La radio nello spazio e nel tempo – Tesina esame maturità
Di seguito uno stralcio della tesina di maturità realizzata da Matteo Bonaldo con il contributo del nostro socio Piergiulio Subiaco. Nello specifico in questo elaborato vedremo teoria e tecnica per la realizzazione di una radio a galena.
LA PRIMA RADIO
La radio a galena
Finalmente siamo giunti a parlare di un apparecchio ricevitore vero e proprio; esso è progettato per la ricezione di stazioni radiofoniche che trasmettono nella gamma delle onde medie. Seppur rudimentale e poco pratico ha due pregi: non necessita di alcun tipo di alimentazione e può essere realizzato molto facilmente dal momento che richiede un esiguo numero di componenti e la sua realizzazione non è critica. La semplicità costruttiva, la facile reperibilità dei componenti negli anni ’40, ha fatto sì che questo apparecchio avesse grande diffusione tra i profughi e i prigionieri di guerra.
Sintonia
I circuiti di sintonia in alta frequenza più elementari sono dei circuiti accordati (o circuiti risonanti) del tipo LC; caratteristiche principali di questi circuiti sono la frequenza di risonanza, cioè la frequenza alla quale il circuito è accordato (che può variare per permettere la sintonia su diverse stazioni all’interno della banda).Sul nostro ricevitore noi varieremo la frequenza di risonanza variando la capacita C del condensatore variabile e variando il numero di spire della bobina variabile, fino a raggiungere la migliore induttanza all’interno del circuito che ci permetterà di indirizzare il segnale verso il rivelatore.
Rivelazione
Il ricevitore in questione (La radio a cristallo) deve rivelare segnali modulati in ampiezza, a questo scopo si utilizza la rivelazione a diodo semplice, che consiste nel rettificare la sinusoide raccolta a valle del circuito di sintonia. Il componente più adatto a fare ciò è il diodo.
All’uscita del diodo avremo un segnale ad alta frequenza sommato ad un segnale a bassa frequenza. Per ricostruire il segnale modulante occorrerebbe integrare la funzione temporale che è espressione del segnale d’uscita. A tale scopo si usa un condensatore che con i suoi cicli di carica e scarica simula un integrazione. A questo punto abbiamo il segnale modulante, pronto per essere inviato ad un amplificatore audio o ad una cuffia ad alta impedenza
Dopo aver mostrato punto per punto le varie fasi della ricezione del segnale, si può affrontare l’analisi dello schema elettrico che, come già accennato, è molto semplice:
esso è formato da soli quattro componenti: un bobina variabile avvolta in aria (L), un condensatore variabile ad aria (C1), un condensatore fisso (C2) e un diodo.
Dal momento che l’alimentazione dell’apparato deriva esclusivamente dal campo elettrico che si induce sull’antenna, la potenza all’uscita del rivelatore è insufficiente ad alimentare qualunque tipo di altoparlante se non fosse prima amplificata; per amplificare è necessaria un’alimentazione esterna e questo andrebbe contro gli obbiettivi del progetto. Per ovviare a questo problema si utilizza una cuffia ad alta impedenza, non di facile reperibilità al giorno d’oggi ma sicuramente idonea all’utilizzo.
Costruzione del ricevitore
A scopo dimostrativo è stato riprodotto un prototipo di radio a galena realizzato con materiali reperiti per la maggior parte nella mia cantina. Il condensatore variabile deriva da una vecchia radio a valvole, formato da due sezioni: 350+150 pF messe in parallelo(500pF). La cuffia ad alta impedenza è di tipo magnetico e presenta un ‘ impedenza di 2000+2000 Ohm. Per il rivelatore è stato utilizzato un diodo al germanio tipo OA95 in sostituzione al cristallo di galena che è ormai irreperibile. Il condensatore fisso è stato preso in prestito da una vecchia TV.
L’induttanza è stata realizzata arrotolando attorno ad un tubo di PVC circa 200 spire di filo di rame smaltato da 0,50mm. Per il collegamento della cuffia, dell’antenna e della messa a terra sono state utilizzate delle boccole a banana. L’ assemblaggio è stato fatto con altrettanti mezzi di fortuna. Montato il tutto secondo lo schema elettrico, l’apparecchio finito si presenta così.
Il collaudo si effettua collegando un’antenna a filare, lunga almeno 10m, al morsetto rosso e collegando un filo di messa a terra al morsetto nero. E’ possibile avere una buona messa a terra collegandosi alle tubazioni dell’impianto idraulico, di riscaldamento o più semplicemente al centrale di una presa elettrica.