Hamtronix - Dispositivos Microcontrolados

Esse artigo mostra como instalar uma controladora de repetidora Elektra 2000, com gravador de voz digital, para operar como uma repetidora simplex num rádio Talkbout.

Rádios FRS, como os populares Talkabouts da Motorola, são muito utilizados por empresas, condomínios, e por qualquer um que necessite se comunicar de uma forma bem econômica. São muito úteis em várias áreas, como esporte, lazer, manutenção, etc.

Na hora de comprar os rádios é tudo muito fácil, basta escolher o alcance que deseja entre as várias opções disponíveis no mercado. Infelizmente, nem sempre o vendendor o alerta sobre o maior problema, o alcance. O comprador, desavisado, lê na caixa do produto a promessa de alcances de 6 Km, 13km, 18km, as vezes até mais que isso. Só que na prática, as coisas não são bem assim. Quando o comprador começa a utilizar o rádio, descobre que as vezes não alcança nem 300m, o que dirá então 18km! O problema todo é que os fabrincantes prometem alcances fabulosos mas não alertam claramente nas embalagens que isso só ocorre em condições ótimas. Para conseguir a proeza de se comunicar por vários quilometros, você precisa estar em campo totalmente aberto, de preferência em cima de uma montanha e a outra pessoa em outra, sem nenhum obstáculo entre os dois.

Infelizmente a realidade é bem diferente da promessa do fabricante. Qualquer obstáculo atrapalha o rendimento desses rádios. Utilizá-lo em qualquer cidade é um desafio, pois casas, prédios, árvores ou qualquer outro obstáculo interfere no rendimento. E porque os fabricantes não fazem esses rádios com potências maiores? A razão é que a legislação Brasileira permite que eles transmitam com potência máxima de 100mW. Qualquer coisa acima desse nível exige uma licença de operação da Anatel (agência reguladora dos serviços de comunicações). Então o que se pode fazer para melhorar o alcance desses radios? Tenho duas sugestões:

Como foi dito a pouco, operar em locais altos ajuda muito. Se você mora num ponto alto da cidade ou em um prédio de vários andares, com certeza conseguirá um bom alcance. Com sua vantagem topografica, poderá se comunicar com muita gente. Mas e quem não tem essa vantagem? Nesse caso, talvez a solução seja uma antena externa. A "antena de borracha" utilizada nesses rádios é notoriamente ineficiênte. Esse é o preço que se paga pela portabilidade. Com uma antena pequena o rádio fica compacto, você pode levá-lo até mesmo no bolso. Usar uma antena externa significa ficar "pendurado" num cabo, sem mobilidade. O que ganha com isso? Eficiência. O alcance melhora muito.

Fiz um teste com dois rádios Motorola Talkabout T5620 usando sua antena original de borracha. Tentei contato com uma pessoa a três quarteirões (300m) de distância de casa. Ambos operando dentro das casas. Nada, não conseguimos contato. Subi no telhado de casa e tentei novamente. Agora sim, consegui ouví-lo, mas com muito ruído, mal conseguia entender o que ele dizia. Liguei para ele e pedi que subisse no telhado também. Resultado, conseguimos nos comunicar perfeitamente. Animado com o resultado, resolvi construir e instalar uma antena externa. O primeiro obstáculo encontrado foi que o T5620, bem como todos os outros modelos de rádios FRS que vi até agora, não têm um conector para antena externa. O jeito foi instalar um. E não foi muito difícil. Veja como fiz:

Comprei um metro (não vendem menos) de cabo coaxial RG-59 (50 ohms), cortei um pedaço de 15cm e numa das pontas do cabo, instalei um conector fêmea tipo UHF. Poderia ser um conector BNC, que é bem menor, mas eu não tinha nenhum disponível. A outra ponta eu soldei dentro do rádio, o fio central do cabo no ponto onde antena de borracha fazia contato e a malha do cabo no terra do rádio (-). Abrir o rádio foi fácil, veja a seqüência das fotos:

1 - Force com uma chave de fenda a capa cinza frontal na parte superior até destravá-la.
Depois force com cuidado a parte de baixo da capa para soltar as travas laterais.

2 - Retire o teclado de borracha e retire os dois parafusos indicados pelas setas vermelhas.
Os parafusos são torque (estrela), caso não tenha a chave correta, um de fenda pequena servirá.

3 - Solte os dois parafusos da traseira do rádio também.

Como um dos quatro parafusos era o que prendia a antena à placa do rádio, ao abrir o rádio a antena já estará solta e pode ser removida com facilidade. A antena de borracha é na realidade apenas uma capa que esconde a verdadeira antena, que é feita de fio rígido enrolado como uma mola. No ponto onde esse fio fazia contato, soldei o fio central do cabo coaxial. A malha foi soldada no terra do rádio conforme mostra a foto a seguir:

4 - Solde o fio central do cabo ao contato da antena original.
Solde a malha ao terra do conector de acessórios.

Uma vez instalado o conector de antena externa no rádio, só faltava a antena. Existem várias opções, mas acho que uma das mais simples de se fazer e ainda assim com um rendimento satisfatório é a plano terra de 1/4 de onda. Ela nada mais é que um elemento (vareta) central ligado ao fio central do cabo, e 3 ou 4 elementos inferiores ligados a malha do cabo. Você pode contruir sua própria antena ou comprar uma pronta. No caso de se querer comprar uma pronta, ela deve ser para a faixa de UHF (464MHz).

