اتصال کوتاه

.

.

همگان صدای خِرخِر و خِش‌خِش بلندگوی رادیو را در زمان توفانی‌بودن هوا و بروز آذرخش شنیده‌اند و می‌دانند که هر جرقه‌ی الکتریکی از خود طیف وسیعی از امواج الکترومغناتیسی را منتشر می‌کند. نخستین فرستنده‌ی رادیو که بیش از 120 سال پیش در سال 1895 میلادی (1274 خورشیدی) توسط دانشمند ایتالیایی «مارکونی^[1]» مورد استفاده قرار گرفت از همین ویژگی جرقه‌ی الکتریکی استفاده می‌کرد. آن فرستنده فقط از یک «شکاف جرقه» (فاصله‌ی جرقه^[2]) و یک آنتن ساده شامل یک سیم هوایی و یک اتصال زمین تشکیل شده بود و بس! فرکانس این فرستنده‌ی مختصر و مفید در بازه‌ی «فرکانس‌های خیلی زیاد» یا یو.اچ.اف.^[3]، یعنی فرکانس‌های میان 300 مگاهرتز تا 3000 مگاهرتز قرار داشت و فرکانس انتشاری از فرستنده از طریق انتخاب درازای شاخه‌های آنتن تعیین و تنظیم می‌شد.

گیرنده نیز عبارت بود از یک آنتن مانند آن چه که در فرستنده به کار رفته بود و یک «چیزی»، افزاره‌ای که شبیه به یک «اتصال شُل» بود و به آن «کوهرر^[4]» می‌گفتند. در سایت اتصال کوتاه پیش از این در مورد ساختمان کوهرر در اینجا و اینجا و اینجا مطالبی را آورده‌ایم و خواندن آن‌ها را به شما پیشنهاد می‌کنیم، اما به طور خلاصه باید گفت که کوهرر یک لوله‌ی شیشه‌ای کوچک است که مقدار کمی برّاده‌ی آهن در آن ریخته شده و در دو دهانه‌ی لوله اتصالات فلزی تعبیه شده‌اند که با این براده‌ها اتصال الکتریکیِ اندکی، نه خیلی سفت و نه خیلی شُل، دارند.

با رسیدن یک «پالس فرکانس بالا» به آنتن گیرنده، انرژی دریافت شده به سوی کوهرر هدایت شده و این انرژی در آنجا ذرات براده‌ی آهن را به همدیگر جوشِ ضعیفی می‌دهد که درست به مانند بسته‌شدن یک کلید قطع و وصل، سبب رسانش جریان از طریق کوهرر می‌گردد.

.

.

شاید شما هم با این موضوع روبرو شده باشید که اغلب رادیوهای چندموج قدیمی یک بیماری مشترک دارند و آن هم عمل‌نکردن صحیحِ کلیدِ انتخابِ موج است. به عبارت دیگر، با زدن کلید موج مثلاً SW2 از رادیو دیگر صدایی درنمی‌آید و این وضع ادامه دارد تا چند بار کلید را قطع و وصل کنیم و یا ضربه‌ای با کف دست به رادیو وارد نماییم: رادیو دوباره شروع به کار می‌کند! آن عملی که کوهرر انجام می‌دهد، درست همانند این «اتصال ضعیف^[5]» است که وقتی در حالت صحیح قرار بگیرد، رسانش دارد و در غیر این صورت، خیر.

همین چندی پیش من شاهد این بودم که همزمان در لحظه‌ی تغییر حالت خروجی یک فلیپ-فلاپ^[6] در یک مدار دیجیتالی، که به یک اسیلوسکوپ وصل بود، خط اشعه‌ی روی پرده‌ی نمایش اسکوپ هم تکانی به خود می‌هد! از این جا به این فکر افتادم که آن چیزی که کنتاکت ضعیف کوهررِ جدّ بزرگوارم انجام می‌داد، باید از عهده‌ی یک مدار فلیپ-فلاپ ترانزیستوری هم برآید! دست به کار شدم و جعبه‌ی لوازم الکترونیک‌ام را روی میز گذاشتم. (این هم گزینه‌ی من است که هر موقع اراده کنم روی میز قرار می‌گیرد!)

.

.

مداری که در بالا می‌بینید، یک فلیپ-فلاپ یا به عبارت دیگر یک «مولتی‌ویبراتور^[7]» از نوع «تک‌حالت پایدار» یا به فرنگی «مونواستابل^[8]» است. در این مدار ، با چرخاندن بسیار آهسته‌ی محور پتانسیومتر، باید ولتاژ مرزی یا «ولتاژ آستانه^[9]‌ی عمل» فلیپ-فلاپ را پیدا کرد و با آن مدار را در نقطه‌ای تنظیم کرد که اگر کوچک‌ترین تغییری در موقعیت محور پتانسیومتر ایجاد شود، فلیپ-فلاپ عمل کند. آنتن مدار مستقیم به بیس ترانزیستور اول داده شده است. هنگامی که سیگنالی به این آنتن برسد، مثلاً یک ضربان (پالس) فرکانس بالا، فلیپ-فلاپ تغییر حالت می‌دهد و لامپ مدار را به مدت یک ثانیه روشن کرده و سپس آن را خاموش می‌کند. پس از آن مدار ما به چند ثانیه استراحت احتیاج دارد تا نفسی تازه کند و دوباره آماده‌ی دریافت ضربان الکتریکی بعدی شود!

