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jueves, 2 de julio de 2015

Circuitos ÚTILES 11. Inversor 12v DC - 220v AC (25W)



INDICE

Advertencia
Para qué sirve un inversor
Características de este inversor
Esquema
Lista de materiales
Construcción
Usos
El vídeo



Advertencia

Este circuito produce tensiones de 200-300 voltios por lo que un mal uso o distracción puede provocar un accidente



Para qué sirve un inversor

Si se desea elevar una tensión de 12 voltios a 220 voltios, pues se usa un transformador. Para eso están ¿No?

Lamentablemente, un transformador sólo funciona cuando se le aplica corriente alterna. Por ejemplo, la de casa, que cambia 50 veces por segundo de polaridad. Con corriente continua -como la de una batería- no funcionan.

Si conectamos corriente continua a un transformador, comprobaremos que en el secundario no obtenemos ninguna tensión. No se transfiere la energía. Lo único que ocurrirá es que circula la corriente continua por el transformador, calentándolo, llegando incluso a destruirse tanto el transformador como la fuente de corriente.

Para elevar la tensión de una corriente continua primero tenemos que convertirla en alterna. Entonces es cuando se puede usar un transformador para elevarla.

Así que podemos decir que un inversor es un oscilador, aunque eso sí: Un oscilador de potencia, que manejará una corriente elevada.

Un inversor básico es un circuito sencillo, pero a medida que se le añaden prestaciones o "extras" dicho circuito se complica. Un inversor avanzado tendría estas características:

- Gran potencia. Los hay para miles de amperios

- Onda senoidal pura (frente a onda cuadrada)

- Gasto cero si no hay carga conectada. Los inversores básicos siguen consumiendo aunque no haya una carga conectada.

- Sistemas de protección (sobrecarga, cortocircuito...)

- Estabilidad tanto en tensión como en frecuencia

- Circuito de alta frecuencia que permite usar transformadores pequeños, lo mismo que ocurre en las fuentes conmutadas respecto de las fuentes lineales convencionales.



Características del inversor

Tensión entrada: 9-14 voltios DC
Tensión salida: 200-290 voltios AC (la tensión baja si hay carga conectada)
Potencia máxima: 25W
Tipo de onda: Cuadrada



Esquema


[Fig 01] Esquema del inversor

Circuito sencillo a más no poder. Q1 y Q2 forman un circuito oscilador que alimentan el primario del transformador T1. En el secundario se obtienen aproximadamente 240 voltios.



[Fig 02] Transistores TIP35C en primer plano
Los transistores TIP35C pueden manejar hasta 25A (a 100 voltios), en esta aplicación se las verán con no más de 1.5A y a 12 voltios, por lo que no creo que nunca se rompan. Funcionan tan "relajados" que no necesitan disipador, pues no se calientan lo más mínimo, y esto es bueno, pues un disipador a menudo ocupa mucho más espacio que el propio transistor y su coste también suele ser bastante mayor. Eso que nos ahorramos...

Un TIP35C cuesta alrededor de 1 euro.







Lista de materiales


[Fig 03] Materiales

Estamos ante un proyecto poco exigente en cuanto a lista de componentes:

- Transformador:
     Secundario 9+9v. (Aquí actuará como primario)
     Primario: 0-220v. (Actuará como secundario). Toma de 125v opcional
- 6 Tornillos. 8 arandelas y 6 tuercas M3
- 4 Separadores de plástico para el PCB
- PCB montado con el circuito inversor
- 1 Tupper o caja
- 1 metro de cable, vale el rojo y negro de altavoz, sección mediana
- 1 base de enchufe para AC, de superficie (para empotrar)
- 1 Interruptor empotrable
- 1 Portafusible con fusible de 3A
- 1 Conector para encendedor. A veces estos conectores llevan fusible. 
     En este caso puedes omitir el portafusible anterior.

Para el PCB:
- Una placa virgen de 80 x 60mm
- R1  Resistencia 2K2 (Dos mil doscientos Ω, rojo-rojo-rojo)
- R2  Resistencia 560Ω (verde-azul-marrón)
- R3 = R2
- R4 = R1
  Las 4 resistencias de 1/2 W es suficiente.
- C1 y C2  Condensador electrolítico 10µF 400v
- D1 y D2  Diodo 1N4007
- Q1 y Q2 Transistor TIP35C



Construcción

El PCB se hace bastante rápido cuando es sencillo, como en esta ocasión. Os pongo unas fotos sobre el diseño del mismo:



[Fig 04] Diseño del PCB



[Fig 05] Pistas (Rotulador) en el PCB



















Una vez hechos los taladros y la serigrafía casera en el PCB, ponemos los componentes y los soldamos. Las pistas de cobre del colector de cada uno de los transistores así como la pista que une los dos emisores las he recubierto de estaño para darles una mayor conductividad.


