Wobulator cześć 2 czyli długa droga od pięknej teorii do praktyki

Na początku była PRAKTYKA i była ona u człowieka. I człowiek był praktyczny - robił najprzeróżniejsze rzeczy nie zdając sobie sprawy z tego, że może istnieć coś takiego jak TEORIA. Poznawanie świata (od Ewy począwszy) doprowadziło do powstanie i rozwoju wszelkiej maści TEORII, czyli modelowego uproszczenia RZECZYWISTOŚCI.

Święty Graal stroicieli  Cel całej wobulacyjnej działalności.

Powstało wiele sentencji o łączeniu teorii z praktyką, ale aby Coś naprawdę funkcjonowało, to to Coś musi opierać się na tych dwóch fundamentach. Może być zrodzone w TEORII, ale działać może jedynie w PRAKTYCE. Aby to się Coś stało, to musi zdarzyć wiele, z tego co się stało.

Przystępując do budowy wobulatora wg. opisu Steva N8NM opierałem się na założeniu, że publikowany schemat jest nie tylko dobrze przemyślany, ale i praktycznie wypróbowany. Okazało się to założeniem teoretycznym.

Przechodząc do opisu uruchamiana wobulatora, i rozpoczynając od generatora sygnału piłokształtnego:

• obwody wyjściowe 555 - sterowanie diodami LED okazały się całkowicie zbyteczne, ot taka "kość ogonowa" całego pomysłu – pozostałość po poprzednich schematach. Może i służąca kontroli napięcia i działania generatora, ale w tej chwili bezużyteczna. Jakoś tak zapatrzony w schemat zamontowałem i pozostała. Planuję użyć wyjścia 555 do wygaszania plamki na powrocie - zobaczymy.

  

  Na razie zostawiłem - ku ozdobie.

• częstotliwość przemiatania (czyli sygnału piłokształtnego) jest w oryginalnym układzie zdeterminowana pojemnością kondensatora całkującego oraz prądem stałym generowanym w układzie lustra prądowego. O ile ta pojemność (1uF)  jest po prostu fajna i na dodatek miałem taki ładny kondensatorek o małych wymiarach, to prąd determinowany jest (głównie) przez wartość rezystora R5 – w modelowym układzie było to 15kom. Jak to się złożyło razem to się okazało, że częstotliwość przemiatania wynosi ponad 160Hz.

  

  Tu mamy163Hz z zatrzymaniem - bez schodka to ponad 200Hz wyciągało.

  Nie ma żadnych powodów by tak często ganiać plamkę na ekranie oscyloskopu. W spotykanych konstrukcjach (nie tylko tych najstarszych) często stosuje się 50Hz i to sinusa. Tutaj pewnego rodzaju kompromisem okazała uzyskana przy 68kom-ach, częstotliwość trzydziestu kilku Hz. Wystarczy, by obraz nie migał nadto na ekranie.

  

  Jest kropka, i to ładna.

  A i nie za szybko by generator w.cz mógł się przestroić.
• drugim układem czasowym to układ różniczkujący,zatrzymujący na chwilę ładowanie kondensatora, słowem generujący schodek. Założyłem, że częstotliwość generatora w tym miejscu (a i plamka na ekranie oscyloskopu) będzie stać w jednym miejscu co najmniej 1ms – tak aby umożliwić pomiar częstotliwości znacznika – wzorem rozwiązania stosowanego w ruskim wobulatorze. Trzeba było zwiększyć rezystancję z 10 do 33kom, tak aby na 1,5 ms plamka się zatrzymała.

  

  Schodek na 1,7ms - wystarczy. 37Hz - nie mruga

• komparator - też pozmieniałem potencjometr linowy 10k o charakterystyce B - czyli liniowej - tak to teraz chińczycy oznaczają. Dawniej B to był logarytmiczny. A i rezystory też inne - chodzi  to by plamka mogła się schować. czyli napięcie na potencjometrze mogło być tak ciut mniejsze niż 1/3 Uzaś i ciut większe niż 2/3 Uzaś - przy skrajnych nastawach.

  

  R1 i R31 do zmiany. Po kilka kiloomów, tak by na R2 zakres 2,4V do 5,6V móc ustawić.

