niedziela, 11 października 2015

Sonata czyli zielone oko krzemowymi diodami podpierane

Najprostszym elementem półprzewodnikowym jest dioda – umożliwia i prostowanie prądu w zasilaczy, i detekcję sygnałów a nawet poprzez zmiana pojemności przestrajanie heterodyny. Wszystkie inne rodzaje diod jak i ich funkcje (mikrofalowe, LED i inne) nieco wykraczają poza zakres w tym blogu (do tej pory) opisywanym. Różne są też technologie pozyskiwania zjawiska jednokierunkowego przewodzenia w materiałach – ciekawych jak wykorzystywany był selen czy tlenki miedzi odsyłam do przeciekawej strony Pana Adama, q100sza Muzeum Energetyki.
Nasze zabawy z półprzewodnikami, a dokładniej z najpopularniejszymi diodami krzemowymi opiszę na przykładzie Sonaty.
Fajnego radyjka, które może troszeczkę ucierpiało na oryginalności, ale za przyczyną dodania krzemowych implantów uzyskało na funkcjonalności, urodzie oraz zapewniło sobie ocalenie od elektrośmieciowego kubła.

Radio wzbudziło ciekawość nie tylko „akceptowalnym” stanem zachowania przy równie akceptowalnej cenie, ale swoim wnętrzem. A dokładnie przystawką UKW.

 Sonata, ponieważ pochodziła z zaczątków lat pięćdziesiątych to była produkowana w wersji „UKW-ready”, tak aby co majętniejsi radiosłuchacze za dodatkowe DM mogli wyposażyć swoje radio w UKW Pendler. Sonate (wg. dostępnych informacji a i schematu wewnątrz) zazwyczaj była wyposażana w przestawkę bazująca na lampie ECL12 i pracująca w trybie super reakcji, przez co tańszą (800 – 115 DM).
Prostą, ale o słabszej jakości dźwięku. Zdjęcia zamieszczone w ogłoszeniu wskazywały, że mamy do czynienie przystawką firmy SABA i to dużo lepszej konstrukcji – typowy tor FM, dostępną w latach 1952-53 za co najmniej 200 DM.
Kupiliśmy Sonatę głównie dla poznania tego właśnie elementu.

Po rozpakowaniu okazało się:

Stan zewnętrzny adekwatny do wieku, wyraźnych uszkodzeń forniru nie ma. Płotno na głośniku nieciekawe.

  • Sam głośnik wymagał będzie naprawy drobnych nieciągłości membrany, ciąg dalszy widocznych uszkodzeń płótna z zewnątrz.
  • Żadnych braków w wyposażeniu poza sznurem sieciowym.
  • Linka zmierzwiona. Lubię to. Przydałby się schemat dla linki (linek). Ten opis, który zawarty jest w opisie tunera SIII jest niewystarczający - od innego modelu odbiornika.
  • Lampy Telefunkena, dwie środkowe z luźnymi cokołami względem bańki szklanej.
  • Lampa prostownicza też Telefunkena, tylko, że nie AZ1 a AZ11. Zmiana typu wynika zapewne z zastosowania tunera FM, który pobiera dodatkowo 17 W mocy. Wzmocniono wydajność prądową zasilacza anodowego.
  • Kondensator elektrolityczny firmy Siemens.
Uruchomienie poszło w miare sprawnie
W Sonate wymieniłem kilka kondensatorów ( w szklanych rurkach). Jeden z nich, jeszcze podczas wygrzwania transformatora sieciowego "splunął" smołą z efektem akustycznym. (2 x 5 nF/500VAC). Trafo jest dobre, ma właściwe napięcia a na biegu jałowym pobiera 2 W.

Sonate została włączona do sieci. Oczywiście nie wydała żadnego dźwięku.
Uruchomiłem ją na stole z podłączonym prowizorycznie głośnikiem.
Po chwili lampy rozżarzyły się. Napięcie anodowe pojawiło się. Nadal cisza.
Bezpośrednie dotknięcie siatki sterującej EL11 spowodowało powstanie brumu w głośniku.
Po pewnej chwili stwierdziłem, że lampa ECH4 jest zimna. Ponieważ trioda tej lampy steruje lampą EL11 podałem sygnał NF z tunera FM bezpośrednio na siatkę EL11 poprzez kondensator 10nF. Usłyszałem czyste i dużo stacji (antena - drut) przy przestrajaniu FM. Poziom głośności był średni i nie było czym go regulować (zdjecie *349). Oczywiście pasmo na razie sięga swoim skrajem Radiozet 107,1 MHz, ale jest to do wyregulowania długością cięgna.

