Come realizzare una microspia in FM

In questo articolo vedremo come realizzare una microspia basata su un trasmettitore FM che trasmetterà l’audio sulle frequenze FM, in modo che sia ricevibile a poca distanza con un comune ricevitore radio commerciale sintonizzato sulle FM. Costruendo e utilizzando semplici circuiti di questo tipo, imparerai molto sulla radio trasmissione e sull’alta frequenza. I progetti descritti, ovviamente, devono essere usati solo a scopo didattico o sperimentale fra le mura domestiche, non per spiare persone o, peggio, per disturbare la ricezione altrui. Ogni utilizzo improprio è infatti proibito dalle leggi italiane.

La trasmissione FM fornisce una qualità perfetta e quando uno di questi trasmettitori viene usato in una casa e ricevuto su una radio di buona qualità, non è possibile stabilire se la persona stia effettivamente parlando nella stanza accanto tramite un collegamento FM o attraverso una emittente radio commerciale. Ciò significa che tutte le microspie FM hanno un audio perfetto, ma alcuni circuiti sono progettati per rilevare suoni più deboli e altri per trasmetterli a distanze maggiori.

Esistono molti circuiti possibili per realizzare una radio spia. Se vogliamo autocostruircela, però, vogliamo che sia il più semplice possibile. Avremo comunque bisogno di almeno un microfono (che converte i suoni in un segnale elettrico), di almeno un transistor (che amplifica il segnale), di condensatori e di un’induttanza (servono per determinare la frequenza del segnale radio trasmesso). Eventualmente, possiamo partire da un modulo trasmettitore FM commerciale già pronto o in kit da assemblare, come ad esempio quelli che trovate qui.

Versione usando un modulo commerciale

Illustreremo qui la realizzazione di una microspia incredibilmente piccola, che puoi adattare a qualsiasi tipo di spazio e puoi nascondere abbastanza facilmente. Inoltre, ha una batteria ricaricabile che può durare per alcune ore di utilizzo. Puoi anche regolare la frequenza di emissione a tua scelta.

Un piccolo modulo trasmettitore (a sinistra) captabile con una comune radio FM (a destra). Il componente giallo è un condensatore variabile per la regolazione della frequenza.

Se fai una rapida ricerca su Google per un circuito trasmettitore FM, otterrai un sacco di risultati e funzionano molto bene se esegui il prototipo sulla tua breadboard. Ma il problema più grande è la dimensione della microspia. Indipendentemente dal design scelto, la sua dimensione sarà grande almeno quanto il tuo trasmettitore FM, che quindi deve essere il più piccolo possibile.

Cercando un trasmettitore FM su Internet, puoi trovare prima o poi un trasmettitore FM molto piccolo e davvero interessante che fa al caso. L’ideale è un modulo con un microfono incorporato e un potenziometro per permettere la regolazione della  frequenza FM. Così, quando lo trovi, acquistalo. Ti costerà certamente molto meno che comprare una radio spia di livello professionale.

A questo punto, prendi il circuito del trasmettitore FM e collegaci una batteria adatta in base alla sua tensione di alimentazione, collegandola ai suoi terminali positivo e negativo. Un’alternativa economica alla batteria LiPo, è costituita da due celle a bottone da 1.5 V in serie. Se le dimensioni non sono così critiche, puoi usare di solito un paio di pile AAA collegate in serie fra loro.

Il modulo trasmettitore FM dovrebbe essere dotato di un terminale al quale collegare un’antenna. Senza un’antenna il suo raggio d’azione è molto limitato. Non esiste un’antenna molto piccola che possa ancora fare il lavoro di aumentare la portata del trasmettitore, quindi occorre creare un’antenna ad hoc e provarla con una radio FM per vedere il livello di miglioramento ottenuto.

Una delle più piccole microspie FM in commercio per uso amatoriale, descritta nel testo.

Procuratevi un nastro in lamina di rame conduttivo ed incollatelo sul lato posteriore della batteria (o su un’altra superficie non conduttiva. Successivamente, saldatelo al terminale di antenna della scheda trasmettitore FM. Quindi il vostro trasmettitore FM ora è pronto all’uso. La tua voce dovrebbe già trasmettere sulle frequenze FM captabili da una radio tua o dei tuoi vicini, quindi stai attento a ciò che dici o trasmetti!

