Radio ricevitore con variometro e diodo al germanio
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Si, lo so, non dovrei iniziare vantandomi del mio operato, però, quando qualcuno apprezza il tuo lavoro e lo premia, specie quando nulla ti aspettavi e avevi partecipato perchè un amico te lo aveva chiesto, bè, si, dai, fatemi fare un po' il vanitoso :-)
Il titolo sembra pomposo e criptico, in realtà, questo è il racconto della costruzione di un semplice ricevitore di onde radio, ricevitore che, a pezzi e bellamente imbustato, avete davanti a voi e che vi accingete a costruire.
Questa è la nostra versione di un circuito apparso su di una pubblicazione inglese, nel lontano 1923, pensate, stiamo parlando del secolo scorso, nel pieno boom della T.S.F. (telegraphie sans fil, in francese, telegrafia senza fili, in italiano, come potete vedere un acronimo frutto di una fantasia sfrenata).
Dicevo che, questa, è la nostra versione.
Non esistono più i componenti con cui il circuito veniva proposto all’autocostruttore del tempo, chiamato radioamatore (da radio amatore, cioè amante della radio), non esistono più le stazioni che allora trasmettevano con potenze assai elevate per raggiungere anche le più lontane zone delle nazioni, non esiste più la cultura dell’auto-costruzione, intesa come piacere personale di creare e dare la vita ad un manufatto.
Quello che trasformava un radioamatore in un autocostruttore, era in genere la mancanza di denaro, carenza che permetteva di aguzzare l’ingegno e lo spirito di osservazione e permetteva di coltivare l’arte di tirarsi fuori dai guai e dai problemi, elementi che portavano al sublime piacere di possedere un apparecchio costruito con le proprie mani, con cui girare e conoscere il mondo….
Questa circuitazione è la più semplice che si possa realizzare ed è anche la più economica: per contro, la gamma di frequenze delle onde medie che si riesce a ricevere è ristretta e particolarmente soggetta alle condizioni ambientali. Quest’ultimo problema, a quei tempi, non era sentito, le stazioni erano talmente poche e potenti che non c’erano problemi di separazione e sovrapposizioni ed il segnale era ricevibile anche con mezzi di fortuna.
Ci sono metodi più efficienti per ricevere l’intera gamma delle onde medie, ma ciò implica l’acquisto di componenti specifici e costosi, facendo passare il nostro progetto come spazzatura: in realtà è semplicemente il contrario.
Tutti sono capaci di creare qualcosa acquistando i pezzi progettati ad hoc ed assemblandoli: pochi sono in grado di creare lo stesso manufatto partendo dai componenti che si trovano nel cassetto del vicino di casa.
Ed è quello che farete voi oggi.
La basetta di supporto e la dima delle due bobine sono state create con una tagliatrice laser, per il resto si è cercato di usare tutto materiale facilmente reperibile in qualsiasi negozio. I tempi stanno cambiando, sapete, ora sta diventando difficile anche trovare le viti, le rondelle ed i relativi dadi però, vi assicuro, più semplice di così, non riuscirete a fare.
Dopo questa “breve” introduzione (che continuerà successivamente), passiamo ad illustrare il vostro montaggio radio.
Montaggio del ricevitore con variometro e diodo al germanio
La costruzione di questo ricevitore è pensato appositamente per essere fruito dai bambini delle classi elementari ma, nulla toglie, che venga utilizzato da persone adulte senza alcuna esperienza nel mondo della radio costruzione.
Il montaggio del ricevitore può essere costruito da neofiti senza alcuna esperienza di saldatura, visto che non viene utilizzata, e senza alcuna specifica strumentazione.
La costruzione del ricevitore radio è un esercizio di manualità e pazienza, due elementi che, al giorno d'oggi, difettano in ognuno di noi.
Il materiale utilizzato può essere reperito ovunque e con facilità, a parte il diodo al germanio, che deve essere acquistato (negozi specializzati o alle fiere) oppure ve lo fate regalare da un vostro amico che ha passione della radio e dell'elettronica. Alla fine del piano di montaggio troverete la lista dei componenti con i relativi valori e costi.
P.S. Il progetto è stato sviluppato per il workshop “La radio nella storia”, un corso teorico pratico che comprende una amichevole chiacchierata sulla storia delle telecomunicazioni e la costruzione del ricevitore qui descritto da parte dei ragazzi. L'evento è accompagnato da una esposizione di apparecchi radio d'epoca e novelty, in modo da incuriosire i ragazzi ed avvicinarli alla nostra passione.
