Acoplador em “Pi” resolve seus problemas com antenas

6 10 2012

Um aparelho barato que sintoniza a antena e proporciona melhores DX

 Roy A. Walton

 (Este artigo foi originalmente publicado na revista Popular Electronics de março de 1968, pp 53-55)

Praticamente todo receptor que cubra a faixa de 540 kHz a 1600 kHz é satisfatório para o Dexismo de ondas médias, mas a antena é outro assunto. Se você é um novato no hobby ou vem tendo problemas para captar aquelas emissoras realmente difíceis pode encontrar a resposta para seus problemas de recepção na construção de uma boa antena longwire e no “Acoplador em Pi”.

Normalmente a melhor antena para recepção é uma antena ressonante. A extensão de tal antena para a faixa de ondas médias pode variar entre 90 e 265 metros – muito grande para o espaço que a maioria de nós tem disponível. Isso é um grande problema. A solução é construir uma longwire e um acoplador em “Pi” para obter a máxima transferência do sinal que chega à antena que você construiu.

Se você usar um “Acoplador em Pi” a antena pode ter de 10 a30 metros. A combinação pode ser feita para trabalhar de forma eficiente em todas as freqüências entre 500 e 6800 kHz.

A antena: A construção de uma antena longwire é simples. Para isso, basta que você e siga estas regras de segurança: nunca construa a antena em locais em que ela possa cair na rede elétrica ou vice-versa e sempre use uma proteção contra raios. Isso não só pode salvar seu equipamento, mas também melhorar o sinal recebido, uma vez que ele pode drenar a eletricidade estática da antena. Nunca use fio ou cabo metálico para sustentar a antena (fio de náilon de ¼” é uma boa opção).

Uma antena longwire proporciona melhor recepção de sinais que chegam perpendicularmente a ela. Erguer a antena no sentido norte-sul proporciona melhor recepção de sinais vindos da direção leste-oeste. Ela deve ter pelo menos 10 metros de comprimento, ser feita de fio de cobre e erguida a no mínimo5 metros de altura. Uma antena longwire rende melhor a 20 metros do terra da rede elétrica (10 a15 metros acima da superfície). Isoladores ovais devem ser usados para conectar fisicamente a antena aos suportes. Para prolongar a vida da antena, cubra todos os pontos de soldagem com material plástico ou borracha.

Para trazer o sinal da antena ao receptor use preferencialmente fio de cobre isolado 16 ou 18. Ele deve ser enrolado (para proporcionar uma maior resistência) e soldado no isolador mais próximo do receptor.

A melhor forma para fazer a entrada da linha de alimentação em sua casa é por meio de uma parede usando uma bucha que seja resistente às ações da natureza (chuva, neve, calor, etc…) ou um tubo similar. Caso não possa fazer furos nas paredes da sua casa tente fazer um furo de ¼” em um ponto da janela, inserindo um  tubo de baquelite de ¼” e 2,5 cm de comprimento por meio do furo e fechando-o com um composto não condutor de calor.

O terminal “G” ou “terra” do receptor deve ser conectado a um bom aterramento. Ele pode ser uma tubulação por onde passe água em temperatura ambiente (nunca utilize tubulação de água quente, gás ou o terra usado pela companhia telefônica). Limpe o tubo com uma lixa no ponto onde deseja colocar a braçadeira de terra,  coloque-a firmemente e fixe o comprimento de fio 16 suficiente para chegar ao receptor. Depois disso, cubra a braçadeira com cola plástica.

 Figura 1. O acoplador é particularmente útil no irregular casamento (por vezes alto, por vezes baixo – quando você sintoniza várias faixas) de impedância de uma antena constituída por um único fio.

LISTA DE COMPONENTES

C1: 250 pF capacitor variável
C2: 365 pF capacitor variável
J1, J2: jack RCA
L1: 112 voltas em núcleo de 4,5 cm de diâmetro, 10 cm de comprimento, fio 18, derivações conforme figura acima.
SW1: 1 polo x 12 posições – chave giratória
SW2: chave comum liga – desliga

Construindo o acoplador: Se você nunca construiu um aparelho eletrônico antes, não se desespere. Você não só poderá incrementar o sinal que estiver chegando como ganhar experiência na construção deste tipo de equipamento. Os únicos pré-requisitos são saber ler, soldar, e alguns trocados (hi!).

O autor colocou os componentes em uma caixa relativamente espaçosa. Ao selecionar a caixa, certifique-se que seu tamanho seja suficiente para abrigar os componentes. Marque os pontos em que serão colocados os componentes e faça os furos para C1, C2, SW1, SW2, J1 e J2 (ver figura 1).