[Fig 06] PCB terminado

Sujetamos a la tapa del tupper el transformador y el PCB.
Para el transformador usamos dos tornillos, cuatro arandelas y dos tornillos, de métrica 3 (M3). Para el PCB usamos cuatro tornillos, dos arandelas y cuatro tuercas también M3. No pueden faltar los cuatro separadores tubulares de plástico para dejar espacio entre el PCB y la tapa. El largo de estos separadores, en esta ocasión, es de 10 mm aunque sería suficiente con 5mm. 

Estos separadores se venden con longitudes distintas, en las tiendas de componentes electrónicos:

[Fig 07] Sujeción del Transformador y del PCB
















El último paso es conectar las cosas entre sí, y a esto va a ayudar bastante el uso de conectores. Hay dos: Uno de dos vías para el bobinado 9+9 del transformador y otro de tres vías para la entrada de corriente desde la batería. Utilizo la tercera vía para llevar el cable positivo hacia el central del 9+9 de T1:




[Fig 08] Cableado del inversor


Usos

Este pequeño gadget me parece útil para incursionar en el tema de los inversores, pero también es capaz de hacer trabajos útiles y concretos como ha quedado demostrado en el vídeo.

A pesar de ser de onda cuadrada ha hecho funcionar pequeños dispositivos de carácter más bien inductivo como es el caso de los alimentadores y cargadores.

Debemos desconectar este inversor cuando no se esté usando, pues aunque no haya nada conectado sigue gastando batería. Será suficiente con accionar el interruptor. Mejor aún desconectarlo de la batería.

Entre las distintas cosas que he probado y han funcionado:

- Lámparas LED de hasta 25W
- Cargador de móvil de 220v
- Alimentador 220v AC - 9v DC (Radio)
- Alimentador 220v AC - 18v DC (Mini-Taladro)
- Cargador de baterías de mi cámara de fotos/vídeo.



El vídeo





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martes, 16 de junio de 2015

Bomba de VACÍO con motor de tensiómetro



INDICE


Cualidades de la bomba de un tensiómetro
Precedente: Bomba V1.0
Materiales necesarios
Construcción:
   Extraer bomba del tensiómetro
   Elección del frasco
   Insonorización
   Mecanizado de la tapa del frasco
   Conexión neumática de la bomba
   Conexión eléctrica
Prueba y prestaciones
Usos
El vídeo




Cualidades de la bomba de un tensiómetro

Bueno, por tensiómetro se entiende ese dispositivo médico que sirve para tomar la tensión arterial.


[Fig 1] Tensiómetro (de brazo)




En los tensiómetros modernos, para ser unas máquinas de tamaño tan reducido y además alimentadas a pilas, es llamativa la fuerza que tienen. Te colocan el brazalete, pulsan "start" y notas como ese brazalete presiona tu brazo con bastante fuerza. 

La cosa no queda ahí. Llega un momento en que el tensiómetro deja de inflar el brazalete, pero no es porque le falte fuerza a la bomba sino porque la electrónica le manda parar. Es decir, la bomba, conectada directamente a la alimentación, sin el control de los sensores electrónicos, sería capaz de producir más presión, seguramente hasta extremos dolorosos y peligrosos.

Aquí es donde vi el potencial de estas pequeñas bombas.




Precedente: Bomba V1.0

Hace cosa de un par de años subí un vídeo construyendo una bomba de vacío, esta vez basada en un compresor de los utilizados para inflar las ruedas del coche. Se venden en los chinos a unos 4-5€ y estos motores tienen fuerza suficiente como para producir un 85% de vacío, valor bastante alto que permite incluso envasar alimentos al vacío, si bien su consumo eléctrico era considerable. Su tamaño más bien grande obligaba a usar un frasco de dimensiones generosas: 2 galones, lo que viene a ser casi dos litros. También era bastante ruidoso, aunque en resumen, yo calificaría a esa bomba de vacío como "más que interesante".



Materiales necesarios

- Un tarro de cristal, con su tapa metálica en buen estado
- Un poco de cartón
- 3 espigas (o tres tubos que hagan la función de espiga)
- La bomba de un tensiómetro
- Un trozo de manguera flexible de diámetro adecuado
- Una regleta
- Un poco de cable
- Pegamento epoxi




Construcción:

EXTRAER BOMBA DEL TENSIOMETRO

En este modelo ha sido bastante sencillo. Se retiran dos tornillos de la tapa y ésta sale fácilmente. Debajo del display y el circuito se encuentra la bomba fijada por una pequeña abrazadera con dos tornillos. Se desueldan los dos cables y ya tenemos la bomba suelta.



