Kábel-less adatátvitel. Szikratávíró

Torzítatlan vétel, zavartalan adás,

Fausti pillanat, örök maradás.

(Balaton)

Emlékeztek még, hogy réges-régen, amikor még középhullámú rádiót hallgattunk (valami ájlávjúszót), és a tévéadást is mindenféle DIY módszerekkel (akkor ezt maszekelésnek hívták) készített antennákon fogtuk (bulgártévé), vagy később, mikor a negyedben élő egyetlen VHS tulajdonos kábelrengetegen sztrímelte a környék proletárjainak az amerikai nindzsát meg a nyugatnémet szexfilmet, na akkor, ha a szomszéd fogorvospalánta-gyermek elkezdte baszkurálni a mobráját a blokkok között, akkor százak sóhajtottak fel, hogy ajókurvanyádat?

Nem is akartunk foglalkozni ezzel, de (a háromrádiós-theremin miatt) pont fix volt otthon egy kisrádió, és hát vagy a Mátrixban élünk és most pont minden házifizikus körében trendingelik a szikratávírót Birghamtől Kalkuttáig, vagy én nem tudom, de mi is felültünk kicsit erre a hullámra. 

A dolog nagyon ősi, gyakorlatilag a barlangi ember is tudott wireless adatot továbbítani rádiójelekkel, amikor összecsapdosott két nagy követ. Csak éppen nem volt ezekhez a rádiójelekhez vevőszerkezete. 

Arról lesz tehát szó, hogy hogyan lehet baszkurálni a (főleg) középhullámú rádióadásokat a lakásban szikrával. Azt már láttuk, hogy az éneklő teszla szikráját simán lehet fogni FM és AM rádióval, a spektrumon elszórva hol erősebben, hol gyöngébben.  Első kísérletként LEDeket villogtatunk szikrával, nem túl távolról, de wireless. Az alapokat innen nyaltuk. 

Próbáld ki az, hogy két LEDet szembe fordítva a lábaikat összekötöd és kivezeted egy hosszabbacska drótra (vevőantenna). Bármilyen szikrakeltő jószágot az antenna mellett baszkurálva, a LEDek villogni fognak. De a szikráztató két pólusát szintén kivezeted két hosszú drótra (adóantenna). És akkor a két antennaszerkezetet jó közel lerakva, ha szikráztatsz, a ledek viszonylag halványan villogni fognak. Kezdjed távolítani az antennákat, miközben folytatod a szikráztatást, így megtalálod azt a távolságot, amin még veszi a led a rádiójeleket. 

Kicsit megnövelhető a hatótávolság, ha két tranzisztorra küldöd (darlington) az antennákból jövő  szikra jelét és az egészet elemről táplálod meg. Vagyis a gyenge jel csak bekapcsolja a tranzisztort, ami bekapcsolja a másik tranzisztort, ami ráengedi az elemet a ledre. 

Milyen háztáji szikráztatók vannak még? Hát például a piezó gyújtó, az a legegyszerűbb. Aztán vannak a nagyfeszültségű elemes gázgyújtók (mint a fenti képen), amit pár lejért legyártanak a kínaiak (és amiből kis fantáziával viszonylag veszélytelen rekreációs dolgokat lehet kreálni). Régebb viszont ez a brutális (akkoriban még talán 220-ról működő) istennyilát használták ugyanerre a célra. Félelmetes a hangja és a vizuál is nagyon ott van. 

Ilyesmi az elemről működő plazmagyújtó is, ami maximális hordozhatóságot jelent. De szikrázik a régi csengő is, hiszen az is úgy működik, hogy egy elektromágnes egy rugalmas fémlemezt magához ránt, ezzel megszakítja az áramkört és a lemezke visszapattan újralétesítve az érintkezést. És hát ezek az érintkezések szikráznak. Ami rádióhullámokat kelt. Megpróbáltunk csinálni egy elektromos csengő-izét, de a legvékonyabb drótunkból (amit egy indukciós lámpából termeltünk ki), egy szög köré csupán 2500 menetszámú tekercset tudtunk létrehozni. Sajnos ez 9-18 volt táppal annyira gyönge mágneses teret csinált, hogy az borzasztó. Jó, ha 1-2 milliméterről odakap egy fémlapot, de hogy egy fémrugót kapdosson, az felejtős. 

