Nekorektní blog Petra Kubáče na Blog.cz

Minule jsme vyprávěli o radiovém zaměřování na PMR pásmu a o tom jak "signál najednou zmizel". Druhá věc, která se stala je, že můj oblíbený, leč stařičký skener Yaesu VR-500, který je, podle vychloubání výrobce, vyroben z "ultra pevného polykarbonátu" se začal vlivem prostředí drolit až komickým způsobem. Baterky se tlakem kontaktních pružinek "protlačily ven" přes vylomený bok rádia. Takže jsem všechno musel složitě lepit a předělávat z AA na AAA baterie ( z tužek na mikrotužky ).

Byl jsem z toho, že "semi-profesionální" elektronika za 10 000 vydrží sotva 10 let tak psychicky nalomen, že jsem si těsně před korona-virózou objednal RTL-SDR. To je původně čínský "dvoučipový" televizní tuner na digitální televizi připojitelný přes USB - mé oblíbené konstrukce "drát jde z antény rovnou do procesoru". Tedy abych byl úplně přesný - drát jde z antény do "tuneru" R820T což je čip s kmitočovou ústřednou 25-1700 MHz a prvním směšovačem a odtud jde signál do "dekodéru" RTL2838 kde je druhá kmitočtová ústředna 0-28.8 MHz, kvadraturní směšovače a A/D převodníky. Jestli máte představu, že se jedná o nějakou hogo-fogo elektroniku - tak tomu není tak. Jedná se o ultra- konzumní elektroniku vyráběnou v milionech klonů a padělků a i ten můj byl z předraženého e-shopu za 900 kč nebo tak.

Tenhle kousek elektroniky je v poslední době v široké komunitě Geeků nejrůznějšího typu velice populární, protože už před drahnou dobou nadšenci zjistili, že tohoto televizního tuneru můžete získávat stream digitalizovaného VF signálu na jakékoliv frekvenci od 0 do 1700 MHz - s malou "dírou" v oblasti 14.4-25 MHz. Tento stream pak můžete v počítači digitálně demodulovat a tím přijímat a poslouchat opravdu cokoliv na jakékoliv frekvenci ( podle instalovaného demodulačního softwaru )

Tímto "rádiem" jsem nakonec objevil, že rušivý signál, "který zmizel" se ve skutečnosti jen přesunul na frekvenci 445 MHz, kde mi už nevadí, nicméně z cvičných důvodů jsem v zaměřování pokračoval a moje podezření, že zdroj rušení je poblíž "ulice Kvapilova" se potvrdil - jen ne na straně "průmyslové zóny", ale na straně vilek na návrší nad touto ulicí. Dnes jsem podezření zúžil na dva rodinné domy v ulici "Nad Potokem". Jeden je ověšen anténami od skenerů domácí výroby a druhý má vlastní solární elektrárnu a je ověšen anténami od "zabezpečovaček" dosti uboze namontovaných nějakou "odbornou firmou".

Tím moje zaměřovací dobrodružství zatím skončilo, protože jak "zaměřování modlením" tak "zaměřování magnetickou smyčkou" definitivně narazilo na své limity - spočívající v tom, že když se blížíte k anténě - v určitém okamžiku vám sama budova začne stínit UHF signál, jehož intenzita začne klesat, a odrazy od okolních budov, kterých je tam hafo, začnou dominovat. Proto budu přece jenom muset postavit nějakou "pseudo dopplerovskou anténu" a zkusit to s ní, přestože jsem tvrdil, že na kratičké pulsující signály jsou takové antény nevhodné.

Tím mi na stole zbylo "z lítosti koupené" RTL-SDR a mohu říci jen PÁÁÁNÍ - kdo ho nemáte : Okamžitě koupit ! Kvalita příjmu je ubohá. Zejména je nutné si zvyknout na 8-bitové vzorkování, které poskytuje jen "tááákhle malý prostor" mezi: "neslyším nic, protože signálu je málo" a mezi : "neslyším nic, protože přijímač je zahlcen". Proto si zvykejte že tlačítka typu "RF-gain" ( nastavení vysokofrekvenčního zesílení ) , "Noise blanker" ( umlčovač impulsního rušení ) , "Automatic gain control" ( automatické řízení zesílení ) a další budou vašimi "největšími kamarády". Nicméně šířka přijímaného pásma a možnosti "digitálního rádia" jsou i přesto impresivní. A v tom je právě to kouzlo. RTL SDR má dva vstupy a dva režimy práce.

První režim je "tak jak to Číňan vymyslel" to jest příjem od 25 do 1700 MHz řetězcem obvodů anténa - RT820 - RTL2838 - Notebook.

Druhý režim se jmenuje "direct sampling" - obchází vstupní obvod RT820 a je schopen digitalizovat signál z antény v pásmu 0.0-14.4 MHz "čistě" a v pásmu 14.4-28.8 MHz je to mix signálu na dané frekvenci na který je namixovaný zrcadlový příjem z oblasti 0-14.4 MHz ( proto jej do příjmu moc nepočítám ).

Kouzlo je v tom že "direct sampling" mode je hluchý jak stará babizna. Na radioamatérskou - závodní anténu přes dvě zahrady - ledva-ledva slyšíte krátké vlny. To není nevýhoda - to je pro mně výzva - vyrobit anténu "aby bylo něco slyšet". Takže jsem začal uvažovat. Lepší by byla nějaká polo-náhražková anténa s předzesilovačem. Oblíbený Mini-WHIP - je citlivý především na elektrické pole, to by v paneláku plném spínaných zdrojů ve "smart" elektronice ( u sousedů ) asi nebylo žádné terno.

Takže to chce "magnetickou anténu". Čímž jsem se dostal do oblasti mých oblíbených smyček a už první schéma "dle M0AYF" vypadalo nadějně, ale mělo na můj vkus "příliš mnoho součástek" a hlavně když už budu motat VF transformátor - proč jej do obvodu umísťovat takto nemožně - že nezajistí slušné potlačení "soufázového rušení".

Ergo druhé schéma dle Steve Ratzlaffa, kde je trifilárně motaný transformátor ( to je skoro stejná práce jako bi-filární ) - daleko lépe umístěný v obvodu. Jenomže pořád "moc součástek -příliš moc součástek".

Tak jsem vyrobil brutální "vidláckou verzi" kde jediné "součástky navíc" jsou - filtr na vstupu, ten ale doporučuji nechat, pokud náhodou nevylepšit výměnou R1 za tu největší tlumivku, kterou doma najdete ( povšimněte si pokusu o "Svatou trojici kondenzátorů" C1, C4, C5, C6 ). Obvod, tak jak je navržen, má při napájení 3V ( dvěma tužkami ) spotřebu kolem 25 miliampérů a zesílení 25x ( teoreticky 28dB ). Při napájení z USB nabíječky 5V má odběr kolem 60mA a zesílení 40x ( 32 dB ). Pokud ubohé stupnice softwarů k RTL-SDR nelžou - je skutečné zesílení mnou vyrobeného kusu ( při 5V ) asi 30 dB.

Jenomže mezitím nám vypukla koronaviróza a GM elektronik s vysokofrekvenčními tranzistory je uzavřen. Tak jsem po drahné době váhání, výpočtů, uvažování se rozhodl použít "obyčejné tranzistory" BC337, které jsem používal do robotů, ale ve verzi -40 tedy s nejvyšším proudovým zesilovacím činitelem a dokonce jsem doma "protřídil krabičku", abych měřením našel ty dva nejvíce ( a oba stejně ) zesilující. Jenomže to nebylo všechno. Výpočty ukazovaly, že slušných VF vlastností dosáhnu jedině když všechny parazitní kapacity v systému vykompenzuje "indukčnost jako bejk" VF toroidního trafa. Naopak smyčka antény by měla mít co nejnižší indukčnost a dokonce se doporučuje používat dvě smyčky kolmo na sebe umístěné, zapojené do série a tak.

Vím že "opravdoví radioamatéři" mě za následující odstavec sprdnou na tři doby, protože toroid na obrázku je přece "jasně označen" žlutou tečkou. Já opravdu nevím jaký toroid to je, koupil jsem jich několik kusů z velikého "pytle náhodných feritů" na radioburze a měřením indukčnosti jsem dospěl k závěru, že se dosti blíží typu FT100-61 od Amidonu. Výpočty vycházelo, že toroid by měl mít indukčnost alespoň 50 mikroHenry - což vycházelo na 24 závitů trifilárního vedení. Nakonec jsem "navinul vše, co jsem měl v ruce" to jest 26 závitů a tím indukčnot vyšla na 59 mikroHenry - žádná škoda. Konstrukce obvodu je "ošklivá" na kousku prototypového plošného spoje.

Na dalším obrázku "celková sestava" včetně atnénní smyčky vyrobené z 1 metru měděného drátu - před zabudováním do krabice. V pozadí ekologicky šetrná, "multikulturně a pohlavně vyvážená" a "nekompetitivní" švédská hra "Želva" ( a úplně vzadu na obrázek nějak "pronikl" sklad chlastu, bez kterého "hru Želva" vůbec nelze hrát. )

Poslední obrázek, který měl ve skutečnosti být první : Celková sestava v papundeklové krabici mé obvyklé konstrukce. Na krabici s předzesilovačem ještě leží LC obvod ze staré feritové tyčky, a ladícího kodenzátoru 6-140 pF, který rezonuje na naladěné frekvenci a volnou vazbou přes jeden závit smyčkové antény funguje jako pomocná anténa a preselektor na střední vlny ( vše funguje i bez něj ) . Vpravo krabička s modrou LEDkou - TO je samotný RTL-SDR.