[Fig 2] Abriendo el tensiómetro para extraer la bomba



ELECCIÓN DEL FRASCO

Será suficiente con que pueda albergar en su interior a la bomba. Debemos prever espacio de más, puesto que también tendremos que poner en su interior varias cosas más.



INSONORIZACIÓN

Para evitar que el motor golpe las paredes y el fondo del frasco y el ruido que con ello se genera, forraremos el interior del frasco con cartón. Haremos dos piezas: Una circular para el fondo, y una rectangular (que enrollaremos) para las paredes del frasco.


[Fig 3] Interior del frasco con el silenciador de cartón




MECANIZADO DE LA TAPA DEL FRASCO

En la tapa del frasco hay que hacer tres orificios para permitir tres funciones:

1) Que la bomba saque el aire fuera del frasco
2) Que el vacío creado en el frasco se pueda llevar al punto deseado
3) Pasar la alimentación eléctrica a la bomba


[Fig 4] Espigas de latón. Estas son soldables
En cada uno de esos taladros hay que fijar algo a modo de tubo. Yo utilicé las llamadas espigas, que se usan en dispositivos neumáticos. También se puede utilizar cualquier cosa parecida, incluso trozos de bolígrafo reciclados.

Se pueden fijar a la tapa pegándolas con un buen pegamento o mejor aún soldándolas con estaño plata. En este caso las espigas deben ser de latón para que el estaño agarre (en acero no agarra).




En la foto siguiente, una espiga situada en la tapa:


[Fig 5] Cómo debe quedar la espiga en la tapa



y en esta otra foto, las tres espigas ya soldadas, y limpias, sin restos de pasta de soldar ni la suciedad que se produce en la soldadura. Una espiga va hacia afuera, y dos hacia dentro:



[Fig 6] Las tres espigas soldadas y limpias




CONEXIÓN NEUMÁTICA DE LA BOMBA

Conectaremos la salida de aire de la bomba a una de las espigas que apuntan hacia el interior del frasco. Puede servir un trozo de manguera del mismo tensiómetro, y si no, usaremos uno de diámetro apropiado.


[Fig 7] Conectar la bomba a una de las espigas. La bomba sacará el aire del interior del frasco haciendo el vacío



CONEXIÓN ELÉCTRICA

Hay que llevar a la bomba, al interior del frasco, los seis voltios DC necesarios para que ésta funcione. Un cable lo pasaremos por la otra espiga que queda libre y que también apunta hacia el interior del frasco.(después hay que sellar esta espiga con pegamento).

El otro cable no lo pasaremos por la espiga sino usando la propia tapa como conexión: Soldamos dos cables a la tapa: Uno por fuera y otro por dentro. Nada que temer: Son sólo 6 voltios.

Ambos cables se sueldan a los terminales del motor. Aquí tampoco importa la polaridad. La bomba trabaja igual en un sentido que en otro.


[Fig 8] Regleta de conexión. Se venden en tiras largas,
y se cortan a la medida, en este caso 2 conexiones.

Importante: Los cables que salen de la bomba no deberíamos usarlos directamente para conectar los 6v, pues con el uso, la flexión constante terminará por romperlos, y la sustitución no es nada fácil en el caso del cable que va por la espiga (estará sellado con pegamento). 






Por eso, lo mejor es conectar estos cables a una regleta para que no se muevan. En el otro extremo de la regleta conectaremos los cables con los que alimentaremos a la bomba, y estos sí pueden ser sustituidos fácilmente en caso de rotura.



Prueba y prestaciones

Se hizo el mismo montaje que en la bomba de vacío anterior:

Polímetro en serie con la alimentación para monitorizar el consumo
Vacuómetro conectado a la bomba de vacío

Una vez todo en orden, suministré los 6v (DC, por supuesto) a la bomba y estos fueron los resultados:


[Fig 9] Probando las prestaciones de la bomba de vacío


Vacío máximo obtenido: 0.5 atmósferas (unos 320 mm Hg)
Consumo eléctrico
- Al comenzar: 240 mA
- Hecho el vacío: Igual o menor a 130 mA

El nivel sonoro es menor que en la versión 1.0



Usos

Con sus 320 mm de Hg y su reducido caudal, esta bomba puede servir para:

Construir una desoldadora por vacío, para tu taller de electrónica.

Compactar ropa en caso de no disponer del típico aspirador.