A kalkulátor szerint 0,05T lehet a tekercsünk. A  legegyszerűbb képletek azt mutatják, hogy a vasmag/tekercs hossza, illetve a menetek száma az, ami a leginkább befolyásolja a mágneses tér erősségét, háromféleképpen is megduplázhatjuk a mágneses erejét a tekercsünknek, fele olyan hosszúra tekercseljük, kétszer annyi menetet tekerünk rá, illetve megduplázzuk az áramerősséget. 

Szóval ez kudarc volt, és mivel nem vagyunk órásmesterek és ékszerészek, hogy egy parányi tekercsből profi billegőt építsünk, ezért inkább a szolenoidos változatot próbáljuk ki. 

A réztekercs, amint áram alá kerül, berántja a vasszöget. Na jó, ez a szívószálas cucc is alig egy varrótűt tud jól megemelni, a vastagabb szeggel inkább csak szerencsétlenkedtünk. Most már csak jól kell összekötögetni a dolgokat. Az elemről jövő egyik vezeték megy a tekercsbe, a tekercs túlsó vége meg a varrótűt érinti. a varrótű meg érintkezik egy fémlemezzel, amiről a vezeték visszamegy az elem másik pólusára. Ha a tű érinti a fémlemezt, a tekercs szolenoidként felrántja a tűt, ami megszakítja az áramot, tehát a tű visszaesik és így tovább. A ciklus annyira gyors, amennyi időbe telik a tűnek felugrani és visszaesni. 

A megfelelő magasság beállításával van egy remek oszcillátorunk. Már csak egy nyomógombot kell beiktatnunk, amivel a morzékódot le tudjuk pötyögni. Amíg a nyomógomb be van nyomva, zizeg az oszcillátor, rövid, hosszú, zzzz...zzzzzzzzz, és egy rádióval mindez meghallgatható, ha elég kövér szikráink vannak, akkor talán még a másik szobából is. Ezek a szikrák egy lítiumos aksiból születtek (3,7V) és drót nélküli adatátvitellel egy kisebb lakást le lehet fedni vele mindenféle antennák nélkül.

De ha berregő csengőt nem is tudtunk készíteni, vásárolni azért lehet. A relé pontosan úgy működik, mint a villanycsengő, csak kicsit több lába van, hogy összezavarja a kezdő elektristát, vagy szikra-távírászt. Nekünk egy nyolclábú ilyenünk van (40.52). Ciklusszám 20 millió, DC esetén, ezt mondjuk nagyon hamar el lehet pancsolni, ha oszcillátornak használjuk. Ennek az az előnye, hogy szép, átlátszó a burkolat és látod is a finom mechanikát, ahogy bizzeg.

Egy egyszerű ötlábú reléből is szuper oszcillátort lehet építeni (SRA-12VDC-CL). A tekercsre kell neki a 12V közeli feszültség, az adatlapból nem derült ki, hogy 10^5 vagy 10^7 a ciklusszám. Mindkettőt hamar el lehet pattogtatni, ha mondjuk 100Hz a zizegése. Tehát úgy órákig tartana, amíg egy ilyen relé beadja a kulcsot. Távírónak nyilván jóval tovább bírná, napok, hónapok, de nekünk csak egy pár kísérletet kell kibírjon. Valahogy így néz ki:

Forrás

Kicsit vontatottabban videóban is megnézhető, mit hova kell kötögetni. Tehát az 1-es (+), a 2-es (-) láb a tekercsre megy és ez kapcsolja össze a 3-4, illetve 3-5 lábakat. A következő körben a tekercs aktiválásával-deaktiválásával a zöld és piros ledeket kapcsolgatjuk. 

