Receptor valvular regenerativo

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Les presento el proyecto de una radio valvular regenerativa AM para ondas medias, relativamente simple de hacer y que usa componentes electrónicos modernos.

En la actualidad, las radios a válvulas son difíciles de construir porque necesitan materiales especiales que no se encuentran fácilmente en comercio como por ejemplo las bobinas, los capacitores variables, los transformadores y las mismas válvulas. Me he preguntado si era posible construir un receptor que evitase este problema. Así nació este proyecto que fue casi un desafío para mi.

Quiero dedicar este artículo a Lucas Martín Treser de Automatismos Mar del Plata y a Hector Javier (HJ), por el apoyo constante y desinteresado a Inventable y a esta idea de proponer una electrónica simple y al alcance de todos. Mi más profundo agradecimiento para ellos.

 

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Foto del receptor armado

Antes de continuar con la descripción del receptor regenerativo, quiero contarles una historia que inspiró en mi el deseo de construir una radio valvular simple.

La radio Caterina

En 1943, cuando Italia pasó del lado de los aliados, muchos italianos fueron deportados en campos de prisioneros de Alemania y de otros países ocupados. En estos campos, en los que sobrevivir era realmente difícil debido a las terribles condiciones de vida, obtener información sobre la situación de la guerra para los prisioneros era un motivo de esperanza y de fuerza para resistir. Naturalmente los alemanes no daban ninguna información al respecto. No obstante esto, algunos militares italianos lograron construir en absoluto secreto algunos receptores que les permitían escuchar emisoras radiofónicas extranjeras y así conocer la situación de la guerra con la esperanza, un día, de ser liberados. Entre estas radios, una de las más famosas se llamaba "Caterina".

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La Radio Caterina

Fue construida en el campo de Sandbostel (Alemania) en el año 1944. Leer la historia de como fue hecha es realmente emocionante. El problema fundamental era como obtener los componentes. Solo la válvula habían logrado hacer entrar en el campo mientras que el resto del material fue construido con elementos de fortuna encontrados en el mismo campo. Para la bobina de sintonía usaron el alambre esmaltado de un dínamo de bicicleta robado a un soldado alemán. Los capacitores y las resistencias las hicieron con papeles metalizados de chocolate y con minas de lápices.

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Reproducción de la radio Caterina hecha por Ignazio Secci

El capacitor variable y el auricular con latas de conservas, pacientemente cortadas y plegadas. Las baterías con monedas, clavos y vinagre como electrolito. Un trabajo extraordinario que permitió de escuchar diariamente las noticias de radios extranjeras y de comunicar las novedades a los otros prisioneros del campo. Una historia apasionante que nos muestra la ingeniosidad humana en condiciones extremas y también, la importancia de la radio en esos tiempos.

Volviendo a nuestro proyecto, la primera cosa que me propuse fue la de hacer un elenco de objetivos que quería alcanzar:

1. Receptor AM para ondas medias (entre 560KHz a 1.600KHz)

2. Circuito simple, con pocos componentes y que usase una válvula fácil de conseguir.

3. Bobina de sintonía construida en casa.

4. Alimentación de baja tensión.

5. Montaje sobre circuito impreso.

6. Salida audio para auriculares comunes (no de alta impedancia)

En la actualidad, casi todas las emisoras radiofónicas trabajan en FM (frecuencia modulada) con frecuencias bastante elevadas (100MHz). Lamentablemente un receptor de este tipo era complejo de realizar y por lo tanto, como primer experiencia, he optado por construir uno para ondas medias (1000KHz) en AM para poder captar las pocas emisoras que todavía se encuentran en el dial (donde vivo yo se capta la RAI y la RFI). Empecé a buscar en internet algunos proyectos que alcanzaran los objetivos que me había propuesto. Uno que se presentaba bastante bien era el de la radio Ace (conocida en Alemania como RadioMann) que se vendía en kit hace algunos años atrás. En realidad, hubieron varias versiones de la RadioMann a lo largo del tiempo. Yo elegí la más reciente.

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Circuito de del receptor regenerativo con una válvula 12AU7

El circuito consiste en una etapa de sintonía regenerativa compuesta por la bobina/capacitor de sintonía y el detector/amplificador hecho con la mitad de una vàlvula 12AU7. La otra mitad de la 12AU7 trabaja como amplificador de señal. Una ventaja de este proyecto es que la regulación de la regeneración se efectúa modificando la tensión de placa de la primera mitad de la 12AU7 a través de un potenciómetro y por lo tanto, no es necesario recurrir a técnicas más complejas con bobinas secundarias móviles (como en el caso de la radio Caterina).