Experimentar en el taller/laboratorio



El vídeo



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viernes, 5 de junio de 2015

Circuitos ÚTILES. 10. Radio FM




INDICE

Características de la radio
Una radio con cuatro circuitos integrados
¿Qué emisoras podemos captar?
Opciones de sintonización: Condensador variable vs diodo varicap
Opciones de alimentación: Pilas y 220/125v AC
Novedad: Encendido táctil
Esquema de la radio
Lista de componentes
Montaje en protoboard
Montaje
   - Diseño previo de la radio
   - Diseño y elaboración del PCB
   - Fijar componentes al PCB
   - Probar radio en PCB
   - Elegir y mecanizar... sí: Un tupper
   - Acoplar piezas al tupper
Radio terminada




Características de la radio


Había dos versiones de radio que me llamaron la atención. Os pregunté en twitter y en facebook qué versión preferíais y claramente la versión 1 "clásica" fue la que más adeptos tuvo.

Tiene estas prestaciones:

Banda: FM
Rango: 87.5-110 Mhz
Posibilidad de explorar otras frecuencias (1.5 - 110 Mhz)
Sintonía: Con diodo varicap
Potencia audio: 1W aprox.
Sonido: Mono.
Salida de auriculares
Alimentación: 9v, a pilas o alimentador externo 9v
Novedad: Encendido/apagado táctil
La salida de auriculares sirve para conectarla a un amplificador externo
El piloto On/Off se convierte en linterna accionando un interruptor
Sonido claro y limpio

No hay componentes SMD, por lo que se considera un montaje apto para iniciados. Sólamente hay que hacer dos bobinas manualmente, y son muy sencillas de hacer. 




Una radio con cuatro circuitos integrados

Usaremos cuatro integrados:


[Fig 1] Circuito Integrado TLC555
TLC555: Para el encendido y apagado táctil de la radio. Es la versión CMOS del 555, con un consumo en reposo muy reducido (100 µA). 

Es un circuito muy versátil que puede configurarse como temporizador, oscilador, divisor de frecuencia, modulador y, en nuestro caso, como biestable, también llamado flip-flop.









[Fig 2] Regulador 7805
7805: Estabilizador de 5 voltios, positivo. La parte de la radio debe recibir una tensión muy estable para que funcione de modo fiable, máxime cuando el método de sintonía será por diodo varicap, que exige una tensión de referencia fija.

Gracias a este componente podremos alimentar a la radio con cualquier tensión entre 7 y 15 voltios.






[Fig 3] Circuito Integrado TDA7000
TDA7000. Este integrado fue creado por la marca philips para poder construir una radio FM compacta y sencilla. No es necesaria una sección de FI con bobinas sintonizadas ni componentes que tiran para atrás al aficionado. La sintonía se puede hacer mediante el clásico condensador variable o, mejor aún, con diodo varicap, manipulando una tensión (así lo haremos nosotros).

No termino de entender porqué en Internet tanta gente habla mal de este chip como si fuese el parangón de lo obsoleto, de lo inútil, cuando me consta que hay radios comerciales con prestaciones no superiores a las que brinda este chip.

Buena prueba de su demanda es que en cualquier tienda de electrónica te lo sirven. Y si no lo tienen en stock, te lo piden.



[Fig 4] Circuito Integrado TDA2822M. Amplificador de audio
TDA2822M. Amplificador de audio de 1W. Es estéreo, pero se puede configurar para mono. Me ha parecido ver que es más inmune a zumbidos y acoples que el conocido LM386.

Proporciona un sonido limpio y, probablemente, un poquito más potente que el LM386, a pesar de estar siendo alimentado por tan sólo 5 voltios (funciona desde 3 hasta 15 voltios según datasheet)







¿Qué emisoras podemos captar?

La cantidad de emisoras dependerá de tu ubicación y de cuántas emisoras haya en la zona donde tú estás. En mi caso, una vez lista la radio, llegué a sintonizar más de 20 emisoras. 

En este proyecto tenemos que construir dos bobinas, pero son muy fáciles de hacer. Tienen sólo 4-7 espiras y no tienen núcleo, o mejor dicho, es de aire. En menos de cinco minutos se hacen las dos.

En el vídeo se muestra la forma de ir afinando en la construcción de las bobinas hasta cubrir enteramente el espacio radiofónico reservado a la FM, desde 87.5 hasta 108 Mhz. Para esto nos ayudaremos de otra radio, mejor si es con dial digital, y por comparación, sabremos si nuestra radio está abarcando esa gama de frecuencias de 87.5 a 108 Mhz.


[Fig 5] Dial FM

Si haces las bobinas con otros valores, puedes sintonizar frecuencias fuera de ese margen. Concretamente, si haces L2 con más espiras y/o más diámetro, sintonizarás emisiones por debajo de 87.5 Mhz, llegando incluso a 1.5 Mhz, lo que da bastante juego...




