Linear para UHF de 250W

   Projeto baseado no RSGB VHF-UHF Manual, Terceira Edição.

   A descrição deste projeto será feita no sistema blog, onde os passos serão separados por dias com fotos de cada passo. Assim, utilize o menu abaixo para navegar entres as paginas do projeto. Serão blocos de 10 em 10 posts.

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Sábado, 12 de Março de 2011

    Soft start #1.

   Enquanto não dá pra retomar a finalização da cavidade, porque estou aguardando alguns materiais, o jeito é ir atacando outros lados. A parte que resolvi ir adiantando é o primário da fonte de Alta Tensão e o relé de tempo que limita a corrente inicial de partida do linear.

   O motivo dessa limitação inicial da corrente de partida é por causa do grande banco de capacitores que em geral judia demais dos diodos e também da corrente de partida a frio do filamento da válvula. Muitos já devem saber que qualquer filamento incandescente, tem uma resistência a frio muito menor que a resistência a quente, de trabalho. Logo a corrente inicial no filamento da válvula é muito maior, cerca de 5x mais durante a partida!

   Já prestou atenção que toda lâmpada incandescente sempre queima ao ligar? O motivo isso é a alta corrente inicial, aliado ao desgaste natural do filamento, que vai evaporando aos poucos com a alta temperatura necessária para que ele fique rubro.

   A partida a "frio" será dada com dois resistores de 15R x 25W em série com a entrada de alimentação. Como são resistores tubulares, lembrei da velha fórmula para prender estes resistores na posição horizontal. É preciso de chapinhas dobradas conforme o desenho da foto acima, elas entram no tubo do resistor e são presas no chassi por parafusos.

   Já aproveitei que estava com a mão na massa e prendi também no chassi o dimmer e o relé que vai curto-circuitar os resistores após o tempo pré-determinado. O melhor lugar para prender isso tudo no chassi, obviamente seria próximo a entrada de AC, que por coincidência ficou beeeemmm embaixo do transformador de AT. Bom... como resolver isso? Porcas soldadas no chassi e pequeno buracos na chapa de fixação do transformador, para "acomodar" as porcas.

   Observe os furos de 5/16" que foram feito na chapa de fixação, até chegar próximo a ferragem do trafo. Por sorte essa chapa que prende o transformador é bem grossa, praticamente da mesma espessura das porcas de 3mm que usei. Dai basta por o transformador no lugar e voilá, as porcas somem.

   Revirando minha sucata aqui, o único relé adequado a esse uso que encontrei foi esse monstrinho ai com 3 contatos reversíveis para até 15A. Ele tem um pequeno inconveniente que o fez ficar jogado em uma caixa de sucata aqui por ANOS! Sua bobina é de 115Vdc! Mas isso vai ser uma vantagem para o meu caso agora. Pois como ele é para uma tensão muito próxima da rede elétrica (127Vac), o resistor necessário para prover o delay, juntamente com o capacitor eletrolítico, será de valor ôhmico mediano e baixa dissipação, devido a baixa corrente da bobina do relé. 

   O terceiro contato extra do relé, vou usar para por um LED bicolor no painel do linear, indicando Aguarde/OK. Vermelho para aguarde e verde para status de OK. O relé foi preso com uma pequena chapa de ferro dobrada. Os fios que estão encaixados no relé, vieram de sucata, pois eu não tinha o soquete do relé e não encontrei no comercio local terminais novos do tamanho dos usados no relé.

   Agora é sentar e acertar o valor do resistor e capacitor para o delay de partida, vou usar um atraso de 2 a 3 segundos, mais que suficiente para os eletrolíticos já adquirirem uma carga inicial e o filamento pré-aquecer e subir sua resistência para um valor mais seguro. 

 

Quarta-feira, 09 de Março de 2011

   Prendendo as coisas no lugar.

   Aproveitando este feriado mais esticado que tripa de mico em estilingue, fui pensar em um jeito de prender as placas no chassi. Ficou decidido que, somente a placa da fonte de AT ficará do lado de cima do chassi, o restante das placas vão para o lado de baixo do chassi que terá espaço de sobra.

   Bom... a placa de AT só caberia em cima mesmo por causa da altura dos capacitores eletrolíticos.

   Depois de pendurar o transformador e a cavidade em cima do chassi, peguei a placa e procurei um lugar que ela pudesse ficar sem atrapalhar nada. O melhor lugar foi entre o transformador e a frente da caixa onde ficará fixo o painel. Para prender eu me lembrei de um sistema que eu vi em uma fonte da Digilab a uns 15 anos atrás, em que a placa fica suspensa por um sistema de trilhos, na posição vertical.

