Radio a Galena y
Formula de Capacitores VariablesMario Ral Trivio (SPOT Servicios Para Operaciones Tcnicas)El proyecto de la Radio a Galena es muy lindo de realizar porque es un dispositivo sencillo y de mucha utilidad, pero en la prctica presenta muchas dificultades tcnicas, la primera de ellas es conseguir un capacitor variable, que es un aparato formado por hileras de chapas que separadas por Aire (Dielctrico), necesita poder Sintonizarse o sea poder Moverse y variar la superficie de las Placas, para variar su capacidad electrosttica, que debe ser de 365 PF, por lo cual conviene comprar el dispositivo propiamente dicho, o bien sacar de una radio vieja el mismo, pero hacer esto sera un Sacrilegio, ya que no podemos desarmar un receptor funcional para armar otro, adems que los pequeos capacitores variables modernos no alcanzan los 365 PF, que llevan una relacin Tcnica con la bobina del dispositivo llamada Resonancia. (Es un Principio Fundamental de la Radio y la electrnica en la cual se equipara la Reactancia Capacitiva con la Reactancia Inductiva)Cul es la solucin a nuestro dilema, la solucin es simple, lo que se debe hacer es Calcular y Armar un Capacitor Variable de estas caractersticas Nosotros Mismos. (Con Materiales sencillos, y que se puedan conseguir) En mi caso Cartn, lminas de aluminio de cocina, y Clips de encuadernar. (Tener a Mano Tester o Multmetro y Equipo para soldar con Estao) Y cables.Bueno en el dispositivo que Yo Arme en base a varios textos recopilados y informacin tcnica reunida encontr varios tipos de radios pero nunca haban funcionado y tampoco nunca haba tenido una radio de estas caractersticas para investigar, por lo que en este texto pondr Toda la Informacin Que Sirve y que Funciona!, ya que hay mucha Informacin para armarla pero la mayora no funciona. (O bien no se consiguen los Materiales para la construccin del Modelo)Bueno vamos por la parte difcil, Armar el capacitor Variable:
Los Capacitores son generalmente dos placas, una cargada con energa negativa y la otra con energa Positiva, en medio de estas placas se coloca un medio llamado Dielctrico que es un Aislante. La Imagen clsica de un Capacitor es la siguiente:
TndemPodemos ver como las dos placas Almacenan Energa Se Polarizan.Como considero que las personas que leern este texto tienen conocimientos, sabemos que es energa electrosttica y que se mide en Faradios, Micro Faradios y Pico Faradios. El tema es que la Radio que deseamos armar para que entre en resonancia con respecto a la bobina y que quede en rango de las frecuencias sintonizables de banda Normal. Necesita un Capacitor de 365 PF.Una de las caractersticas ms GENIALES, que tiene la Radio a Galena, o el dispositivo que vamos a desarrollar es que es un Circuito Abierto o sea Entra en Resonancia con la seal ms potente que est al Alcance y depende de la Antena en forma directa, esto quiere decir que recibe Todas Las seales
No posee la Selectividad pero si podremos sintonizar todo el rango de frecuencias que queramos, y recibir la ms potente con claridad y se escucharan las dems igual o sea podemos recibir muchas radios al mismo tiempo. Y con las formulas y datos que proporcionaremos aqu podremos armar receptores para todas las frecuencias que deseemos. Una de las cosas que me atrajo del proyecto es que las Primeras radios que se construyeron en tiempo de Tesla y Marconi, reciban Seales de quien sabe dnde inclusive hubo mucha controversia ya que se crea que Tesla se comunicaba o escuchaba conversaciones de los Marcianos Cosa extraa igual de investigar ya que cuando se hicieron estos equipos no haban muchas emisoras activas de la Humanidad, por lo que queda saber Que cosas escucharon con esos primeros dispositivos.Algunos trabajos que he investigado comentaban que Nicols Tesla estaba preocupado por el Calentamiento Global y el Efecto Invernadero, y hasta haba llegado a creer en una Invasin extraterrestre, bueno todo esto se puede ver en la Biografa de Tesla y las recepciones de Palm Springs, Cosa conocida igual.
Desde Mi Punto de vista estos receptores de Radio son geniales ya que si hubiera extraterrestres o cualquier otra Inteligencia all Afuera o debajo de la tierra y emitirn seales de Amplitud Modulada en frecuencias especficas, se podran escuchar sin dificultad. Lo cual nos hace pensar Que fue lo que escucharon Tesla y los primeros Radio AficionadosSigamos con otra de las caractersticas especiales de nuestro receptor.