Para dar início à confecção da bobina, fure os dois pontos na fôrma por onde passará o fio. Coloque o fio através dos furos, deixando 10 cm de fio extra (que será usado para montagem da bobina logo mais). Os furos têm por objetivo manter o fio em sua posição durante o enrolamento da bobina.

Enrole firmemente mais duas voltas de fio e faça um furo que será usado para a derivação. Raspe o fio (esta é a derivação #1) para que possa soldar a bobina logo mais.

Enrole mais quatro voltas, faça outro orifício para derivação (esta é a derivação #2) e raspe o fio para que possa ser soldado. Enrole o número de voltas especificado como é mostrado na figura 1 até que a bobina esteja completa seguindo o procedimento apresentado acima. Não deixe de enrolar mais duas voltas na bobina, tendo assim algo em torno de 10cm de fio extra no final dela assim como no início.

Corte 11 pedaços de fio comum com 12cm  de comprimento descascando ¼” do comprimento do isolamento em uma das extremidades. Solde-os aos terminais de SW1, deixando um terminal sem ligação. Este será o terminal #0. O próximo terminal a partir do #0 será o #1, o próximo será o #2, e assim sucessivamente, seguindo o sentido rotacional da chave. Lembre-se que a derivação #1 é o ponto em que a bobina tem apenas duas espiras. Corte os fios soldados nos terminais da chave de modo que eles possam alcançar as derivações levando em conta que a chave deve ficar a uns 2,5 cm da bobina. Descasque ¼” de comprimento do isolamento destes fios e solde-os às derivações correspondentes em L1.

Os condutores externos de J1 e J2 são o “terra”, assim como os terminais associados com as placas do rotor dos capacitores C1 e C2. Solde o restante dos fios aos pontos corretos para efetuar as ligações com os outros componentes. Conecte o receptor a J1 e a antena a J2 usando um cabo coaxial.

Usando o acoplador: Para utilizar o acoplador ajuste C1 e C2 na posição correspondente a metade de sua abertura e gire S1 até o ponto em que o sinal fique mais forte. Ajuste C1 e C2 de modo a alcançar o máximo de sinal possível (enquanto estiver ajustando C1, atue em S2 ligando e desligando a mesma buscando um melhor ajuste; C2 não terá um efeito apreciável em algumas freqüências).

O acoplador é basicamente uma tentativa de conseguir a transferência mais eficiente do sinal de uma antena de comprimento qualquer para o receptor. Em algumas freqüências o acoplador aparentemente não terá efeito, o que significa que a antena e o receptor estão “casados” da melhor maneira possível. Em outras – ou a maioria – das freqüências o acoplador terá um efeito muito positivo. O capacitor C2 deve ser ligado ou desligado do circuito quando o acoplador parecer não surtir o menor efeito – especialmente nas freqüências mais baixas.

Os ajustes do capacitor variável com relação às freqüências sintonizadas devem ser anotados para simplificar a re-sintonia.

Notas do Editor

Tenho vários comentários sobre este excelente artigo. Além disso, desde a época em que este artigo foi publicado, várias coisas mudaram:

  • Infelizmente o número de espiras da bobina no diagrama original foi copiado de maneira incompetente em outras publicações. Tenho informação suficiente para supor isso na maioria dos casos.
  • A forma para bobina de 4,5 cm descrita não tem sido encontrada em lojas de componentes eletrônicos. Um pedaço de tubo vazio de papel de embrulho para presentes de Natal pode ter os 4,5 cm diâmetro necessários. Ele não é muito resistente, mas talvez seja suficiente. Um núcleo maior pode ser feito a partir de um pedaço de tubo de PVC (mas o que você vai fazer com os outros 2,3 metros que restarão?). Além disso, algumas mudanças nos procedimentos de montagem podem ser necessárias porque não sei se é possível fazer um trabalho satisfatório levando em conta que o ferro de solda trabalha com altas temperaturas.
  • O próximo item difícil de obter é o capacitor de 250pF. Capacitores variáveis usados de duas seções podem ser aproveitados, sendo a maior seção de 365pf. A capacitância extra não fará diferença, você usará apenas os 250pF da faixa de sintonia dele.
  • Para a braçadeira de terra, use uma de 2,5 cm de diâmetro para mangueiras que pode ser encontrada em lojas de produtos para automóveis.
  • Uma versão mais barata deste acoplador pode ser construída usando um bastão de ferrite usado em receptores de ondas médias e dois capacitores variáveis. A bobina é sintonizada pelo movimento da barra para dentro e fora da bobina. Contudo, a faixa de sintonia do acoplador não será muito grande.

Artigo traduzido mediante autorização do autor. A publicação em qualquer outro meio é expressamente proibida.


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