A výsledky ? Anténa by teoreticky měla fungovat od 100 KHz do 100 MHz - což kupodivu funguje. Nad 30 MHz už jsou "průsaky" signálu parazitními kapacitami tak velké, že je skoro jedno jestli je zapnutá, nebo ne. Nicnéně od 100 KHz do "limitu vzorkovací frekvence" RTL SDR to jest 14.4 MHz je překvapivě slušná. Až na "peklo" elektromagnetického rušení moderní civilizace, které končí někde kolem 4 MHz. Mimochodem anténa má vlastnosti magnetické smyčky - hluboké minimum příjmu v ose smyčky, takže si můžete doma "zaměřovat" odkud vás co a kdo ruší, nebo se pokusit najít kompromisní polohu, ve které je rušivých signálů co nejméně.

Hluboko v noci, až je všecno vypnuté - příjem na Dlouhých a středních vlnách "docela ujde". s Feritovým preselektorem, při točení kondenzátorem "vidíte jeho rezonanci" běhat po spektru signálu . Radioamatérská pásma 1.8, 3.5 a 7 MHz - super - nejlepší jaké jsem svými primitivními prostředky ( v bytě ) slyšel. Rozhlasová pásma 5-6-7-9-11-13 MHz - dokonalé "Radio Romania", "Radio Iran", "China radio international" trhají ( paní Kubáčové ) uši. Radioamatérské pásmo 14 MHz je poslouchatelné, ale už je poznat, že je příliš blízko hornímu limitu vzorkování 14.4 MHz. Přesně na frekvenci 14.4 MHZ je konstatní "průsak" systémových hodin RTL-SDR do přijímaného signálu. Obecně - celé pásmo 14,4-25 MHz je poslouchatelné, ale je velice únavné zjistit, co v "bordelu" zrcadlových příjmů vlastně posloucháte a z jaké frekvence to doopravdy jde. ( Oprava : Nakonec jsem zjistil, že to není zas tak únavné - krom stanic na frekvenci, kde máte naladěno slyšíte ještě zrcadlové příjmy, které se řídí vzorečkem 28.8-F takže třeba "stanici Praha" ze středních vln 639 kHz slyšíte "ještě jenou" na frekvenci 28.800-0,639 = 28.161 MHz, radioamatérské pásmo 7.1 MHZ v LSB slyšíte na 21,7 MHz v USB a tak dále. )

Konečné hodnocení : V prvotním nadšení jsem před paní Kubáčovou prohlásil - nejlépe použité dva tranzistory v mém životě. Neboli metr tlustého drátu, tři metry tenkého, jeden ferit, papundelková krabice slepená Herkulesem + hrst součástek "z krabice" a výsledkem je že, RTL-SDR v režimu "direct sampling" z "hluchého jak důchodce s koronavirem" poskočilo o několik pater nahoru a vysoce překonává "rádio, které mě neuráží" a dokonce znatelně překonává krátkovlnnou část mého "rozpadlého" skeneru Yaesu VR-500.

Úvodní koronavirový odstavec : STBák Babiš začíná věci, které původně vypadaly jen jako škodlivá byrokratická buzerace typu: "zaklekávání" konkurence Agrofertu, EET a hlášení DPH, spojovat do projektu "koncentrák - Česko". Epidemiolog Prymula mu k tomu dělá užitečného idiota a dostane za to, až epidemie pomine - něco jako švýcarským frankem bohatě placené místo u Světové zdravotnické organizace v Ženevě ??! S ÚČINNÝM bojem proti koronaviru nemají poslední opatření vlády ( např. povinné nošení roušek pod širým nebem ) společného nic.....

Nám to ale nevadí a pokačujeme ve věcech, které jsme nedávno probírali. To jest : svícení výkonovými LED diodami a ještě předtím výrobu červené noční lampičky. A jelikož jsem tvor hravý, snažím se hračikovitý potenciál každé technologie vytěžit do krajnosti - ERGO "uklidňujcí" RGBW lampička.

Jistě tušíte, že se jedná o lampičku, která má 4 "čudlíky" kterými si nastavíte světelnou intenzitu červeného, zeleného, modrého a bílého kanálu. Smísením RGB ( červené, zelené, modré ) lze připravit světlo jakékoliv barvy chceme. Tudíž je záhadou, proč je tam W - tedy bílý kanál. Ten svítí relativně kvalitní "teple bílou" LEDkou a je v lampičce vestavěn z "preventivní opatrnosti", kdyby se z nějakého důvodu z RGB kanálů obtížně míchala nějaká oku příjemná barva.

Tentokrát je lampička natolik experimentální ( a mnou navržený plošný spoj tak šlarerý ) , že celé schéma uvádím jenom v náznaku. Na obrázku vidíte 1/4 tedy jeden ( zelený ) kanál ostatní jsou zcela stejné s výjimkou červeného kanálu, který má odpor R4 zvětšený na 15K. Je jasné, že se jedná o "floating buck" z článku o LED diodách jako vyšitý. Též je jasné, že v lampičce jsou 2 obvody 74HC14 a po 4kusech MOSFETů, tlumivek a všech ostatních součástek.

Kombinace schmidtova klopného obvodu 74HC14 s potenciometrem a dvěma diodami tvoří jednoduchý PWM regulátor. Frekvence oscilací je téměř konstantní kolem 150 kHz, ale jejich střída se mění od nepatrného zlomku procenta po asi 50%, podle natočení potenciometru RV2. Maximální střída je nastavena poměrem odporu R4 k ostatním odporům a odporu potenciometru ve zpětné vazbě HC14. Nutnost omezit maximální střídu vychází z nutnosti nezatěžovat LED diody větším proudem než 350 mA, který je běžný pro 1W led diody na chladiči koupitelné jako hotové moduly.

V lampičce je jeden RGB modul a jedna sólo bílá LED. Potenciometry všech 4 kanálů jsou vyvedeny na přední panel, kde si můžete "natočit" barvu, jaká se vám právě líbí. Věřte tomu, že "hračičkovitý potenciál kroucení čudlíky" je až drogově opojný. "Mechanická konstrukce" je běžná pro mé výrobky z poslední doby - z několika vrstev slepeného tvrdého papíru. Obliba této konstrukce je u mně obzvláště vysoká, protože naše 3 letá dcera může u vystřihování "pomáhat" zatímco u řezání, dřeva, plechu, plexi nebo čehokoliv jiného - pilou - by pomáhat nemohla.

Pokud se ptáte, proč jsou čudlíky nepravidelně a každý směřuje jiným směrem - je to protože tvrdý papír je po zaschnutí lepidla překvapivě pevný, ale předtím je jako živý kroutí se a posouvá a "holčička" = naše dcera odmítá čekat na takovou nepodstatnost jako je zaschnutí nějakého lepidla.

Tolik tedy další "blbůstka, která potěší". Podstatným zlepšením a zvětšením srandy - by bylo dát do obvodu procesor, který by nastavenou barvu po určité době pooooomaličččku měnil, a teprve při pohybu potenciometry by zase "skočil" zpátky na nastavené hodnoty, ale do důchodu smrti na koronavirus - času dost, čekejte až mě osud dovede znovu k obvodům podobného typu.

Koronavirový odstavec na úvod: boje s koronavirem se ujal slovutný primátor "našeho překrásného města". To mi doopravdy spadl kámen ze srdce !!

Některé historky "radiového typu" jsem určitě zmiňoval : V roce 2001 nám CB pásmo začal rušit člověk, který se 4 promilemi v žíle předstíral blití do vysílačky na kterékoliv frekvenci někoho zaslechl. Naštval jsem se, posavil "magnetickou smyčkovou anténu" a přesvědčil se o její přesnosti : Ze vzdálenosti 3km jsem rozlišil azimut dvou známých - vysílajcích "přes ulici" 100m od sebe a už první dva azimuty z kopečků nad Místkem se protly na správné adrese blijíciho rušila. Pak stačilo tyto azimuty dalšími měřeními potvrdit a pak promluvit s majitelem taxislužby jejíž taxikář - alkoholik (?!?) a "známá firma v baráku" - to dělal.... A bylo ticho.

Druhá historka : v době zoufalství po rozvodu mi volali známí, že - opět na občanském pásmu - je na jednom kanále radiostanice která vysílá už 4 dny nepřetržitě a asi už je sakra přehřátá, protože nepěkně chrčí - tak ať vezmu nádobíčko a jdu ji zaměřit, než bude požár. Tehdy jsem zjistil, že radiové zaměřování může být docela nebezpečné. Signál mě vedl do prostoru mezi několik věžáků na "sídlišti Anenská" zvaných "domy hrůzy" a mezi dva "hotelové domy pro sociálně slabé". Tam se na mně přilepil borec vzhledu Jaromíra Nohavicy před proti-alkoholní léčbou ( a "pod vlivem" ) a mlel stále dokola: "nevím co to děláš, ale stejně ti rozbiju hubu!" Signál vedl do jednoho z věžáků - přibližně do poloviny jeho výšky. Nakonec se zjistilo, že tam má, na zábradlí od balkónu, namontovanou anténu nějaký obtížně pohyblivý senior, kterému, zapadl mikrofon od vysílačky mezi matrace v gauči a stisklo se na něm tlačitlko PTT alias "push to talk".....