La otra caracterstica Fundamental de este equipo es que NO CONSUME ENERGIA
Cmo es esto?Pues as es, la Radio No consume energa, es un Dispositivo de Energa Libre, quiere decir que el dispositivo por la Misma Resonancia recibe la Seal de la Emisora de Radio y Emite el Sonido, pero lo hace en forma muy Baja o sea Sin Potencia, cosa que si requiere energa es el Amplificador, las primeras radios trabajaban con unos auriculares especiales que eran de muy baja resistencia hmica, y de esa forma Sin Energa, Pilas o cualquier otro elemento energtico, se escuchaba, pero el volumen era bajo y solo poda escuchar una Persona, adems de que no se poda grabar ni nada, (Pero esto nos ensea otro Principio Fundamental de la ciencia Verdadera, de que todo es Armona, y Resonancia, algo que siempre mencionaba igual Tesla y todo sera Msica)*Encontrando la Resonancia o la Frecuencia adecuada, podramos descubrir varias cosas
(Pero lo bueno de esto es que la Radio trabaja con Energa Libre, o sea Toma energa de la Onda Hertziana, y Funciona) Los fsicos han descubierto recientemente igual que las llamadas Partculas Fundamentales No seran ms que Resonancias, sin Materia alguna, y todo el universo seria hecho de estas Partculas (Vase LIBRO, el Tao de la Fsica).
Algunos igual han puesto esperanza en que la Tele transportacin sera un fenmeno de Radio, o bien de transmisin de Informacin, en lo cual tambin estara relacionada la dimensin del Tiempo, ya que si pudiramos enviar Informacin Materia, mediante un dispositivo Tele transportador, sera Posible enviarla a cualquier parte del Tiempo. (Vase Teora del Tiempo Imaginario, Una Teora creada por M, en Mi libro Novela de la Ciencia) O tambin podramos enviar Informacin Radiofnica a cualquier tiempo, Lo que nos hace volver a pensar en las Primeras recepciones que recibieron los Pioneros de la Radio serian extraterrestres o Nosotros Mismos desde el Futuro enviando mensajes para los primeros radio escuchas de la Revolucin IndustrialTodas las dudas que a los cientficos nos ponen a pensarBueno vamos a la frmula de los capacitores, como vimos arriba se compone de Placas y una separacin de Aire u otro material aislante. La capacidad del mismo depender de la superficie de las Placas que se enfrenten entre si y el material o medio dielctrico, as mismo depender de la separacin entre las placas, o sea varios factores que determinaran la capacidad de los mismos.La frmula para calcular estos factores es la siguiente:
Como vemos la Formula equipara todo lo que necesitamos para calcular el llamado Tndem o conjunto de Placas que vemos en cualquier Radio AM antigua, solo deberemos tener a Mano unos libros de fsica una calculadora y papel para sacar las formulas.
Con los datos proporcionados Obviamente y el traspaso de Unidades de Faradios, Micro Faradios en los cuales da resultado la formula en uF, y en Pf que es lo que necesitaremos 365 Pf. Sin olvidar de hacer los pasajes de unidades correctamente.Y los datos faltantes seran las Constantes Dielctricas que corresponde al Material a colocar entre las placas.
El valor psilon del Aire es 1 o sea la constante dielctrica seria 1 para nuestra formula.Coloco el valor de la constante dielctrica del aire ya que en la tabla de constantes no aparece.
Aplicaremos la frmula para las Placas C del cuadro de arriba, la superficie de las placas las haremos de lminas de cartn, comn fino, de 8 cm x 7cm lo cual dar superficies de 56cmSegn se ve en la foto:
Como se ve la estructura es de cartn, se deber armar el estator con las medidas de 8x7cm
El estator es la parte fija del tndem, el Movil por otra parte se puede hacer de 14 cm x 8 cm
Para luego pasar a la siguiente fase.
Estator del tndemSe proceder a sacar la capacidad de una de las placas mediante la frmula para determinar el nmero de placas que tendr nuestro tndem.
C = (0.8859 x 1 x 56cm x 1)/ 7Esta formula aqu considerando Una Placa de 8x7cm, nos dar la capacidad de la misma en UfC= 0.000021569 Uf (Esto sera lo que carga Una Placa de estas caractersticas)Ahora bien deberemos calcular un tndem de 365PFDeberemos usar algo de Matemticas y pasaje de Unidades
1 UF corresponde a 10 a la menos 6 faradios as mismo 1 PF corresponde a 10 a la menos 12 faradios, con estos valores podremos pasar de los UF a los PF y cada placa nos dara: 21.15 PFPor lo cual con 18 placas abarcaramos el rango del capacitor. (21.15PF x 18)=380.7 PFEn la prctica arme este tndem que se ve en la foto:
Armazn de estator en cartn con ranuras de anclaje.
