Se vi interessate alle antenne a
radiofrequenza vi interesserà forse sperimentare con le configurazioni
proposte. In fig. 1 è riportato un balun che trasforma una linea
sbilanciata in una linea bilanciata. E' necessario collegare un
condensatore variabile, o un trimmer, tra due punti della calza nella
parte terminale del coassiale come mostrato in figura. Sia la lunghezza
del tratto coassiale interessato sia il valore del condensatore sono
ottimizzati per la Banda Cittadina e cavo a 50?
ma la regolazione non è critica e dovrebbe funzionare bene anche in
altre frequenze. Il vantaggio di questo balun è quello di poter fornire
un'alimentazione perfettamente bilanciata verso l'antenna compensando
così qualsiasi sbilanciamento introdotto dalla topografia del terreno
intorno all'antenna stessa. Un'altra interessante applicazione per
questo tipo di balun è l'utilizzo come suddivisore di potenza: se si
misura la potenza di uscita relativa alla massa (p.es. il punto freddo
del condensatore), si troverà che la potenza può essere suddivisa tra i
due rami semplicemente agendo sul condensatore. La relazione di fase non
è stata investigata. La fig. 2 mostra un approccio più classico al
problema: due sezioni a un quarto d'onda dello stesso tipo di cavo
coassiale forniscono un'uscita bilanciata in maniera semplice e veloce
ma occorre puntualizzare che questo tipo di balun funziona bene solo
intorno alla frequenza per cui è stato progettato: non è un balun a
larga banda. La lunghezza l è uguale a (?/4)xP
dove ?
è la lunghezza d'onda di funzionamento e P
rappresenta il fattore di propagazione che dipende dal tipo di
dielettrico con cui è costruito il cavo coassiale secondo la tabella
seguente:
Dielettrico |
P |
Cavo Tipico |
Polietilene solido |
0.665 |
RG 58 / RG 11 |
Polietilene/aria |
0.835 |
RG 62 / RG 79 |
Fluorocarbonio (Teflon) |
0.675 |
RG 94 / RG 209 |
Polietilene cellulare |
0.816 |
cavo TV |
Il balun di fig. 2 è
collegabile anche come in fig. 3. Infatti, i punti A e B sono allo
stesso potenziale e possono essere collegati tra di loro. Dal punto di
vista elettrico non cambia niente ma si presta per una costruzione
meccanica più compatta che potrebbe tornare utile in certe circostanze.
La prima applicazione vi permette di installare una antenna CB per
automobili in qualunque altro posto senza il bisogno di avere il corpo
metallico della macchina (fig. 4). La sezione verticale del cavo
coassiale è cortocircuitata alla sua estremità. Potrebbe essere
necessario regolare la lunghezza dello stilo una volta nella sua
posizione finale; questo perché la distanza d deve essere
sottratta dalla lunghezza totale dell'antenna a stilo.
La fig. 5 riporta la configurazione tipica. Sono indicate due differenti lunghezze: una vale per cavi e balun a 50? e l'altra vale per cavi e balun a 75? (vedi anche fig. 7). Questi ultimi potrebbero tornare comodo come antenne riceventi per FM o come antenne TV fino alla banda UHF. Occorre puntualizzare che questi tipi di antenna sono a banda stretta e non si adattano a coprire una larga gamma di frequenze. Questo significa che se progettate l'antenna per un canale TV specifico, potreste anche avere delle prestazioni migliori di una Yagi ma darà risultati insoddisfacenti sugli altri canali. Una soluzione sarebbe quella di disadattare di proposito i vari elementi dell'antenna in modo da coprire una banda più ampia ma non sono stato in grado di giudicare la bontà di questa soluzione.
Se trovate che
l'antenna sia troppo lunga per la frequenza in uso, potete sempre
utilizzare la configurazione della fig. 6 che comprende una bobina
inserita alla base dell'antenna. La bobina è formata da 17 spire con
filo elettrico da 2mm su di un supporto da 17mm. Questi data sono validi
per la banda dei 27Mhz e devono essere opportunamente scalati per altre
frequenze. In tutti i casi, la porzione verticale del coassiale deve
essere cortocircuitata alla sua estremità poiché funziona anche come
adattatore di impedenza per il resto dell'antenna. L'installazione può
essere verticale, come mostrato nei disegni, oppure orizzontale, in
funzione dello spazio disponibili e di eventuali regolamenti.
