CAPYAU

TRX 40m - Rx DC - Tx 5W

 

Mais um projeto de transceptor para 40m ?

Não simplesmente um projeto, mas a reunião de muita coisa que aprendemos com nossas experiências.

As principais novidades :

No receptor

O uso de pré-amplificador de RF, de um mixer a diodos balanceado (não duplamente) e um controle de ganho para o amplificador de áudio, trazem como resultado um excelente desempenho, podendo ser ouvidas estações de DX e o não saturamento do mixer com sinais fortes.

 

No transmissor

O driver passa a ser um 74HC240 ou 244 garantindo um sinal muito forte para o amplificador final de RF (PA). O uso de um atenuador simples a potenciômetro (opcional) torna possível o ajuste de potência entre 0 e 5 Watts.

 

CAPYAU

Assim obtivemos um transceptor de ótimas características de trabalho, com um custo muito baixo e fácil de montar.

Devido ao grande número de experimentos e medições até chegarmos no resultado final, batizamos com o nome de CAPYAU como homenagem ao querido Miécio PY1ESD (SK), conhecido carinhosamente como Capyau, pois vivia com sua família em um sitio no interior do Estado do Rio de Janeiro, que na revista Antenna-Eletrônica - Popular nos brindava com sua inventivas adaptando coisas do campo na eletrônica. Mostrando que o mundo radioamadoristico pode ter novos horizontes com coisas simples, ajudando nossa libertação do famigerado apertar botões.

Diagrama de blocos

 

 

O circuito

Receptor

 

Transmissor

 Capyau 1 Tx - na caixa - partindo da esquerda - VXO - Ampl. RF - Driver - PA

Capyau 2 Tx - módulos montados na placa-terra - Ampl. RF. - driver - PA

Transmissor

 

Descrição dos Blocos

Receptor

Chaveamento automático T / R : baseia-se num filtro LC passa faixa em série com L=8,2µH e C=68pF, com um limitador de tensão de 0,7V formado pelos dois diodos 1N4148 em paralelo e invertidos. Os indutores de 2,2µH ligados na entrada e saída da chave atuam como filtro das broadcastings que operam em AM na faixa de 40m (a radio Vaticano coloca S9 + 80dB por volta de 7130kHz), com eles eliminei o problema, mas podem ser omitidos. Para maiores detalhes veja em "Full break in" na área de transmissores deste site

Front end : nosso filtro passa faixa com largura de 200kHz, do tipo simplificado, utiliza um indutor tipo miniatura e um trimmer cerâmico. Detalhes de calculo veja na área de utilidades deste site.

Amplificador de RF : optamos por um, com transistores comuns, com uma tensão de polarização de metade da Vcc e de faixa larga com máximo ganho.

Mixer: utilizamos um mixer a diodos simples balanceado, que apresenta perdas pequenas de conversão e que são compensadas pelo uso do amplificador de RF, a principal vantagem deste circuito é de não saturar com sinais fortes.

Amplificador de áudio : nosso tradicional circuito com dois amplificadores operacionais, aqui com uma novidade o uso de um potenciômetro na entrada ajustando o ganho, podendo ser ajustado até um pouco antes de oscilar. O chaveamento em transmissão (com o aterramento do diodo) faz o circuito oscilar e o circuito é utilizado como side tone.

VXO : nosso tradicional circuito com um transistor bipolar e ressonador cerâmico.

Buffer do VXO : mesmo circuito do amplificador de RF anterior.

Transmissor

Driver : utilizamos um 74HC240 como driver, que fornece uma excitação maior que o necessário, assim colocamos um resistor para limitação da potência em 5W e também em serie um potenciômetro que regula a potência entre 0 a 5 W.

PA : Utilizamos um 2SC1173 que trabalha praticamente frio com 5W.

Tanque em Pi : é um filtro passa baixa e também um circuito casador de impedâncias calculado de 14 Ohms (transistor com 5 W) para 50 Ohms (antena).