En un artículo muy interesante que encontré en Internet:  Radio Ace , se analiza las características de este modelo, introduciendo algunas modificaciones en los valores de los componentes para mejorar la sensibilidad y la selectividad de la radio.

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Vista pictórica del montaje de los componentes (versión de 12V)

Debido a que no era mi intención comprar un kit ya hecho, todos los componentes de este proyecto debían ser comunes y fáciles de conseguir. En Internet he encontrado solo el circuito electrónico y un par de fotografías. Por lo tanto, algunas cosas he debido "inventarlas". La bobina podía construirla en casa, la válvula, el zócalo, las resistencias y los capacitores se podían comprar sin problemas. Dos componentes en vez, no eran tan fáciles de obtener: el capacitor variable y el transformador de salida.

Respecto a este último, me recordé de una idea que leí en una revista de electrónica muchos años atrás y que consistía simplemente en usar un transformador de alimentación de 220V o 110V a baja tensión (12V, 9V o 6V) en modo tal que la relación entre primario y secundario fuera entre 1:10 y 1:20. De esa forma, la impedancia de un auricular normal se multiplicaría por esta relación obteniendo así el auricular de alta impedancia necesario para poder ser conectado en la placa de una válvula. La potencia de este transformador debe ser lo más baja posible para que no ocupara lugar en el impreso. Yo he usado uno de menos de 1 Watt.

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Circuito impreso único para las dos versiones (12V y 19V)

El otro problema era el capacitor variable. En mi caso, tenía ya uno de 400pF que había comprado algunos años atrás en una feria de electrónica antigua y es el que he usado. De cualquier manera pienso de publicar dentro de poco, un artículo que explica como construir uno en casa para quien desee hacer este proyecto y no consiga el capacitor . El valor de este debería ser de aproximadamente 400pF cuando está cerrado (máxima capacidad). Valores diferentes se pueden usar también, reduciendo o aumentando las espiras de la bobina para centrar la banda de sintonía de onda media (entre 560KHz a 1.600KHz) de nuestra radio AM.

El tradicional montaje "aéreo" de los componentes en los equipos valvulares, siempre me pareció confuso y difícil de hacer. Por eso he preferido proyectar un buen circuito impreso como el que pueden ver en los diseños. Esto permite además, de efectuar una construcción muy compacta y que no necesita chasis metálico.

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Vista pictórica del montaje de los componentes (versión de 19V)

El circuito original está pensado para trabajar con 12V. Yo he previsto una modificación, agregando un regulador opcional, para poder aplicar una tensión de alimentación más alta, como por ejemplo 19V. El motivo es para obtener un nivel del audio más alto si usamos la radio en una zona donde las emisoras radiofónicos son débiles. En este caso, el regulador sirve solo para regular la tensión de filamento de la válvula. Si piensan conectar la radio a un amplificador externo, pueden trabajar sin problemas directamente con 12V. Por lo tanto no es necesario montar el 7812 y en su lugar deben hacer un puente entre la entrada y la salida como se observa en la figura.

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Iluminación con leds de la válvula y de la bobina

Para crear una cierta atmósfera "mágica", he pensado de agregar dos leds que iluminan la válvula y la bobina. El led de la bobina puede ser rojo mientras que el de la válvula puede ser azul. Los leds están conectados en serie, por lo tanto es necesario montar los dos.

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Montaje del led azul para iluminar la válvula

Para montar el led azul es necesario hacer una perforación de 5,5mm en el circuito impreso, en el centro del zócalo de la válvula y soldar los terminales como se puede ver en la fotografía. En mi caso he debido desarmar el zócalo de la válvula extrayendo el terminal central para que pasara la luz.

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Plantilla de la bobina de sintonia

Para construir la bobina, es necesaria una placa de material aislante de 10cm x 10cm y espesor entre 1mm y 2mm. Se puede usar plástico, acrílico o policarbonato (yo usé este último). Con una sierra se deben cortar 9 hendiduras como indicado en el diseño. Yo usé alambre de 0,40mm. Debemos empezar las vueltas desde el centro pasando el alambre de un lado al otro de la placa a través de las hendiduras. Debido a que estas son en número impar, en la segunda espira veremos que el alambre pasa del otro lado respecto a la primera.