Ha az 1-es láb nem kap + feszültséget, alapesetben a 3-5 lábak zártak, tehát esetünkben a zöld Led világít. Ha az 1-es lábra + feszültséget adunk (a képen összeérintjük a pozitív táppal), akkor a tekercs mágneseződik, a 3-4 lábak zárnak, esetünkben a piros Led világít. Ezzel feltérképeztük a lábak bekötését. Most egy villanycsengőhöz hasonló oszcillátort építünk, ami saját magát kapcsolgatja. 

Alapállásban a 3-5 lábak zártak, viszont a lila vezeték a 3-2 láb között teremt kapcsolatot, így a tekercs áram alá kerül és a 3-4 lábakat zárja. Ebben a pillanatban a 2-es láb nem kap negatív feszültséget, a tekercs elenged és újra a 3-5 lábak zárnak, a ciklus elölről kezdődik. Ahogy a relé bírja, olyan frekvenciával fog zizegni a cucc. 

A negyedik lábra egy Ledet kapcsolunk, így, amikor a 3-4 lábak zárnak, akkor a Led világít. De a ciklus túl gyors, érdemes lelassítani egy kicsit, hogy a Led felvillanásai észlelhetők legyenek.

Egy kondenzátort az 1-2 lábakkal párhuzamosan kötjük. Ekkor a ciklust a kondenzátor feltöltődése és lemerülése szabja meg. Kis kondenzátor gyorsabb ciklust, nagyobb kapacitás lassúbb ciklust okoz. Egy olyat érdemes találni, ami olyan 20-100 Hz között zizegtet, ami a távíróhanghoz tökéletes lesz. Már csak egy nyomógomb kell hozzá:

Amíg a gombot nyomjuk, addig zizeg a relé (ezt jelzi a Led villogása is). Na most nyilván ha a LED-es részt egy hosszú vezetékkel átvezetjük a kert túlsó végébe, és ott egy ehhez hasonló vevőkészüléket építünk, akkor van egy vezetékes távírónk is. (Persze manapság, mikor minden gyereknek mobilja van, hülyeség ilyet építeni, de a gyerekek hátha élveznék.) 

Mondjuk a vezetékes távírót sokkal egyszerűbben is meg lehetne oldani egy buzzerrel, nem kell egy relét feláldozni érte. Csak megemlítem, hogy a kert végébe telepíthetnénk optikai távírót is, oda meg még buzzer sem kell. Csak egy kapcsoló és egy LED. Na, de vissza a rádióhullámokhoz.
 

Szóval, ha nyomkodjuk a gombot, a tekercs kapcsolása során elektromágneses hullám keletkezik (szikrázik, ha nem is látszik a fekete burkolat mögött), ami egy AM rádióval 1-2 méterről vehető. Kis antennázással ez megnövelhető, akár a teljes lakás területére is, bár a vasbeton falak nem barátai a zavartalan vételnek. A szikra amúgy sem egy hatékony rádiójel forrás, összevissza minden hullámhosszon nyomja a felharmonikusait, így a gyenge teljesítménye még kevésbé érvényesül.

Aztán ha a hülye jardok jönnek azzal az idétlen rádiójel-kereső autójukkal, csak szétkapod darabjaira az egészet és nem te voltál. Ráfogod, hogy a szomszédnak a piezo-gyújtója a hibás, amikor rágyújtott a teraszon, merthogy azt is veszi a rádió. Próbáld csak ki. Mert ezek a szikráztató eszközök mind-mind alkalmasak arra, hogy a közvetlen szomszédod ne bírja rendesen végighallgatni a Kossuth Rádióban a Mini-úr felszopását péntekenként.