   E colocando a placa de pé é a posição que ela ocupa menos espaço. E o espaço que sobrou ali, coube a placa justinho!

   Estes trilhos foram feitos de pedaços de Technyl em placa. Comprei uma pedaço de uma placa na casa de parafusos aqui que tem 10mm de espessura. Não custa caro, é um material bem resistente, isolante e fácil de trabalhar. Os rasgos para alojar a placa fiz com um improviso na furadeira de bancada. Utilizei uma broca fina que fez a vez de fresa, para guiar o bastão, prendi um pequeno sarrafo de madeira aparelhada na mesa da furadeira com um sargento.

   Ajustei a posição da mesa de forma que a broca passasse bem no meio do bastão. A altura da broca em relação ao bastão de Technyl deve ser de tal forma se possa comer apenas um ou dois milímetros em cada passada. Dai basta escorregar o bastão por sobre a broca que será feito o rasgo do trilho. Bastou repetir esta operação 4 vezes para que o corte tenha uma profundidade adequada a prender a placa.

   Para proteger a placa e evitar acidentes, resolvi colocar uma placa de policarbonato sobre a placa da fonte, presa pelos próprios trilhos. Afinal nesta placa teremos 2KV e qualquer distração como tocar o primeiro resistor de bleeder pode causar acidentes sérios.

   Esta placa de policarbonato foi dobrada aqui mesmo. Dois sarrafos de madeira aparelhada, dois sargentos e a estação de retrabalho de SMD sem o bico (pode ser usado um soprador térmico também) completam o material necessário para dobrar o policarbonato. Basta prender o policarbonato entre as duas réguas (como um sanduíche) e esquentar na região a dobrar. Assim que o policarbonato estiver beeeem mole, basta dobrar no esquadro e esperar esfriar.

 

Terça-feira, 08 de Março de 2011

   Esquemas das fontes.

   Resolvi fazer o desenho dos esquemas da fonte de AT e Bias/Screen para fins de documentação. Faça o download dos esquemas clicando aqui.

   Fonte de AT:

   Fonte Bias e Screen:

 

Segunda-feira, 07 de Março de 2011

   Prateando tudo.

   Para melhorar o aspecto dos tubos de cobre eu disse que havia prateado com o liquido prateador comprado na Casa da Bóia. O resultado é esse:

Cavidade já prateada e montada no chassi

   A aplicação do liquido é muito simples. Limpa-se o cobre com bombril até que se retire todo e qualquer vestígio de oxidação. Lave as peças com água e detergente neutro para tirar qualquer vestígio de oleosidade.

   Faça um "cotonete" usando uma varetinha de madeira com bombril. Molhe esse "cotonete" no liquido prateador e aplique no cobre, esfregando. O uso do bombril é porque este doa elétrons ao cobre, facilitando a aplicação da prata. Assim que concluir a aplicação, lave a peça em água corrente. Segundo o fabricante (Adilmarti) o produto já contem abrilhantador. De fato a prata aplicada pro esse método escurece muito pouco.

   Um litro deste produto (Prateador TP-056E) custou cerca de R$70,00. E um litro rende muito! Comprei este liquido quando estive lá na Casa da Bóia a procura do tubo e chapa de cobre.

   O causo do Dimmer!

   Resolvi aproveitar o final de semana chuvoso para fazer o dimmer. Para fazer o download do esquema do dimmer, clique aqui.

   O esquema do dimmer esta acima, e abaixo a placa desenhada no Tango PCB. O resistor de 6K8 que esta acima do trimpot, será posteriormente alterado para que o valor máximo da AT não ultrapasse 2100V no ajuste. Medida de segurança para não fritar os varistores da placa de AT.

   Murphy estava ativo quando desenhei esta placa! Inverti os terminais do Triac, resultado. Acabei tendo que refazer a placa. O duro é que eu já tinha corroído e montado a placa quando detectei o erro.

   Mas... bola pra frente.

Placa na versão correta.

   Não tem segredo, trata-se de um dimmer convencional. A escolha do Triac BTA foi devido a que este não precisa de isolador de mica, pois ele já é isolado.  A inclusão da bobina e do capacitor de 100nF classe X2 é para limpar o ruído provocado pelo chaveamento do Triac.

   O triac, como não precisa de isolação, também será preso diretamente ao chassi do linear. Alias, o uso de um triac de 24A foi um preciosismo para tentar minimizar a potencia dissipada. Vamos ver se surte efeito na prática.

   Dei uma bobeira na hora de secar o verniz verde e apareceram micro-bolhas... Não vou mexer, vai ficar assim mesmo.