Montagem :

Utilizamos a montagem por módulos, com as seguintes medidas e layout :

Receptor

Chaveamento automático T / R

Os indutores são comerciais (tamanho de resistor de 1/4W)

Capacitor disco cerâmico

 

Front End - filtro passa faixa

Capacitores disco cerâmicos, trimmer cerâmico amarelo, indutor comercial

Placa com 10mm x 15 mm

Não aparece na ilustração o indutor de 2,2µH que está conectado em paralelo com C2

 

Regulador de 8V

O módulo já está fixado na placa base (terra)

 

Cortar placa com 15 x 20 mm

O regulador 7808 necessita de dissipador de calor.

Os capacitores eletrolíticos poderão ser de 220µF .

 

VXO

Esta foto é de outra montagem do mesmo VXO, aparece em primeiro plano da esquerda para a direita, ilha "coletor" fio rosa do +8V, resistor de polarização da base 47K (amarelo. Roxo, laranja) ligado ilha "coletor" ilha "base", ressonador (marrom claro) e indutor azul (na foto de 10µH)

Cortar placa com 20 x 15 mm - ilhas de 5 x 5 mm

Capacitores de 100 pF e 22pF NP0 ou styroflex ou plate

Transistor BC547B (BC548B, 2N3904, 2N2222 )

Indutor poderá ser utilizado valores entre 4,7 a 10 µH (maior valor maior a cobertura)

O limite inferior de freqüência é obtido incluindo um capacitor em paralelo com o diodo varicap ( valores entre 5 a 47 pF NP0)

Ordem de montagem :

Transistor - resistor de 47K - capacitores de 100pF (2x) - resistor do emissor (1K5) - capacitor de cerâmica de 100nF - resistor de 100K - fio para o potenciômetro - ressonador - diodo varicap - indutor

Amplificador de RF

 

Resistores de 1/8 W ou mais

Transistor BC547b, BC548b, 2N2222 ou 2N3904

Indutor comercial (tamanho de resistores de 1/4W)

Capacitores cerâmicos disco, sendo que os da entrada e saída estão entre módulos.

Misturador a diodos

 

Na foto a ilha "VXO" esta entre as ilhas "RF" e "GND" - diodos BAT47

Montar em placa de 15 x 15 mm. 

Utilizar diodos de germânio ou schottky (BAT47 ou outro BAT), capacitores disco cerâmicos.

Para o transformador utilizar as seguintes opções :

  1. Utilizando um núcleo de ferrite com dois furos (binocular) enrolar 4 espiras trifilares de fio fino ( pegue 3 fios esmaltados finos - diâmetro 0,1 a 0,3 mm com 20 cm de comprimento torça os 3 juntos formando uma trança). Identifique os três enrolamentos, sendo que o centro do secundário é a emenda do final de um enrolamento com o inicio de outro. Se desejar os três enrolamentos podem ser feitos uma a um obedecendo a emenda.
  2. Utilizando um indutor comercial de 4,7 ou 5,6µH com um enrolamento de 24 voltas no secundário com derivação central. Use de preferencia indutores maiores moldados como um cubo. Para indutores menores o fio devera ser o mais fino possível e o enrolamento feito com dois fios torcidos.

    3. Ondutor de 4,7µH com secundário enrolado sobre ele - diodos 1N60 de germânio.

  3. Utilizando três indutores parecidos com resistores de 1/4W. Cole os três com cola instantânea com um formato de pirâmide. A emenda deverá ser como descrito no item 1.
  4. Utilizando dois indutores, como no item anterior, um como primário o outro como secundário e de cada extremidade do indutor secundário parte um resistor de 100 Ohms, onde o centro do secundário será a união dos dois resistores.

    5. Aqui aparece um trimpot de 220R no lugar dos dois resistores de 100R - diodos 1N4148

  5. Indutores com núcleo a ar também funcionam mas com 10 a 20 voltas em cada enrolamento, é necessário testar. Construi uma bobina enrolada em uma forma de cerca de 15 mm de diâmetro com cabinho colorido torcido trifilar de telefone... 15 voltas funcionou bem e com 8 voltas também.

