Kontakt

Ljetna Tvornica Znanosti

Arhiva događanja‎ > ‎2009‎ > ‎

Na istoj valnoj duljini

Mentori:

Ana Juričić
Lada Vukušić

Kratki opis radionice:

Zanima vas kako radi vaš radio? Cilj radionice je napraviti radio prijamnik i odašiljač. Dakle, mislimo se igrati zavojnicama, kondenzatorima i strujnim krugovima i na kraju napraviti jedan AM odašiljač i dva mala radija.

Sudionici radionice:

Keršimir Dželalija
Duje Roje
Zdenko Guć
Kristian Nakić

Okvirni plan rada

[osnovne informacije]

Trajanje: 6 dana

Broj djece: 4-5

Prikladno za dobnu skupinu: 10-15 godina

Održano (kada i gdje):  SSF, od 26.7. do 1.8.2009.

[opis radionice]

Cilj radionice:

Upoznavanje polaznika sa osnovama radioprijenosa, od pripreme informacija (recimo ljudski glas) za emitiranje, prijenosa, do prijema signala u radiju. Naša radionica je bila najviše orjentirana na prijem signala i njegovu obradu da da bismo na slušalice ili zvučnik doveli nešto što možemo prepoznati kao glas. Za to smo trebali raditi sa zavojnicama, kondenzatorima, diodama, tranzistorima, transformatorima... Mali izlet u područije elektromagnatizma i elektronike.

Izvori informacija:

Stranica na kojoj smo pokupile okvirne ideje: http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/radio/radio.html

Za izradu pojačala korisrili smo link: http://www.zen22142.zen.co.uk/Circuits/rf/amrec.html

Pokušali smo približiti amplitudnu modulaciju i naći informacije o AM radioprijenosu na srednjem valu: http://en.wikipedia.org/wiki/Amplitude_modulation , http://en.wikipedia.org/wiki/Medium_wave,

Za tranzistore: http://www.satcure-focus.com/tutor/page4.htm


Transformator: http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer


Udžbenik Elektrotehnički materijali i komponente, udžbenik Elektrotehničke škole Ruđera Boškovića, Zagreb

Izvođenje radionice:

Nedjelja: Upoznavanje s elementima strujnog kruga koji će nam služiti za izradu pojačala. Kondenzatore je relativno lako prepoznati i iščitati kapacitet. Pokazujemo kako pomoću unimetra možemo provjeriti ispravnost kondenzatora (on će se ekponencijalno puniti do do punog kapaciteta, što vidimo tako da otpor raste eksponencijalno - tj, ispočetka je nula, pa kazaljka odmah počne ići prema većim otporima i polako se zaustavlja na nekoj vrijednosti otpora), prepoznati otpornike po bojama.

Najteži dio bio je definitivno teorijska podloga. Bojim se da ni sada nije jasno što je točno amplitudna modulacija, zašto je potrebna. Pokazivanje moduliranog signala, recimo sinusni signal od 1MHz moduliran 1kHz, pomoću osciloskopa, jako je pomoglo. Vidjeli su da se 'velike' oscilacije, sinusi, sastoje od manjih oscilacija koje vidimo ako stavimo detaljniju vremensku skalu na osciloskopu. Tako smo se poslužili brzim oscilacijama da napravimo veliki signal, mjenjajući im amplitudu. I tako dobijemo amplitudnu modulaciju.

Dotakli smo elektromagnetske valove - električno i magnetsko polje titraju i šire se kroz prostor i mogu natjerati elektrone iz antene da 'šetaju' po žici. Sruju sa žice dovodimo na titrajni krug. Preskočili smo rezonanciju, frekvenciju odabiremo namještanjem promjenjivog kondenzatora. Sada taj signal s titrajnog kruga idemo demodulirati, za što su nam potrebne diode i tranzistori.

Ponedjeljak: Predviđeno za vježbanje lemljenja. Kada su se malo upoznali s lemilicom, napravili su Graetzov spoj. Kao izvor izmjenične stuje koristili smo generator funkcija, a istosmjernom strujom smo upalili LEDicu. Osciloskopom se lijepo može vidjeti sinusni signal iz generatora i signal nakon prolaska kroz diode, tj rezanje signala koji nam je potrebam u demodulaciji.

Krećemo i sa izradom pojačala, što je najzahtjevniji dio radionice.