Loni touhle dobou jsem si koupil dvě radiostanice QuanSheng UV-R50 a samozřejmě jsem si do pamětí naprogramoval kdejakou zajímavou frekvenci. Při té přiležitosti jsem zjistil, že "sdílený kmitočet" 448.490 MHz je rušený nějakým datovým přenosem, který vysílá pár milisekund digitálních dat a pak stanice "odklíčuje" a je vteřina bez signálu : PST ------ PST ----- PST ------ a tak pořád dokola. Tak jsem si říkal - zaměřit tohle rušení bude dobrá zábavka na letní venčení psíků.

Samozřejmě jsem se k tomu nedostal, a když jsem v nedávné době začal o tom uvažovat - zjistil jsem, že rušící signál už zmizel. Pak se ale znovu objevil a to "v prostoru" mezi frekvencemi 4. a 5. PMR kanálu tedy 446,04375 - 446,05625 MHz, pravděpodobná přesná frekvence 446,050 MHz. Jelikož považuju PMR - zejména po rozšíření na 16 kanálů za to nejhodnotnější pásmo, které je k veřejnému použití k dispozici - okamžitě jsem svůj plán na zaměření tohoto signálu obnovil.

O zaměřování signálů bylo na tomto blogu už mnoho napsáno, proto si dovolím popsat jen několik základních principů :

OK - po výtečných zkušenostech s magnetickou smyčkou na 27 MHz, jsem orientačně spočetl ( laděnou ) smyčku na 446 MHz. Velikost takové smyčky má být méně než 0,08 vlnové délky. Vycházela z toho smyčka o průměru 1,5 cm. Nevyrobitelná z koaxiálního kabelu, že kterého se takové smyčky většinou dělají. Proto jsem ideu "laděné" smyčky opustil a vyrobil jednoduchou širokopásmovou alias "neladěnou" smyčku.

Od počátku bylo vidět, že frekvence 446 MHz už není pro smyčky to "pravé ořechové" - V místech kde jsem narazil na homogenní signál přiměřené síly byly výsledky výborné a i "neladěná" smyčka má ostré minimum - byť ne tak ostré jako laděná. Problém je ve slovíčkách "homogenní pole" a "přiměřená intenzita". UHF signály se totiž s oblibou šíří odrazy. Většina prostoru je zaplněna interferencemi původního s odraženým signálem, což v praxi znamná, že prosotor je rozdělen na "rastr" bodů vzdálených od sebe 1/2 vlnové dékly - tedy 35 centimetů a v tomto rastru se ( kvůli sčítání přímé a odražené vlny ) síla i zdánlivý směr signálu výrazně mění.

Po 2 nočních venčeních psíků ( přes den nemám na "blbosti" čas ) jsem průsečíkem několika azimutů ( ze vzdálenosti 2-3 km ) určil pravděpodobné místo signálu do "průmyslové zóny" okolo marketu OBI v Místku, kde je několik benzinových pump, autoservisů, pneuservisů, telefonní ústředna, sběrný dvůr, výroba plastových oken, betonárna, výrobce/dovozce hodinek MPM, "velkouzenář" Chodura, zkrachovalá textilka Slezan - dnes plná nejroztodivnějších živnostníků, atd. Další noc jsem se "se smyčkou" vydal přimo do jámy lvové a tam se problém "šíření signálu odrazem" ukázal jako neřešitelný. Po mnoha kilometrech nachozených sem a tam jsem nabyl nejistého přesvědčení, že signál jde z nejjižnější části průmyslové zóny" v sousedství ulice "Kvapilova". To je problém sám o sobě. V této části areálu převažují oplocené - veřejnosti nepřístupné budovy a plochy. Nicméně přesné lokalizace zdroje rušení jsem nedosáhl.

Bylo nutné vymyslet něco jiného, a protože použitelné a jednoduché konstrukce "na jeden večer" už jsem vyčerpal, ze zoufalství jsem zvolil "zaměřování stínem lidského ( vlastního ) těla". Princip je v tom, že sepnete ruce mezi prsní bradavky a v těch rukou držíte radiostanici. "Citlivost příjmu" ovliňujete tisknutím a vzdalováním antény ke svému hrudníku - kapacita hrudníku rozlaďuje anténu a tím dramaticky snižuje její citlivost. Vtip je v tom, že vzdalováním a přibližováním radiostanice k hrudníku + pomalinkým otáčením se kolem vlastní svislé osy tam a zpět + držením celého těla co nejvíce souměrně vzhledem k vysílačce - musíte docílit takové citlivosti antény a polohy těla, kdy vám signál na "malinkatý úhel" zmizí. V takovém případě je směr ke zdroji signálu přesně za vašimi zády.

Ačkoliv američtí radioamatéři si tuto metodu chválí - není vyloučeno, že příčina chvály je v tom, že jsou nezruční a nic lepšího vyrobit neumí. Takže jsem nejprve šel tuto metodu cvičně vyzkoušet ( zase v noci ) s psíky do parku. A opravdu - nemá smysl anténu úplně "zahušit" aby radiový stín byl 1/4 kruhu, nebo ji naopak nechat příliš citlivou aby nebyl vůbec, ale v poloze "modlícího se faráře", který na hruď místo krucifixu tiskne vysílačku ( a přes ruku má 2 vodítka se psíky ) se dá najít poloha kdy "signál na okamžik zmizí". Dokonce se mi zdálo, že "stín" mé korpulentní postavy zablokuje i část odrazů, alespoň v půlkruhu za zády, a tím učiní zaměřování zase o něco jednodušším.

Jak vidíte na obrázku použil jsem k tomuto zaměřování ( padělek ) antény Diamond SRH805S bratry číňany inzerovanou jako : "lipstick antenna" = rtěnková anténa, která má celkem tři výhodné vlastnosti : Jednak je oproti ostatním anténám relativně "hluchá" = nemá problémy se silným signálem, druhak je tvořena cívkou, která je naladěna na relativně úzké pásmo, a proto se o to snadněji rozlaďuje kapacitou vašeho hrudníku, a potom je to plastová trubka, tak tuhá, že můžete vytlačit důlek do své hrudní kosti, aniž by se anténa ohnula ( a tím nechtěně změnila citlivost ).

Vlnové délky "na délku paže" tj 300 - 500 MHz jsou k tomuto způsobu zaměřování nejvýhodnější, protože největší změny citlivosti jsou při vzdadlování antény do 1/4 vlnové délky od těla - v tomto případě je to 17 cm, ale na CB, kde 1/4 vlny je 2,7 metru, by to takové terno nebylo. U výrazně kratších vlnových délek zase začíná hrát roli "mikrovlnná černá magie" typu : Jaká je dielektrická konstanta vaší bundy, mikiny, trička ? Máte na bundě ( mikině, náprsní kapse ) zip ? Je kovový ? Potíte se ? Dýcháte = pohybujete hrudníkem ? Atd...

Po ( nočním ) překvapivě uspokojivém nácviku v parku, jsem měl v úmyslu další noc se znovu vydat "do jámy lvové". Víte co se stalo? PMR pásmo je opravdu široce využívané. Někdo asi věděl komu ( nebo na koho ) si stěžovat. Možná jsem to byl já - viděn nočními hlídači a kamerami, jak "mezi ploty" hledám smyčkovou anténou rušivý signál. Odpoledne před dalším venčením / zaměřováním - signál zmizel a od té doby se už neobjevil.

Pár poznámek na závěr : Jestli taky trávite desítky minut denně sledováním jak psíci čmuchají stopy při venčení - můžete na oplátku čmuchat v éteru. Směrové antény jsou jedna zábavka, druhá je samotné vysílání, a pokud nemáte chuť se s nikým bavit - s oblibou jsem během venčení surfoval po krátkých vlnách za pomoci skeneru Yaesu VR 500 (viz foto), který nevyniká v příjmových vlastnostech, ale umožňuje vám odejít od zdrojů městského VF rušení a hlavně - dá se ladit dvěma prsty ruky, kterou jej držíte, zatímco v druhé ruce držíte vodítka.

Nějakým omylem se stále traduje, že "před LEDku" se zapojuje odpor 330 ohmů a nic se nepočítá. To platilo snad v dobách mého mládí, kdy jediné napájecí napětí pro číslicové obvody bylo 5V a jediné (ne)sehnatelné LEDky byly červené, které mají úbytek napětí v propustném směru okolo 2V. Za těchto okolností byl proud LEDkou kolem 10mA, což byla polovina tehdy obvyklého maxima 20mA, na které byla většina LEDek stavěna.

Dnes, pokud potřebujeme blikat ( svítit ) LEDkou a nestačí nám LEDka na "pinu 13" Arduina je třeba předřadný odpor spočítat, protože se pohybujeme v širokém pásmu jak napájecích napětí, tak úbytků napětí na LED různých barev.