Opciones de sintonización: Condensador variable vs diodo varicap

Hay innumerables esquemas para el TDA7000, la mayoría con la opción del condensador variable para sintonizar. Unos pocos esquemas ofrecen sintonía mediante diodo varicap. Esta última me parece una opción más interesante y sencilla.
[Fig 6] Condensador variable

La sintonización por condensador variable consiste en desplazar una armadura de láminas móviles sobre otra armadura de láminas fijas. Según se introduzcan más o menos esas láminas unas en las otras, la capacidad del condensador varía, y con ello, la sintonización. Este método es el más antiguo, y tiene sus limitaciones:







- Necesita una desmultiplicación mecánica, pues accionar directamente sobre el eje del condensador variable hace casi imposible detenerse con precisión en una emisora concreta. Es el conocido "dial" de las radios clásicas, basado en un hilo de nylon que corría por varias poleas y engranajes. Sistema mecánico sencillo en apariencia, pero que encierra gran complejidad para un aficionado.

- Un condensador variable puede tener un tamaño considerable

- Es un componente complejo y difícil de fabricar: No es barato

- El condensador variable es sensible a factores ambientales. Por ejemplo, el polvo, que con el paso del tiempo se acumula en sus armaduras, cambiando sus características, falseando el funcionamiento de la radio o produciendo ruidos en el audio cuando se acciona dicho condensador.

Por el contrario, la sintonía por varicap es más sencilla de construir, ocupa menos volumen, es inmune a agentes físicos, no necesita mecanismos (excepto el sencillo y barato potenciómetro) y es más económica.


[Fig 7] Diodo varicap


La sintonía con diodo varicap se basa en que cuando se polariza inversamente un diodo, éste no conduce, pero la barrera interna del diodo se comporta como un condensador, y su capacidad varía según la tensión aplicada al diodo. En realidad, este fenómeno ocurre en todos los diodos, pero el diodo varicap se fabrica a propósito para potenciar este fenómeno.




Así que, en lugar de mover un delicado sistema de láminas, simplemente se varía una tensión, algo que se puede hacer con un potenciómetro.

La tensión aplicada al varicap debe ser muy estable. En caso contrario se perderá la sintonía. Esta es la razón de porqué alimentaremos la radio a través de un regulador tipo 7805 que suministra 5 voltios muy estables, evitando las fluctuaciones propias de una pila según se va gastando, o las del alimentador 220/9 voltios. 

Opciones de alimentación: Pilas 9v y alimentador 220/125v AC (9v=)

Esta radio funcionará tanto a pilas como con corriente de red 220/125v

Para la opción "pilas" usaremos una de 9v. El circuito de la radio funciona a 5 voltios muy estables suministrados por un regulador 7805. Pero un regulador, para funcionar correctamente, necesita dos voltios más. Así que nos vamos a 7 voltios, que es un valor no estándar en pilas, pero sí lo es el de nueve voltios. A un 7805 se le pueden aplicar hasta 35v en su entrada, así que 9v no son problema.
[Fig 8] Podemos usar un alimentador desde 7 a 15 voltios

En cuanto a la opción 220v, puesto que el consumo va a ser reducido, prefiero evitar poner una fuente en el interior de la radio. Mejor usaremos un alimentador externo de 220/125 AC a 7-15 voltios DC. 

Así, este proyecto no tendrá ningún riesgo eléctrico, la radio será mas pequeña y pesará menos, y también evitamos que se metan zumbidos de 50Hz en el audio. Además, es una opción más económica.



La tensión del alimentador puede ser en ese rango (7-15v) porque la radio será alimentada invariablemente a 5 voltios gracias al 7805, y el TLC555 (que no se alimenta desde el 7805 sino directamente) puede funcionar en ese rango de tensiones de 7-15 voltios. 

Así que, en cuanto a tensión, esta radio es un poco "todo terreno".



Novedad: Encendido táctil

Como innovación, esta radio dispone de un sistema táctil en el que bastará con rozar una pieza metálica para encenderla y apagarla, sin interruptor, sin piezas móviles. A este sistema táctil le he dedicado un vídeo y un artículo en este blog:


Cómo hacer un interruptor táctil: Vídeo, Blog

Es un circuito con sólo seis componentes de bajo costo.

Esquema de la radio


[Fig 9] Esquema de la Radio


Este esquema tiene varias secciones, vamos a verlas por separado:

- Interruptor táctil y fuente de alimentación
Parte derecha-superior del esquema. A cargo de un integrado TLC555 y un regulador 7805 (que también es un integrado). Sirve para encender/apagar la radio, y también proporciona la tensión de funcionamiento de 5 voltios, bien estabilizada.


[Fig 10] Interruptor táctil + fuente
En la parte central-abajo están la pila y la entrada de 7-18v DC que alimentarán a la radio. Si no conectamos nada en el jack será la pila la que haga funcionar a la radio. Si conectamos el jack, se produce la conmutación: La pila se desconecta y será el alimentador externo el que entra en acción.

