Cuando la BBC anunció el cese definitivo de sus históricas emisiones en onda larga a 198 kHz, miles de radios clásicas de válvulas quedaron al borde de convertirse en meros muebles decorativos. Sin ondas analógicas flotando en la atmósfera, estos aparatos centenarios estaban destinados al silencio eterno. El desarrollador de hardware londinense Gareth Davies se negó a aceptar este desenlace y, con un asequible chip ESP32-S3, dio forma a una estación transmisora de AM en miniatura.
Emisión AM completa directamente desde un pin GPIO
La arquitectura de hardware de este dispositivo alcanza un grado de simplificación que desafía la intuición. El chip ESP32-S3 captura una transmisión de radio por internet a través de Wi-Fi y genera directamente en un pin GPIO convencional una portadora de onda larga de 200 kHz modulada en amplitud (AM).
El diseño prescinde por completo de conversores DAC externos y de complejos circuitos analógicos de modulación por radiofrecuencia. Para solucionar el problema de que una modulación directa por ancho de pulso apenas genera señal audible, Davies linealizó el ciclo de trabajo mediante una tabla de arcoseno. En la capa de software, el firmware integra un filtro paso bajo de sexto orden, un remuestreador fraccionario con control de búfer y un limitador de picos. Reemplazar circuitos analógicos de RF por algoritmos de software puros evidencia que el excedente de cómputo en los microcontroladores actuales basta para emular protocolos analógicos del pasado.
Figura: La placa minimalista del transmisor, compuesta únicamente por una placa ESP32 y un puñado de cables. Fuente: Hackaday
Una bobina de cinco vueltas como antena física
A la salida del pin GPIO, la señal de radiofrecuencia atraviesa una simple resistencia en serie de 220 ohmios antes de conectar con la antena. E incluso esta antena dista mucho de ser un componente electrónico convencional.
En la tapa de la caja impresa en 3D del proyecto se incluyeron varios postes de plástico verticales. El desarrollador enrolló cinco vueltas de cable alrededor de estos soportes y conectó el extremo a tierra, convirtiendo la propia estructura mecánica en una bobina inductora. Integrar la antena directamente en la tapa demuestra cómo la comunidad maker diluye las fronteras entre el diseño electrónico y el mecánico, computando el propio espacio físico dentro de la lista de materiales (BOM).
Figura: Las cinco vueltas de cable enrolladas en los soportes de la tapa ejercen como antena transmisora real. Fuente: GarethDaviesLondon (GitHub)
Renunciar al filtrado de salida a cambio de un minimalismo extremo
La señal de 200 kHz emitida por el pin GPIO es, en esencia, una onda cuadrada sin etapas de filtrado analógico. En consecuencia, irradia armónicos impares a 600 kHz, 1 MHz y frecuencias superiores a lo largo de toda la banda de onda media. Asimismo, los 200 kHz pertenecen a un espectro de onda larga que requiere licencia comercial, una autorización de la que este proyecto carece por completo. Sin embargo, su potencia de emisión es tan baja que funciona mediante acoplamiento inductivo por campo magnético cercano junto al receptor, sin propagación electromagnética de largo alcance. Prescindir del filtrado de espurias en favor de un circuito mínimo demuestra que, en comunicaciones de muy baja potencia y corto alcance, el pragmatismo operativo pesa más que el cumplimiento de especificaciones teóricas.
Dos sistemas de transmisión independientes en un solo chip
Tras solventar la tarea básica de revivir la radio antigua, la potencia del ESP32-S3 aún contaba con recursos de sobra.
En una sola placa funcionan de forma simultánea dos sistemas de transmisión completamente independientes. Comparten la conexión Wi-Fi y la lista de emisoras, pero pueden radiar al mismo tiempo dos canales web diferentes en frecuencias portadoras distintas. El microcontrolador ejecuta incluso un servidor web completo que permite al usuario buscar emisoras desde el navegador del móvil y ajustar parámetros como la profundidad de modulación, el filtro de audio, la ganancia y el control automático de ganancia (AGC). Lograr una estación dual con interfaz web y AGC en un circuito integrado económico confirma cómo el hardware de código abierto ha reducido a escala milimétrica infraestructuras que antes exigían salas enteras de equipos.
Integrar una ESP32 en un receptor clásico permite a los entusiastas del hardware insuflar nueva vida a la electrónica retro en plena era digital. Las emisiones históricas han ido desapareciendo del éter, pero en el campo magnético de esta bobina de cinco vueltas, las válvulas de vacío de hace un siglo vuelven a iluminarse con su característica calidez.
Enlaces de referencia:
- Keep That Old Radio Alive With An ESP32
- ESP32-S3 AM Transmitter (GitHub)