ERGO Vzorec :

Kde R je předřadný odpor , U je napájecí napětí ( nejčastěji 5 nebo 3,3V), I je požadovaný proud LEDkou ( pro malé LED je to stále přibližně 10mA ).

U_led je úbytek napětí na LEDce. Čím LED svítí na kratších vlnových délkách ( Bílá, Modrá, UV) tím mají fotony z ní vycházející vyšší energii tím musí elektrony na PN přechodu LED překonat větší energetický spád, tím je úbytek napětí na LED větší. Detaily ZDE, včetně tabulky, kterou částečně přepisuju.

Nepatrná poznámka k některým ( např. zeleným ) diodám. Povšimněte si že mají úbytek v propustném směru 2-4V tedy "od Šumavy k Tatrám". To je protože podle konkrétního odstínu světla se používají dramaticky rozdílné polovodiče. Některé chemickou strukturou ( a U_led ) podobnější žlutým a červeným diodám a některé zase podobnější modrým.

Výkonovou ztrátu ( a tedy ohřívání ) předřadného odporu spočteme dle vzorce

A z tohoto vzorce celkem jednoznačně vyplývá, že moderní (bílé, tedy modré ) LED s výkonem od 1 Wattu výše nelze jenom tak zapojit s předřadným odporem. Pro 1 Wattovou bílou LED a napájecí napětí 5V totiž vychází předřadný odpor 4,7 ohmu, na kterém je výkonová ztráta 0,6W což je na hranici i těch nejkvalitnějších "obyčejných" odporů zapichovaných do kontaktního pole, které mívají povolenou výkonovou ztrátu buď 0,25 nebo 0,6W.

Pokud tedy chceme svítit 1W a silnější LED diodou musíme koupit výkonový předřadný odpor a nechat jej "topit". Jelikož proud 350 mA stejně nevydrží žádný PIN žádného mikrokontroléru stejně budeme potřebovat výkonový "spínací" tranzistor. Takže pro výkonové LED už není tak velký rozdíl jestli necháme odpor topit, nebo jestli místo odporu zapojíme tlumivku, diodu, a kondenzátor a postavíme jednoduchoučký spínaný měnič v Anglické literatuře označovaný jako:

"Floating BUCK"

Pojmem BUCK rozumí se spínaný měnič, který dělá z většího napětí menší. Konvenční BUCK měnič vypadá přibližně jako ten na následujícím obrázku :

Výhoda totoho typu měniče je, že zátěž je spojena se ( společnou ) zemí, jinak si "zdroj napětí" ani neumíme představit. Problém tohoto typu měničů je že "země" musí být nepřerušovaný vodič a spínání se proto musí odehrávat "na straně kladného napětí", na schématu označeno jako "control circuit" - to je v našem případě procesor, který je napájen 5 nebo dokonce jen 3,3 V a měl by se vyrovnat se spínáním tranzistoru který je připojen na napětí vyšší než je výstupní napětí měniče - tedy více než je napájení procesoru. Tato úloha není neřešitelná, ale znamená to součástky navíc, které nám při svícení LEDkou k ničemu nejsou.

Navíc kouzlo "plovoucího" spínaného měniče pro LED je v tom, že je výhodné LED napojit na napětí odvozené od napětí baterie ( 12V nebo 7,4 V u dvojité LiION baterie ) a nezatěžovat proudem LEDky ( 350 mA ) stabilizátor pro procesor.

Floating BUCK - Floating = "plovoucí" vidíte na schématu. Nevýhoda je že "společná zem" je přerušena tlumivkou a tranzistorem Q1, proto ani jedna elektroda LED diody není spojena se zemí. Výhoda je v tom, že pokud váš procesor má dostatek napětí k otevírání tranzistoru Q1 "proti zemi" ( stačí i 3,3V ) a pokud Q1 i D1 vydrží napětí baterie ( zde vybrány součástky až na 40V ) nemusí vás napětí baterie příliš zajímat, kromě výpočtů hodnot součástek.

Zbývá drobnost a to naučit se takový měnič "spočítat". Princip je v tom, že procesor signálem zde označeným jako PWM spíná tranzistor. Je-li tranzistor otevřený jde proud přes LED, tlumivku L1 a Q1 do země. Pokud se tranzistor zavře magnetická energie v tlumivce tlačí proud přes Diodu D1 a LED.

Nejprve je tedy vhodné určit na jaké frekvenci bude PWM pracovat. Kvůli blikání LED, které musí být okem neviditelné a kvůli případnému "pískání" tlumivky je výhodné volit frekvenci PWM nad akustickým pásmem. Zde jsem pokusně zvolil 8 bitové PWM u 16MHz procesoru tedy 16MHz / 256 = 62500 Hz.

Druhý parametr, který musíme spočítat je "maximální plnění PWM" tedy jak dlouho bude Q1 otevřen. Což je více než jednoduché

V našem případě je to D = 3,3 V / 5V = 66%

Náš signál PWM budeme tedy moci pouštět maximálně 66% doby což například u 8 bitového PWM napojeného na "Timer2" procesoru Atmel AVR znamená, že maximální hodnotu, kterou můžeme zadat do registru "Output Compare 2" = OCR2, který řídí plnění PWM je 0,66* 256 = 168.

Pak je potřeba spočíst velikost tlumivky L1 dle vzorce.

L je indukčnost tlumivky. U je palubní napětí ( v našem případě 5V) , D je plnění PWM ( u nás 66% ) F je frekvence PWM ( U nás 62,5kHz) podivné číslo 1,73 je odmocnina ze 3 což je přepočet požadovaného proudu z "trojúhelníkového" průběhu proudu tlumivkou na virtuální "stejnosměrný" proud. Proud LED bude totiž pulsní, a proto jeho špičková hodnota bude 1,73* vyšší než ideální stejnosměrná hodnota. Není se čeho bát většina 1W LED je v pulsním režimu stavěná až na proudy 700mA.

Tedy počítáme :

Použijeme nejbližší větší hodnotu tedy 33uH. Pochopitelně, že tlumivka musí být stavěná na proud 350 mA, nebo více, stejně jako tranzistor Q1 a dioda D1.

Pak už je to jednoduché, nastavíme si PWM na frekvenci 62,5Khz a plnění PWM na 66% a pustíme tento signál přes odpor R1 do Tranzistoru Q1. Daní za jednoduchost tohoto obvodu je, že nemá měření skutečného proudu, ale to se při pečlivém počítání a použití správné hodnoty tlumivky od skutečnosti moc neliší. Obecně lze říci, že chceme -li proud LEDkou o něco menší volíme tlumivku o něco větší a naopak.

Zbývá jenom otázka jakou hodnotu by měl mít odpor R1 a kondenzátor C1.

Odpor R1 musí zajistit otevření tranzistoru "do saturace", ale vzhledem k vyšší frekvenci PWM je vhodné to se saturací Q1nepřehánět. Určující je proudový zesilovací činitel tranzistoru a napětí PWM. Pokud použijeme BC337-40 který má proudový zesilovací činitel 400 je nutný proud do báze 350mA / 400 = 0,87 mA a tak při 5V stačí odpor 3,3 kiloOhm. Pokud bychom měli tranzistor BC337-16 s proudovým zesilovacím činitelem 160 potřebovali bychom 350 mA / 160 = 2,2mA. V takovém případě by bylo výhodnější změnit R1 na 1,8Kohm nebo ještě méně.

Samostatnou kapitolou je použití MOSFET tranzistorů v místě Q1, ale to bychom nechali až do "tanečních pro pokročilé".

Zbývá otázka hodnoty kondenzátoru C1. Kondenzátor C1 snižuje kolísání napětí v místě označeném šipečkou D2-Cathode a tím snižuje elektromagnetické rušení, které obvod produkuje. Na toto místo bychom měli dát minimálně jeden kondenzátor typu NPO největší kapacity jakou seženem ( tedy 1nF ). Skutečná kapacita kondenzátoru závisí na "zvlnění" které chceme v tomto bodě mít. Pokud bychom se spokojili se zvlněním 0,5V tedy 10% napájecího napětí prostě jen dosadíme do rovnice.

Kde C je kapacita kondenzátoru U je napájecí napětí, D plnění PWM, F frekvence PWM, L je indukčnosti cívky Vz je "zvlnění napětí". V našem případě vychází 2,2uF. Pro dokonalé odrušení je třeba tuto kapacitu poskládat z více kondenzátorů ve stylu "svaté trojice" ( tj. NPO + keramika + elektrolyt / tantal ) zapojených paralelně . A pak je též třeba počítat, že kondenzátor této velikost způsobí v obvodu jisté ztráty proudu, který by jinak prošel LEDkou ( 20-30mA ).

