sábado, 16 de octubre de 2010

Proyecto: Radio Galena

Somos Juan Andrés Zeni y Joaquín Musé del grupo FM 2.
Es nuestra primer publicación en el blog, sin embargo la radio ya está casi pronta. Vamos a mostrarle un poco el material sobre el cual nos apoyamos para realizar la radio.
En la primera reunión del equipo, para comenzar decidimos buscar información sobre la historia de la radio galena. De esta manera pudimos trabajar conociendo un poco más sobre la consigna del proyecto.

Sobre historia lo más destacado que encontramos fue:

(Presionar el botón para desplegar la información)


La radio reconoce su nacimiento a principios del s. XIX y se desarrolló completamente durante el siguiente. Esta innovación, por aquel entonces, surgió como producto de mentes diferentes y de varios inventos. Veamos cuáles son…
Todo comenzó en la década de 1830 cuando Samuel Morse puso en práctica la comunicación telegráfica e inventó un código, llamado código Morse, y que consistía en establecer a cada letra, número o signo ortográfico una o más interrupciones de distinta duración que se conocen como rayas y puntos.
El hombre podía comunicarse a amplias distancias gracias al teléfono y al telégrafo y, también, a través de los mares gracias a los cables submarinos. Pero esto podía lograrse solo en las zonas a las que llegaban estos cables.
Aunque no es posible saber con exactitud la fecha en que Maxwell realizó sus descubrimientos, ya que según las fuentes consultadas las fechas oscilan entre 1864 y 1873.

En 1887 el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz produjo ondas electromagnéticas provocadas al saltar una chispa de alto voltaje ente dos electrodos. Lo que demostró que poseían las propiedades de la luz comprobado así, la teoría de Maxwell. Construyó un circuito oscilante que producía unas ondas (las ondas electromagnéticas), capaces de trasladarse por el espacio y ser detectadas por un cable eléctrico a modo de antena y que producía una corriente eléctrica también oscilante similar a la del circuito de origen. Así fueron los comienzos de la telegrafía sin hilos. Estas ondas que él descubrió fueron llamadas en su honor ondas hertzianas.
En 1890 el francés Branly construyó un cohesor con el que comprobó la existencia de ondas electromagnéticas y el cual utilizarían los inventores que querían lograr la comunicación sin hilos. El cohesor de Branly constaba de un tubo de cristal en cuyo interior se encontraban limaduras de hierro entre dos polos de metal que se comunicaban con una pila eléctrica. Al haber una onda hertziana la conductibilidad aumenta y la corriente que pasa por el cohesor hace sonar un timbre eléctrico.
El 7 de mayo de 1895 el profesor e ingeniero ruso Alexander Stepánovich Popov había presentado un receptor capaz de captar ondas hertzianas. También consiguió encontrar el mejor método para enviar y recibir ondas hertzianas: la antena que estaba formada por un hilo metálico. Popov añadió a su receptor un hilo metálico extendido hacia arriba. Fue de este modo que nació la primera antena. Por eso los rusos consideran a Popov como el auténtico inventor de la radio en lugar de Marconi.


El oscilador de Hertz, el cohesor de Branly y la antena de Popov eran los elementos indispensables para crear un sistema de radiocomunicación. El problema era lograr unir estos tres elementos para que el aparato pudiera funcionar con seguridad y, de esta forma, se le pudiera dar un uso comercial (venderlo). Nadie había podido conseguirlo hasta que en 1895 el ingeniero eléctrico, físico e inventor italiano Guigielmo Marconi (en español Guillermo Marconi) realizó experimentos que le permitieron luego consagrarse como el verdadero inventor de la radio. Utilizando un alambre vertical en lugar de un hilo metálico, un cohesor que permitía captar señales muy débiles y el oscilador de Hertz logró establecer comunicaciones a distancias de 2400.
A pesar de que aún se discute si realmente fue Marconi o Popov quien inventó la radio, Marconi fue quien la patentó con la disconformidad de franceses, rusos, entre otros. Fue en Gran Bretaña ya que, siendo más joven, Marconi había probado suerte en su país (Italia) pero había sido rechazado. La patente tenía el número 12309.
Sin embargo por este medio solo podían enviarse mensajes en código Morse. Pero en 1906 el inventor estadounidense Lee De Forest (300 inventos patentados) inventó el audión con el que fue posible sustituir el receptor a galena con auriculares por equipos con parlantes y amplificadores.
Primeras transmisiones de radiotelegrafía y de radio

