Introducción

    En los primeros años de la tecnología inalámbrica de chispa, tanto los emisores como los receptores no estaban sintonizados, y la única selección de frecuencia dependía de la longitud de las antenas usadas. Pero esto causaba tantos problemas de interferencias que muy pronto se pensó en utilizar circuitos sintonizados basados en el llamado "circuito tanque", formado por un condensador y una bobina, cuyos valores establecían la frecuencia de resonancia.

    Entonces, para ajustar la sintonía a una frecuencia determinada, y sobre todo por el rango de frecuencias bajas a que solían funcionar estos equipos, era difícil construir condensadores variables capaces de ofrecer un margen aceptable. Por este motivo, el sistema de ajuste primitivo consistía en cambiar el valor de la inductancia de las bobinas, principalmente variando mediante un cursor, el número de espiras activas.

    El diagrama siguiente muestra el uso de dichas inductancias variables en los circuitos emisores y receptores de la época:

 

    El dibujo de la parte alta de la imagen representa un típico emisor a chispas y puede verse la bobina osciladora, es decir, la que junto al condensador C forma parte del circuito tanque, y la bobina de acoplo de antena.

    Esta bobina (o inductancia) emisora tiene dos tomas variables (aunque, a falta de otras referencias, la segunda toma, la de baja, ha sido una idea mía para que el conjunto pueda actuar como transformador de impedancia de relación variable). La toma de alta es la que establece la frecuencia de oscilación y la de baja permitirá un mejor ajuste de la antena, incluso en algunos casos, se podría prescindir de la siguiente bobina de acoplo de antena.

    En el circuito receptor de la parte baja, es lo mismo; la antena va conectada a su inductancia de acoplo y seguidamente a la toma de baja impedancia de la bobina de sintónía. La toma de alta impedancia establecerá a su vez la frecuencia de recepción.

Esquema simplificado de la emisora del Titanic

    Este diagrama es un esquema muy general de la estación que equipaba el Titanic en 1912. Y la parte final, la que nos interesa, muestra igualmente la bobina ajustable de antena, y la que establece la frecuencia de oscilación del circuito tanque. Aunque en este caso el acoplo es inductivo, es decir, actúa no como un autotransformador, sino como un transformador aislado de dos bobinados independientes. El esquema, además, contiene el pequeño error de omitir la conexión a tierra de la parte baja del secundario de esta bobina.

    La bobina simple sirve solamente para adaptar la longitud "eléctrica" de la antena a la longitud de onda de la frecuencia que se emite o recibe. La bobina doble, en cambio, establece con la toma de alta la freceucnia de resonancia, y con la de baja, el valor de impedancia a decuada para atacar la antena.

    En realidad, si longitud de la antena es por ejemplo de 1/4 de onda de la frecuencia a la que estemos emitiendo, la bobina simple de acoplo no será necesaria, ya bastará actuar sobre el ajuste de baja de la bobina doble. En un emisor, dependiendo del tipo de antena que utilice, la impedancia de salida estará comprendida entre 32 y 72 ohmios. En un receptor a cohesor, en cambio, habrá que ir buscando la correcta relación entre baja y alta impedancia para a tacar el cohesor propiamente dicho, el cual en estado de "escucha" mantiene una altísima impedancia de entrada.

    Todos estos ajustes deberían poder hacerse mediante cálculos, pero considerando la gran cantidad de variables qu existen, si se dispone de una bobina ajustable de estas características, será mucho más práctico hacerlo por el método de prueba y error.

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    Método de construcción MSQ de la bobina

    Aunque pueda sonar misterioso, el método MSQ no significa otra cosa que “MaSoQuista”, es decir, llevar a cabo una tarea larga y difícil para una cosa que puede solucionarse de otra manera mucho más fácil y rápida.