To je tedy téměř vše. Pokud potřebujete LEDkou blikat je třeba nastavit PWM na 0 na delší dobu - okem postřehnutelnou. Pokud nastavíte PWM na méně než maximálně povolených 66% je možné LEDku plynule stmívat. Vzhledem k pracovní frekvenci 62.5 kHz se LEDka bude jevit jako rovnoměrně svítící. Jediné dvě součástky, která se mohou v obvodu "mírně" zahřát je samotná LED, kterou je třeba dát na chladič bez ohledu jakým měničem ji napájíme. Druhá součástka, která může být mírně teplá je D1, pokud by byla příliš horká je možné ji ( za cenu mírného zhoršení vlastností obvodu ) vyměnit za ultra-rychlou diodu například typu UF4007 ( nikoliv však 1N4007, což je obyčejná pomalá usměrňovací dioda ).

Není to tak dávno, co jsem se chlubil, že když už musíte svítit v ložnici, abyste nezalehli kohokoliv, kdo s vámi lehává v posteli - je lepší tak činit červeným světlem ( kvůli metabolismu melatoninu a adaptaci oka na tmu ) a to ještě monochromatickým světlem ( kvůli ne-lákání bodavého hmyzu ). Takže jsem se chlubil, jak jsem "na první ťuk" do červené lampičky Ikea Lampan zašrouboval 7W "úspornou žárovku" alias rtuťovou výbojku - a tím jsem získal monochromatické světlo na vlnové délce 611 nm.

Jenomže pak se dcera drala k rodičům do postele s peřinou s vééélikým obrázkem princezny Elsy a princezny Anny a prásk - červená "lampa Lampan", která se mezitím přestala vyrábět, spadla na zem a je na několik kusů, které jsem provizorně slepil dohromady elektrikářskou páskou - viz obrázek. Stínidlo bylo na plast ( polypropylén ) překvapivě křehké, což přičítám neustálému ozařování modrým a UV spektrem z "úsporné žárovky" uvnitř.

Už v původním článku jsem doporoučoval : "Když není lampa Lampan, kupte červené LEDky." A měl jsem představu, že z červených LEDek se dá taková lampička postavit "na první ťuk" stejně snadno jako se to podařílo mně.... Tudle nudle Smolíčku Pacholíčku. Teprve druhý pokus o konstrukci "červené lampičky" jiným způsobem mě přesvědčil, že úspěšný první pokus byla spíše příznivá shoda náhod, než promyšlená akce.

Za prvé : Koupil jsem 1W červené LED moduly a zapojil zkusmo zvonkovým drátem ke kontaktnímu poli. Fuj to bylo nepříjemné - dnešní LED diody mají obrovskou "plošnou jasnost" - tedy z malinkatého bodu který "vypaluje oko" vychází vysoká světelná intenzita. Pokud chcete u lampy spát - její plošná jasnost musí být taková aby na jedné straně sama lampa nevypalovala oko, ale aby na druhé straně světelná intenzita z ní byla dostatečná pro orientaci v místnosti. Tahle úvaha vede k nutnosti postavit "stínidlo" řádově stejného rozměru jako původní lampička z Ikey.

Za druhé : Koupil jsem "nějaké červené LED moduly", a postavil "kolem nich" stínidlo z papírového kartonu a z papíru nasyceného olejem pro "zprůhlednění" a najednou vyšel najevo druhý problém. Barva světla byla fuj-tajksl - odporná, která na jedné straně byla zjevně dosti intenzivní na hranici oslnění, ale na druhé straně oko nemělo v tomto světle už žádnou rozlišovací schopnost. Problém je totiž v tom, že původní "univerzální" vlnová délka červených LEDek která byla kolem 630 nm se nám za léta vývoje polovodičlů rozdělila na pestrou směsici od 620 do 650 mn. "Náhodné" LED moduly byly, jako na potvoru tzv. "super-červená" = 650 nm, vhodná semaforů, automobilních brzdových světel, kontrolek atd., ale velice daleko od původní vlnové délky 611 nm a velice blízko 666 nm, které se považují za praktický limit citlivosti oka ( oko vidí přes 700 nm ale už velice mizerně )

Další krok byl následující : koupil jsem jiné 1W LED moduly na vlnové délce 620 nm, ale ani tím potřeba "pokusničení" neskončila. Rozdíl citlivosti oka mezi 650 a 620 nm je tak velký, že ač při stejném proudu a při stejném nominálním světelném toku 620nm LED diody "oslňovaly jako blázen". Musel jsem nakonec z lampy polovinu LED diod ( = 2 kusy ) vyhodit a zbylé 2 kusy napájet sníženým proudem.

Takže postup jak přijít k červené lampičce je tento : Slepte si krabici z tvrdého papíru 10x10x12 cm - jak vidíte na obrázku. "Okýnka" vlepte z kancelářského papíru a nechte nasáknout olejem aby byly průhlednější. Pak celou konstrukci stínidla mohutně napatlejte poly-vinyl-acetátovým lepidlem typ Herkules / Duvilax - klidně i ve více vrstvách. Po zaschnutí vznikne překvapivě tvrdá a pevná krabička s okýnky - na způsob svérázného "pozemního" papírového lampiónu.

Elektrické zapojení je primitivně jednoduché - dva 1W 620 nm červené LED moduly na chladiči v sérii s opodrem 3.3ohmu. Napájíme z 5V USB nabíječky, kterých se každému doma válí mraky - pomocí USB kabelu ustřihnutého z nefungující myši, klávesnice, kabelu od již vyhozeného mobilu / foťáku atd. Vypínač dle vlastní fantazie - na obrázku je provizorní šňůrový vypínač z OBI ( ultra-mizerná kvalita za astronomických 75 kč !! ) V této konfiguraci teče LED diodami proud kolem 250 mA - a lampička se tak dá legálně provozovat i z USB portů notebooků, z Powerbank atd.

Pozoruhodná je otázka účinnosti : Spád napětí na dvou červených LED diodách v sérii je 4,2 V účinnost je tedy 4,2V / 5V = 84% - naprosto dostatečná na to, že regulace proudu je ta nejprimitivnější možná - odporem. Na odporu se pálí 0,8V * 0,25A = 0,2W - stačí tedy běžné 0,6W odpory. Pro naprostou bezpečnost je lepší LED moduly dovnitř papírové krabičky umístit na kus plošného spoje, který tvoří dodatečný chladič a chrání papír před relativně horkými LED moduly, které dlouhým svícením dosahují někdy přes 50 stupňů.

Neberte tento článek za nějakou "vědu". Spíše za sérii nepříjemných překvapení, které jsem udělal "za vás" - v oblasti, kterou každý ( a zejména já, po svých LEDkových pokusech ) považuje za tu nejobyčejnější a nejjednodušší část elektroniky - co se taky dá zkazit na LEDce a odporu, žejo?

Nedlouho po vypuknutí českého solárního boomu došlo k velkému požáru velké fotovoltaické elektrárny se škodou v mnoha desítkách miliónů. Soudní znalec se k bezprostřední příčině požáru vyjadřoval větou : "Průchodem elektrického proudu vodičem vzniká Jouleovo teplo, které ohřívá vodič až k teplotě vzplanutí". Lidi, kterým cizí elektrárna spálila majetek, po mně chtěli výše uvedenou větu přeložit do "lidštiny", tak jsem si dělal legraci, že toto vylíčení příčin připomíná stařičký doktorský vtip : "Co je příčinou padání vlasů ? Gravitace zemská !" Bylo tedy jasné, že skutečná příčina je někde jinde.

Představte si, že máte solární panel o nominálním výkonu třeba 250 W. Tato hodnota znamená ten nejvyšší výkon, který lze z panelu vytěžit - to jest nepřehřátý panel leží na rovníku a slunce z nadhlavníku svítí kolmo na něj. Nejoptimističtější výkon takového panelu v našich zeměpisných šířkách je 60-80% této hodnoty a reálný výkon se pod pošmournou místní oblohou pohybuje kolem 1-10% nominálního výkonu.

Výsledkem je, že už v začátku solárního boomu se našel chytrolín, který vynalezl tento systém : instalujeme panely o nominálním výkonu třeba 10 kilo-Wattů, ale měnič, který vyrábí střídavý proud pro elektrickou síť k tomu dáme pouze o zlomku maximálního výkonu - někdy jen těch 10% špičkového výkonu solárních panelů. Jistě tušíte jaký je výsledek - 364 dní v roce to bezvadně funguje, a 365 den, po bouřce, která vyčistí vzduch, ochladí a vyčistí solární panely, na blankytně modrou oblohu vyjde slunce, které posvítí kolmo na solární elektrárnu, tak že se výkon panelů dostane nad výkonový limit solárního regulátoru a zbytek je historie : "Jouleovo teplo ohřívá vodič až k teplotě vzplanutí...."

Nakonec se ukázalo, že shořelá elektrárna byla přesně tohoto typu, s poddimenzovaným měničen, což změnilo příčinu požáru ze "zásahu vyšší moci" na "technologickou nedbalost". Od té doby jsem začal sledovat zprávy o požárech solárních elektráren. Často naleznete podiv veřejnosti, že za chladného dne ( studené solární články mají větší účinnost ) vysvitlo prudké slunce a solární elektrárna "nečekaně vzplála !"

