Describimos un interesante sistema de intercomunicación FM, a través de la red, que puede utilizarse en su función básica de interconectar varias habitaciones de una casa o establecimiento comercial, así como en sistemas de seguridad (portero) o incluso de música ambiental. La utilización de la modulación de frecuencia aumenta la inmunidad del sistema de interferencia y proporciona una buena respuesta de frecuencia.
Nota: Artículo publicado en la revista Saber Electrónica 233 de 1992; ART5396
El sistema de intercomunicación que describimos tiene en cada aparato un transmisor y un receptor de FM que operan a la frecuencia de 455 kHz. Esta frecuencia fue elegida por la facilidad de encontrar bobinas y filtros listos para los aparatos comerciales. Podemos utilizar el aparato para la interconexión rápida entre varias dependencias de una casa, oficina u otro establecimiento comercial, así como para la difusión de música ambiental en oficinas.
En este caso, los receptores pueden simplificarse, eliminando las etapas de transmisión.
La gran ventaja del sistema a través de la red es que la señal de un transmisor se propaga a través del propio cableado de energía, y cada aparato debe simplemente conectarse a una toma de corriente, sin necesidad de cables de interconexión entre las estaciones.
Otra aplicación interesante es la utilización del aparato como portero electrónico, que sirve para anunciar visitas o identificarlas. También podemos utilizarlo como niñera electrónica vigilando la habitación de los niños.
CÓMO FUNCIONA
a) Transmisor
Podemos entender mejor el funcionamiento del transmisor tomando como referencia el esquema de bloques de la figura 1.
Como el lector puede observar, en este esquema tenemos la llave S2 cuyo propósito es conmutar la función de Recibir a Transmitir. La llave S3 sirve para seleccionar la función de cada una de las entradas de señal. Entonces tenemos la posibilidad de conectar una entrada de música ambiental, proveniente de una grabadora o sintonizador, una entrada para un micrófono utilizando el intercomunicador en la función normal, y una tercera entrada que puede ser utilizada para otro propósito como, por ejemplo, una señal de alerta.
Con el accionamiento de S2 solo se alimenta el sector de energía, quedando el sector de recepción apagado. En estas condiciones, la señal procedente del micrófono o fuente externa es amplificada por el circuito preamplificador de audio y aplicada al circuito modulador.
Este circuito modula en frecuencia una portadora de 455 kHz que luego se aplica a la red de energía. Como se explica en la introducción, optamos por esta frecuencia porque permite la utilización de una bobina comercial de FI como oscilador en este circuito transmisor, y evidentemente en el sector receptor. El transmisor se basa únicamente en transistores, y la buena potencia para la señal modulada se obtiene de BD135. Este transistor proporciona suficiente señal para cubrir una buena distancia dentro de una red eléctrica. Q3 funciona como una Variable modulando la frecuencia de la señal generada por el transistor Q2.
La polarización inversa de la juntura base-colector de un transistor común se puede utilizar en esta función, aunque cualquier varicap para el rango de ondas medias o incluso FM como los que se encuentran en los receptores comerciales, también se puede utilizar en esta aplicación. El propósito de P1 en este circuito es controlar la profundidad de la modulación, de modo que no haya saturación y, por lo tanto, distorsión en el receptor.
b) Receptor
Por el esquema de bloques de la figura 1 vemos que la entrada del circuito receptor está conectada a la red de energía por el mismo cable que hace su energía. Con la llave S2 seleccionando la posición recibe la señal entra en el circuito de sintonización doble, formado por FI-1 y FI-2 siendo luego amplificado por Q1 para ser aplicado a un decodificador de FM que se basa en un circuito integrado TBAl20S. Este integrado hace la utilización de un filtro cerámico en la entrada y otro interno para obtener una excelente estabilidad y también selectividad para el circuito. Esto reduce las señales de interferencia que eventualmente pueden estar presentes.
La utilización de filtros de cerámica también tiene la ventaja de facilitar las configuraciones de las etapas sintonizadas, ya que fijan con precisión la frecuencia de las etapas de recepción, lo que es interesante en un sistema de música ambiental en el que se deben utilizar muchos aparatos.