Tutte
le antenne menzionate sono state provate nella gamma dei 27Mhz con
risultati soddisfacenti: le migliori prestazioni sono state ottenute
dalla configurazione di fig. 5. E' stato misurato un guadagno compreso
tra 6 e 9 dB ma lo strumento disponibile per le misure non era molto
accurato e il numero potrebbe essere diverso. Come antenna ricevente è
stata provata nella gamma FM , VHF e UHF: nel VHF è stato possibile
vedere un canale che non si vedeva con una Yagi a 4 elementi; nella
gamma UHF, la costruzione meccanica diventa critica a causa delle
piccole dimensioni e la necessità di un'antenna a larga banda può
diventare un inconveniente insormontabile.
Far lampeggiare un led
non dovrebbe richiedere un circuito complesso. Un transistor polarizzato
inversamente funziona in maniera egregia. Il circuito "a"
lampeggia due volte al secondo: se si cambia il valore della resistenza
e/o del condensatore, si cambierà anche la frequenza di lampeggio. Anche
la tensione di alimentazione influisce sulla sua frequenza. Si può
utilizzare un BC337 al posto del 2N2222A; in questo caso,
l'alimentazione può essere abbassata a 9V. Il circuito "b" da lo
stesso risultato ma funziona direttamente dalla rete a 220V, quindi fate
attenzione poiché il circuito è sempre sotto tensione e potrebbe
risultare pericoloso se non si prendono i dovuti accorgimenti. Se si usa
un BC337, allora la resistenza diventa di 390K. Lo zener non è
essenziale per il funzionamento: è una misura di sicurezza che evita
l'accumulo di tensione se il led viene disconnesso accidentalmente,
quando viene riconnesso, il picco di corrente potrebbe distruggere sia
il led che il transistor. Anche il condensatore potrebbe riportare danni
permanenti. Entrambi i circuiti funzionano con i comuni led colorati
anche se per il circuito "a"
occorre aumentare la tensione di alimentazione di ulteriori 2V se si
usano led bianchi o blu.
TEMPORIZZATORE PER TEMPI LUNGHI
Con questo
semplice circuito è possibile ottenere dei ritardi fino a 20 ore. Una
massa permanente o l'assenza di segnale all'ingresso (trigger) farà
partire il timer. Una massa si presenta all'uscita (Relay) dopo un tempo
stabilito che dipende dalla connessione della base (X) del transistor
con una delle uscite del contatore: la connessione con il punto C da un
ritardo minimo di 1m 40s e massimo di 18m 30s. Connessione con il punto
B produce un ritardo minimo di 13m 20s and massimo di 2h 28m.
Connessione con il punto A da un ritardo minimo di 1h 47m and massimo di
20h. L'alimentazione è compresa tra 6 e 15V e ritardi più lunghi si
possono avere incrementando il valore del condensatore fino a 10 volte
con un ritardo globale che supera la settimana. Un positivo all'ingresso
interrompe il ritardo e prepara il contatore per un nuovo ciclo.
Regolare il potenziometro da 100K per il tempo richiesto. Il carico è
tipicamente un relay ma qualsiasi carico con una corrente massima di 200
mA può essere collegato all'uscita. Anche se non molto originale, questo
circuito può far risparmiare tempo se avete bisogno di costruirne uno.
L'integrato è un contatore binario a 24 stadi tipo MC4521B della
Fairchild, o in alternativa, si può utilizzare il tipo MC14521B della
Motorola.
La frequenza
di rete è abbastanza stabile ed è improbabile che dobbiate misurarla ma
se avete un generatore di emergenza potreste trovare utile questo
circuito che vi dà un indicazione se il generatore sta andando troppo
velocemente o troppo lentamente. In effetti la normale frequenza di rete
è utilizzata per calibrare lo strumento per mezzo del potenziometro
multigiro da 25K che viene regolato finché si legge 0. Gli strani valori
dei componenti sono facilmente ottenibili utilizzando valori standard:
3777 è 3900 in parallelo con 120K?,
4020 è 3900 con 120 in serie, 570nF è 470nF con 100nF in parallelo e
400nF è 4 x 100nF in parallelo. I Componenti dovrebbero essere scelti
per la loro stabilità e precisione: 1% di tolleranza sarebbe ideale ma
5% è accettabile purché i valori siano selezionati con un buon tester. I
condensatori dovrebbero essere del tipo adatti alla connessione diretta
alla rete e le resistenze dovrebbero avere un basso coefficiente termico
dal momento che influenza negativamente il settaggio dello zero e cambia
il responso dei filtri. Il condensatore da 100?F
potrebbe essere, occasionalmente, polarizzato inversamente di 0,1-0,2V.