• kolejnym miejscem, gdzie zastosowałem odejście od schematu teoretycznego była budowa pierwszego wzmacniacza operacyjnego – wtórnika. Pierwsze „ale” to poziom sygnału na wyjściu. Sygnał z 555 ma poziom od 1/3Uzas do 2/3Uzas czyli przy 8V to jakieś od 2,6 do 5.4V. No nie jest wykorzystany zapas napięcia regulacyjnego. Po to by zbliżyć się do 6V zmiany (p-p) wystarczyło dodać 220kom do już zamontowanego rezystora 100k (R12) i mamy rozwiązanie. To 6V zmiany jest uwarunkowane napięciem dla warikapów.  Przyjąłem 1V jako minimum (diody muszą być spolaryzowane zaporowo) do około 7V jako maksimum – więcej na wyjściu ze wzmacniacza operacyjnego przy zasilaniu 8V się nie uda uzyskać. Ustawienie napięcia na wyjściu wzmacniacza (8) ustawiłem centralnie +/-3V . Tak by zmiana R13 (wielkość przestrajania ) nie zmieniała częstotliwości środkowej.

Trochę się tu zmieniło

• kolejny układ to wyjście napięciowe do sterowania osią X oscyloskopu. W projektowym układzie miało ono podwójną amplitudę wejścia Uwyj= Uwej*(1+R20/R19), ale nie było symetryczne. Jak podnieśliśmy na poprzednim stopniu sygnał do 6V p-p to to tutaj wyjście oparło się o wydajność napięciową wzmacniacza (ciut ponad 7V). Proste dodanie trymera i przepięcie rezystora 100kom daje możliwość finalnej symetryzacji i pełne wykorzystanie sygnału do sterowania osi X oscyloskopu.

  

  Niby nic, a wiele zmienia.

  Niby często jest w oscyloskopach BIAS, ale jeśli mamy symetryczne +/-6V to jest super.
  

Tu nastąpi przerwa układowa i w kolejnym odcinku przeskoczę do samego generatora przestrajanego.

Tak patrzę na ten poprawiany i zmieniany schemat, powstający po malutku wobulator i się nie dziwię, ile pracy, prób dzieli TEORIĘ od PRAKTYKI. Tyle, że po tym wszystkim powstanie DOŚWIADCZENIE, które kiedyś poprawi TEORIĘ, tak by od PRAKTYKI mniej odstawało.

Tu to już nawet generator widać!

Cokolwiek się stało, to przez PRAKTYKĘ się stało.

Owsiana 14 czyli ruina w ostatnich letnich promieniach

Telefunken ( podobnie jak Philips) był aktywny na polskim przedwojennym rynku radiowym. PZO i PZT powstawało wiele większych i mniejszych zakładów. Zazwyczaj reprezentujących nowoczesne podeście do biznesu i technicznych rozwój.

Przedwojenna reklama Telefunkena ((dzięki uprzejmości Darka)

Telefunken wykupując i rozbudowując hale produkcyjne po firmie Sidol przeniósł się ulicę Owsianą numer 14, wraz z produkcją odbiorników. Wcześniej warsztaty mieściły nie na Polnej, Długiej czy Rakowieckiej. To na Kamionku powstawały modele opisane w kalendarzyku Telefunkena na 1939 rok łącznie z najlepszymi przedwojennymi odbiornikami.

Telefunken - model nieco późniejszy.  (foto i radio Darka)

Może, aż takiego rozmachu jak holenderski konkurent nie przejawiał, jednak stopniowo się rozrastał i rozbudowywał produkcję. W 1937 roku przeniósł warsztaty produkcyjne na dynamicznie podówczas rozwijający się Kamionek.

Ta część prawobrzeżnej Warszawy była czymś na kształt przedwojennej Krzemowej Doliny. Obok fabryki Szpotańskiego, Braci Borkowskich (BRABOR)), PZO i PZT powstawało wiele większych i mniejszych zakładów.

Zazwyczaj reprezentujących nowoczesne podeście do biznesu i technicznych rozwój. Telefunken wykupując i rozbudowując hale produkcyjne po firmie Sidol przeniósł się ul. Owsianą wraz z produkcją odbiorników. Wcześniej warsztaty mieściły nie na Polnej, Długiej czy Rakowieckiej. To na Kamionku powstawały modele opisane w kalendarzyku Telefunkena na 1939 rok łącznie z najlepszymi przedwojennymi odbiornikami.
Po wejściu Niemców zakłady Telefunkena na Owsianej zamknięto i budynki zajęła Fabryka Konserw „Wanda” własność braci Pakulskich.