Naprawa lampy ECH4
Jako uparty w rozwiązywaniu problemów człowiek zabrałem się za naprawę lampy, co u wtajemniczonych może  wywołać śmiech. Wyjąłem ponownie z chassis lampę ECH4. Sprawdziłem omomierzem żarzenie. Brak przejścia.
ECH4 jeszcze na miejscu - wytrawne oko zauważy.
Przeleciałem lutownicą po lutach pinów cokołu i ku mojemu zdziwieniu rozżarzyłem ją w trybie offline z innego zasilacza.
Po poprawienie kapturka lampy, który trzyma się na drucie włożyłem lampę do radia i wszystko w porządku.
Bez dodatkowych sztuczek w torze NF, radio gra moim zdaniem dobrze na wszystkich falach. Głośność i barwa tonu regulują się.

Tuner FM bardzo czuły. Lampa EM11 musi nabrać wigoru (jak zechce).
Lampa EL11 daje wystarczająco mocy do głośnika, ale jej prąd anodowy daje spadek 4,2V zamiast 6 V na oporniku katodowym ( w zasilaczy). może jeszcze dojdzie, jak pozostałe lampy.

Spróbuje teraz zająć się głośnikiem.
Tutaj przydały się moje wcześniejsze doświadczenia z głośnikiem Philetty.

Początkowo Zygmunt zamierzał użyć bardzo wytrzymałego papieru – tzw. bibułki japońskiej do pokryc modeli latających stosowanej. Jednak jej podstawowa w modelarstwie cecha tj. skurcz ładnie obciągający poszycie w przypadku głośnika mógłby doprowadzić do odkształceń membrany i zaprzepaszczenia naszych wysiłków. Sprawę uratowało posłużenie się aptekarską pomocą i stosowną gazą. Oczywiście lepidlo – to rozcieńczony Wikol

Relacja z naprawy głośnika.
Klej – rozcieńczony wikol do drewna.
Łaty z włókniny.
Zdjęcie 1 – widok największego uszkodzenia.
Zdjęcie 2  - sklejenie wstępne membrany w miejscu rozdarcia.
Zdjęcie 3 – pierwsze klejenie.
Zdjęcie 4 – drugie łatki.
Zdjęcie 5 – łatka końcowa i po wstępnym schnięciu.


Linka i wskazówka, skala
Radio złożyłem.
Po pierwszym złożeniu okazało się, że obrót pokrętła w prawo przesuwał skalę w lewo. Musiałem sprawę odwrócić. Ponownie rozebrać, poprawić kierunek i złożyć. Wskazówkę skali zakłada się łatwo, mimo, że w ostatniej kolejności.

Największą wadą (poza stanem obudowy i tkaniny) wadą odbiornika było magiczne oko. Świeciło bardzo, bardzo blado i tylko na zakresie AM.
Widok jak z najczarniejszego horroru.
Widać to radio nie było „elementem dekoracyjnym”, ale wypracowało swoje. Jeżeli założymy, że w ciągu 60 lat, przez połowę czasu było eksplodowane, nawet godzinę dziennie to mamy łącznie 11 tyś radiogodzin. Bardzo dużo dla katod, głośnika i niestety świecącego ekranu EM11. Zużywały się i inne elementy, ale mimo to zachowały sprawność. Cieszy radio zużyte eksploatacją, a nie zardzewiałe czy pogryzione przez myszy przez „strychowanie” czy jaszcze gorzej „piwniczenie”.
Zastosowany tor FM nie współpracował z magicznym okiem, samolubnie obsługując się sygnałem z detektora do własnego ARW, Zygmunt korzystają z dwu diod krzemowych połączył tor AM i FM we współpracy.
Wersja pośrednie - bez podwajania napięcia dla EM11
Słabość luminancji oka, próbowaliśmy poprawić przez podniesienie napięcia anodowego – pierwszy test to przełączanie lampy na zasilanie z pierwszego kondensatora elektrolitycznego – czyli o kilkanaście woltów więcej, dało mizerny, ale zauważalny efekt. Była to okazja do poszperania w internecie i zdobycia troszkę więcej wiedzy o tym najbardziej "magicznym" elemencie radia.

Przy okazji kilka ciekawych faktów odkryłem:
Magiczne oko w postaci jakie znamy wynalazł Allen B. DuMont, a następnie sprzedał swój patent RCA za kwotę 20 tyś dolarów.
Kolekcja z Muzeum Energetyki
Galerię wielu magicznych oczek można obejrzeć na stronie SM5CBW .
Jednym z najbardziej tajemniczych jest EZ-6E5D, znajduje już półprzewodnikowych naśladowców.
Radiomuseum jak prawie zawsze także dało miesjce do przedstawienia wielu rzadkich i nietypowych konstrukcji.
Bardzo ładny i ciekawy artykuł o elektronowych wskaźnikach dostrojenia został opublikowany w Радио, dla tych którzy językiem rosyjskim nie władają EP przygotowała tłumaczenie.