Sea cual sea la fuente elegida (pila o alimentador), la tensión es enviada a la entrada del interruptor táctil, tal y como indican las flechas (+9v, 0v)

Si tocamos los contactos del pin 2 del 555, se pondrá a nivel alto su salida en el pin 3, activando el transistor Q1 que dará tensión a la radio, poniéndola en marcha. La razón de poner Q1 es que el 555 sólo puede suministrar 100 mA en su pin 3, y la radio va a consumir un poco más, sobretodo si se hace funcionar a volumen alto. 

Muy importante un detalle: Este circuito tiene dos negativos o "masas":

1) El de esta sección del 555
2) A partir del colector de Q1, la masa del resto de la radio.

No deben ser confundidas y no deben estar conectadas entre sí.

Ahora, si tocamos los contactos del pin 6 del 555, si la radio estaba encendida, se apagará.


Un poco más a la izquierda en el esquema nos encontramos con IC2, un regulador para 5 voltios positivo. En su patilla derecha recibe los 7-18 voltios que le proporciona el circuito del 555, y los entrega en la patilla izquierda convertidos a 5 voltios muy estables. Esta tensión de 5v será utilizada en varios puntos de la radio.


- Piloto y linterna
Arriba a la izquierda está D2, un diodo LED de alto brillo que funcionará como piloto para indicar si la radio está encendida o apagada. La función de un indicador o piloto es indicar algo, no iluminar. 

Entonces ¿Porqué poner un LED de alto brillo?
[Fig 11] Piloto indicador y linterna


Porque son más eficientes que los LED comunes. Para que sólo luzca lo suficiente como piloto, lleva una resistencia de 10KΩ en serie (R11) que limitará la intensidad que circula por él a valores de unos microamperios.






Por el coste suplementario de sólo un pulsador o interruptor (SW2) y otra resistencia (R10) de 220Ω que pondremos en paralelo con R11, el LED D2 funcionará a su potencia nominal cuando pulsemos SW2, convirtiendo la radio en una linterna.

Incluso trabajando a plena potencia en modo linterna (con SW2 activado), D2 sólo consumirá unos 10 mA.



- Radio FM
Es el receptor de radio en sí, a cargo de un integrado TDA7000


[Fig 12] Radio
Partes destacadas:

Pines 13 y 14: La recepción de las ondas de radio de FM. La antena puede ser un simple trozo de cable, aunque nosotros procuraremos poner una antena telescópica como las que normalmente se usan en radios de FM. Aquí va la bobina L1 que construiremos así:








[Fig 13] Bobina L1. Definitiva
Sobre un destornillador o cualquier 
otro objeto cilíndrico de 3 mm de grosor bobinaremos 5 espiras y media de hilo de cobre esmaltado de 0.8 mm de diámetro. Hay que lijar ambos extremos de la bobina para retirar el esmalte aislante del cobre. Apretaremos las espiras para que estén juntas (no habrá contacto eléctrico gracias al esmalte). A continuación extraemos la bobina del destornillador. Quedará como la figura 13:





Pines 4-5: La sintonía o búsqueda de emisoras. Como ya comenté, será mediante diodo varicap (D1) del tipo BB105, bastante común. La búsqueda de emisoras se realiza accionando el potenciómetro R5, de 100K lineal, mejor del tipo multivuelta para sintonizar con precisión las emisoras. Foto a la derecha.


[Fig 14] Bobina L2

Esta es la segunda bobina, L2, 
construida del mismo modo que L1 pero con estas dos diferencias:

- 7 espiras y media
- Bobinada sobre un destornillador o cualquier objeto de 3 mm de grosor.








Sobre las bobinas debo decir que probablemente tengáis que hacer varios ejemplares para probar cuál es la mejor, especialmente L2 que es la encargada de la sintonía. Yo también tuve que hacer unas cuantas, pero afortunadamente son fáciles de hacer. La razón de esto es que, a estas frecuencias de varios Mhz, basta con una mínima variación en una bobina para que el circuito funcione de modo distinto.



[Fig 15] Merece la pena sentarse tranquilamente y hacer varias bobinas distintas para probar. 
Siempre usé hilo de 0.8 mm de diámetro, así que lo que cambié fue el número de espiras (de 3 y 1/2 a 7 y 1/2)


y/o el diámetro interno de la bobina (de 2.4 a 4 mm)

Pin 2: Es la salida de audio del TDA7000, aunque sin potencia suficiente para mover un altavoz, ni siquiera unos auriculares. Necesita ser amplificada.


Alimentación +5v: En dos puntos del esquema de la radio veremos la leyenda "+5v" con una flecha apuntando hacia arriba: Debemos conectar estos puntos a la línea de +5v que sale del pin izquierdo de IC2 (7805).