   Eureka!

   Depois de quebrar um pouco a cabeça, achei a solução para soldar isso ai no tubo sem fazer lambança. A idéia básica foi a mesma usada nas modernas luvas de cobre para encanamento de água quente.

   Primeiro modelei o finger stock no formato redondo, de forma que ele praticamente encaixa sob pressão no tubo. Feito isso limpei muito bem o tubo de cobre e lambuzei de fluxo de solda. Coloquei o finger stock no lugar e amarrei com pedaços de fio de alumino para que ele não abrisse durante a soldagem.

   Dai usei o maçarico a gás para esquentar o tubo por dentro e derreter solda na junção do finger stock com o topo do tubo. A solda entrou por gravidade e capilaridade entre o tubo e o finger stock. O bom deste método é que não fica aquela reboqueira de solda do lado de fora.

   O fio de alumínio era de um velho transformador que desmontei para aproveitar a ferragem.

 Veja... não tem uma gota de estanho do lado de fora do tubo! Dai foi só esperar esfriar e pratear o tubo com liquido prateador (comprado na Casa da Bóia também).

   Juntando pecinhas #1.

   Hoje chegou o tal "pregador" que vai agarrar o anodo da válvula. O nome do treco é "finger stock". Comprei de um vendedor no Ebay.

   Alias, isso ai rende um história bem engraçada. Eu já estava matutando feito um louco como fazer para encaixar o anodo da válvula no tubo de cobre, o G4EOP, fez um tipo de bolsa no cano e encaixou diretamente na válvula. Confesso que cheguei a pensar em fazer o mesmo. No projeto original eles explicam como fazer isso, mas pedem pra usar um material estranho que não lembro o nome... Mas meio que sem querer eu acabei descobrindo que existe pronto pra comprar.

  Eu havia comprado alguns diodos zener de 10W para usar como Bias para o futuro projeto com a 4CPX1500, e o vendedor me ofereceu outros itens relacionados, e verificando os itens, encontrei o tal "finger stock" lá. Comprei um pouco a mais já prevendo um futuro uso (depois eu conto eheh)

Mas que coisinha esquisita heim?

   O material é interessante, é banhado a prata e é bastante flexível. Agora é bolar um jeito de soldar isso ao tubo de cobre.

   Fonte de Bias e Screen.

   Agora é a vez da fonte de Bias e Screen. Novamente ela foi aproveitada do projeto do linear de VHF do Handbook da ARRL, porem optei por usar o circuito ligeiramente modificado pelo Ronaldo - PY2NFE. Já prevendo enfrentar as mesmas dificuldades que ele para encontrar os benditos diodos de 10W, resolvi usar o circuito com regulador a transistor.

   No que conversei com o Ronaldo, ele me disse que a modificação funcionou muito bem, então... mãos a obra. Desenhei a placa já abrigando tudo da forma mais compacta possível

   Observe que estou usando conectores pra tudo quanto é lado. Motivo? Facilidade em uma eventual manutenção. O transistor BU508AF será fixado diretamente no chassi de lata.

   Curiosidade, o verniz verde é aquele ISOTEC da Implastec. Funciona muito bem e pode ser soldado depois de seco. Só que uma latinha custa uma facada e não rende tanto assim. Estou pensando seriamente em comprar uma pistola de aerógrafo e usar verniz vitral assim que acabar essa latinha. Já testei vitral a um tempo atrás e tem o mesmo efeito e não atrapalha a soldagem.

   Fonte de AT.

   Enquanto espero chegar alguns materiais que comprei fora do Brasil, o jeito é começar a fazer as placas da fonte de Screen e da fonte de AT. Peguei a fonte de AT pra fazer primeiro, pois é mais fácil. O projeto das fontes aproveitei do Linear de VHF com a 4CX250 do Handbook da ARRL. Alias este era o projeto inicial que iria fazer com esta válvula eheh.

   Desenhei a placa no tango PCB de forma a acomodar a ponte retificadora, os resistores de bleeder, o banco de capacitores de filtragem, divisor de tensão do medidor de AT e os varistores de proteção.

   Usei placa de fibra de vidro, confeccionada pelo processo de transferência de toner. O circuito da placa em si não tem nada de especial, é o velho feijão-com-arroz mesmo.

   Os capacitores de filtragem tem uma história curiosa. São "restos" de uma manutenção que fiz no TL922 do Cal - PY2PW. O TL922 dele tinha sido modificado para trabalhar com uma tensão de placa maior e quem montou o banco de capacitores tinha cometido um equivoco de ligar a derivação do dobrador em lugar errado de forma que ficaram 6 capacitores no ramo negativo e apenas 4 no ramo positivo. Os 4 capacitores do ramo positivo foram pro espaço, explodiram depois de um tempo, mas os 6 de baixo saíram ilesos.