ترانزیستورها از هر نوع کوچک، مثلاً BC548 و BC547 (تیپ منفی یا اِن.پی.اِن.) و BC557 یا BC558 (تیپ مثبت یا پی.ان.پی.) می‌توانند باشند. سیم‌پیچ، همان‌گونه که در تصویر دیده می‌شود، از 10 دور سیم روکشدار نازک (سیم تلفنی) تشکیل شده که روی یک مداد پیچیده می‌شود و سپس مداد از داخل آن بیرون کشیده می‌شود (سیم‌پیچ با هسته‌ی هوا). دیود مدار می‌تواند یک دیود سیلیکونی معمولی مانند 1N4148 باشد. لامپ مدار یک لامپ چراغ‌قوه است که می‌توان به جای آن، با بالابردن مقدار مقاومت 33 اهمی به 330 اهم، از یک دیود نورانی استفاده نمود.

.

.

این را خودتان هم می‌توانید امتحان کنید! حتی با زدن کلید چراغ اتاق هم این گیرنده‌ی پالس عمل می‌کند. اگر در تنظیم مدار دقت زیادی به خرج داده شود، می‌توان به حساسیت بسیار بالایی دست یافت. در این صورت، البته شاهد وضعیت‌هایی خواهیم بود که دستگاه خود به خود عمل می‌کند بدون این که ما عامل آن را تشخیص دهیم: آیا همسایه چراغ منزل‌اش را خاموش کرده یا کسی در آن حوالی در حال جوشکاری با برق است؟ معلوم نیست!

خوب! حالا که یک گیرنده به این حساسی در اختیار داریم، چرا نباید فرستنده‌ای برای آن بسازیم؟

.

.

ساده‌ترین راه، استفاده از یک الکتروموتورِ جریان مستقیمِ کوچک است، از نوع موتورهای کارشده در اسباب‌بازی‌ها و یا ضبط‌صوت‌های قدیمی. این موتورها در حال چرخش همیشه پارازیت زیادی ایجاد می‌کنند. جرقه‌زنی بین اتصالاتِ فلزی یا ذغالیِ قسمت ثابت موتور (جاروبک^[10]) با کموتاتورهای^[11] روی قسمت چرخنده‌ی آن، که به فارسی «چرخانه» (روتور^[12]) خوانده می‌شود، عامل ایجاد این پارازیت‌ها هستند، پارازیت‌هایی که در واقع پالس‌هایی با فرکانس‌های گوناگون را دربردارند و بازه‌ی فرکانسی آن‌ها حتی به طیف ریزموج^[13]‌ها نیز می‌رسد.

برای این که الکتروموتور را به فرستنده تبدیل کنیم، تنها باید یک آنتن به آن وصل کنیم. این آنتن حتماً نباید یک دوقطبی «دی‌پل^[14]» ، مانند آنتنی که «هاینریش هرتس» ابداع کرده بود، باشد و وصل‌کردن یک قطعه سیم به یکی از اتصالات موتور نیز کفایت می‌کند. تنها چیزی که مهم است این که در فرستنده و در گیرنده باید طول آنتن‌ها برابر باشد. در نمونه‌ای که من ساختم، آن‌ها را 50 سانتی‌متر انتخاب کردم که برای طول‌موج 2 متر تناسب دارد. این طول موج بر فرکانس 150 مگاهرتز متناظر است.

حالا اطمینان دارم که خواننده می‌خواهد بداند که این سامانه‌ی فرستنده و گیرنده چقدر بُرد دارد. با افتخار باید بگویم که برد این سامانه 4 متر است! باشه، باشه، قبول دارم که بُرد فرستنده‌ی مارکونی بیش‌تر از این بود، اما در مقابل، باید بگویم که جرقه‌های فرستنده‌ی مارکونی هم خیلی‌خیلی قوی‌تر از جرقه‌های موتور اسباب‌بازی ما بودند.

در دوران بروبیای فرستنده‌های جرقه‌ای که با «سیم‌پیچ صاعقه» و «چرخ صاعقه» کار می‌کردند، فعالیت آن‌ها روی امواج بلند^[15] و مافوق‌بلند^[16] فاصله‌های چندین هزار کیلومتری را پوشش می‌داد. توان پالس‌های آن فرستنده‌ها بسیار زیاد بود و به چندین مگاوات می‌رسید. پالس‌های کوتاه این فرستنده‌ها توان انتشاری را به شدت متمرکز می‌کردند که منجر به ایجاد پهنای باند بسیار بزرگی می‌شد. در عمل، همواره در یک ساعت مشخص فقط یک فرستنده می‌توانست فعال باشد و به فرستندگی بپردازد. به همین دلیل این روش تولید فرکانس بالا  رفته‌رفته منسوخ شد.

اما گیرنده‌ی ترانزیستوری من همچنان می‌تواند به کار خود ادامه دهد! چرا که در هر صورت، هر کنتاکت حامل جریانی که باز شود، جرقه ایجاد می کند، چه یک کلید برق باشد و چه یک رله...

.

.

مطالب مرتبط:

بیایید با هم جادوی مخابرات بی سیم را دوباره کشف کنیم!

آشنایی با «اثر پیچ زنگ‌زده» بر انتشار تداخلی امواج رادیویی

چگونه «انتشار الکتریکی نیرو» کشف شد؟

قرقره ی رومکُورف، سیم پیچ صاعقه!

تله موبیل اسکوپ: نخستین رادار تاریخ
آشنایی با تنها بازمانده از فرستنده های موج مافوق بلند VLF

فرستنده ی امواج مافوق بلند 16 کیلوهرتز به نام Rugby

موتور الکتریکی

اولین‌های رادیوی ملی ایران

از گذشته های رادیو
مهر ماه امسال تلویزیون در ایران 60 ساله شد
...از یادداشت های روزانه ی یک رادیو آماتور
دکل های مخابراتی

یادی از اولین رادیو در بندر گـنـاوه
.

.