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Para devanar la bobina es necesario pasar el alambre en modo alternado a través de las hendijas

Seguimos adelante contando 15 espiras (veremos 7 y 8 de cada lado). Una vez que tenemos 15 espiras, hacemos una derivación con un cable y continuamos con otras 45 espiras. En total, veremos 30 espiras de un lado y 30 espiras del otro lado.

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Indicaciones para la construcción de la bobina de sintonía

La cantidad de espiras depende del capacitor que han conseguido y también de otros factores, por lo tanto no les puedo garantizar que el número indicado sea adecuado. Prepárense psicológicamente a construir la bobina más de una vez siguiendo la mejor tradición de los radioaficionados.

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Foto de la bobina terminada

Si prefieren construir una bobina más tradicional, pueden usar como base un tubo de plástico de 10cm de largo y de 3cm de diámetro como se ve en el diseño con 75 vueltas de alambre 0,40. Recuerdo nuevamente que para centrar la banda justa de sintonía quizás sea necesario modificar la cantidad de espiras.

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Otro modo para hacer la bobina usando un tubo de PVC

Elenco de materiales

1 resistencia de 330 ohms 1/4 Watt
1 resistencia de 100K 1/4 Watt
1 resistencia de 1Mohm 1/4 Watt
1 resistencia de 2,2Mohm 1/4 Watt
1 potenciómetro de 47K para circuito impreso
1 capacitor disco de 100pF
2 capacitores disco de 330pF
1 capacitor de 22nF poliester multiestrato
2 capacitores de 100nF poliester multiestrato
1 capacitor electrolítico de 100uF 25V (o mayor tensión)
1 capacitor variable de por lo menos 470pF (o el que consigan)
2 leds (uno azul y uno rojo) de 5mm y 20mA
1 válvula 12AU7 (o ECC82)
1 zócalo para válvula
1 interruptor de encendido para circuito impreso
1 conector jack de 3,5mm para circuito impreso
4 conectores con bornes de dos contactos
1 conector con bornes de tres contactos
1 regulador 7812 (opcional)
1 transformador 220V a 9V o 110V a 6V lo más pequeño posible
1 circuito impreso
1 bobina de sintonía (ver texto)

Una vez montado el circuito impreso podemos pasar a las conexiones como podemos ver en la figura.

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Conexión de la radio a los componentes externos

Es necesario conectar una antena y una conexión a tierra. Como conexión de tierra yo he usado una canilla mientras que como antena, un cable de 5 metros de longitud pero se puede probar con otras dimensiones. El receptor arranca inmediatamente, cuando la válvula se calienta. Sentirán los chiflidos clásicos de sintonía moviendo el dial (capacitor variable) y el potenciómetro de regeneración. Para verificar la correcta frecuencia de sintonía podemos buscar emisoras con otro receptor y comparar la posición en el dial. Otro modo de verificar si el receptor està tabajando en la frecuencia justa es el de conectar un osciloscopio o un frecuencímetro en un lado de la bobina y medir la frecuencia. A continuación les muestro un screen capture de mi osciloscopio con una frecuencia de sintonía de 650KHz.

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Forma de onda medida con un osciloscopio de la etapa de sintonia

Unas últimas palabras para terminar. No obstante la simplicidad del circuito, este proyecto me ha dado bastante trabajo aunque si probablemente para un radioaficionado sea un juego de niños. No soy un experto de radios ni tampoco de válvulas. He aplicado más bien mi experiencia en montajes electrónicos y un poco de sentido común para resolver las cuestiones técnicas que se han presentado. El modelo que están viendo en realidad es el segundo que he hecho. El primero no usaba transformador y tenía un amplificador con un circuito integrado LM386 incorporado. Este prototipo funcionaba muy mal (era muy inestable) y por lo tanto decidí de proyectarlo nuevamente eliminando el amplificador y agregando el transformador de salida.

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"Noches de radio" con mi receptor regenerativo

No esperen de encontrarse con una radio de alta calidad. Este receptor es más bien un símbolo de otros tiempos. Si la construyen, cuando esté encendida y logren sentir las emisoras, mezcladas con ruidos y chiflidos, imaginen la emoción que vivieron esos soldados italianos, en la oscuridad de la noche, cuando sintieron por primera vez el débil sonido de una voz humana, una esperanza.