Di seguito tutti i passi da seguire nella vostra avventura.
Ricordatevi sempre di scrivere quale sia il filo da cui inizia l'avvolgimento e quello con cui finisce. Questo è importante perché altrimenti si rischia di non riuscire a captare nessuna stazione radio.
Per il fissaggio della morsettiera, utilizzate una vite con filettatura parker o una vite da legno.
Fate attenzione a dove andranno inseriti i terminali della bobina, ricordate avevamo segnato inizio e fine avvolgimento per ogni bobina?
La stazione di test di cui si parla nell'ultima immagine, altro non era che un circuito in cui inserire i morsetti con tutti i collegamenti preimpostati ed una piccola stazione trasmittente per testare il circuito.
Il piccolo trasmettitore si era reso necessario in quanto il luogo in cui si teneva il workshop era pieno di lampade al neon con reattore ad inverter, una centralina wi-fi ed innumerevoli alimentatori switching, che portavano ad avere un rumore di sottofondo talmente elevato che la stazione era quasi intellegibile.
Voi non dovrete fare altro che collegare l'antenna, il filo di massa ed un paio di casse amplificate per computer per ascoltare la stazione radio di Radio Vaticana sui 585KHz circa.
P.S. Vale anche per voi la semplice regola dell'ascolto in onde medie: spegnete i caricabatterie specialmente se digitali e microcontrollati, staccate i caricabatterie switching dei vostri cellulari, se potete staccate gli alimentatori switching di decoder, tv ed altro, spegnete le lampade a risparmio energetico e mettetevi in un posto silenzioso ad ascoltare il vostro primo ricevitore radio (per chi invece avesse già costruito altri ricevitori sa bene che, oltre a quanto elencato precedentemente che è prassi standard, l'emozione dell'ascolto di una stazione su un ricevitore autocostruito, è una gioia di cui non si può fare a meno).
...sicuro di averci detto tutto?...
Bhè, in realtà volevo andare a fare una passeggiata al parco, ma visto che siete curiosi e volete saperne di più, qualcosa da dire l'avrei ancora :-)Il vostro esercizio di oggi, è stato quello di allenare le vostre innate doti di manualità, attività umana oggi largamente bistrattata: avete avvolto le due bobine, le avete opportunamente fissate alla basetta , avete effettuato i vostri bei collegamenti elettrici e poi, emozione, avete ascoltato i suoni e le voci che se ne andavano solitarie e silenziose a spasso nell'etere.
II kit di costruzione dei ricevitori a detector, sia esso un minerale (la galena, la zincite, etc.), un diodo (una valvola oppure un semiconduttore), hanno rappresentato lo sport principale dei radioamatori in erba, cioè ragazzetti squattrinati che volevano costruirsi un ricevitore semplice e poco costoso per ricevere, come veniva chiamata allora, la “locale”, cioè la stazione più forte e vicina a casa loro. In realtà, agli albori, era l’unico sistema ricettivo esistente e costruibile, prima dell’avvento della valvola termoionica (Flemming con il diodo nel 1904, De Forest con il triodo nel 1906 e l’immancabile Guglielmo Marconi che capì subito l’importanza delle due scoperte e le implementò subito nei suoi apparecchi rice-trasmittenti). Durante la guerra, nei campi di prigionia, si arrivò a costruire ricevitori come il nostro in cui, al posto del detector di rito, veniva usata una lametta da barba (radio foxhole) oppure utilizzando la grafite di una matita, si utilizzava il filo elettrico rubato dalle dinamo delle biciclette mentre, per le cuffie si dovevano per forza di cose utilizzare degli auricolari, sempre e rigorosamente sottratti alle forse nemiche.
Torniamo ai nostri giorni e vediamo di capire cosa avete appena costruito.
Un ricevitore di onde radio e' composto essenzialmente da cinque elementi: br />
A voi spetterà è toccata la costruzione e l'assemblaggio dei punti 3 e 4.
Qui forniremo un po' di nozioni tecniche ed alcuni consigli per la perfetta riuscita dell'impresa.
