Construir tu propia radio en la era de Internet

En un comienzo

Antes que nada, quiero aclarar que si bien es un tema técnico la radio afición no necesariamente exige conocimientos electrónicos y técnicos para disfrutarla; como era en los principios, donde era muy normal que cada uno se construyera y experimentara con circuitos publicados en revistas o libros técnicos. Hoy en día no es necesario porque este hobby se puede disfrutar desde diferentes actividades, la construcción de equipos transmisores y receptores propios es una de las actividades mas abandonadas pero curiosamente hoy por hoy es mucho mas fácil que hace algunas décadas atrás gracias a internet.

Algún radio aficionado y sus amigos? hi

Cuando comencé en el tema de radio, año 1992, lo hice con un equipo construido por otro aficionado y desde luego no paso mucho tiempo para que comenzara a realizarle ajustes e infructuosos intentos de mejoras, luego con algo de tiempo comencé a entender cuales eran los problemas de selectividad y sensibilidad, como algún problema en la transmisión de AM, con un "zumbido a fuente". Luego mi padre me regalo un equipo de radio y le puse energía a las antenas y fuentes de alimentación alejándome de la construcción de equipos que con 14 años encontraba demasiado complejo. Al día de hoy si bien he construido algunos receptores y transmisores no me considero un experto en absoluto, sin embargo tengo internet a mano y eso pone a mi alcance el conocimiento y la experiencia de mucha gente que disfruta la electrónica de radio.

Receptor regenerativo de LU1MAW

Por suerte para los que nos gustan los circuitos electrónicos y experimentar, nos toca vivir una época maravillosa donde, a diferencia de los comienzos, tenemos acceso a toda la información con Internet. Podemos participar de foros, grupos de whatsapp, grupos de redes sociales, grupos de yahoo, encontrar videos de youtube de experimentadores de cualquier parte del mundo. A esto podemos sumarle que hoy se puede comprar un circuito integrado que nos resuelve sin problemas una gran parte de nuestro desarrollo, se pueden comprar los chips DDS como AD9850, Si570, Si5351o bien los módulos con estos chips ya listos para conectar con un microcontrolador; pantallas táctiles, Arduino, minicomputadoras como raspberrys, etc

Hay gente que dice que Internet destruyó la radioaficion?... no lo creo.

Por donde empezar?

Mi recomendación es que empezar por algo fácil, algo que sea sencillo que nos sirva para mas adelante.... leer y aprender.
Leer sobre como funcionan los circuitos en los handbooks de radio es una muy buena opcion. Que son los handbooks de radio? Es un libro impreso (o digital) que contiene o intenta contener toda la información que se necesita para montar/entender/operar/construir y también diseñar una estación de radio aficionado. Generalmente cada capítulo culmina con colecciones de circuitos interesantes para aprender desde el principio básico hasta algo complejo y desafiante. No importa la edición que consigas, no cambia mucho lo que hay para aprender, a menos que quieras hacer equipos con tubos de vacío en vez de transistores, recomiendo alguno de las ediciones de los últimos 10 o 15 años.

Handbook de la ARRL

Aprender inglés es algo que a la larga es necesario ya que la mayoría de los mejores textos (incluyendo los handbooks) los vamos a encontrar escritos en este idioma (por suerte es uno solo!) No importa si el autor es alemán, francés, o brasileño, generalmente si el proyecto es interesante, no esta en su idioma nativo porque al compartirlo en ingles se lo están compartiendo al mundo entero. Por eso aprender ingles es importante para nosotros los radio aficionados.

Luego de leer y aprender, podemos implementar lo que aprendimos con algún proyecto simple, que tal un amplificador de micrófono? que tal un sintonizador de antena? Me imagino que si estas leyendo un articulo sobre como hacer tu propio equipo de radio eso ya lo hiciste. Que tal alguna herramienta para mejorar nuestro laboratorio? Un dip-meter, un frecuencímetro, un inductímetro-capacímetro, un generador de RF, etc etc.
Un receptor de conversión directa con un NE602 es una satisfacción garantizada, y si en vez de usar un chip, hacemos nuestro propio mixer balanceado con un toroide? Y si usamos un fet doble puerta?
Cualquier experiencia es buena mientras evacuemos las dudas leyendo, participando, compartiendo y experimentando, si es por internet esta bien, pero si es por radio con amigos mucho mejor aún!