   Como quando fiz a manutenção, optei por trocar todos os capacitores pra ficar tudo igual, sobraram esses 6 ai que o PY2PW me deu. Um presente bastante útil, economizei a compra dos capacitores, que não seria nada barata.

   Os varistores amarelos também são de sucata. No 2º Encontro do CRAM, o Miguel - PY2OHH levou muita coisa excedente que ele tinha para distribuir entre os montadores, entre as coisas ele levou um saco CHEIO de capacitores de cerâmicos. Eu peguei um pouco e quando comecei a separar aqui, encontrei varistores misturados no meio dos capacitores. Dente os diversos varistores que achei, tinha alguns TVR10681, que podem trabalhar com até 560Vdc.

   Colocando 4 deles em série obtive um "varistorzão" de 2240Vdc. O motivo destes varistores? Bem... o banco de capacitores é de 6 x 330uF - 400V, logo a tensão máxima do banco é de 2400V. E existe um outro agravante, a tensão máxima de placa da 4CX250B é de 2000V.

   Existe ainda um outro GRANDE PROBLEMA, o trafo de AT que vou utilizar é um de forno de microondas, e ele fornece 2KVac, que depois de retificado e filtrado chega 2800Vdc, o que excede em muito o limite da válvula e do banco de capacitores. O trafo no caso terá um dimmer em seu primário para reduzir a tensão fornecida (idéia chupinhada do Ronaldo - PY2NFE) para 1400Vac, mais adequado a 4CX250.

   Como no projeto original desta fonte já existe um fusível antes da ponte retificadora, resolvi colocar os varistores como proteção, para caso dê algum problema no dimmer.

   O trimpot com botão vermelho será para o ajuste do voltímetro de AT.

   O inicio de tudo...

   Bem... o inicio do projeto em volta da 4CX250 nem bem era pra ser um linear de UHF, e sim de VHF, pois ganhei essa válvula do PU2UBZ - Bilon, já tem uns bons 6 anos. Depois numa grande coincidência, o PY3DU - Colossi, me ofereceu o soquete. Com disse, a idéia era inicialmente um amplificador para VHF.

A menina sentada em seu soquete

   Mas há males que vem pra bem, em Agosto de 2009, nos dias que fiquei na casa do Adinei, para o  Encontro de inverno dos AM em Americana, fizemos a tradicional visita a Disneylândia, e encontramos um "pequeno" tesouro. Os detalhes deixa pra lá, só digo que voltei com uma 4CX800 e uma 4CPX1500 no baú do tesouro. Logo a coitada da 4CX250B havia ficado para escanteio...

   No meio deste caminho, ganhei outras duas 4CX250B do Julio Cezar, segundo ele uma esta com uns 80% ainda e a outra esgotada. Dei um jeitinho de descobrir a esgotada e a estou usando como cobaia para as medidas.

   Dai me veio a idéia de fazer este projeto para um linear de UHF. Procurando na internet por um projeto fácil de construir e decente, topei com um projeto muito interessante, baseado no sistema de cavidade ressonante, o qual dispensa bobinas, striplines e outros bichos chatinhos de construir.

   O projeto em questão é a montagem do Dr Andrew Smith - G4OEP, baseado no RSGB VHF-UHF Manual, Terceira Edição. Tratei de entrar em contato com ele e pedi se podia me arrumar uma cópia do artigo para fazer o meu amplificador. No que fui prontamente atendido por ele.

   De posse do projeto pedi para o Junior - PY2VFO, cortar e dobrar a caixinha da cavidade. O capricho foi tanto que ele até mandou galvanizar as chapas!

   O tubão de cobre do anodo, é de 1 3/4" e foi comprado na Casa da Bóia lá em São Paulo na Rua Florêncio de Abreu, o mesmo para a chapa que faz o chapéu do tubo de cobre. Os isoladores de teflon, fiz com material comprado na Laminix, (Não tem site. Rua Florêncio de Abreu, 120 -Fone: (11) 3186-0999).

   Nestas fotos é possível já verificar a montagem parcial da cavidade. O tubo mais fino, da cavidade de entrada é de 7/8" e foi comprado em um ferro-velho em uma cidade vizinha, por um amigo aqui da cidade (Fernando).

   Detalhe da montagem do soquete.

   Por hoje é só. Na cavidade ainda falta colocar o "pregador" que vai agarrar no anodo da válvula.

 

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