Este es el Armazn en Cartn del tndem con los Clips que harn de contacto elctrico cuando despus veamos el Papel de Aluminio deber recubrir cada placa de cartn y hacer contacto con los clips, y hacer luego las Placas Mviles, la separacin entre placas como se ve va cada medio centmetro, y con otro medio centmetro entre placa y placa queda aproximadamente en 0.23cm
Aqu enchapando en aluminio las placas de cartn y montando el estator, obsrvese que se hicieron las ranuras en donde calzaran las placas mviles. (Lleva bastante trabajo)Aqu se ve cmo se entrelazaran las placas y como se ver ya terminado el capacitor.
Se ve igual la bobina aqui
Aqu las placas entrelazadas
Se pueden desplazar las placas por el interior. Las placas mviles sern de 14 x 8cm pero se enchaparan en aluminio solo la mitad de las mismas, ya que la superficie metlica seria de 7x8cm
Sinceramente cuesta mucho trabajo hacer el capacitor pero sin este dispositivo no se puede hacer la radio. Adems es todo Artesanal. Luego de armar todo se debe verificar que las placas no se toquen y queden equidistantes.Cuando tengamos todo enchapado en aluminio y los contactos armados con los clips, se debe verificar igual que los clips hagan contacto elctrico ya que vienen con algn encerado que se debe lijar, para esto debemos usar el Tester, y verificar la continuidad y el contacto, tambin en mi caso use cinta adhesiva para fijar el aluminio y los clips y goma espuma para fijar los contactos.
Igualmente con los cartones que se ven arriba se separan las placas equidistantes cada 0.23cm o aproximadamente 0.25cm
Ver que a los clips los tuve que lijar porque vienen con un esmalte que impeda el paso de la electricidad.
Aqu en la siguiente presentado en la radio como quedara
Vista preliminar del dispositivo
Aqu ya hecho el Capacitor variable vamos a realizar la Radio, como se ve hay una Bobina involucrada que pasare a describir a continuacin.
La Bobina es un componente principal ya que tiene que tener las medidas especficas y la cantidad de vueltas correspondientes para funcionar.
Una de las cosas que ms me dejaba pensando eran los clips, o tomas que tenan las bobinas de estos dispositivos, que en realidad son para variar la potencia de la radio, no es para cambiar la frecuencia del mismo, sino solo que cambia la potencia de la radio.
La bobina se deber armar con alambre esmaltado de Bobinado como se ve la bobina de 10 vueltas es la Antena y la Tierra
La bobina de 45 vueltas es la que hace la sintona y la que va al Diodo de Germanio.
El Diodo de Germanio har de Piedra de Galena es el dispositivo fundamental tambin para decodificar la Onda de radio. O Despolarizarla. Y Obtener as la seal audible.
En Mi radio segu este esquema base de las conexiones como se ven en la imagen, las bobinas y las pinzas, reemplace el auricular de cermica por un Plug Hembra para adaptar al Amplificador.
Cuando la arme la seal recibida era muy dbil, pero, para que funcionara conecte con una piza de cocodrilo el terminal de Tierra Ground al Tap de la Sintona, Y MILAGRO!!! Funciono!!Con una Recepcin FABULOSA! (Verificar Que Tenga Buena Tierra y Antena para que Funcione)El Diodo de Germanio que Utilice fue un Diodo comn, simplemente lo ped as Diodo de Germanio ya que esa era otra de las dudas, si Usar una Hoja de afeitar y un Grafito, o bien usar el Diodo, etc. Ya que la Piedra de Galena no es muy accesible. Y en muchos manuales se dice que debe ser un Diodo especial 1N34A etc, que bueno a veces si lo podemos conseguir mucho mejor, pero en las tiendas de electrnica por ah te pueden mirar como que le ests hablando en Japons, por lo cual solo ped Un Diodo de Germanio cuando lo compre y me dieron el que tenan, Y funciono a la perfeccin, a la hora de conectar el Diodo igual revisar la Lnea que lleva el dispositivo detector, o sea lleva una posicin especifica mirar el grafico arriba como se conecta. Ya que es un Diodo Rectificador semiconductor. El resistor de 47 K tambin es necesario ya que el circuito necesita tener una resistencia.