- Amplificador de audio:



[Fig 16] Amplificador de audio
La cuarta y última sección de circuito. A cargo de IC4, un TDA2822M
Toma la señal de audio proveniente del pin 2 del TDA7000 y la eleva hasta un nivel suficiente como para excitar un altavoz y unos auriculares.

La señal pasa por el potenciómetro (R7) que actúa como control de volumen, aplicando esa señal al pin 7 de IC4, que es su entrada de audio.

El TDA2822M es estéreo, pero puede configurarse como mono, caso de este circuito. La alimentación de +5v se aplica al pin 2, y se toma del terminal izquierdo de IC2 (7805) tal y como señala la flecha. El condensador C23 de capacidad generosa (2200 µF ) permite a IC4 procesar el sonido con la menor distorsión posible, especialmente cuando se le hace trabajar en condiciones "duras": A alto volumen y cuando predominan los tonos graves.

Con IC4 en configuración "mono", la salida de audio amplificada es en los pines 1 y 3 que llevaremos al altavoz a través de un interruptor (SW1), de modo que nosotros elegimos si debe sonar el altavoz o no.

En paralelo con esta salida conectaremos una toma de auricular (por supuesto, mono y sin desconectador) y pondremos una resistencia atenuadora (R10) de 100
Ω, pues si hacemos sonar los auriculares directamente con la misma señal del altavoz, el sonido será ensordecedor y pueden romperse los auriculares.

C28 tiene por misión bloquear cualquier componente de corriente continua que pudiera haber, dejando pasar sólo la alterna (es decir, el sonido) evitando sobrecargar inútilmente el altavoz, los auriculares y el propio IC4, además, ahorrando pila.


Lista de componentes


[Fig 17] Componentes para hacer la radio


COMPONENTES AUXILIARES


- Un tupper o caja de tamaño adecuado
- Antena telescópica (o un trozo de hilo con una pinza de cocodrilo)
- Pila de 9v alcalina
- Portapilas para pila de 9v
- Velcro para fijar la pila
- Botones para los potenciómetros de sintonía y volumen
- SW1 y SW2: Dos interruptores miniatura empotrables (altavoz, linterna)
- Toma DC con desconectador, empotrable
- Toma auricular 3.5 mm, mono, sin desconectador, empotrable
- 4 Chinchetas enteramente metálicas para hacer los sensores On/Off
- Altavoz 8Ω-16Ω 2-3W
Para sujetar el altavoz al tupper:
- 4 tornillos M3 largo 15 mm, 4 tuercas M3 y 4 arandelas para M3


COMPONENTES PARA EL CIRCUITO

- Circuito impreso virgen, de una capa
- Los materiales y herramientas necesarios para hacer el PCB
Para sujetar el PCB al tupper:
- Cuatro separadores de plástico. Largo 20 mm. Orificio interno 3-4 mm
- 4 tornillos M3 largo 30 mm, 4 tuercas M3 y 4 arandelas para M3

Las siguientes resistencias a 1/4W. Si son de más potencia funcionará igual, pero ocupan más espacio y son más caras. 

- R1 3M3Ω (3,300,000Ω) naranja-naranja-verde
- R2 = R1
- R3 220Ω rojo-rojo-marrón
- R4 10K (10,000Ω) marrón-negro-naranja
- R5 Potenciómetro 100KΩ lineal (mejor si es multivuelta) (Sintonía)
- R6 18KΩ (18,000Ω) marrón-gris-naranja
- R7 Potenciómetro 10KΩ logarítmico (volumen)
- R8 4R7 (también 4Ω7) (4.7Ω) amarillo-violeta-negro
- R9 = R8
- R10 100Ω marrón-negro-marrón

Los siguientes condensadores:
Si son electrolíticos: Para 16 ó 25v.
Si son de poliéster o cerámicos: Para la mínima tensión, por ejemplo: 63v.
Si son de más voltaje no pasa nada, pero serán más grandes y más caros.

- C1 Condensador 10n (10 nano-faradios)
- C2 Condensador electrolítico 100µF / 25v
- C3 Condensador electrolítico 470µF / 25v
- C4 Condensador 100n
- C5        "           3n3

- C6        "           150p (150 pico-faradios)
- C7        "           100n
- C8        "           330p
- C9        "           220p
- C10      "           10n

- C11      "           150p
- C12      "           180p
- C13      "           39p
- C14      "           47p
- C15      "           2n2

- C16      "           4n7
- C17      "           100n
- C18      "           100n
- C19      "           3n3
- C20      "           330p

- C21      "           2n7
- C22      "           electrolítico 4.7µF/16
- C23      "           electrolítico 2200µF/25
- C24      "           100n
- C25      "           electrolítico 1µF/25