    La construcción de este tipo de bobinas implica necesariamente fijar de alguna manera un hilo de cobre, normal o plateado, sobre un soporte cilíndrico aislante, que en nuestro caso será de tubo de presión de PVC. Siendo el hecho de utilizar tubo de "presión" solamente para disponer de más grosor en la pared del tubo, lo cual se traducirá en una mayor rigidez mecánica.

    El procedimento correcto para confeccionar la bobina sería colocar el tubo en un torno de metales, establecer el paso de rosca adecuado para que a cada revolución el cabezal se desplazara el doble del diámetro del hilo. Y con la herramienta de corte adecuada realizar un incisión espiral en el tubo de aproximadamente 1/3 de dicho diámetro, durante la vueltas que pensamos darle a la bobina.

    Este sistema es rápido y es pulcro, pero resulta que no tenemos torno, que un amigo que sí lo tiene está en cama con cuarenta de fiebre y que nuestras anteriores experiencias con torneros profesionales no ha sido demasiado satisfactorias. Entonces es cuando se puede utilizar con ventaja el método MSQ. Comencemos.

    1) Este tipo de bobinas suelen estar hechas de hilo de cobre de un cierto diámetro, entre 1 y 2 mm. y devanadas sobre una forma no conductora. Algunos elegirán el PVC por ser barato y facil de encontrar, otros utilizarán el Nylon, y los más perfeccionistas el Delrin, que es menos flexible y se trabaja mucho mucho mejor.

    2) El segundo paso será determinar la longitud de la bobina, que viene a ser, milímetro más o menos, el doble del diámetro del hilo multiplicado por el número de espiras que le queramos dar.

    3) Con un rotulador permanente, marcaremos sobre el tubo el principio y el final de la bobina (recuerda de lo dicho arriba sobre le diámetro y número de espiras) y perforaremos en cada uno un taladro del diámetro del hilo. Haremos también una marca justo en mitad de dicha longitud.

    4) Introduciremos el hilo en el agujero del principio, lo bloqueamos doblándolo por su parte interna y comenzamos a bobinar con las espiras juntas hasta el número total que hayamos calculado, más una o dos que ya se verá para qué sirven. En este momento, el final de la bobina debe superar por muy poco la marca hecha a media distancia.

    5) Quitamos un poco de tensión al hilo y vamos extendiendo la bobina hasta llegar al extremo final. Observaremos que al extenderse la longitud el hilo se habrá contraído un poco, con lo que absorberá el extra de espiras que hayamos puesto y nos quedará un poco de hilo libre para poder tensar. Ahora introducimos el extremo del hilo en el agujero final y lo tensamos, doblándolo desde el interior del tubo, con unos alicates de punta larga.
    
    6) Si lo hemos hecho bien, las espiras estarán más o menos equidistantes. Aunque es normal que algunas se queden muy juntas y otras demasiado separadas. Cogemos un destornillador de punta fina y las colocamos lo mejor posible antes de proseguir (nos daremos cuenta que las espiras deben estar bien tensadas para que mantengan su posición).

    7) Ahora hemos de confeccionar un “útil separador” que viene a ser un trozo de hilo del mismo tipo, de unos seis o siete centímetros de longitud, que forme una “L” en su parte baja, y que en la alta haya un bucle para que podamos cogerlo bien con la mano.
 
     8) Cogemos un tubo de pegamento especial de fontanería para unir tubos de PVC, que és prácticamente el único que se coge muy bien sobre este plástico, ya que lo disuelve en parte, y embadurnamos las primeras 10 espiras.

    9) El pegamento seca rápido, como en medio minuto. Tiempo que dispondremos para colocar las espiras a la distancia correcta, utilizando para ello el “útil separador”. Esta acción la repetiremos hasta completar la bobina. Durante esta operación nos embadurnaremos inevitablemente los dedos con el pegamento, pero el pegamento se quitará fácilmente con agua tibia y jabón.

    10 ) Llegados a este punto, deberemos esperar ocho horas para dar tiempo a que el pegamento seque completamente.

