Receptor de muito baixa freqüência

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Função eletrônica
Investigar sinais que se propagam por ondas eletromagnéticas com freqüências na faixa de 5 a 15 kHz; estudo da propagação de ondas desses comprimentos de ondas; captação de sinais provenientes de distúrbios atmosféricos distantes; confronto entre sons e ondas eletromagnéticas com freqüência em torno de 10 000 Hz.
Por que podemos modular ondas eletromagnéticas e não sons audíveis de mesma freqüência?

Material
AQ — Antena de quadro conforme esquema. 

Ela consome cerca de 3,70 m de sarrafo de (4x3) cm, uma base de (40x40x3) cm, 4 carretéis de plástico de 10 cm de largura (grátis em lojas de armarinho), cerca de 650 m de fio de cobre esmaltado número 24 ou 26, um conector Sindall com 2 seções, 3 m de cabo coaxial fino, um plugue miniatura macho, prego (parafuso), cola, verniz etc.

TR1 e TR2 — Transistores BC548 ou equivalente NPN, silício, alto ou médio ganho.
C1 e C4 — Capacitores de .022 mF, cerâmico ou poliéster.
C2 — Capacitor eletrolítico de 10 mF x 12 V (cuidado com a polaridade).
C3 — Capacitor eletrolítico de 4,7 mF x 12 V.
R1 — Resistor de 1 MW x ¼ W
R2 — Resistor de 10 kW x ¼ W
R3 — Resistor de 470 kW x ¼ W
R4 — Resistor de 6,8 kW x ¼ W
CH — Chave interruptora simples
F   — fone de cristal (alta impedância) ou fone dinâmico de 2  kW .

Circuito esquemático

Montagem

  Trata-se de um circuito sintonizado (L-C) para uma faixa de freqüências bem baixas (podendo até captar o sinal de 60 Hz da própria instalação elétrica residencial), numa montagem em série, de etapas detetora e amplificadoras de áudio-freqüência.

A etapa sintonizada é constituída por uma bobina de quadro (que funciona também como antena), altamente direcional. Dois transistores de silício, NPN de uso geral, médio ou alto ganho, incumbem-se da detecção e amplificação. A saída de áudio é em alta impedância, daí recomendarmos como transdutor de saída um fone de cristal (“egoísta”). Uma etapa casadora de impedância para uso de alto-falante pode ser pensada (esse palavreado todo significa: coloque um transformador de primário 5k e secundário 8 ohms no lugar de F do esquema elétrico do aparelho --- um transformador de saída de áudio para rádio valvulados antigos).

Os terminais do enrolamento cerrado (espiras juntas) dessa bobina vão a um conector Sindall (ilustração abaixo), duas seções, fixo no mastro de madeira; daí sai um cabo coaxial fino dotado de plugue miniatura, para o receptor.

A montagem, por não ser crítica, dada a freqüência de trabalho, pode ser feita em ponte de terminais ou numa barra de conectores Sindall (ilustração abaixo). A fonte de alimentação pode ser para 6 V ou 7,5V ou 9 VCC, permitindo várias opções para associações em série de pilhas ou mesmo uma bateria (quadradinha) de 9 V. Use conectores universais (macho e fêmea) para ligar a antena e o fone no receptor.

Detalhes

Aplicações
Conecte a antena, o fone de cristal e ligue a chave interruptora. Se isso for feito dentro de sua casa (o que me parece uma hipótese bastante razoável), pode tratar de colocar pelo menos a antena do lado de fora, pois a alta sensibilidade do receptor vai permitir captar um ronco devido ao campo eletromagnético alternado (60 Hz) da fiação elétrica de sua casa.

Movendo a antena pode-se atenuar esse ronco (mas não todo), devido sua alta direcionalidade. Se você tiver por perto um gerador Tesla, Ruhmkorff ou Van de Graaff faiscando vai começar a se impressionar com a sensibilidade do aparelho aos sinais desses raios em miniatura. Até os sons serão distintos.

Daqui para frente tudo é pesquisa, anotações, dados, leituras (um osciloscópio vem bem a calhar) etc. Algumas observações (incompletas) podem lhe interessar:

  a) estalos e explosões podem ser captados ao nascer e ao pôr-do-Sol (oriente a antena);

  b) a aproximação de uma tempestade (a mais de 100 km) pode ser detectada pelas descargas elétricas atmosféricas que se produzem;

  c) explosões solares (variações nas manchas solares) podem ser captadas;

  d) explosões nucleares (programadas, para que se saiba o horário) também não escapam desse pequeno receptor.

  Sempre é bom lembrar que quanto mais alta e em área desimpedida for colocada a antena, melhor será a recepção de determinados sinais. Assim, um primeiro lugar para testes é colocá-la sobre o telhado, munida de artifício adequado para girá-la.

NOTA: Não fique tentado a diminuir as dimensões da antena ou reduzir a espessura do fio; pelas suas características, a antena desse receptor de Muito Baixa Freqüência não pode ser reduzida em suas dimensões, número de espiras ou diâmetro do fio, sem grandes alterações no desempenho do circuito. O tamanho 'avantajado' dessa antena deve-se às baixíssimas freqüências a serem captadas pelo aparelho (como salientamos acima, para uma boa captação de ondas de rádio, quanto menor a freqüência, maior deve ser a antena). Um fio muito fino aumentaria excessivamente a impedância do quadro/antena, alterando completamente suas características e sua sintonia, portanto, isso não é recomendável.

Para efeito de pesquisa, será interessante acoplar a saída desse receptor a um gravador para fazer levantamentos estatísticos dos horários de maior captação e para arquivo das intensidades e tipos de sinais. Você deve ter uma prova do que faz!  É um bom trabalho de pesquisa, boa sorte!

Variante
O melhor rendimento do aparelho é obtido mesmo via 'fone de cristal', todavia, muitos preferem a escuta via alto falante. Isso é possível e uma solução para essa variante é o esquema apresentado abaixo:

O transformador, para funcionamento razoável, deverá ser do tipo usado em saídas de áudio 'valvuladas' (válvulas do tipo 6AQ5, 6V6 etc.), pois seu primário tem impedância acima dos 5 000 ohms (secundário para 8 ohms, casando com o alto falante). Os transformadores miniaturas (usados em saídas para transistorizados) apresentam impedância muito baixa no seu primário, gerando rendimento sonoro muito baixo, além de aquecimento do transistor BC548.

A alimentação para esse circuito pode ser proveniente de uma fonte linear (a transformador) ligada à rede, desde que apresente excelente filtragem! Devido às características de captação de baixas freqüências desse receptor, fonte de qualidade 'sofrível' poderão ter seu zumbido inerente grandemente ampliado pelo circuito, ou seja, você poderá escutar a 'fonte' --- e traduzir como sendo um alienígena transmitindo na faixa dos 120 Hz! :-)

E assim, por favor, não invente e não interprete alguns sinais estranhos como coisas místicas do além (em outras palavras, não entre nessa de 'ufologia'). Essas coisas do além não são científicas e, como tal, sem propósito para a Ciência. A ciência trabalha com fatos reproduzíveis e testáveis (critério de falseabilidade) por todos; não há a palavra da autoridade e não obedece ao senso comum.