Experimentando la "radio botella"

Internet

Uno de los textos que mejor se aplica a la construcción de un equipo de radio es el que escribió Frank W. Harris (K0IYE) "Crystal Sets to Sideband". Es un libro que en lo personal lo encuentro muy motivador e inspirador, y lo he leído varias veces... si, varias veces porque cada vez que lo leo encuentro mucha motivación para lo que es para mi lo mas divertido del mundo de la radioaficion, experimentar con circuitos de radio.
Aquí podemos encontrar una versión en español del libro.Y en el mismo sitio de K0IYE esta la versión en ingles, que aun recibe actualizaciones.

Leer y participar de algún proyecto online, los grupos de yahoo o google son fuente inagotable de intercambio de experiencias. Uno de mis grupos preferidos es Técnica LU de Rick (LU9DA): https://ar.groups.yahoo.com/neo/groups/tecnica-lu/info

También encontré otros grupos muy interesantes como el del creador del BITX20  Ashhar Farhan: https://groups.yahoo.com/neo/groups/BITX20/info
O el grupo de discusion de la version multibanda que hizo Andy (G6LBQ): https://uk.groups.yahoo.com/neo/groups/G6LBQ/info
Uno muy interesante es el grupo del Analizador de redes de RF para el Aficionado pobre o bien en sus siglas PHSNA "Poor Ham Scalar Network Analyzer": https://groups.yahoo.com/neo/groups/PHSNA/info

Proyecto en curso de Rick LU9DA, Minima HF multibanda y con modificaciones 

(Tecnica-LU)

Sitios de proyectos

No todos son grupos de yahoo, también hay sitios enteros donde la información vale oro.
http://www.lw3ewz.com.ar
http://www.qsl.net/lw1ecp/
http://www.lu9da.org
https://circuitsalad.com/
http://yu1lm.qrpradio.com/
http://n6qw.blogspot.com.ar/
http://kv4qb.blogspot.com
http://www.norcalqrp.org
 http://home.alphalink.com.au/~parkerp
 http://www.qsl.net/va3iul/Homebrew_RF_Circuit_Design_Ideas/
 http://www.jessystems.com/
y muchos mas que se pueden encontrar googleando por algún tema especifico. Hay que aprender a buscar, como decía anteriormente, lo mas probable es que la información sea en ingles, si buscamos "Transceptor casero de CW simple" no van a aparecer la misma cantidad de resultados que si buscamos "homemade simple CW transceiver"

Youtube

Canal de  XQ2CG, Sergio muy analitico con las antenas y usando herramientas de ultima generacion: https://www.youtube.com/channel/UCG6l_HOK9PO7MBuymV99_Ww
Canal de LU9EQF,  Milton Gerstner un radio experimentador excelente: https://www.youtube.com/user/lu9eqf/featured
Canal de Ray Ring de Circuit Salad, experimentos de radio muy interesantes:
https://www.youtube.com/channel/UC9Fq18_Ub_DUoNwLwFkCYOg
Canal de VK3YE Peter Parker (Si, igual que spiderman) Pero con experimentos de radio
https://www.youtube.com/channel/UCPhfct0hwCpv_q6_BVSFsRA

Equipo SDR de LY3IO (Click al Video)

Otras fuentes

Una de las búsquedas que mejor resultado me da es buscar en google por imágenes, supongamos que queremos aprender sobre filtros a cristal, buscando en las imágenes de google "Crystal Ladder Filter" vamos a encontrar circuitos y fotos de equipos, si se ve "casero", luego desde alli podemos visitar el sitio para seguir leyendo.

Sirve comprar un kit?

En mi caso nunca compre un kit, pero creo que seria una manera muy interesante de armar nuestro propio equipo. Por supuesto que sirve, mientras sepamos exactamente lo que estamos haciendo y que nuestra experiencia no se base solamente en soldar y seguir instrucciones del fabricante, tenemos que entender perfectamente lo que estamos haciendo para luego realizar ajustes y posibles adaptaciones o mejoras. Aunque luego nos quedaría pendiente hacer nuestro propio equipo "from scratch" o desde cero, juntando y probando circuitos con los componentes que conseguimos por nuestra zona.
Muchas veces podemos hacer nuestro propio kit buscando información sobre el kit que nos gustaría tener, conseguir el circuito, el PCB listo para imprimir y los componentes puede resultar mas simple y mas rápido que mandar a pedirlo a USA.

Pixie, un proyecto que se vende como kit en ebay

Laboratorio

Aquí es donde hay que hacer las inversiones para lograr que los proyectos mas exigentes lleguen a buen puerto, no es necesario empezar comprando un osciloscopio y un analizador de espectro para hacer un equipo de radio, seguramente lo podemos hacer sin comprar nada tan caro como esto.
Las herramientas básicas son el multímetro (tester), soldador, estaño (de buena calidad), un lugar para trabajar que puede ser el mismo shack de radio ya que tenemos que tener acceso a las antenas y demás equipos.