    11) Al reemprender el trabajo MSQ, veremos que el acabado no es muy bueno, pero tranquilos, que ya mejorará. El hilo está ahora unido al tubo de PVC por el pegamento, y al haberse evaporado una parte de éste, la capa será ahora más delgada que cuando acabamos. Pero incluso así deberemos limpiar el espacio entre espiras utilizando una pequeña lima triangular para ir quitando los restos y que el cursor del variador no tenga luego problemas en deslizarse. Mucho más rápido y fácil será utilizar un Dremel con un pequeño cepillo de púas metálicas.

    12) Con papel de lija de grano fino, iremos repasando el hilo de cobre para eliminar los restos de pegamento y dejar límpia la superficie del metal. Si hemos utilizado hilo esmaltado de bobinar, eliminaremos cuidadosamente la cubierta, y si era hilo desnudo plateado, deberemos tener cuidado en no “comernos” con el esmeríl la delgada capa de plata que le confiere sus buenas cualidades para radiofrecuencia.

    13) Y si hemos tenido la paciencia de llegar a este punto, y seguido con atención cada uno de los pasos, la bobina estará acabada y nosotros nos habremos convertido en iniciados MSQ, habilidad casi mística que nos permitirá abordar con resignación otros trabajos más largos y desagradables que éste.

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    Método de construcción MSQ de las poleas de contacto

    Aqui mostraremos la manera MSQ de confeccionar las de las poleas de latón, cuando el amigo que tiene torno ya ha salido de su enfermedad pero ahora ha decidido irse una semana a Barcelona.

    Como queremos fabricar dos bobinas, comenzaremos por analizar nuestras necesidades: noa harán falta dos poleas de 12 mm. de diámetro externo y una de 20 mm. En cuanto a diámetro interno dependerá del de lo ejes de desplazamiento que utilicemos, que en nuestro caso será de 4 mm.

    1) En primer lugar, cortar a partir de un eje de latón el trozo del grosor que deberá tener la polea (le daremos 1 mm. más, por si acaso)

    2) Después (aunque tal paso no se ve en las fotos), marcaremos con un punzón el centro de la pieza, y con un taladro de columna le hacemos el agujero de 4mm. por donde pasará el eje de cobre.

    3) Ahora le introduciremos un tornillo de 4X40 mm, con una arandela y una tuerca en el otro extremo. Este tornillo hará de eje, que sujetaremos en el portabrocas del taladro.

    4) Con el taladro girando rápido, utilizaremos una pequeña sierra de arco para marcar la guía central. Que iremos profundizando y ensanchando de acuerdo al grosor del hilo de cobre de la bobina. Puesto que esta guía será lo que obligue a la polea a desplazarse lateralmente.

    Una vez acabado, seremos un poco más MSQ, y nuestras poleas quedarán con este aspecto:

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    Inductancia variable sencilla (la de acoplo de antena)

    La inductancia acabada está formada por una bobina de 70 espiras de hilo de cobre de 1,2 mm, con un diámetro de 2,5 cm y una longitud total de15,5 cm.

    Estos valores, con el cursor totalmente hacia la derecha nos dan una inductancia máxima de 19 microHenrios, y con el cursor en el extremo izquierdo, un mínimo que habría que medir con algún instrumento, pero en todo caso será porcentualmente insignificante.

Imagen lateral de la bobina

Modo de ajuste, girando el mando de la derecha:

     Los contactos de entrada y de salida están situados en la parte izquierda, como puede verse en la siguiente foto en detalle. El de entrada hace contacto con el centro del eje de la bobina, y el de salida en la barra-guía del rodillo de contacto de la parte superior.

     La barra guía (de cobre de 4 mm. de diámetro) es mantenida con una cierta tensión mecánica hacia abajo, por dos brazos de metacrilato, situados a cada lado del soporte, y forzados con sendos muelles. De manera, que el la polea de contacto siempre hace presión sobre el bobinado, compensando las posibles tolerancias mecánicas del montaje.