Ponieważ nowej EM11 w rozsądnej cenie nie widać w okolicy, to zamiast niewygodnej konwersji na „radziecką” lampę 6EC5 za namową kolegów z Niemiec zabawiliśmy się w podniesienie (znaczne) napięcia anodowego EM11. Drugi opis tego samego rozwiązania. Zastosowany powielacz napięcia składa sie  z dwu kondensatorów 470uF/630V i dwu diod 1N4007. Bardziej zaawansowane rowiązania, aż kipią od krzemu i zda się, że radiowo sieją w koło.

Powielacz napięcia podobny w konstrukcji kiedyś stosowałem w niedokończonym oscyloskopie. Układ działał, lampa świeciła. Na dokończenie w ostanich 40 latach czasu brakło.
To, co pokazała EM11 pod napięciem 535V (bez obciążenia) przekroczyło najśmielsze marzenia o ożywieniu. Wiem, że metoda to jak podanie „dopalacza” sześćdziesięciolatkowi, czy też wtryskiwanie nitro do silnika malucha, ale działa.
Wg. katalogu lampa powinna wytrzymać maksymalne anodowe napięcie 550V, więc teoretycznie jesteśmy w zakresie. Prąd i moc tracona w pewnością przekracza katalogowe wartości. Dla spokoju inżynierskiego ducha - staramy się nie mierzyć.

Tak podkręcona lampa długo nie pociągnie, ale to radio ma cieszyć sporadycznym uruchamianiem, a nie pracą 24h/7. Mimi wszystko (moim zdaniem) jest to lepsze rozwiązanie niż wstawianie diod LED symulujących świecenie. Niektórzy bawią się w budowę w elektromechaniczne młynki symulujące magię oka. Ale tak naprawdę to przydałoby się uruchomić produkcję (lub regenerację) magicznych oczek.
Pozostanie jeszcze obudowa i tkanina. I w tedy będziemy mogli w pełni się cieszyć Sonatą. Podparta kilkoma diodami krzemowymi, ale grającą i świecącą jak na porządne radio należy.

P.S. Ciekawostka – tuner FM odbiera w całym zakresie 88 do 108 MHz – musze sprawdzić czy tak miało być w oryginale, czy też jakiś sprawny radiomechanik już przed nami rozciągnął zakres.

czwartek, 1 października 2015

RTL2832u czyli jak odebrałem sygnał z WEGI

Jednym z ciekawszych, których fabułę i niektóre scen doskonale pamiętam, pomimo prawie dwudziesty lat był „Kontakt” z 1997 roku. Film z gatunki Sci-fi, z duża domieszką tego „Science”,  jego akcja zawiązuje się w środowisku radioastronomów, ludzi dla których badanie wszechświata opiera się na słuchaniu i analizowaniu sygnałów radiowych. Któregoś dnia dociera sygnał z WEGI, i ma on kosmicznie ważne znaczenie. Dla nich, dla całego świata.

Dalszych szczegółów nie opowiem, kto nie widział to serdecznie polecam. Film może jest dostępny na jakimś serwisie VOD lub w wypożyczalni (kiedy były takie przybytki). Film który nakazuje nam zadzierać głowę do góry i słuchać sygnałów z gwiazd.
Sama radioastronomia to kosmicznie wyrafinowana cześć radia, lata świetlne do „nadajnika”, analizowanie sygnałów głęboko poniżej poziomu szumów i polowanie na taki „WoW!”.

„Grzesząc” troszkę, patrząc oczami lampowego ortodoksa, sam zainteresowałem się praktycznym wykorzystaniem układu RTL2832u i technologią SDR (Software Defined Radio). Lektura kilku artykułów, pozwoliła mi natrafić na ślad, iż da się usłyszeć, przepraszam – zobaczyć sygnał heterodyny z radia sąsiadów – to był mój WoW!

 Za 79 PLN zakupiłem gotowy tuner USB z układem RTL2832u, służący w zamiarze do oglądania telewizji.
Dzięki pracy kilku zapaleńców, którzy wykonali tytaniczną pracę i metodami „reverse engineering” złamali zasadę działania tej kości, napisali sterowniki i oddali  wszelkiej maści radiowcom całą wiedza jako cudowne narzędzie do odbioru sygnałów, dekodowania i analizy widma.