Hay muchas herramientas que las podemos hacer nosotros mismos y que también son buenos proyectos para aprender y fundamentales para equipar el laboratorio, como un medidor de ROE, un inductímetro y capacímetro, un PHSNA, un dip-meter (ondámetro de absorción), una punta de RF para el tester (medir mV DC desde RF) etc!

Algunas herramientas necesarias

Proyectos

Como siempre se empieza estudiando el proyecto, leyendo sobre las experiencias de otras personas haciendo este circuito, posibles mejoras y el consejo aquí es que antes de empezar un proyecto, hay que asegurarse que en la zona se pueden comprar todos los componentes, me pasó de tener el proyecto del SDR parado durante casi un año esperando obtener unas compuertas de alta velocidad.

Hay quienes piensan equivocadamente que no se puede llegar a la calidad de los equipos comerciales, y si ven el proyecto de PICASTAR o cualquier SDR Standalone con pantalla táctil donde solo hace falta conectar un teclado, como dice Marcelo LU1IBL, es cosa de usar un Raspberry, una pantalla táctil y un teclado.

Picastar: un proyecto de grandes requerimientos

También hay proyectos muy simples y de prestaciones simples; que no dejaran de sorprendernos por lo bien que funcionan, generalmente QRP  aunque podremos en cualquier momento hacerle un amplificador.

Donde conseguir componentes

Además de cualquier comercio de componentes electrónicos cercano, tenemos este listado online de casas de electrónica. Gracias Dani LW1ECP

Un libro inspiracional y para aprender electronica de radio

Hace algunos años encontre la publicacion de Frank Harris, K0IYE quien escribio el libro "Crystal Sets to Sideband". Es una publicacion muy facil de leer y muy práctica donde Frank relata desde sus conocimientos y experiencia el mundo de la radioaficion desde los ojos de un radio-experimentador.

Frank hace incapie en lo importante de la experimentacion para disfrutar la radio; habla de lo satisfactorio de hacer un QSO construyendo uno mismo su propio laboratorio y equipo de radio.

El libro original puede verse online o descargarse desde aqui (http://www.qsl.net/k0iye/)
Tambien hay una traduccion hecha por un grupo de gente de habla hispana en este link
(http://www.ea2ry.com/libroradio/)

Realmente vale la pena leerlo y recorrerlo... no importa cuantos circuitos hayas hecho, siempre algo nuevo vas a aprender de este libro.

Filtro pasabanda multibanda activado por diodos

El filtro es uno de tercer orden Butterworth con tres tanques sintonizados a masa. Sirve solamente como pasabanda para recepcion y el diseño se puede usar para activar cada banda con un diodo del tipo pin o un simple 1N4148.

Para el circuito me inspire en el Irlandes EI9GQ, el cual tiene publicado un lindo articulo aqui. El filtro pasabanda que hizo es solo para las bandas 80, 40, 17 y 10m.

En la imagen se muestra solo dos filtros, pero se pueden poner todos los que hagan falta en la misma placa.

Calculos para las otras bandas

Como mi equipo requiere mas bandas, necesitaba saber como calcular este tipo de filtros y mi busqueda me llevo a dos lugares, uno es dentro del mismo sitio de EI9GQ y el otro es el filtro diseñado para hacer multibanda al "bitx"; llamado G6LBQ.
Los calculos de EI9GQ son para uno de orden 4 y no para uno de 3 pero me sirvio para deducir las formulas para el de orden 3, las cuales se explican a continuacion:

Click para agrandar

 

f = Frecuencia central del filtro en MHz

Bw = Ancho de banda en MHz

L = Inductancia en uH

C = Capacidad en pF

q = Constante para el filtro = 1

k = Constante para acoplamiento = 0.7071

Qu = Constante de bobina

Rp = Resistencia de entrada/salida optima en Ohms

Tk = Espiras de acoplamiento para Rp

Np = Espiras bobinado primario

Ns = Espiras bobinado secundario

Calculo del filtro paso a paso

1. Seleccionar la frecuencia central del filtro (f)
2. Seleccionar el ancho de banda del filtro (Bw)
3. Seleccionar una cantidad de vueltas de secundario (Ns) con la que obtengamos un XL entre 50 y 150 Ohms para la frecuencia (f)
4. Calcular el valor de capacidad del nodo (C0), que resuena con (L) en (f)
5. Calcular el valor de capacidad de acoplamiento (Ck) para el ancho de banda elegido (Bw)
6. Calcular el Qe
7. Calcular Rp para el Qe obtenido
8. Calcular Tk para el valor de Rp obtenido y la impedancia (50)
9. Calcular Np teniendo en cuenta la relacion de espiras
   
   
   Hice una planilla de calculos para aplicar las formulas ante los cambios de valores. 
   