 

 

Amplificador de áudio

Montagem seriada de amplificadores de áudio, a direita embaixo ilha 1

 

Resistores de 1/8W ou mais, capacitores eletrolíticos de 16V ou mais, diodo 1N4148, capacitores cerâmicos disco, CI pode ser LM358, LM1458 ou qualquer CI operacional duplo.

Montagem dead bug "inseto morto" com o CI montado de pernas para cima, observe bem o pino 1 antes de iniciar a montagem.

  1. passo : endireitar com alicate de bico, e dobrar para baixo até encostar na placa os pinos 1, 2, 4 e 7.
  2. Passo : soldar pino 4 a massa, cortar excesso antes de soldar.
  3. Passo : soldar pino 1 na ilha 4, pino 2 na ilha 3, soldar pino 7 na ilha 6.
  4. Passo : soldar um jumper entre pinos 5 e 3, dobre os pinos sobre o corpo do CI.
  5. Passo : soldar resistor de 1Mohms entre jumper dos pinos 3-5 ao pino 8 .
  6. Passo : Soldar resistor de 1Mohms em pé entre terra e jumper entre pinos 3-5.
  7. Passo : soldar capacitor de 100nF entre ilhas 1 e 2.
  8. Passo : soldar resistor, em pé, entre ilhas 2 e 3.
  9. Passo : soldar resistor de 4k7, em pé, na ilha 3.
  10. Passo : soldar capacitor de 100nF entre resistor de 4k7 anterior e pino 6 do CI (em série).
  11. Passo : soldar resistor de 4k7, em pé entre ilha 7 e pino 6 do CI.
  12. Passo : soldar um jumper entre pino 8 e ilha 4.
  13. Passo : soldar capacitor eletrolítico de 10µF x 16V entre conexão pinos 3-5 do CI (lide + do capacitor) e a terra (lide - do capacitor).
  14. Passo : soldar capacitor eletrolítico de 47µF ou 100µF x 16V entre ilha 4 (lide + do capacitor) e a terra (lide - do capacitor).
  15. Passo : soldar capacitor eletrolítico de 10µF x 16V entre ilha 7 (lide + do capacitor) e a ilha 5 (lide - do capacitor).
  16. Soldar em pé um diodo 1N4148 (faixa preta para cima) na conexão entre o resistor de 4k7 e o capacitor de 100nF (item 10).

 

 Transmissor :

Amplificador de RF : idêntico ao descrito no receptor.

 

Driver

 

Cortar placa com 18 x 25mm e as 4 ilhas com 5 x 5mm

Colocar o integrado 74HC240 com os lides para cima, identificando o pino 1

  1. Dobrar pino 20 do CI soldando na ilha "+Vcc"
  2. Dobrar pino 10 soldar a terra.
  3. Dobrar pino 11 soldar na ilha "IN"
  4. Dobrar sobre o corpo do CI pinos 2, 4, 6, 7, 12, 15 e 17 - Soldar com sobra de lides de componentes (fio) unindo-os.

    5. Referência: itens 1 a 4

  5. Soldar resistor de 1K entre pinos 8 e 9 do CI
  6. Sem dobrar os terminais do CI soldar 8 e 13 com fio rígido, conexão aérea.
  7. Soldar fio rígido (sobra de lides) entre pinos 14,16,18 indo para o pino 3 (não soldar por enquanto o pino 3).