Links útiles:

Radio Caterina, documentación histórica (italiano e inglés)

Thames & Kosmos Radio Ace / Radiomann kit

 

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[Circuito impreso de la Radio valvular (formato KiCad)] (113)

 

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19 pensamientos en “Receptor valvular regenerativo”

  1. Hola Gabriel, realmente logràs sorprender, lo bueno es la integraciòn fantastica que les das a tus diseños, hojala la gente del mundo realizara algo como vos. Utilizando la fantasia y obviamente pensar en hacer algo personal y diferente, serìa fantastico.

    Muchos Saludos y mucha Suerte.

    Gracias Carmelo por tus palabras. Un abrazo grande. 🙂

  2. Gabriel exelente,te felicito por tu proyecto que voy hacer mio con tu permiso.Sera mi prinera experiencia valvular.Gracias

    Espero que logres buenos resultados 🙂

  3. Buena aportación felicitaciones, yo me engancho con todos los proyectos tuyos gracias.

    Gracias John. Me gustaría ver alguna foto de tus montajes. El correo es contactos[aroba]inventeble.eu

  4. increible e interesante Post, Realmente me tiene muy animado, Felicitaciones

    Muchas gracias John, trabajar con válvulas en el 2014 es realmente mágico!! 🙂

  5. Hermano, te felicito, desde Caracas Venezuela, te mando un inmenso saludo, estaba buscando realizar este proyecto, lo había perdido porque tuve un percance con un disco duro, y de nuevo lo encuentro, es tremenda mi felicidad al saber que de nuevo gracias a tu blog la encuentro, triste de verdad por lo que pasaron aquellos combatientes y presos, Dios es sabio, bueno, gracias de nuevo, sigo entonces con este tu proyecto y guardando mas de los que tienes aquí, son todos fenomenales.

    Ing. Guevara

    Muchas gracias por tus palabras Gustavo y espero que logres construirlo. 🙂

  6. Entro en tu página todas las tardes para ver tu proyectos.
    Te doy mis felicitaciones. Particularmente este me ha parecido perfecto

    Gracias Fernando, ahora estoy escribiendo un nuevo proyecto con válvulas que pienso de publicar dentro de poco. 🙂

  7. GRACIAS por este proyecto, aclaro que no te felicito ya que mis conocimientos y experiencia no dan para ello, seri muy atrevido de mi parte hacerlo.
    Voy a tratar de realizarlo ya que me resulta muy interesante y creo sera una buena experiencia.
    Quiero ver si logro me aclares una duda, en el caso del transformador haces referencia a uno de 220 o 110 a 12, 9 o 6, pero el que esta en el ejemplo es de 220 / 9+9 lo que daria 18V, eso quiere decir que debe ser 12+12, 9+9, 6+6 o si solo tengo uno de 220/18V sirve tambien?

    Hola Jorge, yo he probado con el que se ve en la fotografía 220V / 18V (9 + 9 en serie) pero no se si es la mejor elección. El volumen de salida con auriculares de 32 ohms es medio bajo pero esto depende fundamentalmente de la baja potencia de salida de la válvula. Trataré de investigar mejor el tema. Dentro de unos días publicaré otro proyecto donde explico el tema de los transformadores de salida y del cálculo de la impedancia.

    1. Agradezco tu rapida respuesta y estare atento a ese nuevo articulo mientras ire contruyendo lo demas y dejando el tranformador para lo ultimo,,,,,,
      Exelente tu sitio.

  8. Muy interesante su proyecto (me gustaría realizarlo). Me surgen dos preguntas: ¿donde venden o se adquire la valvula (que no se desmontandola de un equipo viejo, es dificil encontrarlo)? y ¿si, modifico el circuito tanque (bonina y condenzador, puedeo sintonizar vhf?. Gracias
    Rafael desde Colombia

  9. Excelente proyecto, me propongo realizarlo para mi entretenimiento como jubilado.- tengo casi todod los materiales y como fuente de alimentación he pensado en el tranf, de alimentacion de un portatil.-A por él…

  10. A mí, viendo el esquema, donde se prescinde de bobina de antena, atacando ésta, directamente sobre la bobina de sintonía, me da la impresión de que el circuito tendrá un factor q muy bajo, por lo que será terriblemente poco selectivo. Yo incorporaría una segunda bobina, está bien usar realimentación catodina para ahorrar una bobina regenerativa, pero la de antena, me parece importante.
    Saludos: Luis – mermelado.

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