   

   

   Calculos con planilla de calculos

   
   

   
   

Construccion

 Las bobinas usadas son del tipo TOKO 10K, pero cualquier similar se puede usar. Incluso se pueden hacer los calculos para usar toroides, lo cual evita un poco mejor las perdidas de insercion. Para el diseño de la placa en los capacitores son fijos pero deje espacio para poner 3 en paralelo para obtener asi el valor deseado.

Bobinas usadas

Esta es mi placa en proceso de construccion

Bobinas TOKO sacadas de otros equipos

PCB listo para imprimir

Continuara...

Receptor Regenerativo Multibanda

Siempre quise hacer un receptor regenerativo para experimentar su funcionamiento muy particular y cuando me puse a ordenar mi taller hace unos meses atras encontre unas cajas de metal que alguna vez hice plegar para meter los experimentos que iba haciendo, en particular las hice para alojar unos transversores de 27MHz a 7MHz, lo cual nos permitiria usar los equipos de CB en 40m cuando apenas sacamos la licencia de radioaficionado alla por 1994.

Finalmente hicimos dos de esos equipos y me quedaron como 5 cajas de metal que con el paso del tiempo se apilaron en algun lugar de mi taller.

Luego comence a pensar que podria hacer ya que tenia unos dias a la tarde libres y con ganas de hacer algo de radio me dedique a leer el handbook de ARRL y recorde mi materia pendiente de hacer un receptor regenerativo para HF.

Me gustan los receptores de mucha cobertura y empece descartando los circuitos que tienen bobinas de realimentacion positiva (tickler coil) porque no me permitiria hacerlo facilmente multibanda, ya que para eso tendria que intercambiar bobinas completas.
La solucion fue cuando encontre un circuito que su realimentacion positiva es a traves del source de uno de los FETs y no por otro metodo. Al lograr el efecto de regeneracion de esta manera es mas posible intercambiar bobinas con una llave rotativa simple.
Un circuito muy parecido se uso en el diseño de TenTec 1253, el cual tiene 9 bandas para intercambiar con un contador y diodos rapidos. El selector de bandas en el TenTec es digital.

TenTec 1253 Un kit de regenerativo multibanda

Circuito del TenTec1253

Yo queria darle un estilo "vintage" a la carcaza un poco en honor a los primeros regenerativos que usaban los aficionados de hace varias decadas atras. Lo que hice fue usar dos tapas de las cajas metalicas que tenia, una para el chasis y la otra para el frente. La caja finalmente seria de madera lustrada.


El circuito que use fue el que se propone en el sitio de Ray Charles (circuit salad)
http://circuitsalad.com/2012/09/30/a-high-performance-regenerative-radio/

Circuit Salad Regen Receiver

En mi caso yo use FETs 2n3819 y me costo un poco hacerlo andar porque tuve que modificar los valores de C8=0.1uF, R13=220 y R8=33K. El metodo que use es del tipo manhattan y estas son las imagenes:

Para el dial use un capacitor de 465pF y una reduccion en un principio de 8:1, pero luego de usar el radio le saque completamente la polea mas pequeña y le hice un torneado al eje de la perilla directamente.

A la derecha arriba se observa el dial principal y abajo el ajuste de un diodo 1N4007 haciendo de varicap para una sintonia mas fina. A la izquierda arriba se ve el control de bandas hecho con una llave rotativa de ventilador de 3 posiciones y que luego reemplace por una de 9 posiciones que tenia entre la basura electronica que junto "por si acaso".

Continuando con el estilo vintage, le hice un dial iluminado con leds de alta intensidad de color amarillo. Para que la luz no se vea muy puntual lo que hice fue limarle a los 4 leds de 3mm la parte superior dejandola plana y rugosa, de esa manera la luz sale mas difuminada y se parece mas a un foco comun (aunque tal vez demasiado amarilla).

Fue muy rapido hacer el circuito, me tarde mucho mas en todo lo demas, pero creo que logra darle el espiritu vintage que queria. El audio obtenido es realmente muy bueno, con mucha fidelidad, la parte mas complicada es sintonizar CW pero con el 1N4007 fue mucho mas sencillo ya que se controla desde un potenciometro y si la idea es usarlo solo para eso, recomendaria usar un potenciometro multivueltas para la sintonia fina. Como amplificador de audio utilice un circuito destripado de un set de parlantes para PC que funciona con 12v