A partir de su invención los descubrimientos antes nombrados, se fueron poniendo en práctica para poder lograr su comercialización.
Así fue que el 24 de marzo de 1896 Alexander Popov transmitió el primer mensaje telegráfico entre dos edificios de la Universidad de San Petersburgo separados por unos 250 m de distancia. El texto de este mensaje fue: "Heinrich Hertz".
En 1898 fue el primer contacto de radiotelegrafía en Francia entre la Torre Eiffel y el Panteón, en París.
En 1899, a pedido del gobierno de Francia, Marconi mostró sus descubrimientos estableciendo comunicaciones de radiotelegrafía a través del Canal de La Mancha entre Dover y Wimereux.
Un frío día invernal del mes de diciembre de 1901 a las 12:30, Marconi consiguió enviar un mensaje radiotelegráfico desde unos barrancones abandonados en Newfoundland, una isla de San Juan de Terranova con la letra "s" en código morse que recorría 3.600 km hasta Conrnwall (Poldhu) en Inglaterra cruzando así el océano atlántico. En 1903, también Marconi, estableció en Estados Unidos la estación WCC con el fin de poder transmitir


mensajes de este a oeste. En la inauguración de esta estación cruzaron mensajes de salutación el presidente estadounidense Theodore Roosevelty el rey Eduardo VII de Inglaterra.
La noche buena de 1906, Reginald Aubrey Fessenden un ingeniero electricista canadiense, transmitió desde Brant Rock Station en Massachussets la primera radiodifusión de audio de la historia que estuvo dirigida a los marineros y demás personas que viajaban a bordo de los buques que navegaban el mar. Esta gente pudo escuchar a Reginald tocando la canción Holy nighty y leyendo un pasaje de la Biblia.
En 1908 tuvo lugar en California la primera emisión radiofónica privada que transmitió a los agricultores de allí (de California) información meteorológica transmitida por Ch. D. Herrold. He intentado buscar alguna información (nacionalidad, profesión, nombre completo, etc.) sobre este hombre pero no he encontrado nada.
Durante la Primera Guerra Mundial, entre 1914 y 1918, se utilizó la radio como elemento comunicativo por primera vez para establecer el contacto entre los soldados y ejércitos ya que era una manera segura al mantener las conversaciones en secreto y práctica al no necesitar hilos.
1920 fue un año muy importante para la radiodifusión ya que ocurrieron durante ese año, tres sucesos muy importantes que mostraron el avance de la radio como medio de comunicación público. En primer lugar, la compañía estadounidense de electricidad y manufacturas Westinhouse Electric and Manufacturing Company estableció en Pittsburgh la que es considerada como la primera emisora o radiodifusora comercial de con una programación regular, continuada e informativa: la KDKA. En su primera transmisión la KDKA transmitió un reportaje sobre las elecciones de Estados Unidos.
En segundo, se transmitieron las primeras emisiones de carácter público que fueron llevadas a cabo por la compañía que Marconi poseía en Chelmsford, Gran Bretaña llamada Marconi Wirless. Esta emisora transmitía dos programas diarios: uno de música y otro con información.
Por último hay que destacar que las primeras emisiones radiodifundidas de entretenimiento se hicieron en la Argentina y comenzaron el 27 de agosto (por supuesto que de 1920) en la azotea del Teatro Coliseo. La Sociedad de Radio Argentina transmitió la ópera Parsifal, de Richard Wagner. Así fue que comenzó la programación de la primera emisora de radiodifusión del mundo. Estos hombres fueron llamados "Los locos de la azotea" de quienes hablaré dentro de un rato.
El 4 de noviembre de 1926 se fundó en Londres la British Broadcasting Corporation, más conocida como la BBC de Londres, y que pasó a ser la única radio de Inglaterra. En otras palabras monopolizó la radiodifusión inglesa. Ahora la BBC tiene también su propio canal de televisión.
En ese mismo año comenzaron a transmitirse los primeros boletines informativos con noticias de actualidad, información general y deportes con la voz de Maurice Vinot. Estas transmisiones fueron llevadas al aire por la radio Radiola y gracias a la colaboración de la Agencia de Noticias Havas.
En 1963 se establece la primera comunicación de radio vía satélite.
Durante la Segunda Guerra Mundial (entre 1939 y 1945) se comenzó a utilizar el sistema llamado LORAN (Long Range Navigation o Navegación de Largo Rango) el cual fue el primer sistema de radionavegación que evolucionó del radar. En la actualidad ya no se utiliza ya que ha sido reemplazado por el sistema de GPS (Global Positioning Sistem o Sistema de Posicionamiento Global). El LORAN se utilizaba para captar la presencia los barcos o aviones mediante transmisores que emitían una baja frecuencia de radio.