Aqu ya estara funcionando la radio segn el diagrama propuesto arriba, como se observa agregue el Diodo de Germanio y un capacitor variable de fbrica SPiCa que despus de hacer andar la radio un Amigo me regalo, cuando vio andando la radio, el cual conecte en paralelo a capacitor variable casero. Y me sirve como de sintona fina. La bobina tiene una medida de 7 a 10 cm de dimetro en esta radio use una lata de arvejas vaca y arriba un tubo de cartn de 10 cm en donde monte la bobina segn el grafico arriba indicado.
Bueno hasta aqu la descripcin de Mi Galenita. Espero que la puedan hacer funcionar.
Igualmente explicaremos a continuacin porque llevan estas caractersticas los componentes de la radio.
Bueno como se puede ver lleva bastante trabajo armar el dispositivo desde cero, pero bueno No es imposible, adems que bueno la satisfaccin cuando funciona y recibe la seal es simplemente Mgico.
Bueno igual la Antena es fundamental Yo use un cable largo de unos 7 metros ms o menos y lo conecte a un tubo metlico del cortinado, igualmente el Terminal Ground Tierra conectado al Clip de sintona de la bobina. Ya que si no se debe disponer de una buena toma a tierra. Tambin he visto algunos modelos con la bobina de antena mvil al estilo Vario metro, haciendo esto de una sintona con la antena igual.Diagrama Grafico del circuito que use en Mi radio Galenita de la foto arriba:
Los componentes:Observar que el Diodo de germanio quede bien ubicado con la lnea en la posicin del dibujo.
Veremos en el grafico que sigue como conectar los componentes para obtener el funcionamiento.
Como podrn ver a continuacin se pueden hacer las conexiones con pinzas o bien soldndolas aunque esta bueno usar pinzas tipo cocodrilo para los TAPS de la bobina para variar la potencia de sintona. Igualmente en otro modelo dibujaremos como la bobina de la antena puede hacerse Mvil para hacer el Vario metro. Y de esa manera hacer un HeterodinoAqu se ve como se deben conectar los componentes espero que les funcione de primera, para obtener el funcionamiento se debe contar con un amplificador que amplifique la seal AM, se supone que tambin la persona sabe cmo conectar un plug de audio aqu N y P son los dos pines del Plug Estreo que trae 3 terminales, pero el artefacto es Mono, por lo que lleva solo + y Igualmente para que funcione se debe contar con una Antena generalmente cualquier pieza de Metal, un Tubo de cortinado, o bien un mueble o algo metlico, segn sea la antena ser la capacidad de recepcin del equipo. Realmente a m me funciono muy bien conectado a un tubo metlico del cortinado, deben ver que no est Pintado o Aislado el Material conductor.Y bueno despus de tanto trabajo a escuchar y probar!
Formula de la Resonancia y relacin entre el Capacitor y la Bobina. Como se puede ver el aparato funcionara segn se conecte a la antena adecuada y al amplificador.
A pesar de ser un receptor fabuloso y artesanal se deben hacer las conexiones adecuadas y usar los materiales de la manera ms prolija y sencillo posible. Veremos a continuacin porque el aparato funciona en base a un esquema ms lineal del circuito y veremos las frmulas matemticas que hacen posible el funcionamiento del mismo y la capacidad para calcular el rango de frecuencias que se pueden captar en 540 a 1800 KHZ , adems bueno cuando lo hice funcionar capto las dos seales de radio AM que tenemos en nuestra ciudad en forma simultanea ya que el circuito descripto entra en resonancia en un rango de frecuencias de uso comn, y tambin no posee mucha selectividad, pero ambas frecuencias se distinguen y no se mezclan o sea el efecto obtenido es que se entienden todas las frecuencias que existan ya que todas son recibidas con muy buena fidelidad. Igualmente segn la potencia de cada una o de las frecuencias que existan en sus ciudades podrn recibir una u otra seal. Y eso es lo fabuloso del equipo ya que no tiene filtros y recibe cualquier seal que se encuentre en el rango de resonancia del mismo.Veamos cmo es que el equipo se SINTONIZA, Lo que se detalla en este apartado es lo que les permitir calcular fcilmente los datos de la bobina para sintonizar el rango de frecuencias que deseen, teniendo en cuenta el valor del condensador variable, que puede o no coincidir con el que hemos utilizado nosotros.Una aplicacin de los clculos que exponemos es la realizacin de una radio de galena multibanda, es decir, adems de la onda media, podemos aadir una bobina que nos facilite la sintona de bandas de onda corta, con lo que utilizando un conmutador podemos
Pasar de una onda a otra.