La señal de audio obtenida en la salida del TBAl20S se aplica directamente a la entrada de un amplificador de audio de buena potencia que el TDA2002 o el uPC2002. Los varios vatios de potencia de este amplificador lo hacen ideal para su utilización en música ambiental. P2 permite configurar el volumen de reproducción de la señal según la aplicación. Todo el circuito es alimentado por una única fuente estabilizada que tiene en CI-3 un estabilizador de tensión para 12V.
MONTAJE
En la figura 2 tenemos el esquema completo del aparato. La placa de circuito impreso de la unidad que contiene el transmisor, el receptor y la fuente de energía se muestra en la figura 3.
Por supuesto, para un sistema de intercomunicación de dos vías necesitamos montar dos unidades iguales. Aunque tenemos varias bobinas y operamos con radiofrecuencia, el proyecto no es crítico, ya que no necesitaremos hacer ninguna bobina. Todas ellas se pueden adquirir listas para utilizar.
Los resistores son todos de 1/8W o más con tolerancia y los capacitores electrolíticos tienen sus tensiones de trabajo indicadas en el propio esquema.
Los capacitores C1, C2, C3 y C4 deben ser de poliéster con una tensión de trabajo de al menos 250 V si la red es de 110 V y 400 V si la red es de 220 V.
El circuito integrado CI-2, así como el CI-3, deben estar equipados con un radiador de calor. Los transistores admiten equivalentes.
L1 es una bobina oscilante para el rango de onda media (roja). FI-1 y FI-2 son transformadores de FI comunes para radios transistorizados, amarillos o blancos. El transformador tiene un secundario de 15V con al menos 500 mA si vamos a explorar toda la potencia del TBA2002. Para una operación de menor volumen, la corriente máxima puede rondar los 200 mA. Un altavoz de al menos 10 cm es adecuado para una mejor calidad de sonido.
Los cables de entrada de señales deben estar blindados para que no se produzcan ronquidos.
CONFIGURACIÓN Y UTILIZACIÓN
Para la configuración necesitamos tener dos unidades montadas. Esta configuración no es crítica, no se necesitan equipos especiales. Sin embargo, si hay un generador de RF disponible, la configuración se vuelve más sencilla. A continuación, damos los dos tipos de configuraciones:
Receptor
a) Con el generador de señales - conecte uno de los aparatos a una toma de red local y coloque la llave S1 en la función RECIBIR. Configure el generador de señales a 455 kHz y aplique la señal en la imprimación de la bobina FI-1 del aparato. Se debe escuchar un silbato en el altavoz del aparato. A continuación, gire el núcleo de FI-1 y luego de FI-2 hasta obtener la máxima señal.
b) De oído: conecte los dos aparatos a los enchufes de la red local. Ponga la llave S2 de uno en la posición RECIBE y el otro en la posición TRANSMITE. Aplique algún tipo de sonido en una de las entradas de lo que está en la función de transmisión. Configure el núcleo de la bobina oscilante L1 de lo que transmite hasta que escuche su señal en lo que recibe. Después de eso, configure FI-1 y FI-2 del receptor hasta obtener la máxima señal. Repita la operación invirtiendo las funciones de ambos aparatos.
Transmisión
En la configuración con el generador de RF, basta con conectar uno de los aparatos en la función RECIBE y otro en la función TRANSMITE configurando la bobina L1 de lo que está transmitiendo para que su señal sea captada. El receptor, ya configurado, no necesita retoques. Para la configuración del oído, el procedimiento ya es válido también para el transmisor.
Para utilizarlo, basta con conectar las estaciones preferiblemente en el mismo sector de la línea de energía. Si hay dispositivos inductivos entre dos estaciones, puede haber problemas de paso de la señal. Eventualmente, la utilización de capacitores de 10 nF x 250 V puede ayudar a sortear estos obstáculos, o incluso ayudar a pasar la señal de una red a otra en la misma instalación eléctrica.
El aparato, por funcionar en la banda FM, tiene una buena inmunidad al ruido, pero hay casos en los que estos ruidos se vuelven demasiado intensos hasta el punto de no poder ser eliminados. La utilización de filtros es impracticable porque también bloquearon la señal del intercomunicador.