Poznámka pro inženýry a šťouraly : Ano - solární měniče mají elektronickou pojistku proti přetížení, ale pokud přehřátý měnič jede desítky minut na 100% výkonu a dovnitř se tlačí ještě větší výkon, který opakovaně a do úmoru aktivuje automatickou pojistku - nakonec "se ucho utrhne", pojistka vypne v době, kdy izolace už hoří. Což by se nestalo, kdyby měnič s rezervou, bez přehřívání a spínání pojistky zvládal veškerý dodaný příkon. Ba dokonce, když je v solárním byznysu zvykem dimenzovat celé elektrárny na zlomek špičkového slunečního svitu, nabízí se jedovatá myšlenka - jak je konstuována ostatní elektronika, a co tedy vlastně znamená "výkon XXXX Wattů" ve specifikacích solárních regulátorů.

Vykládal jsem tuto historku několika lidem, kteří montují solární elektrárny. Z obou stran jsme se nakonec na sebe dívali jako na debily. "Solární elektrikáři" prohlašovali - to je přece normální, že se měnič neinstaluje na celý výkon panelů - byl by 99% času nevyužit a to by přece elektrárnu strašně prodražilo. Prý žádná "technologická nedbalost", ale naopak : "chytré řešení". Na to jsem kontroval příkladem : "Jeli byste výtahem, kde lano unese jen 10% jmenovité nosnosti ?" A oni na to - solární elektronika je dražší než železné lano. A "kdyby něco" - majitel elektrárny musí mít dobré pojištění...

Následuje série Kubáčových jedovatých poznámek :

A na závěr poznámka nejjedovatější - až se solární energetika stane běžnou, jako houska na krámě, bude se elektrorozvodná síť dimenzovat na 10% max. výkonu ? Takový požár 400 kiloVoltového vedení by mohl být krásná podívaná i pokud by těsně před ním "náhle zasvitlo prudké slunce".

Když chcete přijímat rádio, koupíte si tranzistorák od Číňana, roztáhnete teleskopickou anténu a doufáte, že to "nějak" bude fungovat. Kdybyste stejně ležérně přistupovali k vysílání - začaly by se vám doma časem hromadít spálené radiostanice, poněvadž vysílací anténou prochází výkon větší než nula-nula-nic, a proto je nutné aby vnitřní odpor alias "impedance" radiostanice, kabelu i antény byly stejné. V opačném případě totiž na každé "diskontinuitě" - tedy v každém místě kde jsou spojena vedení s různým vnitřním odporem dochází k odrazu signálu, který se vrací do radiostanice až přetíží ( a může spálit ) výstupní tranzitory ve vysílačce.

Většína antén se dnes staví jako "rezonanční" tedy de-facto jako obvod s cívkou a kondenzátorem, který rezonuje právě na vysílací frekvenci. Pokud máte pocit, že vaše anténa nemá nikde žádou cívku ani kondenzátor - buďte si jisti, že má - samotný vodič (prut) antény je cívka roztažená do podoby drátu a kondenzátor je kapacita tohoto drátu vůči matiče ZeměKouli. Pokud L-C obvod rezonuje zdánlivé odpory alias "reaktance" cívky a kondenzátoru se vzájemně ruší a anténa se jeví jako čistý ohmický odpor. Pokud tento odpor dokonce odpovídá vnitřnímu odporu kabelu a vysílačky - sláva máte naladěno a můžete vysílat. Jinými slovy : snem radio-amatérů je aby se přijatelná rezonance a přijatelná impedance antény sešly "v jednom bodě" a to na frekvenci, na které se bude vysílat. JASNÉ ?

Takže se koupí PSV metr, což je přístroj který měří napětí vln jdoucích od vysílačky k anténě a hlavně napětí vln odražených nazpět. Pokud je anténa dokonale sladěná s kabelem a radiostanicí - prakticky veškerá energie se anténou vyzáří ( nebo přemění v teplo ) a zpět se nevrací nic. Když soulad ( stejná impedance ) není - vrací se zpět více a více energie až v extrémním případě ( nepřipojená, nebo zkratovaná anténa ) se odrazí 100%. Dopřednou i odraženou vlnu PSV metr měří pomocí zařízení zvaného "směrová vazba". Viz schémáko na obrázku. Abychom nemuseli pracovat s napětími, které závisí na vysílacím výkonu používáme tzv. "poměr stojatých vln", který vypočteme dle jednoduchého vzorečku :

Kterýžto výpočet PSV metr neprovádí, ale má k tomu kalibrovanou stupnici na displeji. Ideální anténa ma PSV 1:1, zcela špatná anténa ( rozpojená, nebo zkratovaná ) má PSV 1:nekonečnu + všechny případy mezi tím.

Pokud koupíte od obchodníka anténu ověřené konstrukce, která po sestavení je "téměř v rezonanci" a zároveň má "téměř ideální" impedanci - měřením PSV nad a pod ideálním rezonančním kmitočtem dojdete k poznatku, jestli anténu je třeba "trochu prodloužit" nebo "trochu zkrátit" a tím ji dostat do rezonance na středním vysílacím kmitočtu. PSV metr k takovému doladění bohatě stačí a tím mezi radioamatéry někdy vzniká dojem že PSV metr a jeho údaje jsou alfou a omegou - zcela dostačující k veškeré činnosti kolem antén. Existuje ale kategorie "nenaladitelných antén" kde PSV metr ukáže "nekonečno" a jste nahraní.

PSV si totiž můžeme hrubě představit jako poměr mezi impedancí antény a zbytku "vysílacího systému". Problém je v tom, že PSV 1:2 znamená buď že impedance antény je 2x větší než vysílačky ( 100 ohmů ) nebo poloviční ( 25 ohmů ) a aby to nebylo tak jednoduché - když už zjistíme že impedance je 100 ohmů stále ještě nevíme kolik z toho je "reálný ohmický odpor" a kolik jsou "reaktance" z přílišné indukčnosti nebo přílišné kapacity antény. Takže u hrubě rozladěné antény máte PSV 1:nekonečnu a pokud prodlužujete nebo zkracujete, hodně, nebo málo je to pořád někonečno a samotné PSV vám nedává informaci kterým směrem je anténa rozladěná.

Analogií s šoférem - představte si, že byste svým autem honili jiné auto, nedostali byste informaci kterým směrem ujíždí ani kterým směrem jedete vy, a jedinou informaci, kterou byste měli by byla : "poměr mezi tvojí a jeho rychlostí je 1:2" aniž byste věděli který z vás jede rychleji - to je PSV. Tomuto fenoménu se radioamatéři ( částečně ) brání skenováním PSV v širokém frekvenčním spektru a vykreslováním křívek pomocí jednoduchých "anténních analyzátorů". I já mám za sebou jeden - v podstatě neúspěšný - pokus jak anténní impedanci rozebrat podrobněji.

Takže : vidlákovi je líto dát 10 000 za "anténní analyzátor", zejména když paní Kubáčová nechce dát ani prachy na signální generátor, který bych využil daleko více. Tudíž jsem chtěl něco "obšlehnout" a postavit a tím jsem se dostal do oblasti "Arduino DDS". Jakože Arduíno řídí nějaký syntezátor kmitočtu a zároveň odečítá napětní ze "směrového vedení" a zároveň vše vykresluje na grafickém displeji 126 x 64 pixelů. To by bylo nádherné, kdyby to šlo postavit běhen 45 minut od usnutí dcery k usnutí paní Kubáčové, ale nejde - tudíž musím svoji technologii přizpůsobit reálným možnostem.

Takže jsem rozšrouboval vlastní stařičký PSV metr na anody obou diod ( viz schémátko nahoře ) jsem napájel drátky na ně připojil osciloskopické sondy a zavedl je do oscilokopu pracujícím v režimu XY. a to tak že signál U_FWD šel do osy X a signál U_REF šel do osy Y. Co je vidět na obrazovce osciloskopu jsem se pokusil namalovat na obrázku TEDY postupujeme zleva doprava:

Sláva starý vykuchaný PSV metr dá odpověď na "tajemství antén". V praxi to tak snadné není. Prvním předpokladem spolehlivého měření je že musíte mít dvě absolutně stejné osciloskopické sondy což není ( se shoppováním paní Kubáčové ) můj případ ( mám 3 - každou jinak špatnou. ) Tedy nějaké přesnější bádání ve fázových posunech je pro mně iluze. Druhý problém je v tom, že "směrové vedení" je opravdový měřicí přístroj založený na černé magii poněkud citlivé fyzice, tedy vše musíte mít správně zapojené, ( dokonale ) stíněné, uzemněné, správně "terminované", aby měřící signály šly kam mají a né jinam.

Třetí problém je v tom, že směrové vedení zobrazuje "poměr impedancí" ať už "impedance" znamená cokoliv. Tedy nepříjemným zjištěním z tohoto pokusničení ( s bezindukčními odpory místo antény ) je, že moje radiostanice má skutečnou "impedanci" ne 50 ohmů bez reaktance jak píšou na štítku, ale spíše okolo 40 ohmů s nezanedbatelnou indukční složkou. Výsledek experimentování se směrovým vedením je tedy následující :

Prostě chaos, který nesměřuje k tomu, že bych si mohl dovolit postavit anténu, popsat ji zde na blogu a pak o ní AUTORITATIVNĚ prohlásit, že její parametry jsou takové a makové.