Clculo de la inductancia de la bobinaTal y como hemos explicado en los apartados anteriores el circuito de sintona se basa en la resonancia elctrica entre una bobina y un condensador. Tenemos una bobina fija y un condensador variable. Ajustamos el condensador a una frecuencia dada que resuena, o lo que es lo mismo el condensador y la bobina se anulan mutuamente, con lo que conseguimos que la seal de radio de esa frecuencia dada pase al circuito detector Diodo de Germanio, y al amplificador en su caso. Para cualquier otra frecuencia el condensador no se anula y, como ya sabemos, el condensador es como un circuito cerrado para una seal alterna No permite su Paso, lo que provoca la derivacin a tierra del resto de seales.
Por tanto lo primero que tenemos que conseguir es la condicin de resonancia del circuito:
Reactancia inductiva: XL 2f LReactancia capacitiva: Xc = 1/ (2 x f x C)La resonancia se consigue al igualar la reactancia inductiva con la reactancia capacitiva y puesto que lo que queremos calcular es el valor de la bobina (L):XL=Xc O sea Igualando las dos Frmulas de arriba. Y despejando (L) ObtendremosL = 1/ (4 f C) => L esta hada en HerniosIremos viendo los significados de cada uno de los componentes de las formulas paso a paso. C = Capacidad del Capacitor en pF La Frecuencia f= en Khz (Por ejemplo)En nuestro caso hemos construido un receptor de galena de onda media, con un rango de frecuencias, fijado por nosotros y que va desde los 540 kHz hasta los 1.800 kHz, Por tanto sustituyendo valores en la frmula anterior, teniendo mucho cuidado
en poner las unidades adecuadas, obtendremos el valor de la bobina (L) que andamos buscando, en Henrios; sabiendo que la frecuencia inferior de 540 kHz se obtiene con la posicin del condensador en 365 pF o sea con las placas insertadas una adentro de la otra. La conversin de Farad a 1 Pf es: (1pF = 110-12 F):
L = 1/ (4 x 540000 x 365 x 10 )= 2,3799x10-4 H 238 HUna vez conocida la inductancia, vamos a calcular la frecuencia superior cuando el condensador est en su posicin mnima. 30 pF (capacidad parsita). Cuando separamos las placas, o deslizamos el dial.Ahora Volveremos a la Primer condicin o sea Igualando las dos Inductancias la Capacitiva y la inductiva, XC = XL (Condicin de resonancia) despejaremos f la Frecuencia.Frecuencia => f = 1/ (2 x L x C ) => Sustituyendo los valores da lo siguiente:L = 238 H = 238 x 10 -6 Henrios;
C = 30 pF = 30 x 10-12 Faradios;
Reemplazando => f = 1/ (2 x 238x10 x 30x10 ) = 1883523 Hz => (1883 KHz)Hemos calculado que para una frecuencia inferior de 540 kHz, que hemos fijado nosotros y con un condensador variable de 30 a 365 pF, la induccin de la bobina a construir es de 238 H, y que la frecuencia superior que nos permite el condensador variable es de 1.880 kHz, que se corresponde, aproximadamente con la banda de AM (de 540 kHz a 1.800 kHz).El paso que viene a continuacin es como Calcular la BobinaCuantas Vueltas y de que dimensiones deben ser las espiras de la Bobina de Ncleo de Aire que haremos
Es muy importante sealar que el clculo de bobina se basa en frmulas empricas y, por tanto, los valores que se obtienen son aproximados.
Fig.1
En la figura 1 se muestra esquemticamente una bobina o solenoide
de una sola capa, sin ncleo, es decir con ncleo de aire o de cualquier otro material con permeabilidad relativa (r) igual a 1. La bobina tiene N espiras o vueltas, longitud l y de radio a.
En el caso ideal de una bobina compuesta por una cinta muy delgada, en que las espiras estn separadas una distancia infinitesimal, (O sea Alambre esmaltado) la inductancia es la misma que la de una pelcula de corriente y est dada por :L = 0.0395 x a x N / lN = Numero de espiras ( a= en Cm Ver Fig.1) ( l =Longitud en Cm )La Unidad saliente de la frmula es en => H Igualmente deben existir varios modelos ms pero este es el aporte que podemos hacer a la creacin de un dispositivo de Galena. Despus la Imaginacin es el Limite.
10 x 0.23cm
-12
-12
-6