Po nacjonalizacji w 1950 r. dalej produkowano konserwy, po czym przebudowano pomieszczenia na biurowiec i hotel pracowniczy zakładów Cora.

Dziura w siatce wygląda jak zaproszenie.

Teren mocno explorowany - jak widać.

Nie ma Telefunkena, nie ma firmy braci Pakulskich nawet Zakładów Cora też nie ma. Pozostały budynki. Uniwersytet  SWPS i dodał młodzieńczego wigoru temu miejscu. Zobaczymy.

Brama i  odrzuca (zapachem) i wciąga (możliwościami)

Budynek dyrekcji

Jest już nawet szyld. To jedna z propozycji.

Klatka schodowa.

Kiedyś było naprawdę ładne. Kiedyś.

 Łącznik

Jeszcze trzyma

HAS NO LIMIT - można zrobić wszystko

"Nasi tu byli!" - chce się powiedzieć, jest i but, i pusta flaszka.

Zdewastowane, niszczejące i czekające na kogoś, kto je uratuje. Czy tak się stanie – zobaczymy. Na razie drapieżnie rozrasta się na Kamionku deweloperska tkanka mieszkaniowa. Pożera coraz to nowe parcele, wprowadzając nowych mieszkańców, ich nowe historie i życiową energię. Jest to ożywcze dla Kamionka, dobre. Może zatem uda się ocalić to miejsce? Zmienić funkcję i przeznaczenie. Tak jak po sąsiedzku dawną fabrykę Szpotańskiego zasiedlił Uniwersytet  SWPS i dodał młodzieńczego wigoru temu miejscu. Zobaczymy.

Nowe się przyjmuje na Kamionku.

W najbliższym sąsiedztwie znajduje się słynna Kamienica Leona Doleya,

Kamienica Doleya od tyłu.

słynna nie tylko swą historią w czasach świetności, urzędniczą batalią o wymuszenie remontu, ale także tym że była magicznym miejscem – tu rodziły się prawdziwe lampy radiowe. 

Wszystko da się uratować – tak wyglądał Telefunken przed renowacją przeprowadzoną przez Darka z Białegostoku (dziękuję za udostępnienie zdjęć).

Telefinken stan zastany (foto i radio Darka)

Trzeba tylko chcieć.

P.S. Podobno na Woli zburzono ostatni budynek ZRK (czyli Philipsa). Telefunken jeszcze stoi.

SABA czyli niemiecka technologia automatycznego naprowadzania.

Trafiło do nas radio, nic dodać, nic ująć tylko SABA Freiburg 100 Stereo i to w automacie. Super, nic lepszego na przełomie lat 50/60 nie było.

Automat - to jest coś!

Pozyskanie przez Józka, który jakąś taką nowotarską smykałkę do kupienia po atrakcyjnej cenie ma. Przeze mnie transportowane do Konina a finalnie u Zygmunta na warsztacie złożone. Radio najwyższej klasy, z pięcioma głośnikami – każdy inny. Stereo, tak nie do końca, bo bez stereo-dekodera, czyli cieszyć się można przestrzenną muzyką z płyt.

Pięć głośników, każdy inny, stereo.

Konstrukcja bardzo ciekawa np. końcówki mocy pracujące przy stereo w klasie A, dla mono łączone były w układ push-pull. Głowica jak to u SABY z dwoma oddzielnymi lampami EC92. Tor p.cz. rzekłbym standard, no może jako, że radio lepsze klasowo to i jedną lampę więcej w tym torze ma. Detektor na ostrzowych diodach germanowych, nie na EABC80. Ale ta lampa w odbiorniku występuje, ale nie tu - no taka radio-ciekawostka. Radio w bardzo ładnym stanie tak z zewnątrz jak i wewnątrz. Józek już zgłaszał – coś z tym sprzęgłem AM/FM jest nie tak.