Utorak i srijeda: Predavanje o tranzistoru, preuzeto sa stranice koja je u popisu literature. Analogija sa bunarima (kolektor i emiter), vodom (struja), čepom i cijevi koja otvora prolaz vodi (baza) bila je jako korisna. Mali tok vode, tj struje iz baze, može kontrolirati veliki tok vode-struje iz kolektora u emiter. Zadržali smo se samo na NPN tipu tranzistora (to su bili tranzistori s kojima smo radili, BC 457). Tako je tranzistor puno korisniji od diode jer i pojačava i demodulira signal u isto vrijeme.


Izrada pojačala zahtjevala je dosta vremena i rada s lemilicama.

Izrađena su dva pojačala, zalemljena na titrajni krug i testirana. Pomoću oscilatora može se pratiti signal na bazi, kolektorima i emiterima tranzistora i ostalim elemenitima. Gledamo kako signal izgleda tek primljen na početku i kako izgleda nakon obrade, tj što dolazi na slušalice.

Četvrtak: S pripremljenom antenom i titrajnim krugom, osmislili smo jednostavnija pojačala. Odlučili smo pokušati s dva tipa. Jedan će koristiti diodu za demodulaciju, a napon ćemo pojačati pomoću transformatora. Da bismo izračunali potreban broj namotaja, izmjerili smo pomoću osciloskopa napon na titrajnom krugu. Maksimalan napon koji smo bežično hvatali s generatora funkcija iznosio je 12 mV. Također smo prošli teorijski dio o transformatoru koji objašnjava vezu broja namotaja i napona na primaru i sekundaru. To je gradivo koje im je bilo poznato iz škole, pa je lakše usvojeno.

Drugo jednostavno pojačalo sadržavalo je jedan tranzistor, bateriju, kondenzatore koje štiti slušalice od istosmjere struje i otpornik koji kontrolira struju.

Navečer smo iskušali naš radio i tražili prave AM stanice.

Petak: Popodne smo ostaili za izradu prezentacije, što se pokazalo teže nego što smo očekivali. Stoga bi idući put sigurno odmah počeli sa pravljenjem prezentacije, a ako se to uspije završit do kraja dana, prebaciti se na nešto drugo. Započeli smo radio sa tranistorom, ali bili smo ograničeni malim feritnim jezgrama u obliku prstena. Broj namotaja žice oko takve jezgre nije bio dovoljan da transformira naš napon od 12 mV na planirani 1V. Pokušali smo i sa serijskim spojem više manjih tranformatora, no ubrzo su odustali od ideje kada su shvatili da se napon pojačava, ali smanjuje jakost struje. Nisu htjeli provjetiri hoće li ipak takva mala struja biti dovoljnog inteziteta za slušačice.

[materijali]

  • Osciloskop - inače skup mjerni uređaj, ako možete, rađe ga posudite. Nezamjenjiv za praćenje napona kod izmjenične struje, koristili smo ga za mjerenje signala na titrajnom krugu i komponenetama pojačala.
  • Generator funkcija - spada u situ kategoriju kao osciloskop. Služio nam je kao testni odašiljač. Na njega smo spojili jedan titrajni krug od kondenzatora i zavojnice, i gledali prijem signala u drugom titrajnom krugu u radiju. Koristili smo ga i kao izvor izmjenične stuje u Graetzovom spoju.
  • Unimetar
  • Bakrena lakirana žica. Za motanje zavoja na transformatore, najlakše je rukovati najtanjom žicom, promjer 0.3 mm.
  • Banana utikači
  • Slušalice
  • Feritne jezgre. Bakrenu žicu smo omotali oko njih i koristili kao jezgre zavojnica.
  • Promjenjivi kondezatori. Napomena: inače ih je malo teže nabaviti. Stoga je najjednostavnije da opljačkate neki stari radioprijemnik koji više nije u uporabi. Tamo možete naći i feritne jezgre
  • (Obični) kondenzatori i otpornici. Popis i njihove veličine se mogu naći na shemi pojačala.
  • bušene pločice za lemljenje. Umjesto njih mogu se koristiti i bakrene pločice koje se tope u kiselini i kasnije buše. Prvenstveno zbog bušilice, mi smo se odlučili za ovo prvo.
  • Lemilica, pasta za lemljenje, žica za lemljenje
  • Diode (silicijske, germanijske)
  • Tranzistori (detalji na shemi pojačala)
  • još žice iz telefonskih i internetskih kablova koje smo koristili za lemljenje
  • još žice za antenu (od 10 do 30 m)
  • Klješta za rukovanje žicom
  • Baterije, 9V
Comments