Bude tedy nějaký třetí pokus ? Řekl bych, že mohu "obšlehnout" ještě následující varianty :

Paní Kubáčová by se v každém případě měla zamyslet nad tím, jestli ubohé přístrojové vybavení jejího manžela nedělá rodině větší ostudu než její ( úúúúúdajně ) uboze vybavený ( avšak k prasknutí plný ) šatník !!!

Občas se stane, že na tomto blogu prudce vzroste návštěvnost. Většinou je příčinou to, že některý ze čtenářů dá odkaz buď na Facebook, nebo někam do diskuse k článku. Pak se dost často stane, že další diskutující píšou "Jó Kubáč, toho jsem četl dokud dělal elektroniku, ale teď už jen žvaní o politice !" Takže dvěma manželkám, dvěma dcerám, dvěma psům a třem zaměstnavatelům navzdory - elektronika šnečím tempem pokračuje dále. Takže pracuji na konstrukci, kterou absolutně nechci zveřejnit, nicméně její součásti je moje achillova pata - usměrňování vysokofrekvenčních signálů diodami.

Ptáte se proč je usměrňování diodami achillova pata ? Protože k této věci jsou celkem tři přístupy.

V "tajném projektu" varianta 1, 2, ani 3 nepřipadá příliš v úvahu, takže jsem se snažil "po Čínském vzoru" něco "obšlehnout". A to se mi podažilo, protože jsem narazil na "Anténní analyzátor MFJ 295B" kde je následující zapojení vysokofrekvenčního usměrňovače :

Jak tedy celá věc funguje ? Při malých signálech se část signálu ztratí na kapacitě diody D1 ( vůbec se neusměrní ) a část signálu zmizí, protože dioda se malými napětími úplně neotevře. Ta část, která se ztratí kapacitou diody - je ztracená navždy a dá se tomu bránit použitím ultra-rychlých málo kapacitních diod ( zde BAT81 ), ale ta druhá část signálu se dá "obnovit" korekčním zesilovačem z operačního zesilovače. Princip je v tom, aby usměrňovací dioda i dioda ve zpětné vazbě OZ byly stejného typu a aby jimi protékal přibližně stejný proud. Proud diodou D1 nemůžeme příliš nastavovat, proto se stejný proud nastaví u D2 odporem R5 - místo kterého by se dal použít i trimr.

Malé signály pak ne-úplně otevřou diodu D1 a protože diodou D2 ( teoreticky ) protéká stejný ekfektivní proud - dioda D2 se taky zcela neotevře a tím má operační zesilovač ve zpětné vazbě "odpor" přivřené D2 a tudíž nějaké zesílení, které koriguje úbytek signálu na D1

Jeden obrázek je za 1000 slov : Červeně je vstupní střídavý signál mezi odpory R1 a R2. Zeleně je signál na kondenzátoru C1 usměrněný ( i se ztrátou ) diodou D1. Modře je signál po "korekci" zesilovačem s diodou D2 ve zpětné vazbě.

JASNÉ ?

Otázka zbývá co se silnými signály ( několik voltů ) - ty zcela otevřou obě diody a zapojení s operačním zesilovačem se nám svým způsobem mění jen ve sledovač signálu alias "impedanční měnič". Přesněji na D1 ( která je Schottkyho typu ) vznikne úbytek kolem 0,3V, který se pomocí D2 zase "nadežene", ale jinak v systému žádné zesílení není.

JASNÉ ?

Samozřejmě, že ani toto zapojení není samospasitelné, protože u opravdu malých signálů se začnou projevovat i nepatrné rozdíly ve vlastnostech diod + zásadní rozdíl, že jedna pracuje s vysokofrekvenčním a druhá s nízkofrekvenčním signálem, ale linearitu obvodů s VF usměrňovači lze takto rozšířit až do oblasti usmerňování signálů v desítkách milivoltů a to je ( bylo by ) pro některé moje vidlácké konstrukce rovno zázraku.

JASNÉ ?

První věta non-elektronická : Je před Velikonocemi, kdy už několik sezón zažíváme pravidelný velký teroristický útok ze strany mohamedánů. V Paříži zcela náhodou vyhořel do základů skvost gotické křesťanské architektury - Notre Dame. Jen paranoici by si mysleli, že to má nějakou souvislost, zejména když Macron prohlásil, že to byla nedbalost stavebníků....

Před drahnou dobou jsem chválil rádio z Lídlu jakože "poslech krátkovlnného rozhlasu z něj mě naprosto neuráží". To jsem měl co napsat - čtenáři z řad klasických - neustále nasraných - radioamatérů důchodového věku mě zpražili, že dostatečně nepropaguji evropskou výrobu ( jako kdyby nějaká existovala ), a že místo toho propaguju čínský šunt.

Já jsem se bránil tím, že když Číňan použije nejmodernější digitální zpracování signálu jednoúčelovým DSP procesorem aby se vyhnul "motání cívek" a mohl vyrobit rádio za 249,- které za ty prachy "hraje a neuráží" - pak to není klasická asijská nekvalita a lhaní, ale naopak důvod zamyslet se zde v Evropě, kde udělala "vzdělanostní společnost" i s "průmyslem 4.0" chybu, že nedovede této "nekvalitě" náležitě konkurovat. Rádia "Silver Crest" mám už nejméně 4 a neustále tvrdím, že na AM krátkovlnný rozhlas !!! ( tedy ne na SSB radioamatérské závody ) těžko najdete za 249,- lepší přijímač.

V rámci technologie příjmu ( a vysílání ) přes DSP procesor jsem zmiňoval i "VKV legendu" tedy Čínskou radiostanici Baofeng UV-5R, která je v mnoha ( elektricky nijak nevylepšených ) variantách na trhu ( za pár kaček ) už od roku 2010. Problémem radiostanic jako je Baofeng je fenomén "za ty prachy dobrý". Tedy těžko žádat od "velké trojice" japonských výrobců Yaesu, Icom, Kenwood, aby přestali vyrábět své dosavadní porfolio radiostanic "již od" 4999,- a začali vyrábět vysílačky za 999. Samotný Baofeng už taky začíná být starý. Firma dává každý rok na trh několik nových variant, které se liší tvarem plastikové krabičky, uvnitř které je zavřena stále stejná elektronika.

Když už jsme u té elektroniky - Schema Baofengu UV-5R je známé a má ten problém, že vstupní filtry jsou spíše symbolické, po nich následuje tranzistorový předzesilovač a pak už jen "drát, který vede do procesoru". Z procesoru už vychází demodulované audio na akustické frekvenci. Zásadní problém této koncepce je, že trazistor v předzesilovači se při výskytu silných signálů mění ve směšovač poslouchaného signálu se signály silnějšími na "VKV bordel", který zahltí vstupní obvody DSP čipu. Ba dokonce ruští radioamatéři Baofeng rozebrali a zjistili, že dodatečná vysokofrekvenční filtrace má na plošném spoji své místo, ale součástky nejsou osazeny jenom přemostěny drátovou spojkou.

ERGO máme fabriku v Číně, která vyrábí ošizený leč obchodně úspěšný produkt. V kultuře, která místo samostatného myšlení uznává "učení se od mistra" se po čase objeví obrovské množství více, nebo méně stejných klonů a kopií původní radiostanice, což se stalo i Baofengu UV-5R, který dnes kopíruje kde kdo.

Nicméně i v samotné Číně se něco mění. Aféra Huawei naznačuje, že Číňani se sami mohou stát mistry ( elektroniky pro mobilní telekomunikace. ) Stejně tak kopírování a klonování stařičkého Baofengu už asi některé firmy nebaví, takže se objevily klony, které jsou "vylepšené" minimálně tím, že na "obšlehnutém" plošném spoji osadí ten druhý filtr "za vstupním tranzistorem". Ano přesně tato radiostanice je QuanSheng UV-R50, jejíž vlastnosti často bývají srovnávány se ( zapojením velmi podobnou ) japonskou vysílačkou Yaesu FT-65.

Baofeng má nadšené příznivce, kteří ale přiznávají malou odolnost radiostanice proti silným signálům. Quansheng má též nadšené příznivce, kteří naopak zdůrazňují "óbrovskou" odolnost radiostanice proti silným signálům. Na tuto stanici upozorněn, chtěl jsem vyzkoušet další příklad "čínského jednočipového řešení". Takže po zmatcích s dovozem radiostanice přímo z Číny jsem koupil její "francouzský klon" - tedy stejnou vysílačku jen firemní nálepka je přelepená a hlásá CRT FP00.

Co tedy získáte za cenu ještě o 100 kč nižší než u "legendárního" Baofengu UV-5R. Především "francouzský klon" má Evropskou nabíječku, záruku, všechny CE značky a další právní blbosti a navíc se ani nemusíte otravovat s celníky při "importu do EU". Samotná radiostanice je překvapivě solidně udělaná, zcela funkční v rámci svých technických specifikací, se silným potenciálem ke hraní. Například funkci skenování CTCSS a DCS jsem si vyloženě užíval. Přijímač je o pohlavek méně citlivý než můj skener Yaesu VR-500, který používám jako referenci pro srovnávání, zato je ( opravdu ) výrazně odolnější vůči silným signálům. Audio výstup radiostanice je srozumitelný a na poslech příjemný, ani neúměrně zahuhlaný v basech, ani přehnaně syčící ve výškách. Modulace při vysílání je stejně příjemná jako výstupní audio.

