Rádio sem Pilhas e sem Transistores (ART1883)

Meia dúzia de componentes formam este rádio de galena numa versão moderna (sem transistores e sem pilhas) no tradicional receptor do "tempo de nossos avós" e que pode "pegar" com perfeição as estações locais. Os que desejam ter seu primeiro receptor de rádio, fácil de montar, não terão dificuldades com este projeto.

 

Os primeiros receptores de rádio que existiram eram bastante simples, baseando-se no funcionamento das propriedades elétricas de um cristal de galena, ou óxido de chumbo o qual podia "detectar" sinais de rádio, ou seja, extrair dos sinais de rádio a informação sonora que eles transportam. Por este motivo, os primeiros rádios, mais simples que existiram eram chamados "rádios de galena" ou "rádios de cristal", sendo formados por poucos componentes, pois não necessitavam de qualquer fonte de energia externa. Toda a energia para seu funcionamento que não permita mais do que um pequeno volume num fone, vinha da própria onda de rádio da estação sintonizada (figura 1).

Figura 1 – O rádio montado

O receptor da figura 1 é um típico receptor de galena como era usado no começo do século passado (XX), sendo formado por um circuito de sintonia através do qual era possível escolher a estação a ser ouvida, o cristal de galena que fazia a detecção do sinal e, finalmente um par de fones de ouvidos, cuja função era converter os sinais elétricos em som.

Com a evolução das técnicas eletrônicas, com o advento das válvulas termiônicas e depois dos transistores os quais além de serem muito mais eficientes na detecção dos sinais ainda podiam amplificar estes mesmos sinais até que sua intensidade torna-se suficiente para excitar um alto-falante com bom volume, os rádios simples como os de galena foram praticamente esquecidos, sendo apenas lembrados pelos amadores e principiantes que ainda tem na sua montagem uma sensação "diferente" de fazer um rádio que funciona com quase nada!

Praticamente podemos dizer que todo o amador de eletrônica já montou no início de suas atividades um rádio desse tipo. A montagem de um rádio de galena pode ser considerada obrigatória durante a evolução do aprendizado de eletrônica.

Esse é o motivo de estarmos incluindo neste volume do "Experiências e Brincadeiras com Eletrônica" um rádio deste tipo. Como curiosidade, como passo fundamental para a evolução de suas técnicas de montagem, ou ainda para trabalhos escolares, a realização de um rádio de galena constitui-se em algo bastante atrativo. Você poderá surpreender seus amigos "leigos" com um rádio que funciona sem pilhas e que não possui transistores e não necessita ser ligado a qualquer tomada para funcionar.

Como todos os componentes usados são de fácil obtenção e de baixo custo não há porque deixar de realizar esta interessante montagem.

COMO FUNCIONA

Um rádio simples como o de galeria é formado basicamente por três etapas as quais exercem funções bem definidas e simples de serem compreendidas. Essas etapas são o circuito de sintonia ligado à antena, o circuito detector, e o circuito de saída ligado ao transdutor, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Diagrama básico

O circuito de sintonia tem por função separar de todos os sinais que chegam à antena aquele que corresponde à estação que desejamos ouvir. Normalmente, este circuito é formado por uma bobina com número de espiras de acordo com a faixa sintonizada, e um capacitor variável ligado em paralelo.

O uso do capacitor variável é justificado pela necessidade que temos de poder atuar sobre o circuito de modo a escolher a frequência da estação a ser ouvida. Variando a capacitância deste componente, modificamos a frequência dos sinais que aparecem entre seus extremos, de modo que somente os que sejam correspondentes a estação desejada possam ser enviados as etapas seguintes.

O capacitor variável usado no nosso receptor é do tipo comum empregado na maioria dos receptores comerciais e a bobina deverá ser enrolada num bastão de ferrite, conforme instruções a serem dadas na parte prática. É importante observar que da escolha de um bom capacitor variável e do perfeito enrolamento da bobina dependerá a qualidade do receptor.

Com relação à função detectora que, normalmente nos rádios de versão antiga é exercida pelo cristal de galena, na nossa versão moderna, será exercida por um diodo semicondutor; As vantagens na utilização deste componente moderno podem facilmente justificar sua escolha:

Enquanto o cristal de galena apresenta o incômodo de ter de ser "picado" diversas vezes com um arame fino denominado "bigode de gato" até que um ponto sensível capaz de permitir seu funcionamento seja encontrado, os diodos semicondutores além de mais eficientes (por não precisarem de ajustes) podem ser adquiridos por preço bastante acessível em qualquer casa de material eletrônico (figura 3).