    8. Referência: itens 5 a 7

  8. Soldar pinos 5 ao 3 (soldando também fio do item anterior ) - soldar a ilha "Out"
  9. Soldar na vertical resistor de 100K na ilha +Vcc
  10. Jampear pinos 1 e 19
  11. Soldar resistor de 2k2 entre união dos pinos 1 e 19 e o resistor de 100k (item 9)
  12. Soldar diodo 1N4148 entre união 100K e 2k2 (item anterior) e ilha "Key" (faixa do diodo - lado ilha)
  13. Soldar resistor de 10k do pino 11 a terra (vertical)
  14. Soldar capacitor de 100nF entre ilha "+Vcc" e a terra

    15. Impediência de saída deste driver 40 Ohms

    Impediência de entrada 1200 Ohms

     

    Amplificador de RF & filtro pi passa baixa - RF PA e LP filter

     

    O módulo já está soldado a placa base

     

    1. Cortar placa com 15 x 20mm e as 4 ilhas com 5 x 5mm.
    2. Soldar indutor de 100µH e diodo 1N4148 (atenção faixa preta do lado da "Base") entre ilha "Base" e terra.
    3. Soldar capacitor de 100 nF entre a ilha "Col." e ilha "1".
    4. Soldar capacitor de 100 nF entre a ilha "+Vcc" e terra.
    5. Soldar choque de RF entre ilhas "Col" e ilha "+Vcc".
    6. Soldar capacitor de 820pF entre ilha "1" e terra.
    7. Soldar capacitor de 820pF entre ilha "2" e terra.
    8. Soldar indutor de 0,6µH entre ilhas "1" e "2".
    9. Soldar o transistor 2SC1173 (2SC2078 ou 2SC1969).

Detalhes construtivos :

Indutor de 0,6 µH :

O diâmetro do fio é o fator principal, independe se ele é esmaltado ou tenha isolação plástica (capa). O diâmetro do fio deve estar entre 0,4 a 1 mm, para medir temos que enrolar 10 voltas do fio bem apertadas em uma forma e medir quantos milímetros as 10 espiras medem (comprimento do enrolamento) e dividir por 10. Exemplo se 10 espiras ocupam 6,5 mm o fio tem 0,65 mm de diâmetro.

O primeiro passo seria selecionar um fio adequado, na ordem de preferência seria

Depois de verificado o diâmetro externo, podemos enrolar o indutor

Enrolar uma volta fita de papel de cerca de 20mm de largura sobre um lápis de 7 mm de diâmetro, fixar o papel nas extremidades com fita adesiva, reservando um espaço central, para o enrolamento.

Endireitar o fio, segurando as duas extremidades com as mãos e forçar o esticamento passando o fio por uma madeira.

Fixar uma extremidade no lápis com fita adesiva e fazer o enrolamento obedecendo o numero de espiras em função do diâmetro do fio.

 

Diâmetro do fio mm Voltas

0,35 a 0,44 9

0,45 a 0,54 10

0,55 a 0,64 11

0,65 a 0,74 12

0,75 a 0,84 13

0,85 a 0,94 14

0,95 a 1,05 15

 

O choque de RF de 22µH pode ser enrolado a partir de um núcleo toroidal retirado de reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes (diâmetro aproximado de 10mm externo), enrolando 5 voltas de fio (mesmo do enrolamento anterior). A substituição poderá ser feita por dois indutores da marca Sontag (azuis) de 22µH em paralelo.

O indutor de 100µH junto com o diodo 1N4148 poderão ser substituídos por um resistor de 47R 1/4 W.

 

Testes práticos

O TRX CAPYAU 1 foi testado com muitos elogios, fizemos cerca de 80 contatos com ele, obtendo sempre excelentes reportagens, trabalhamos PY7, PT7, LU, CX entre outros.

A recepção é também excelente, ouvimos sempre com facilidade estações DX, de todo o mundo, em termos de sensibilidade comparamos com um Rx que temos o R1000 e constatamos que tudo que se ouvia no R1000 também ouvíamos no CAPYAU.

 

A todos que pretenderem montar desejamos boa sorte e caso tiverem qualquer dúvida quer de projeto, montagem ou aquisição de material, estaremos QRV.

 

73 de PY2OHH Miguel

[email protected]

 

 

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