nuestro filtro hace justamente eso (figura 19).
En la figura 20 tenemos el diagrama básico de nuestro filtro con el amplificador operacional. Este circuito corresponde a un canal, es decir, se trata de un circuito que "reconoce" sólo por una frecuencia. Si el lector armara un sistema de dos canales, necesitará dos circuitos de éstos para reconocer las dos frecuencias de modulación de su transmisor.
Los valores de los capacitores Ca (que son C5 y C6 en el diagrama completo) determinarán la frecuencia de la señal a la que responderá el sistema.
Es importante que la frecuencia del oscilador del transmisor sea la misma de este filtro en el canal correspondiente.
Las frecuencias que pasan por el filtro podrán obtenerse con la ayuda del gráfico de la figura 21. La elección de las frecuencias que se utilizarán en un sistema multicanal no puede hacerse "a ojo", pues podrían producirse problemas de interferencia de un canal con otro. Vea que la curva proporciona los valores de los capacitores para obtener canales en las frecuencias de audio de 200Hz hasta 4.000Hz.
Siempre deben evitarse los canales cuyas frecuencias sean múltiplos de las de otros canales del mismo sistema.
En un sistema de 3 canales, la elección de 250, 300 y 500Hz es mala, pues 500 es múltiplo de 250. Una buena elección será 250, 330 y 450Hz. Estas frecuencias no son múltiplos y tienen buena separación.
También es importante que las frecuencias elegidas posean una cierta separación pues los filtros tienen un límite en su capacidad para "reconocer" los canales.
La etapa de excitación del filtro utiliza un transistor que tiene la finalidad de energizar la bobina de un relé.
Ese relé cerrará sus contactos cuando en la entrada del filtro aparezca una señal de la frecuencia para la que está calculado.
En el relé conectaremos el dispositivo que queremos controlar a distancia en ese canal.
Vea que el relé posee dos contactos, un NA (normalmente abierto) un NC (normalmente cerrado). En la figura 22 se observa cómo pueden hacerse las conexiones con los elementos a ser activados.
El montaje del módulo puede hacerse en una pequeña placa de circuito impreso. Para hacer esta placa, el lector debe tener presentes las dimensiones del relé y por lo tanto, debe adquirir este componente pues si utilizara un equivalente podría tener que alterar el diseño.
En la figura 23 tiene el circuito completo del filtro con los valores de todos los componentes excepto los capacitores que determinan la frecuencia. El montaje en la placa de circuito impreso se ve en la figura 24.
De la placa salen varios cables de conexión. Tenemos los cables de alimentación (+) y (-) y tierra, ya que la fuente es asimétrica.
Tenemos los cables de entrada que van conectados al módulo receptor y finalmente, los cables de salida del relé, que son 3 de los que sólo se utilizan 2.
Con los componentes en este montaje hay que tener las siguientes precauciones:
a) Suelde primero el circuito integrado respetando su posición. Vea que existe una marca, o media luna, que identifica el pin 1 y cuya posición debe respetarse. La soldadura del circuito integrado debe efectuarse con rapidez y con cuidado para evitar salpicaduras de soldadura que cortocircuiten los terminales. Si tuviera dificultades, use un zócalo.
b) Suelde después el transistor, también respetando su posición que está dada por la parte chata de su cubierta. Los equivalentes indicados en la lista de materiales tienen la misma disposición de los terminales y se sueldan de la misma manera. Suelde con rapidez el transistor pues es sensible al calor.
c) Para soldar el relé debe observar la disposición de sus terminales. El tipo indicado está de acuerdo con la placa. Los relés equivalentes pueden tener diferentes formas y conexiones.
d) Suelde enseguida todos los resistores observando sus valores dados por las franjas de colores. Doble los terminales de manera que encajen en la placa, suéldelos del lado cobreado y corte lo que sobra de los terminales.
e) Para soldar los capacitores, además de respetar sus valores, en el caso de C2 debe respetarse la polaridad. Vea la marcación (+) y (-) en la envoltura. La marcación del capacitor de 100nF cerámico puede ser 0,1 o 104, mientras que la marcación del capacitor de 47nF puede ser 473 o 0,047 o 0,05.
Suelde con rapidez pues los capacitores son sensibles al calor.
f) Suelde el trimpot en la posición indicada en la placa. Quizá tenga que doblar un poco los terminales para que se ajusten a los agujeros de la placa.
g) Suelde los diodos teniendo en cuenta que D1 y D2 son de una clase y D3 de otra. Observe la polaridad de estos componentes que está dada por la franja de color de la envoltura que corresponde al cátodo.
h) Termine el montaje con la soldadura de los cables de conexión externa. Estos cables deben tener de 10 a 15 cm y son flexibles y con aislación plástica. Use colores diferentes para facilitar las conexiones.

Rojo: +4,5V
Negro: OV o tierra
Blanco: -4,5V
Amarillo: salida 1
Verde: salida 2
Azul: salida 3
Marrón: entrada E
Blanco: C (común)

La fuente que se usa es simétrica, pudiendo hacerse de dos maneras como se ve en la figura 25. En el primer caso se usan 6 pilas comunes divididas en dos grupos de 3 cada uno.
En el segundo caso se usa una batería de 9V con divisor resistivo. En la juntura de los dos resistores se tiene una tensión de referencia. Este segundo circuito tiene la desventaja de consumir más energía que el anterior.
Para ajustar el filtro, el lector puede usar un generador de audio común conectado en su entrada, verificando de este modo si la frecuencia de operación corresponde a lo esperado.
A los que no tienen un generador de audio, se sugiere utilizar el mismo transmisor. En este caso, el lector puede armar uno de los transmisores modulados en tono que ya describimos, o esperar el próximo artículo en el que presentaremos ese proyecto.
En la figura 26 se muestra cómo hacer la conexión de los distintos filtros en el módulo receptor para un sistema multicanal común.
Los ajustes de los filtros deberán hacerse separadamente según la frecuencia de cada canal del transmisor.

Como puede apreciar, este sistema es bastante sencillo y si bien los ajustes pueden ser laboriosos, no requieren equipos especiales. Si desea obtener un sistema microcontrolado o los archivos Livewire y PCB Wizard de este sistema, puede bajarlos sin cargo de nuestra web: www.webelectronica.com.ar haciendo click en el ícono password e ingresando la clave radio217

 
 
De la Redacción de Saber Electrónica


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FIGURA 14
 
 
FIGURA 15
 
FIGURA 16
 
FIGURA 17
 
FIGURA 18
 
FIGURA 19
 
FIGURA 20
 
FIGURA 21
 
FIGURA 22
 
FIGURA 23
 
FIGURA 24
 
FIGURA 25
 
FIGURA 26