Figura 3 – Um diodo de germânio

A função desse diodo semicondutor é a mesma do tradicional "cristal de galena": detectar a envolvente do sinal de alta freqüência obtida da estação sintonizada. Em suma, no diodo temos a separação do sinal de "som" do sinal de "rádio" que o transporta. Com isso podemos aplicar o primeiro a um fone onde será ouvido o programa, enquanto que o segundo será desviado para a terra por meio de um capacitor (figura 4).

Figura 4 – O desacoplamento de RF

Finalmente, temos o fone de ouvido que tem por função converter os sinais detectados em som audível. No nosso caso recomendamos o uso de fones de cristal ou magnéticos de alta impedância que, além de apresentarem uma sensibilidade elevada podem ser encontrados com certa facilidade nas casas de material eletrônico. Alertamos que os fones que acompanham gravadores e rádios portáteis normalmente não podem ser usados, pois são do tipo de baixa impedância. Esses, entretanto, podem ser adaptados com um transformador, conforme mostra a figura 5 e, com isso, usados neste receptor.

Figura 5 – Usando um transformador

Um ponto importante que não foi ainda focalizado no funcionamento do rádio de cristal refere-se à antena e a ligação a terra. Como a energia para o funcionamento deste receptor vem toda do próprio sinal captado, a antena para o rádio deve ser a maior possível, devendo ser bem isolada e ter no mínimo uns 10 metros de comprimento. Recomenda-se a utilização de fio nu para a antena, preso em suas pontas e castanhas isoladoras, e o cabo de ligação ao rádio deve ser do tipo de capa plástica flexível. A ligação a terra pode ser feita a um encanamento, uma placa de metal enterrada no solo, ou ainda no pólo neutro da tomada.

MONTAGEM

Neste tipo de montagem, um bom contacto entre todos os componentes e as ligações externas são essenciais para um bom funcionamento. Nosso protótipo, conforme mostra a figura 6 foi montado numa caixa plástica de 13 x 7 x 4 cm, sendo todos os componentes soldados entre si para assegurar o melhor contacto elétrico possível. A ferramenta ideal para a soldagem é o soldador de pequena potência (máximo 30 W) e solda de boa qualidade. Um alicate de corte, um alicate de ponta e chaves de fenda completam o jogo de ferramentas úteis para a montagem.

Figura 6 – Sugestão de caixa para montagem

Na figura 7 temos o diagrama completo do rádio.

Figura 7 – Diagrama completo do rádio

Na figura 8 temos a disposição desses componentes na caixa numa vista explodida para facilitar a sua visualização pelo leitor.

Figura 8 – Visão da montagem

Comece a montagem enrolando a bobina. Essa bobina tem como forma um bastão de ferrite de uns 15 cm de comprimento e de 0,8 à 1 cm de diâmetro. O fio usado no enrolamento é do tipo esmaltado no. 28 AWG.

Enrole então a bobina L1 que consiste em cerca de 80 à 100 espiras de fio dispostas de maneira ordenada, prendendo juntos os extremos dos seus fios, conforme mostra a figura 9. Para a soldagem dos fios no circuito, raspe suas pontas com uma lâmina, pois pelo contrário a solda não pegará e não haverá contacto elétrico.

Figura 9 – A bobina

Em seguida, do mesmo modo, enrole a bobina L2 no mesmo bastão, sendo que esta consta de 10 à 20 espiras do mesmo fio 28 AWG.

Depois de pronta, a bobina pode ser fixada na caixa por meio de elásticos ou ainda colada diretamente por seus extremos.

Fixada a bobina, fixe também a ponte de terminais por meio de 1 ou 2 parafusos, e em seguida, na tampa da caixa faça a fixação do capacitor variável, do jaque para ligação do fone, da ponte de dois,terminais para, a ligação à antena e à terra.

As operações seguintes consistem em se soldar o diodo, o capacitor de cerâmica, e finalmente fazer as interligações entre todos os componentes usando fio flexível de capa plástica (cabinho).

Completada a montagem, confira todas as ligações e instale a antena externa que deve ter pelo menos 10 metros de comprimento e ser bem isolada. O fio de descida ao rádio, conforme explicamos, deve ser isolado (encapado) para que os sinais não venham a ser curto-circuitados à terra nos pontos em que o fio encosta. A ligação à terra pode ser feita no encanamento de água (se for metálico) ou no pólo neutro da tomada (figura 10).

Figura 10 - Ligação à antena e terra

Feita a ligação da antena e da terra, encaixe o jaque do fone na saída correspondente e, movendo vagarosamente o eixo do variável procure sintonizar uma estação local. Se a estação ouvida (ou estações) ficarem muito no extremo do giro do variável você pode deslocá-las enrolando novamente a bobina com mais ou menos espiras que o recomendado.