No meu caso, eu mesmo a contrui com material que eu já tinha sovrando por aqui. Utilizei um conector fêmea UHF-239, parafusei 4 elementos de medida B, C, D e E. Entortei-os num ângulo de mais ou menos 45 graus (conforme figura). E por fim soldei no pino do conector um elemento central de medida A.

Utilizei como elementos da antena fios de cobre de 10mm. Foi a única coisa que achei aqui com uma certa rigidez. Mas acho que varetas de solda de latão ficariam melhor. Coloquei a antena na ponta de um cano de 4 metros em cima do telhado. No meu caso utilizei uns 8 metros de cabo coaxial para conectar a antena ao rádio. É importante que esse cabo seja o mais curto possível para termos a menor perda possível de sinal.

Antena no telhado, rádio conectado, fiz o primeiro teste com a mesma pessoa. Agora sim! Consigo me comunicar com o outro rádio a 300m com som perfeito. Além disso, consegui conversar com várias pessoas que estavam bem longe de mim. Havia uma que estava na janela de um prédio a mais de 8 km daqui. Isso prova que uma boa antena faz toda diferença. Se outra pessoa estivesse com uma antena como a minha, certamente conseguiríamos distâncias ainda maiores.

Bom, satisfeito com o rendimento da antena, surgiu outro problema. Eu conseguia falar com várias pessoas, mas elas não conseguiam falar entre si. Eu tinha que fazer a ponte entre elas. E eu estava preso ao uso da antena externa, não tinha mais mobilidade. Foi então que veio a idéia de montar uma repetidora para o Talkabout.

Se com o rádio conectado a uma antena externa eu consegui comunicados distantes, imagine se ele pudesse funcionar como um repetidor de sinais instalado em um ponto bem alto. Numa posição privilegiada, o repetidora ouviria todos, e depois retransmitiria o sinal de volta. Dessa forma praticamente toda a cidade seria coberta pelo sinal do repetidor que faria a ponte entre as pessoas.

Uma repetidora de rádio tradicional utiliza equipamentos mais sofisticados, grandes potências, boas antenas e na maioria das vezes um duplexador. Mas o maior problema é que elas operam em modo duplex, ou seja, recebem e retransmitem o sinal ao mesmo tempo. Os rádios que se utilizam desse tipo de repetidora são preparados para transmitir e receber em freqüências separadas (função Shift). Mas nesses rádios FRS isso não é possível, eles não têm esse recurso. A solução foi montar uma repetidora simplex, ou seja, recebe e transmite na mesma freqüência. A vantagem desse modo de operação é que basta um rádio, uma antena e a controladora simplex. Outra grande vantagem é que o investimento é extremamente baixo. Agora a desvantagem é que ao terminar de transmitir sua mensagem, você a ouvirá também, pois a controladora grava seu áudio e o retransmite para fazer a ponte. Mas no final das contas, essa desvantagem é ofuscada pela possibilidade de comunicação a grandes distâncias.

A idéia do funcionamento é bem simples. Imagine duas pessoas. Uma chamada A, que está de um lado da cidade, e outra chamada B, que está no outro lado da cidade. Elas não conseguem se comunicar diretamente, pois estão muito distantes e existem muitos obstáculos entre as duas. Mas ambas conseguem chegar até a repetidora, pois esta está instalada em local alto e com antena externa. Então a pessoa A fala no canal da repetidora, a repetidora grava sua mensagem e assim que ela terminar de falar, a repetidora retransmite a mensagem. A pessoa B irá ouvir a mensagem, pois esta foi enviada pela repetidora que está bem posicionada. Depois a B fala e a repetidora a retransmite, fazendo com que a pessoa A, que está do outro lado, a escute também.

O áudio de recepção do rádio foi obtido do conector de acessórios (conexão 1) e foi ligado ao pino 1 do conector CN1 da controladora. A alimentação de 5V é fornecida pela controladora através do pino 7 do CN1 e foi ligada ao ponto onde estarava soldado (foi retirado) o polo positivo da bateria (conexão 5).

O áudio de transmissão da controladora, proveniente do pino 3 do CN1, deve ser ligado à entrada de microfone do conector de acessórios (conexão 2), mas passando por um relé de dois contatos reversíveis. Esse relé é necessário para interromper a conexão de microfone quando o rádio está em modo de escuta, pois verifiquei que o rádio começa a transmitir se entrada de microfone for conectada a controladora. Veja esquema no final para detalhes da conexão do relé. Esse relé será controlado pelo sinal PTT da controladora conforme explicarei adiante.

O terra da controladora, pino 2 do CN1, foi ligado ao terra do rádio (conexão 3) e ao terra da fonte de alimentação.

O COR é um sinal, proveniente do rádio (conexão 4), que informa à controladora da chegada de um sinal. Ele foi conectado ao pino 5 do CN1 da controladora.

A saída de PTT da controladora, CN1 pino 4, foi ligada em um dos lados da bobina do relé. Veja esquema no final para detalhes da conexão do relé. O outro lado da bobina ligado aos 12V da fonte. Quando o relé for acionado (PTT envia sinal terra), deverá fechar o circuito de entrada de microfone do rádio com a saída de microfone da controladora, além de fechar os contatos do botão de transmissão do rádio (conexão 6 e 7).

O canal de retransmissão será o que for selecionado no rádio. É recomendado deixar selecionado um código diferente de 0, caso contrário todos que usarem o canal em questão serão retransmitidos.

Este artigo é apenas para fins ilustrativos, não nos responsabilizamos por danos que possam ser causados aos equipamentos por inabilidade técnica ou não. O uso de antena externa ou mesmo de uma estação repetidora em nesse tipo de equipamento pode não ser permitido pela Anatel, portanto sua operação é por sua conta e risco.