Per trovare su quale frequenza sta trasmettendo il tuo trasmettitore FM, puoi utilizzare qualsiasi tipo di ricevitore FM. Puoi usare anche il tuo smartphone, che talvolta può anche registrare l’audio. È possibile utilizzare la funzione di scansione automatica per eseguire la scansione dei canali. Alla fine, se è abbastanza vicino, dovresti trovare la tua voce proveniente dal ricevitore FM.

Puoi anche fare l’opposto. È possibile regolare la frequenza di emissione del trasmettitore FM. Dovrai usare un piccolo cacciavite per poter intervenire sul potenziometro e ruotarlo delicatamente in senso antiorario; non forzarlo troppo forte o potrebbe rompersi. Una volta che, collocata la radio accesa di fronte al microfono in funzione, senti un forte fischio, allora hai trovato la sintonia giusta.

Per quanto riguarda la qualità del suono e quanto lontano può arrivare il segnale, devi fare un po’ di prove.  Il microfono è di solito molto sensibile. Quindi, se metti un trasmettitore in una stanza, puoi sentire i suoni provenienti dalla stanza adiacente. Inoltre, se qualcuno sta bisbigliando sottovoce, puoi ancora sentire chiaramente la sua voce. Puoi usarlo quindi anche come un microfono wireless.

Una modulo trasmittente FM commerciale un po’ più potente, con 3 transistor. Puoi trovare vari trasmettitori del genere online cliccando qui.

La portata di un modulo trasmettitore FM è di circa 10-30 metri. Dipende dalle dimensioni della piccola antenna in lamina di rame. Essa ti permetterà di arrivare a 10 metri, e se una persona tiene in mano il trasmettitore FM, tutto il suo corpo agisce come un’antenna e potresti arrivare fino a circa 20 metri di raggio. Una bella antenna dedicata ti farà arrivare fino a circa 30 metri.

Come costruire una buona microspia FM

In questa seconda parte vedremo invece come costruire un semplice trasmettitore FM 88 MHz-110 MHz utilizzando pochissimi componenti e, in particolare, un solo transistor. Il trasmettitore può essere collegato praticamente a qualsiasi circuito elettronico per trasmettere informazioni (sia analogiche che digitali), per creare microspie e persino dei radio-microfoni per sola voce.

Questo progetto è ripreso dall’idea di un ingegnere elettronico inglese e secondo me rappresenta un eccellente compromesso fra semplicità del circuito ed efficienza della radio-spia. Il circuito, alimentato da una pila da 9 V, è composto tre stadi principali, lo stadio di ingresso, lo stadio di modulazione e quello di uscita.

Schema del trasmettitore FM a frequenza regolabile illustrato nel testo.

Lo stadio di ingresso è costituito dai condensatori C3 e C1 e dalla resistenza R1. Infatti, segnali di ingresso nel trasmettitore FM non devono contenere una componente in corrente continua (DC), in quanto ciò influirebbe negativamente sullo stadio di modulazione / oscillazione (saturando il transistor) e quindi non verrebbe generato alcun segnale FM. C3 serve proprio a evitare qualsiasi componente DC. La resistenza R1, invece, fornisce una polarizzazione per il transistor, alimentando una piccola quantità di corrente nella sua base (il che impedisce al transistor di spegnersi).

Lo stadio successivo è lo stadio di modulazione / oscillazione, che fornisce un segnale portante che viene poi modulato dal segnale di ingresso, come nello schema base di qualsiasi radio trasmittente. L’oscillatore è in questo caso costituito dai componenti C2, L1, C4 e R2 – ovvero da due condensatori, un’induttanza e una resistenza – con la frequenza di oscillazione determinata solo da C2 e L1.

La modulazione è ottenuta grazie alle capacità parassite dei transistor BJT. Tra base-emettitore, base-collettore e collettore-base, vi sono capacità parassite il cui valore dipende dalla corrente di base. Modificando quest’ultima, anche tali valori cambiano e, poiché l’oscillazione nel circuito dipende da tutti i condensatori e gli induttori nel serbatoio LC, le capacità parassite influiscono anche sulla frequenza dell’oscillazione. Pertanto, cambiando la corrente di base si modifica la frequenza dell’oscillazione, ovvero come viene prodotto il segnale FM (modulazione di frequenza).

