jueves, 28 de junio de 2007

Transmisión de audio por la línea de 220V

Este par de circuitos permiten utilizar el tendido eléctrico domiciliar para transmitir señales de audio desde un punto hacia uno o mas parlantes remotos. El alcance promedia los 100 metros efectivos dentro de la misma vivienda o hacia otra que comparta la misma fase eléctrica


Arriba se muestra el circuito del transmisor el cual básicamente obtiene la señal proveniente de una fuente estéreo, las suma en una única señal y las coloca sobre el potenciómetro de 10K que hace las veces de control de sensibilidad o volumen de entrada. Luego, un capacitor desacopla la componente de continua que pudiese existir. Posteriormente la señal ingresa al VCO del integrado LM566 el cual se encarga de modular la señal entrante sobre una portadora de 200KHz. Dicha frecuencia es determinada por el resistor de 18K y el capacitor de 82pF. La salida del integrado nos da 6Vpp de señal, que es amplificada por el transistor el cual la coloca sobre el transformador de acoplamiento T1 y este sobre la red eléctrica. Este transformador debe ser sintonizado a la frecuencia de portadora (200KHz). Por último los dos capacitores de alto voltaje aíslan el transformador de la red eléctrica. El conjunto opera con 12V estabilizados provenientes de la fuente elaborada a partir de T2, los dos diodos rectificadores, los capacitores y el regulador en serie 7812 que se encarga de estabilizar la tensión. Este regulador no requiere de disipador térmico dado que trabaja a muy baja corriente de carga. El transformador de alimentación (T2) es de primario 220V (o la red eléctrica que sea) y secundario 15+15 con 100mA de corriente. En tanto el transformador T1 es de FI (frecuencia intermedia) para 455KHz (lo puede encontrar en radios de AM en desuso y lo identificará por el color amarillo pintado en el núcleo de ferrita ajustable).
En el gráfico de abajo se puede observar el receptor el cual explicamos a continuación

La señal proveniente de la red eléctrica es aislada por los capacitores de alta tensión e insertada al transformador de FI marcado como T1. Este está sintonizado a 200KHz que es la frecuencia de portadora empleada para la transmisión de audio. La resistencia de 3K se encarga de limitar el ancho de funcionamiento para que los posibles transitorios de la línea no pasen a la etapa posterior y desde ella al parlante. Los cuatro transistores se ocupan de elevar la señal en su tensión para así entregarla al circuito detector PLL incluido dentro del circuito LM565. A la salida de este integrado tenemos una señal de audio demodulada lista para ser aplicada a un amplificador de audio convencional el cual le dará la potencia necesaria para mover la bobina de un parlante y así producir sonido. El potenciómetro de 10K permite ajustar con precisión la frecuencia de enganche del PLL permitiendo así su correcto funcionamiento. Un error en este ajuste haría que parte de la portadora pase como si fuese audio escuchándose lluvia o ruidos molestos en la salida. Al igual que en emisor el receptor se alimenta de un transformador de 15+15v pero en este caso con 250mA de corriente. En tanto el transformador de frecuencia intermedia es idéntico al empleado en el transmisor.
Puesta a Punto:
Es sumamente simple ajustar el conjunto siguiendo algunos pasos. Inicialmente hay que sintonizar los transformadores de FI para lo cual será necesario conectar a la red eléctrica tanto el emisor como el receptor. No es necesario conectar señal de audio a la entrada del emisor en esta fase de la calibración. Con un voltímetro de CA de alta impedancia (cualquiera digital sirve) medir la tensión presente en el secundario del transformador de FI del receptor e ir ajustando los núcleos de ferrita del hasta obtener la máxima lectura posible. Es factible que necesite retocar este ajuste si se coloca el receptor mas allá de los 70 metros del transmisor. Siempre ajustar primero el transmisor y luego el receptor. Repetir esta prueba con mas sutileza cada vez hasta obtener la lectura óptima. Con esto quedarán sintonizadas las unidades. Luego ajustar el potenciómetro del receptor hasta obtener la mayor limpieza de señal posible. Este será un punto que se encontrará cerca del centro del recorrido. Habrá que ajustar cuidadosamente este potenciómetro a fin de rechazar la mayor cantidad posible de ruido causado por reductores de intensidad electrónicos para lámparas que suelen interferir bastante RF en el tendido eléctrico. Por último habrá que ajustar el nivel de modulación en el emisor para evitar que una sobre-modulación afecte la calidad de audio distorsionándolo. Colocar el potenciómetro marcado como VOL en su extremo cercano a la masa (mínimo) y ahora si inyectar una señal de audio proveniente de una radio o estéreo en las entradas del sistema. Controlar que el o los receptores estén encendidos y con volumen para poder percibir cuando el sistema funcione correctamente. Comenzar lentamente a subir el nivel de modulación (actuando sobre el potenciómetro VOL) hasta que se comience a escuchar distorsión en el audio. Reducir ahora el cursor hasta el máximo posible sin deformar el audio y éste será el tope de modulación. Este potenciómetro puede ser empleado para bajar o subir el volumen de todos los receptores simultáneamente sin ir uno por uno a moverlos.
Notas:
En algunos transformadores de FI se incluye internamente el capacitor de 1nF, comprobarlo antes de soldar el capacitor previsto en el circuito.
De no conseguir los transistores LM se los puede sustituir por los reemplazos que ofrezca el comercio siempre que trabajen dentro de los 200KHz.
Recordar que se esta trabajando sobre la red eléctrica la cual es muy peligrosa. Mas allá de tener transformadores aisladores un error en las soldaduras hará que recibamos una descarga que, dependiendo de nuestra resistencia, incluso nos puede matar. Por ello revisar tres o cuatro veces el circuito antes de enchufarlo y luego de hacerlo no conectarlo a un sistema de audio hasta haber realizado las pruebas rutinarias y el ajuste.
Como observará el secundario del transformador de Fi posee una derivación no simétrica, que se encuentra mas cerca de uno de los extremos que del otro. Para saber cual es el extremo mas cercano bastará con medir con un ohmetro la resistencia entre el centro y los extremos. Hacia donde haya menor valor será el extremo mas cercamo.
En nuestro caso dotamos al sistema de un amplificador TDA2002 dado que proporciona 6W sin distorsionar ú ocho con algo de esfuerzo. Si se requiere emplear el equipo en recintos amplios se pueden colocar amplificadores mas potentes como el LM12CLK o el LM3886TF