La radio, al igual que todos los inventos y técnicas ha ido evolucionando y modificando la forma de escucharse y transmitirse. Así fue como sucedió.
En 1901, Marconi había logrado inventar un aparato de radio que podía comunicar a dos personas sin utilizar cables. Pero esto no era útil para realizar una radiodifusión. Pero a esta maravillosa idea de Marconi se le fueron agregando complementos para perfeccionarla y convertirla en el elemento perfecto para la radiodifusión.
El receptor más primitivo fue el radio a galena que tenía en lugar de un oscilador un cristal de galena. Este fue el elemento que se fue modificando con el correr de los años y se inventó alrededor de 1900.
Este aparato fue sustituido por el invento del inglés J. A. Fleming en 1904: el diodo. Que fue la primera válvula de vacío. A pesar de todo, el radioreceptor a galena se siguió utilizando hasta los años cincuenta.
El diodo fue sustituido después por la válvula termoiónica (de vacío). Se trata de un componente electrónico basado en la propiedad que tienen los metales en caliente de liberar electrones. Esta propiedad se llama Efecto Edison. Esta válvula, permitió conseguir un mejor sonido.
Poco más tarde llegó la modulación con la que aparecieron las famosísimas AM y FM. AM significa Amplitud Modulada mientras que FM, Frecuencia Modulada.
Con la AM lo que se quiere es multiplicar el mensaje a transmitir para que llegue a mayores distancias haciendo variar la amplitud de la onda por el nivel del sonido que esta lleva.
Con la FM en cambio, se codifica la información, que puede estar en formato digital o analógico (es por eso que la gran mayoría de los MP3 solamente poseen FM), en una onda al cambiar su frecuencia. También existe otro tipo de modulación casi no utilizado llamado Banda Lateral Única (BLU) que es una evolución de la AM ya que consume la mitad de energía y fue descubierta por radioaficionados en 1930.
Otra modificación para lograr la evolución de la radio fue el transistor que reemplazó al oscilador y a la válvula termoiónica. Por lo tanto, su función era crear ondas electromagnéticas con un mejor sonido y a mayores distancias.
Al principio se alimentaban con acumuladores de corriente luego lograron hacerlo con electricidad y a pila. En los primeros tiempos de la radio, los sonidos se transmitían a través de un micrófono de carbón (como los que utilizan los teléfonos).
Las empresas Philips, Bell, Radiola y Telefunken consiguieron que muchas personas pidieran oír transmisiones de radio en 1928 al comenzar con la comercialización de aparatos domésticos.
En el año 1960 Sony crea el primer receptor transistorizado tan pequeño como para ser llevado en el bolsillo y alimentado por batería chica.
En 1963 aparece la radio vía satélite.
Entre 1960 y 1970 se nota un gran aumento en la calidad del sonido y se automatizan las emisoras, es decir que se consigue la programación sin necesidad de operadores. En los primeros años de la radio, las transmisiones incluían noticias, música de la época, concursos, shows y los llamados radioteatros: una maravilla del arte. Los radioteatros eran transmisiones en las que se escuchaba la interpretación de una obra teatral que comenzaron antes de que el teatro se hiciera un lugar público al que se podía asistir a ver las obras (lo que es hoy en día). Y, finalmente, llegamos a la evolución más reciente que es la posibilidad de poder escuchar la radio por Internet.

Ya sabiendo más sobre de que se trataba el proyecto, decidimos comenzar a recabar información sobre el funcionamiento. En relación a la extensa cantidad de manuales y tutoriales sobre como hacerla, la información sobre su funcionamiento era más escasa. De todas maneras encontramos cosas interesantes.


Información encontrada en Wikipedia:


Una radio a galena es un receptor de radio que emplea un cristal semiconductor de sulfuro de plomo, también llamado galena para captar las señales de radio en AM en la banda de Onda Media (530 a 1700kHz) u Onda Corta (diferentes bandas entre 2 y 26 MHz).

Este receptor de radio, cuyo esquema se muestra en la Figura 1, es el más simple que se puede construir.

El diodo detector (D-1) estaba constituido por una pequeña piedra de galena sobre la que hacía contacto un fino hilo metálico al que se denominaba barba de gato o "bigote de gato" (catwhisker). Este componente es el antecesor inmediato de los diodos de germanio o silicio utilizados actualmente.

El funcionamiento de este receptor, solamente apto para la recepción de AM, es bastante simple. Las ondas electromagnéticas que alcanzan la antena generan en ésta, mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, una fuerza electromotríz que hace recorrer una corriente por el devanado primario del transformador T-1 y que se induce en el secundario, el cual tiene un condensador variable (CV) en paralelo.

A causa del fenómeno de resonancia se produce un máximo de tensión para la frecuencia de resonancia del circuito paralelo formado por el devanado secundario y el condensador variable.