Un circuito quasi identico a quello illustrato nel testo, ma privo del condensatore variabile.

L’emissione del segnale FM viene effettuata da “Antenna”, che è un lungo pezzo di filo. Il segnale modulato viene inviato all’antenna, che aiuta a trasmettere le onde elettromagnetiche generate dalla corrente mentre oscilla. Grazie all’antenna, il segnale dovrebbe essere rilevabile da un massimo di 20 metri di distanza.

Costruire il circuito è molto semplice e può essere fatto inizialmente usando una breadboard, o anche una scheda millefori. L’induttore L1 è costituito da 6 spire equidistanti con filo di rame spesso (circa 1 mm di diametro) ed ha un diametro complessivo di 6 mm. Gli altri componenti possono venire acquistati facilmente presso un negozio fisico di elettronica ben fornito o su Internet.

Anche l’uso del trasmettitore FM è abbastanza semplice se si dispone di un ricevitore radio FM. Inizia scegliendo una frequenza FM sulla radio che è vuota (per garantire che il trasmettitore non interferisca con altre stazioni). Quindi, immetti un segnale nel trasmettitore FM appena auto-costruito, ad esempio l’uscita audio di un lettore MP3 o un circuito di microfono elettrete.

A questo punto, usando un attrezzo di plastica o altro non conduttivo, sintonizza lentamente il condensatore variabile C2 fino a quando il segnale inserito nel trasmettitore può essere ascoltato alla radio. A quel punto, il trasmettitore sta trasmettendo sulla frequenza selezionata sulla radio e il segnale dovrebbe essere rilevabile anche da una certa distanza allontanandosi con la radio.

La più semplice microspia FM possibile

Il circuito illustrato in quest’ultima sezione è probabilmente, in assoluto, il circuito FM più semplice che puoi realizzare per una microspia. Non ha un microfono, ma la bobina è così “microfonica” che raccoglierà i rumori presenti nella stanza sotto forma di vibrazioni su un tavolo.

Schema elettrico della più semplice microspia FM possibile.

Il circuito in questione, inoltre, non ha alcuna sezione che determina la frequenza di trasmissione. Nei normali trasmettitori radio FM, invece, vi è un circuito di sintonia che consiste in una bobina e un condensatore. Il transistor e i componenti che circondano il circuito di sintonia mantengono semplicemente il circuito sintonizzato in modo che funzioni alla sua frequenza di risonanza.

Questo circuito non ha tale caratteristica. Il transistor si accende tramite la corrente che gli arriva passando dalla resistenza da 47 kOhm e ciò fa pulsare l’avvolgimento a 15 giri. Il flusso magnetico proveniente da questo avvolgimento passa attraverso l’avvolgimento a 6 spire e nella base del transistor attraverso il condensatore da 22 nF. Questo impulso è amplificato dal transistor e il circuito è mantenuto attivo.

La frequenza è determinata dalla bobina a 6 spire. Muovendo insieme le spire, la frequenza diminuirà. Anche solo avvicinando il dito al filo, la frequenza cambierà. Dunque, tale circuito è poco adatto per un impiego da microspia affidabile, ma è divertente per la sua sconcertante semplicità. Il circuito trasmette a circa 90 MHz. Ha una portata molto scarsa e consuma appena 16 mA.

Dopo aver realizzato un trasmettitore di questo tipo – come pure uno dei due precedenti o altri similari di microspie fai-da-te –  vorrai inizialmente sapere solo se sta trasmettendo. Piuttosto che impazzire a cercare il segnale su una radio FM, puoi usare un misuratore di intensità di campo posto vicino alla microspia, anche questo auto-costruito oppure acquistato già pronto.

Un misuratore di intensità di campo in vendita su Amazon.

Si noti l’impiego di una tensione di alimentazione di 3 V anche in un circuito così semplice. Non ci si può aspettare che un trasmettitore FM funzioni molto bene con una tensione di 1,5 V. Se si desidera utilizzare una singola batteria, conviene utilizzane una al litio, in quanto produce 3 V o poco più. Inoltre, se viene usata solo una singola pila, non vi è alcuna tolleranza per una caduta di tensione man mano che essa si esaurisce. Utilizza perciò sempre 3 V come tensione di alimentazione minima.

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