Dla wszystkich zainteresowanych SDR serdecznie pozdrawiam stronę www.rtl-sdr.com, która jest kopalnią (dosłownie) wszystkich możliwości użycia tego taniego i dostępnego układu do wszelkich zastosowań.  Trochę kłopotów miałem ze skonfigurowaniem oprogramowania, ale dzięki pomocy syna, po kilkudziesięciu minutach miałem chodzące na Linuksie narzędzie do obserwacji i słuchania warszawskich stacji FM. Jak widać nadchodzi nowe pokolenie, ze swoją technologią – popatrzcie na ten wykład o SDR.

Wracając do naszego radia. Zobaczyć to co się słyszało to jak w znanym powiedzeniu, że obraz za tysiące słów wystarcza. Na tym tle złapanie sygnału od heterodyny nie było trudne.  Na ekranie „wodospadu” świetnie widać pracę generatora o pośrednią częstotliwość (10,7 MHz) przesuniętą , generatora, który najzwyczajniej „sieje”. Wielką radością było odebranie pierwszego sygnału ze stojącej kilka metrów dalej WEGI Booby.
Cóż radio starawe, UKW uproszczony najbardziej jak się da – UC92 pełni rolę samodrgającego mieszacza, nawet bez separującego wzmacniacza wstępnego – obwód rezonansowy bezpośrednio sprzężony z anteną.
Zatem sygnał heterodyny do anteny przedostaje się silny i wyraźny. Po kilkudziesięciu sekundach od włączenia wyraźnie widać jego precesję, no prawie w astronomicznej skali – nagrzewanie od stanu zimnego do jakiej takiej stabilności powoduje płynięcie częstotliwości o ponad 100kHz – a to już całkowita zmiana stacji. Trwa to prawie 20 minut.

Za akceptowalne przyjmuje się przesunięcie(dryft termiczny) o mniej niż 20kHz (bez ARCz). Zatem w lampowych odbiornikach, kompensacja temperaturowa to ważne zagadnienie nie tylko na UKF-ie. Znajdujemy kilka cennych wskazówek w książce „Radiofonia UKF-owa” autorstwa S. Wendy.

Czytać o dryfcie i rozumieć materię zjawiska to jedno, a zobaczyć na ekranie, to zupełnie coś innego. Jestem zaskoczony prostotą pomiaru i jego dokładnością. No przez 60 lat technika poszłą do przodu.

Inne obserwowane u WEGI zjawisko, to zmiana częstotliwości przy zmianie obciążenia obwodu antenowego. Od stanu przy rozwartych stykach i braku jakiejkolwiek anteny, do zwartego wejścia (w celu eksperymentu) zmiana drgań to kilkadziesiąt kHz.

A że WEGA ma wejście antenowe z boku, bardzo blisko pokrętła strojenia, zatem nie dziwota,  iż radio jest kapryśnie. Jak pisła sprzedający - czasem odbiera, czasem nie.

Jest jak kobieta nie tylko „mała, czarna, gorąca i słodka”, ale zmienna i humorzasta. Może za to Je właśnie kochamy. Te Nasze, i te pierwsze z UKF-em.

Oprócz pomiaru częstotliwości SDR pozwala określić także moc odbieranego sygnału, jest więc szansa, iż oprócz strojenia heterodyny uda się za pomocą tego „układu pomiarowego” zestroić neutralizację.
W głowicy Blaupunkta Berlin, który to właśnie rozsiadł się u mnie w piwnicy, neutralizacja czyli kompensacja powstrzymująca sygnał z heterodyny przed wydostaniem się do anteny wymaga zestrojenia. Rozpadł się trymer obwodu wejściowego, został zastąpiony innym, a wszystkie kompensujące się wzajemnie pojemności też się rozpadły.
Jeden uszkodzony (ceramiczny) neutralizacja białą strzałką pokazana.
Jest więc szansa ze za pomocą RTL2832 uda się wytłumić sygnał z Berlina. Ci z WEGI właśnie takiego sygnału użyli.

Celowo wspomniałem o „układzie pomiarowym” bo ma razie jest on wielki i stacjonarny jak radioteleskop – opiera się o domowy komputer. Ale trwają próby (na razie nieudane) użycia tableta i systemu Android. O sukcesach będę donosił.

Dla miłośników patrzenie w górę także polecam ten super układ – da się zrobić domowy radioteleskop.
Głowy (i anteny) do góry.

Coś czuję, że pomimo lampowej duszy, uda mi się zaprzyjaźnić z tymi kosmitami, Z RTL2832u i innymi takimi, mimo, że krzem mają we krwi.