Precisamente por el hecho de ser variable el condensador CV podemos variar la frecuencia de resonancia del conjunto, haciéndola coincidir con las de las distintas emisoras que en cada momento queramos recibir.

El resto es sencillo, al estar las señales moduladas en amplitud el nivel de la onda portadora de alta frecuencia variará en función de la señal moduladora de baja frecuencia (voz, música, etc) que se transmite, con lo que a la salida del diodo D-1 obtendremos una tensión que variará de la misma forma que la moduladora y por tanto reproducción de la baja frecuencia original, con lo que podremos oírla en los auriculares.

La radio a galena recibe toda la energía necesaria para la demodulación de las propias ondas de radio, por lo cual no requiere de una fuente adicional de alimentación. Esto lleva, sin embargo, a una baja intensidad de la señal auditiva, ya que carece de amplificación.

En varios foros de electrónica pudimos encontrar el siguiente material:


Analizamos cada una de las etapas del receptor de cristal. En el alambre de la antena están presentes una gran cantidad de emisoras de radio, siendo las señales mas fuertes aquellas de las emisoras más cercanas o que transmiten con mayor potencia en kilovatios.

Al estar conectada la antena al primario de la bobina o transformador de antena, la energía de radiofrecuencia, por ser corriente alterna, induce un voltaje o señal en el secundario de esa bobina. Este secundario esta conectado en paralelo con un condensador variable, formando un circuito LC resonante. Cuando se hace girar la perilla del condensador variable, se cambia su capacidad en microfaradios y por lo tanto cambia la frecuencia de resonancia del circuito y se sintonizan las diferentes emisoras.

A este circuito o etapa se le llama circuito sintonizador y su función básica es seleccionar cual emisora se va escuchar en un momento dado. Como ya lo mencionamos, esta señal de la emisora sintonizada, esta formada por una onda de alta frecuencia cuya amplitud esta modulada por la señal sonora o de audio.

Esta señal se rectifica por medio del diodo, o sea que se eliminara su parte negativa quedando media onda de la original. A esta etapa se le llama etapa detectora. Después, esta señal se lleva a un audífono, el cual convierte la corriente eléctrica de audio o baja frecuencia, en sonidos que son escuchados por el oído humano. Este circuito por ser tan simple, tiene poca selectividad y baja sensibilidad pero es muy útil para comprender la teoría básica de un receptor de radio.

Uno de los aspectos mas importantes de este tipo de receptores es que no requieren circuito de alimentación ya que la energía para activar el audífono la toman de las mismas ondas de radio que llegan a la antena.

Se puede empezar a experimentar entonces ensamblando el primer circuito montándolo sobre un tablero de conexiones. Para la bobina de la antena se puede utilizar una fabricada para tal fin ya sea adquiriéndola en el mercado o retirándola de una radio que no funcione.

Debido a la poca sensibilidad de este tipo de circuito se debe tener una antena externa con una buena longitud tal como la que se utilizaban para las primeras radios. Esta antena puede tener las características como se muestran en la figura Para mejorar la recepción también es conveniente tener disponible una varilla o tubo metálico que esta haciendo contacto a tierra física y del cual llevamos un alambre hasta el receptor.




Información importante para todo el que le interesa este proyecto:

¿Por qué no necesita pilas?
Porque aprovecha la energia de las ondas hertzianas que emiten las estaciones "emisoras" de radio. Nuestro receptor, a través de la antena, solo recibe una mínima parte de los miles de watts enviados por ellas y son suficientes para captar esas señales y reproducirlas como sonidos en nuestros auriculares.

El principio de funcionamiento de nuestro receptor es el siguiente:

1) Las ondas son captadas por una antena consistente en un cable largo colgado en el exterior y aislado de sus soportes. Además debe conectarse a "tierra" para que se pueda producir el flujo de corriente necesario.
2) Una bobina consistente en arrollamiento de cable aislado (se puede anexar un condensador variable) "sintoniza" la estación emisora.
3) Un diodo para rectificar/direccionar la señal para que podamos escucharla en nuestros auriculares.

¿Por qué las llamaban "Radios a Galena"?

Porque las primeras radios utilizaban un trozo de roca de galena para rectificar la señal. Poco tiempo después quedó en desuso porque no era un método muy práctico, ya que se debía ir corrigiendo la posición de la "aguja" con la que hacia contacto sobre el trozo de ese material.

Este tipo de roca es muy dificil de encontrar, por su desuso hace muchos años. Sin embargo, tras una larga búsqueda pudimos encontrar un trozo como muestra para la clase.


 Videos:

Video que explica el funcionamiento y los beneficios de esta tecnología en el siglo XX.



Video en inglés sobre como construirla:




Mañana publicamos más material usado, fotos y más videos.

Saludos.

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