La parte più importante del ricevitore e' il blocco induttanza-condensatore: i valori che andremo a scegliere determineranno la frequenza di ricezione del segnale radio. I due componenti elettronici, una volta connessi tra di loro in parallelo, si comportano in un modo piuttosto curioso: presenteranno una forte resistenza al far passare i segnali radio tranne che per una piccola banda di frequenze in cui cessano di resistere, aprono un portone e fanno passare tutte le onde radio che hanno le dimensioni adatte per passare dalla porta senza forzare e senza piegarsi; questa condizione si chiama risonanza.
Come avrete notato dallo schema elettrico, non ci sono condensatori disegnati e neanche nel vostro kit sono presenti. In realtà, la capacità è fornita in questo caso dalla somma di tante capacità singole: la capacità del filo che userete come antenna, la capacità del filo che fa da terra (o meglio la capacità fornita dal sistema antenna-terra che ha fatto la fortuna di Marconi), le capacità distribuite nelle spire delle due bobine e, in ultimo, le capacità fornite dai fili di collegamento. Si dice in questo caso che il circuito risuoni con le capacità parassite.br />
Il circuito è stato progettato, nei limiti delle variabili in gioco, per ricevere la stazione di Radio Vaticana sulle onde medie, stazione che trasmette sui 585KHz in onde medie.
L'antenna è costituita da un semplice filo elettrico, poco più di otto metri stesi all'interno del mio sgabuzzino seguendo le giunzioni tra le pareti. In genere per ricevitori del genere la lunghezza è maggiore, diciamo dai dieci metri in su, possibilmente stesi in maniera rettilinea da un punto all'altro, io mi accontento di quello che ho, per le caratteristiche del mio appartamento in un condominio cittadino.
La terra è costituita da un filo elettrico direttamente collegato alle tubazioni dell'acqua corrente (potete utilizzare anche le tubazioni dei termosifoni), l'importante è scrostare la vernice o la ruggine dai tubi e creare un collegamento stabile e sicuro tramite una fascetta metallica di quelle utilizzate in idraulica.
ATTENZIONE la presa di terra è necessaria per il funzionamento di questo circuito e di tutti i ricevitori di questo tipo.
Per ricevere la stazione, in funzione della vostra antenna, potete provare a variarne i valori invertendo l'inizio e la fine delle bobine, una alla volta, oppure potete provare in seguito ad aggiungere o togliere spire ad una o ad entrambe le bobine, oppure variare la lunghezza dell'antenna.
Il bello di questi circuiti è che potete variarlo a vostro piacimento fino ad arrivare al risultato migliore. br />
Per le cuffie, che sarebbero il punto 5, non trovandosi più in commercio se non a costi un po' elevati sul mercato dell'usato, potete collegate le casse amplificate del vostro computer, facendo attenzione a come collegare i fili allo spinotto stereo a vostra disposizione. Fare riferimento al disegno di seguito riportato per non incorrere in un forte ronzio senza suoni e voci.
Più in la' troverete le dime per farvi i supporti delle bobine da soli, in modo da essere completamente svincolati da materiali o attrezzature che non si trovano in casa, nel caso voleste riprodurre il ricevitore: in questa maniera vi bastano un paio di forbici, un cartoncino rigido ed una stampante, per stampare su un foglio di carta il disegno e ritagliarlo.
Per la base potete utilizzare tutto ciò che è facilmente tagliabile e ragionevolmente rigido da sorreggere tutte le parti da assemblare.
Nel progetto originale degli anni venti del secolo scorso, si faceva uso del filo di Litz, un filo di rame molto sottile con avvolto attorno del filo di cotone isolante, tanti di questi fili erano avvolti tra loro a formare un unico conduttore (questo permetteva di utilizzare questo filo per le bobine a frequenze elevate e con basse capacità distribuite). L'autore australiano dal quale abbiamo invece preso spunto per la realizzazione del nostro circuito, ha utilizzato invece del semplice filo di doppino telefonico, quello bianco e rosso che passa nelle canaline del vostro impianto telefonico di casa, quello utilizzato dalla nostrana azienda di telecomunicazioni ex monopolista per portarvi la voce ed il mondo in casa: il problema di quel filo e' che risulta essere spesso per i nostri scopi, ottenendo così un'induttanza totale bassa non adatta alla nostra stazione trasmittente; il progetto a lui funzionava in quanto la stazione trasmetteva nella gamma delle onde lunghe, intorno ai 175KHz e si trovava molto vicino a casa sua (torniamo qui a quello che vi dicevo poco fa, il circuito e' adattabile a qualsiasi circostanza).