Rozsypujący się odlew rozwalił bakelitowy talerzyk sprzęgła

No i rzeczywiście było, nie tylko, że szajs-metal (naukowo ZnAl-em zwany) rozkruszał, niszcząc przy okazji bakelitowe elementy, ale i ktoś już widać dołożył się do tego i kilka kluczowych elementów sprzęgła zniknęło. To tłumaczy okazyjną cenę radia – widać poprzedni właściciel nie poradził sobie z naprawą, a może to radio posłużyło jako dawca części – no nie wiemy. Zygmunt szybko znalazł czasowe obejście problemu – radio będzie automatyczne ale tylko na FM.

Erzac.

Trudno nie przyznać racji, na AM to byłoby przestrajanie od jednego źródła zakłóceń do drugiego. Dwa kawałki metalu i dwie śruby – jest zasprzęglone na FM. Tymczasowo. A w między czasie już projekty zastępczego rozwiązania powstawać zaczęły.

Projekt sprzęgła zastępczego

  Drugą mechaniczną usterkę odkryto potencjometru głośności – też układ zmotoryzowany. Zatarta (prawie) oś napędzająca skutkowała wyłamaniem jednego kła i dużym luzem na obrocie – pozostaje do naprawienia.

W części elektrycznej to niektóre lampy okazały się sprawne: obydwie EL84 , EABC80, EBF89, EF89, ECH81 i jedna EC92. ECL80 w części triodowej i pentodowej po 0 mA emisji, druga EC92 emisja 160% - dziwne, EF86 - 2 szt. emisja 120 i 160% przy S=0 mA/V. To (jak się później okazało) taki wynik to jednak zasługa testera P-512, którymi lampy były sprawdzane – ale to inna historia.
Po kilkugodzinnym formowaniu kondensatorów (bez lamp) pierwsze sprawdzenie organoleptyczne  (na słuch) okazało się obiecujące – radio tylko szumi, objawił się brak napięcia na jednej z pentod p.cz. Przyczyna przez Zygmunta została zidentyfikowana - urwany drut od cewki filtra.

Za jedną z tych strzałek schował się problem.

Może skorodował i lut puścił. Po naprawie już dużo lepiej – jest przyzwoity odbiór na AM i mocno zakłócony na FM. Napięcia triod (dwie oddzielne) w głowicy wykazały nieprawidłowości, w postaci przebitego kondensatora 22pF – powód zniekształceń. Po podmianie lamp EC92 na inną parę odbiór stał się dużo, dużo lepszy.
Pora na najciekawszą cześć radia (dla mnie i dla Zygmunta) – na automatykę. Jako zajmujący się tą profesją i to magistrzy dyplomowani (u mnie Instytut Automatyki Przemysłowej) to problemami sterowania i regulacji, się zajmujemy na co dzień. Co prawda z różną intensywnością i różnym podejściem, ciekawi byliśmy na jakim to pryncypie działa. Schemat obwodów sterowania, dostępne opisy w językach obcych jakoś tam tłumaczyły wykorzystanie napięcia sieciowego i zabawę ze zmienną fazą i prądem do ustawiania pokrętła strojenia we właściwym miejscu. Jednak po wstępnym zapoznaniu z e sposobem działania okazało się, że cały ten układ jako żywo odpowiadał rozwiązaniom stosowanym w sterowaniu rakietą V2!

Przekrój V2 (zdjęcie Wikipedia)

W latach czterdziestych pracujący w grupie von Browna Helmut Hoelzer był autorem pierwszego analogowego komputera realizującego złożone układy sterowania. Układy który wykonywały funkcje, znane z przedmiotu Podstawy Automatyki jako całkowanie, różniczkowanie i inne aż do złożonej do formy regulatora PID, przetwarzając sygnały ż żyroskopów na komendy sterowania rakietą tak by trafić w cel.

Rysunki z oryginalnej pracy Helmuta Hoelzera. Zwrócę uwagę na 500Hz.