Questo non provoca nessun problema anche perché il condensatore è
dimensionato con generosità. Il funzionamento è semplice:
collegarlo prima alla rete, attendere 4-5 minuti per permettere alle
resistenze di raggiungere la temperatura di funzionamento, calibrarlo, e
collegarlo quindi al generatore. Variazioni della tensione di
alimentazione non cambiano il settaggio dello zero però renderà lo
strumento più o meno sensibile: per esempio, una lettura di 51 Hz
mostrerà 51,1 se vi è un aumento della tensione di alimentazione del
10%. Il fondo scala si ha con una deviazione di frequenza di circa +/- 2
Hz. Se desiderate un campo di +/- 3,5 Hz, tipico di un generatore a
benzina, allora è sufficiente portare la resistenza da 2,2K?
a 12K?.
ATTENZIONE! Questo circuito è direttamente connesso alla rete e dovrebbe essere assemblato in una scatola che eviti il diretto contatto con qualsiasi sua parte. Fare attenzione inoltre mentre si esegue la calibrazione dell'unità.
Questo circuito può tornare utile in quelle applicazioni dove è
richiesta velocità e assenza di rimbalzi dei contatti. Questa è in
effetti la realizzazione pratica di un SCR con componenti discreti. La
coppia complementare di media potenza è in grado di commutare correnti
fino a 3A. Si può modificare il circuito per aumentare la corrente fino
a 10A utilizzando transistor e diodi di potenza. La parte sinistra del
circuito mostra un tipico circuito di pilotaggio. Il relay elettronico
rimane nello stato di acceso o spento in funzione della direzione
dell'impulso che attraversa il primario del trasformatore. Si può
omettere il condensatore; in questo caso il circuito si comporta proprio
come la bobina di un relay: quando si applica tensione il commutatore
passa nello stato di conduzione e quando viene rimossa la tensione il
commutatore passa allo stato di non conduzione. Lo svantaggio è che, in
questo secondo caso, vi è una maggiore potenza dissipata nel circuito di
pilotaggio e nella resistenza da 12?
che deve essere dimensionata opportunamente. Il trasformatore a impulsi
è ricuperato da una lampada elettronica al neon guasta. Il circuito di
queste lampade contiene sempre uno di questi trasformatori. L'impedenza
o resistenza più alta costituisce il primario mentre l'altro
avvolgimento è il secondario. L'induttanza misurata al primario è di 680?H mentre al
secondario è stata misurata un'induttanza di 47?H; la resistenza degli avvolgimenti è molto
bassa: inferiore a 0,4?. L'ideale
sarebbe un trasformatore a impulsi con due secondari in modo da pilotare
entrambi i transistor ma si ottengono gli stessi risultati se si pilota
uno solo dei transistor. Il circuito ha le sue limitazioni: vi è una
caduta di tensione ai capi del commutatore compresa tra 0,7 e 1V, questo
potrebbe essere non accettabile nelle applicazioni dove vi sono basse
tensioni di alimentazione; funziona solo con circuiti in corrente
continua e vi è una corrente minima di funzionamento, 12mA in questo
circuito, sotto la quale il commutatore ritorna nello stato di non
conduzione. Naturalmente si può modificare il circuito per avere solo
pochi ?A utilizzando transistor di
bassa potenza.
Per generare
un suono non occorrono circuiti complessi. Con soli tre componenti si
possono costruire dei semplici cicalini. Il primo utilizza una capsula
telefonica magnetica prelevata da un vecchio telefono in disuso. Queste
sono capsule magnetiche che si possono riciclare per realizzare dei
semplici oscillatori audio. La frequenza di funzionamento è di circa
1800 Hz e cambiando il condensatore si può variare la frequenza di
funzionamento. Il secondo circuito utilizza la capacità intrinseca delle
capsule piezoelettriche. La frequenza di funzionamento è di 800 Hz ed il
consumo è veramente limitato. La tensione di funzionamento è di 9,5 -
20V per il circuito con la capsula piezoelettrica e 8 - 16V per l'altro
circuito. Non vi aspettate un suono forte: il livello sonoro è
abbastanza limitato come lo è il consumo ed è adatto per segnalazioni
sonore su apparati portatili e dovunque sia necessario avere una
sorgente sonora con un numero limitato di componenti. Non tutti i
transistor oscillano: occorre usare il tipo specificato anche se ho
trovato che il BC109 e 2N2222A funzionano altrettanto bene anche se
occorre cambiare leggermente la tensione di alimentazione.
Qualche
altro
circuito
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