Si è provato ad utilizzare del semplice filo di rame recuperato da un trasformatore di alimentazione dismesso ma, per vari motivi, non si è seguita questa strada: non tutti si ritrovano un trasformatore a casa da smontare, non tutti sono in grado di smontarlo per prenderne il solo rocchetto interno, il filo di rame può risultare tagliente sulla pelle nuda delle mani, specialmente quella dei ragazzi, il rame ha un costo elevato a parità di metraggio.
La soluzione è stata quella dell'acquisto di una bobina di rame coperto da un sottile strato di plastica, rame dal diametro molto piccolo generalmente utilizzato per rifare le sottili piste dei circuiti stampati digitali, filo che nella nomenclatura americana è indicato come AWG30; utilizzando questo filo si è riusciti ad ottenere il valore di induttanza voluta, si è abbattuto il costo ed abbiamo scongiurato il pericolo di far fare male ai ragazzi.
Sono quasi arrivato alla fine dimenticandomi volutamente di un particolare: nessuno di voi si è accorto che il ricevitore non è alimentato da nessuna fonte di energia, batteria od alimentatore che dir si voglia?
Non vi sembra eccezionale e quasi magica questa radio?
Come per tutti i circuiti di questo tipo, il segnale in uscita è molto debole, bisogna trovarsi in una stanza silenziosa per captare una flebile voce (una volta non era così ma oggi, con la chiusura di quasi tutte le stazioni trasmittenti e la diminuzione di potenza di quelle rimaste, ci si deve accontentare), ed avere tanta pazienza di fare ascolti nelle ore serali, in cui il segnale arriva a noi più potente e da più lontano.
Per migliorare l'ascolto, si può utilizzare un piccolo preamplificatore audio con due transistor, che riesce nella sua semplicità ad aumentare notevolmente il livello audio. Tale progetto viene presentato seguito.
Siamo alla fine del nostro racconto, non rimane che darvi le ultime due informazioni:
Non mi resta che augurarvi buona costruzione, buon ascolto e buon divertimento, lasciandovi con i video del ricevitore in funzione.
Carlo.
Se non riuscite a vedere il video cliccate qui: video variometro al germanio
Se non riuscite a vedere il video cliccate qui: video primo prototipo rx variometro al germanio
Se non riuscite a vedere il video cliccate qui: video del taglio laser della dima
Preamplificatore audio a due transistor per piccoli segnali
Come descritto nelle pagine precedenti, per ottenere i migliori risultati da un semplice ricevitore come questo, dobbiamo per forza di cose costruirci un piccolo preamplificatore audio.
Abituati come siamo, al giorno d'oggi, ad utilizzare un microprocessore per qualsiasi attività del nostro hobby, risulterà alquanto strano ottenere ottimi risultati con due soli transistor ed una manciata di componenti.
Dopo aver sfogliato un gran numero di riviste di elettronica d'annata, la scelta è caduta su un progetto presente sul numero di Nuova Elettronica n.221, in particolare l'articolo che illustrava 10 progetti di semplici preamplificatori. Il nostro circuito è lo LX1593 che ha le seguenti caratteristiche:
Come vedete, è un circuito che sembra fatto apposta per dare voce ai nostri semplici ricevitori a diodo.
Nonostante le caratteristiche descritte, il circuito si comporta bene anche con tensioni di alimentazioni più basse infatti, dai video sul funzionamento del ricevitore, viene fatto uso di una barreria da 9 volt scarica, con tensione di appena 7,4 volt e, come potete ascoltare, il risultato è di tutto rispetto.
Prima di riportarvi il contenuto saliente dell'articolo, vi faccio vedere le foto del mio prototipo costruito su basetta millefori con tutti componenti di recupero da altre schede (compresa la millefori).
I connettori celesti sono rispettivamente: in alto a sinistra, uscita audio, in basso a sinistra, alimentazione, in alto a destra, ingresso audio. Il trimmer che vedete sulla sinistra serve a dosare l'ampiezza del segnale in ingresso e, nel nostro caso, ha resistenza massima per far passare tutto il segnale disponibile.
Il progetto originale di Nuova Elettronica.
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