Co ciekawe Hoelzer jako nośnik sygnałów stosował napięcie zmienne. Ale o ile w klasycznej, przemysłowej automatyce w tej chwili operujemy prądem stałym zmieniającym się od 4 do 20mA, a w starszych pneumatycznych układach ciśnieniem powietrza aparaturowego, to w układach V2 napięcie zmienne 500Hz było tym medium informację niosącym.
Niemcy stosując elektronikę uzyskali dużą przewagę w budowie układów sterowania. Rozwiązania ze V2 było szeroko studiowane i kopiowane po wojnie po obydwu zwycięskich stronach. Ale pierwszymi, którzy się z nią zapoznali, i „rozgryźli” byli Polacy. A dokładnie profesor Groszkowski – badał w nocy, w konspiracyjnym mieszkaniu układy sterowania z „niedolotów” V2 przejętych przez Armię Krajową.

Znaczek upamiętniający Prof. Groszkowskiego też konspiracyjny.

Meldunki do Londynu wysyłając.

Jak się okazuje ta sama technologia sterowania, kilkanaście lat później doprowadziła do powstania układu dostrajania stacji radiowych, w SABIE stosowanych. Ot, wystarczyło przycisnąć przycisk i mamy np. Londyn czy Antwerpię – zupełnie jak w V2. Taki smutno ironiczny zbieg zdarzeń technologicznych.
Ale wracając od samego układu. Nasze dociekania i analizy bazowały co prawda na jawnych schematach i działającym układzie, ale emocjami były okraszone podobnie do konspiracyjnych działań profesora Janusza Groszkowskiego.
Pozwólcie zatem, że opis działania przedstawię jako serię meldunków. Po kolei sygnał naprowadzenia czy dostrajania opisujących. Ciekawe to niezmiernie.
Źródłem sygnału „nawigacyjnego” pomiędzy stacjami jest sygnał pośredniej częstotliwości pobierany z anody lampy EBF89 w torze wzmacniacza p.cz. wprowadzany do automatyki poprzez dzielnik pojemnościowy (C51 i C52). Już na siatce pierwszej lampy automatyki tj. EC(L)80 jest on mieszany z napięciem o częstotliwości 50Hz pobieranym przez opornik wprost z transformatora sieciowego.

Oscylogramy ręcznie - oscyloskop nie wyrobił.
Napięcie wyjściowe (na C56) jest sumą z dwóch połówek detektora - na C57 i na C58

Ta modulacja sygnału p.cz napięciem 50Hz jest kluczowa dla działania układu.

Wręcz cały majstersztyk tego układu na niej polega. Generalnie na anodzie pierwszej lampy mamy sygnał, o częstotliwości pośredniej tj. 10,7MHz dla Fm i 460kHz dla AM, który oprócz modulacji dźwiękiem (zupełnie pomijalnej) jest dodatkowo silnie zmodulowany częstotliwością sieci tj. 50Hz.
O obwodzie anodowym ECL80 znajduje się podwójny obwód sprzęgający dostrojony do dwu częstotliwości pośrednich, i tylko ta jest przekazywana dalej. Tu zwrócę uwagę, że pierwotne uzwojenia nie są rezonansowe, kondensator C703  służy zwieraniu uzwojenia AM dla częstotliwości pośredniej FM. Odwrotnie niska indukcyjność L702 obwodu FM nie jest dużą przeszkodą dla 460kHz AM. Strojone są dopiero wtórne obwody (L701/C701) i (L705/C704) – dokładnie na środek częstotliwości pośredniej – odpowiednio 460kHz i 10,7MHz. Po dwa obwody fazowe (L i C706/C705 dla AM i L704+L703 z C702) dają na diodach lampy EABC80 po demodulacji (R48/R44 i C57/C58) sygnał o częstotliwości 50Hz.

Strojenie detektora automatyki jest bardzo krytyczne, mała zmiana częstotliwości i pojawia się sygnał. Zwracam uwagę na fazę

Sygnał, którego amplituda informuje odstrojeniu (zero przy dostrojeniu).

U1 i U2 to napięcia odpowiednich nóżkach EABC80. Uwy - z omawianego układu.

Faza (w stosunku do napięcia sieci) niesie informację czy częstotliwość odbioru jest niższa czy wyższa niż stacji na którą naprowadza. Korzystając z tak zespolonego sygnału (amplituda i faza) możemy już dalej sterować (prawie) bezpośrednio silnikiem. Ale o tym w kolejnym meldunku.

Koniec transmisji.

P.S. Modulacja amplitudowo-fazowa jak się okazuje jest powszechnie stosowana w dzisiejszej łączności bezprzewodowej – całe WiFi na tym chodzi!