Radiostanici lze programovat z klávesnice, příjemnější je ovšem programovat ji ze softwaru na PC, který má typicky čínské "mouchy". Tedy 99% komumikačních kabelů jsou postaveny na padělaném čínském klonu čipu Prolific 2303 - musíte tedy zabojovat se starými drivery firmy Prolific verze 3.0 a starší, protože novější ovladače falešný čip poznají a vyřadí z činnosti. Mimo to software nese jasné známky, že byl původně programován v "rozsypaném čaji" a anglická verze je jen narychlo spíchnutý "hack".

Navzdory riziku, že dostanu vynadáno a v Holiciích na po mně neštěkne ani pes ( nebo po mně budou štěkat radioví důchodci ), tvrdím i o QuanShengu totéž, co jsem tvrdil o "Silver Crestu" : Radiostanice mě ničím neuráží a těžko za cenu pod 1000 kč seženete něco lepšího. Ba naopak, při hraní s ní si jsem si opakovaně kladl ( smutnou ) otázku : když Číňani dovedou za 997,- vyrobit tohle - čím jim v Evropě budeme konkurovat, až se vyčerpá náše současná obživa spočívající ve výrobě žvástů za peníze z nesplatitelných státních dluhů ?

Poznámka při druhém čtení - Číňani přijali "jednočipovou konstrukci" jako princip, tedy nejprve vyrobí čip, který je celá elektronika výrobku, a pak chrlí té věci miliony kusů. Takže "Silver Crest", který se v originále jmenuje "HanRongDa HRD-1032" už má nástupce "Tivdio 115", který neměl píliš dobré recenze na krátkých vlnách, takže přišla další generace rádiového čipu a ta se převtělila do "Tivdia HR11S" - rádio pro všechna rozhlasová analogová pásma s pracující i jako Bluetooth reproduktor, Bluetooth handsfree, hodiny, budík, nouzová čtečka e-knih, s MP3 přehráváním i záznamem a s dobrými recenzemi, vše za 50 dolarů na trhu v USA.

Ale co - my nepotřebujeme nic vyrábět, protože máme koktavého úředníka, který onehdá ve "20 minutách Radiožurnálu" vysvětloval, jak "Rada Vlády pro Pokrok a Inovace" natrhne Číňanům prdel.

Jsem trochu ve stavu podobném Zemanovi, když tvrdil že článek "Hitler je gentleman" určitě existuje, protože si pamatuje, že na stránkách časopisu Přítomnost byl vpravo dole. Nicméně není žádné tajemství, že Sýrie, po celou dobu vlády Assadovské dynastie, je považována za "říši zla". Jsou proti ní přijímány sankce atd. Na druhou stranu my se na Syřany povyšujeme, protože kdejaký negramotný nefachčenko, který za nakradené prachy připlaval na Lesbos se prohlašuje za "Syřana", ale co bychom třeba v takových 80. letech dali za to, kdybychom měli takový přístup na západní univerzity a k západním technologiím jako měli tehdy Syřani.

ERGO Syřani na přelomu 21. století poptávali protiletecké radary, které jim nikdo nechtěl dodat. ERGO se naštvali a rozhodli se, že si radary vyrobí sami. A jelikož na ně byly sankce - nikdo jim neprodal ani čipy a komponenty, které Raytheon montuje do skutečných radarů. Tudíž museli nakoupit vyspělé, ale nenápadně se tvářící čipy na světovém trhu tzv. off-the shelf tedy asi tak jako když pražský elektrovidlák jde nakupovat "Na Karlák" do GESu nebo "do Karlína" do GM. Mimochodem není to vzrůšo - koupit součástky jak do kroužku elektroniky a postavit z toho radar ?

Samozřejmě, že to vzrůšo bylo a Assad mladší měl určitě erekci, z toho jak všichni "bojovníci za světový mír" v EU i jinde protestovali proti jeho nové protiletecké obraně. Když zvládl radary - proč se nepustit do něčeho většího. Tak začal na území Sýrie budovat něco, co Izraelcům silně připomínalo jaderný reaktor k výrobě plutonia. Takže reagovali stejně jako vždy - stíhačky vystartovaly v několika vlnách a "podezřelý objekt" rozbombardovaly. Pozoruhodné bylo, že VŽDY v době letu stíhaček měly syrské off-the-shelf radary poruchu. Ne že by je Izrael staromódně rušil, ale vždy se stalo "něco" a syrským radarovým stanicím naskočila "modrá obrazovka smrti" dokud stíhačky zase bezpečně nepřistály. A od té doby se "výpadky" Syrských radarů staly pravidlem, čím dál častějším, až k nepoužitelnosti.

Tehdy - tedy v říjnu 2007 jsem o tom četl spoustu článků dokonce i na českém internetu. Spekulovalo se, že některé zejména vyspělé DSP procesory - ač vyráběné v USA a Číně - byly částečně vyvinuty v Izraeli. Ba dokonce se spekulovalo že každý polovodičový design, který opouští Izrael - jako součástka, nebo i jen jako licence na výrobu má "ze zákona" vestavěno 512 bitové heslo, které otevírá zadní vrátka, která jej umožňují dálkově ovládat, nebo alespoň vypnout. Pokud si myslíte, že šílím ZDE je nejpodrobnější článek, který jsem o dané věci ( ještě dnes ) našel.

Pak tady máme rok 2010 a virus Stuxnet, který byl ultrasložitý, využíval několik do té doby neznámých zranitelností systému WINDOWS, aby napadl firmou Siemens vyrobené průmyslové počítače, které si koupil Irán aby jimi řídil odstředivky pro obohacování Uranu. Dodnes se spekuluje, že tento virus byl natolik složitý a cíl jeho ataku tak neobvyklý, že za ním musel stát "nějaký stát". Zlé jazyky by řekly : něměl "nějaký stát" tak dobré vztahy s "jiným státem" a jeho tajnými službami, že měl přístup až třeba ke zdrojovému kódu Windows, nebo tak něco ?

Pak tady máme další docela legrační věci. "Degenerálové" v Severní Korei mají takový strach ze špionáže, že pro státní úřady vyvinuli vlastní distribuci Linuxu zvanou "Red Star OS". Nebo Čínští soudruzi mají obavy ze zadních vrátek tak pracují na "státních procesorech" Loongson a na "národní linuxové distribuci Red flag Linux" ( POZOR - neplést s Red Star OS ). Ba dokonce "úhlavní přítel" našich televizních intelektuálů - Rusko - má taky "státní čip" zvaný Bajkal. Dokonce je zde cítit "jistá spřízněnost", protože Loongson i Bajkal jsou ukradené upravené americké procesory MIPS. A tak dále a tak podobně.... Skoro by se chtělo říci, že před 1. světovou válkou byla generálská poučka, že válka se nedá vyhrát bez vlastnictví fabriky na třaskaviny na vlastním území a dnes se k třaskavinám přidávají asi i čipy a software.

Pak tady máme další drobné nepříjemnosti. Ruské tajné služby velice nešetrně sdělily celému světu s čím vším komunikují Windows 10 aniž by se obtěžovaly uživatele informovat. A pak tady byla ta nepříjenost s Američany a Merkelovou. Od té doby mají Němečtí politici zakázáno vozit do USA smartfouny a Německo ty nejdůležitejší tajné dokumenty píše zase na psacích strojích. A o zdrojí čínského "technologického pokroku" se ani nebudeme bavit A tak dále a tak podobně.....

Asi se chechtáte, že jsem paranoidní, ale pokud čtete tento blog na PC mladším než 10 let - máte v Intelovském procesoru ještě jeden počítač, který má přes hardware přístup ke všemu, k paměti, k diskům, k síťovému rozhraní - a pěkně se baví s Intelem nebo s "muži v černém", kteří mají nárok na hesla k procesorům Intel - "ze zákona" a takto mohou slídit ve Vašich datech - heslo - neheslo. A kdyby to bylo málo - je tu Facebook a jeho skandály a Android a jeho skandály a "Appstores" s falešnými aplikacemi a jejich skandály a čí ještě fízlovací skandály jsem zapomněl ?

Takže abych to prozatím nějak shrnul

Čekáte na slovo Huawei, které prý se čte "chuafej" ? Jakou informaci byste ode mně chtěli ? Když Číňani vyrábi procesory, které "jsou čisté", nepochybně je to proto, že jiné procesory z jejich dílen "jsou nečisté", ale ten Číňan, co radí Zemanovi, říkal, že to jsou jenom lži. A taky naši špioni místo aby tajně konzultovali svá zjištění s vládou - vytroubili vše do světa a Česko bude mít asi průser, protože vytahovat se na nás je snazší než se vytahovat na Trumpa, kterému tajné služby ( neveřejně ) reportují totéž.

ERGO pár bodů na závěr

Jo a pokud by někdo tvrdil, že ten špehuje a jiný ne. Takový člověk se mýlí, nebo úmyslně lže. Nejabsurdnější argument od "analytiků" z ČT24 je : "oni nás nešpehují, neb to jsou naši spojenci." Svět je ( bohužel ) ve stavu "mexické plichty", kdy je bezpečnější předpokládat, že každý špehuje každého.