- C26      "           10n
- C27      "           100n
- C28      "           electrolítico 1000µF/25

- L1 5 vueltas y 1/2 cobre 0.8 mm sobre objeto de 3 mm de diámetro
- L2 7 vueltas y 1/2 cobre 0.8 mm sobre objeto de 3 mm de diámetro

- D1 Diodo varicap BB105
- D2 Diodo LED de alto brillo, blanco o azul

- Q1 Transistor TIP31 o equivalente NPN

- IC1 TLC555 ó LMC555
- IC2 Regulador 7805
- IC3 TDA7000
- IC4 TDA2822M


Montaje en protoboard

Una vez claras las cosas monté la radio en el protoboard. Quise probarla antes de completar el montaje con el amplificador de audio, por lo que tuve que usar la entrada "auxiliar" de un equipo musical.

Dar con los valores de las bobinas L1 y L2 resultó más fácil de lo esperado, pero dichos valores (en mi caso) no coinciden exactamente con lo publicado en otros muchos esquemas, y es probable que también te suceda a ti.

En el vídeo puedes ver el proceso que seguí para determinar los parámetros de las dos bobinas L1 y L2.

Una vez ajustada la radio me sorprendió el buen funcionamiento, sobretodo teniendo en cuenta que los circuitos de RF no suelen tener buen comportamiento en protoboard.

- sonido claro y limpio
- sintonizaba más de 20 emisoras
- gran estabilidad: Las emisoras sintonizadas no "se iban" con el tiempo
- si apagabas la radio y la encendías horas después, ahí estaba esa emisora...

A continuación monté el amplificador de audio con el TDA2822M, el piloto con la opción linterna, y la salida de auriculares. Todo funcionaba perfectamente.

Estuve un par de días dándole vueltas a este montaje, usándolo, esperando que apareciese cualquier posible fallo oculto. Viendo que era fiable, decidí "pasar a limpio" el esquema y comenzar con el montaje.



Montaje

DISEÑO PREVIO DE LA RADIO
Consiste en elegir una caja (Tupper) de tamaño adecuado y tratar de ubicar los componentes de la radio en él. De momento no se conectan los componentes, sólo se comprueba que su ubicación es correcta, que no chocan entre sí... 


DISEÑO Y ELABORACION DEL PCB
Usando el método del rotulador, seguí los pasos del tutorial de electrónica básica cap.15 para hacer el PCB:


[Fig 18] Boceto del PCB
[Fig 19] Diseño real del PCB



















[Fig 20] Diseño rotulado sobre el PCB
[Fig 21] El PCB ha sido sometido al ataque con ácido

[Fig 22] Taladros y serigrafía hecha






















SITUAR COMPONENTES EN EL PCB
A través de los taladros hechos en los pads, vamos insertando los componentes en el PCB y soldándolos. Es preferible seguir este orden:

- Puentes
- Resistencias
- Regletas
- Condensadores
- Diodos
- Transistor
- Circuitos integrados
- Bobinas L1 y L2

Las bobinas L1 y L2 son delicadas en el sentido de que si las manipulamos las deformamos, y eso cambiará por completo el comportamiento del circuito.


[Fig 23] PCB terminado con los componentes soldados



PROBAR RADIO EN EL PCB
Una vez terminado el PCB, hay que probarlo antes de proseguir con el montaje, no sólo para confirmar que el circuito está bien sino para comprobar que L1 y (sobretodo) L2 están bien dimensionadas para las nuevas condiciones del circuito. La nueva disposición de los componentes respecto de como estaban en el protoboard provoca que las capacidades e inductancias parásitas cambien, y con ello el comportamiento de la sintonía. Esto es de gran incidencia en circuitos de RF (Radio Frecuencia).

Tal y como me temía, ocurrió: No se podía sintonizar ninguna emisora. Tras cambiar L2 en tres ocasiones, logré centrar la sintonía en el tramo 88-108 Mhz propio de la FM.


ELEGIR Y MECANIZAR... SI: UN TUPPER
Encontré un tupper de tamaño adecuado, y le hice todos los taladros necesarios para fijar todos los componentes:


[Fig 24] Tupper elegido como caja para la radio

- PCB
- Altavoz
- Antena
- Potenciómetros (Sintonía y volumen)
- Interruptor linterna
- Interruptor altavoz
- Toma de auriculares
- Toma de corriente


ACOPLAR PIEZAS AL TUPPER
Con todos los taladros ya hechos, puse cables de largo adecuado en todas las regletas o conectores del PCB, y en un momento armé todo.


[Fig 25] Los cables para conectar los anexos ya están en sus regletas




Radio terminada


[Fig 26] Radio terminada. Vista trasera






























[Fig 27] Radio terminada. Vista frontal




El vídeo






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