Detalle de los brazos de presión y del rodillo de contacto:

    Una vez terminada, he conectado la bobina formando un circuito tanque con un condensador de 200 pf. y con el generador de RF he podido comprobar que funciona perfectamente, tanto estáticamente, como en su ajuste variable.

    Ya he dicho que esta bobina hará la función de ajuste de antena, es decir, que se colocará en serie con la salida de antena para adecuar el valor de ésta a la impedancia de entrada del receptor, o de salida del trasmisor.
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    Inductancia variable doble (de sintonía y transformador de impedancia)
La siguiente bobina variable será un poco más compleja, porque hará las función de transformador de impedancias y de circuito tanque L-C. Para ello pienso construirla con dos cursores distintos y de ajuste independiente, uno para la toma de baja impedancia de la antena y la otra de alta impedancia para el condensador y la conexión al propio cohesor. Mediante este sistema (que no he visto en ninguna otro lado), pienso que se podrá variar mejor la relación de impedancias para provechar al máximo la señal, y conseguir en el secundario un Q lo más alto posible y por lo tanto mejor selectividad.

    Su valor es también de aproximadamente unos 20 microhenrios, como la bobina simple, ya que tiene el mismo diámetro y el mismo número de espiras que ella. Actúa como una bobina con una toma común, que irá conectada a tierra, una toma ajustable de baja impedancia para conectar una antena receptora o emisora, y una toma de alta impedancia unida a un condensador, es decir, formando un circuito tanque, que puede ser receptor, conectado al cohesor de Branly, o emisor, conectado al generador de chispas.

Bobina de doble ajuste


     Si observamos los detalles del tambor de ajuste de baja impedancia, vemos que también está construido con tubo de PVC, cuyo diámetro interior encaja perfectamente con el diámetro de la bobina, de manera que, si no fuera por la presencia de una escobilla en forma de "T" que encaja con el hilo de la bobina, podría deslizarse longitudinalmente.
    En la parte derecha del tambor vemos dicha escobilla, en forma de “T” tumbada. Este contacto queda presionado contra el hilo de la bobina mediante un muelle doble semicircular anclado en dos puntos del tambor.
    Un contacto flexible de plata conecta la escobilla con el anillo colector de salida. Este anillo está interrumpido en un cierto punto (no visible en la imagen), con una separación de unos 2 mm, es decir es un anillo abierto, para evitar las pérdidas que podría causar sobre la bobina principal una espira cerrada, sobre todo en caso de estar acoplado a un circuito emisor.
    El disco colector de salida de baja impedancia no tiene secretos, es igual que el de alta, pero de menos diámetro.

    Los contactos de entrada-salida pueden verse en la foto de la derecha: la conexión común a tierra de la bobina, la de baja impedancia y la de alta.

Detalles de la bobina

     El ajuste es fácil. Para el ajuste del cursor de baja impedancia se sujeta el tambor con la mano izquierda mientras se va girando el eje principal con la derecha, con lo que el tambor va a deslizarse por la bobina el número de espiras que deseemos. A su vez, el anillo colector arrastrará el contacto deslizante inferior.
Siempre debemos tener cuidado que el contacto inferior no se detenga sobre el corte practicado en el anillo de salida. En este caso, lo giraríamos una fracción de vuelta hacia un lado u otro.

    Una vez ajustado este punto, actuaremos sólo sobre el mando principal, con lo que se desplazará únicamente el contacto deslizante de alta, en el margen comprendido entre el de baja y el tope de la bobina.

Ajustes de sólo baja impedancia y de baja-alta simultáneos

    Seguidamente podemos observar dos posiciones distintas de ajuste de baja impedancia.

Ejemplo de dos posiciones de ajuste de baja impedancia

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