Najveći izazov za pravog konstruktora je napraviti kvalitetan prijemnik, ili još bolje, predajnik sa kojim se može ispitati prostiranje elektromagnetnih talasa (EMT). Među dva zapažena takmičarska rada mojih bivših učenika ( Aleksandar Petrović i Miloš Milunov ), kojima sam bio mentor, spadaju radovi iz elektronike od kojih je jedan ( Miloš Milunov ) osvojio zlatnu medalju na Republičkoj smotri iz naučno-tehničkog stvaralaštva u Beogradu 2000-te godine. Radi se o nešto složenijem konstruktorskom radu koji, pored fantastičnog dizajna, ima dva funkcionalno povezana sklopa, a to su predajnik i mala trokanalna mikseta. Pored realne mogućnosti velikog dometa, moralo se ići na frekvenciju FM područja koja ne smeta drugima sa dometom koji je manji od 2 km, kako bi se izbegla složena procedura izdavanja dozvole za rad od strane nadležnih organa. Uređaj je tako poslužio samo u eksperimentalne svrhe za rad sa učenicima na časovima sekcije “Mladi fizičar”.

Teško je naći poreklo ovog predajnika. Sigurno se zna da je objavljen 1996. godine u italijanskom časopisu “Megaherz”, a potom je objavljen u časopisu “Elektronics” 2000-te godine. Proizvodi se u Grčkoj, a vrlo je popularan i u Engleskoj. Sa svoja 4 W snage ovo nije igračka. To je pravi predajnik, bez obzira na jednostavnost šeme. Sa dobrom antenom i ispravno podešenim oscilatornim kolom predajnik može imati domet i do 50 km na otvorenom. U urbanim zonama, ili na brdovitom terenu ovaj domet je daleko manji. Obzirom da predajnik emituje na FM području, za upotrebu kvalitetne antene mora postojati adekvatna dozvola za rad. Namerno je pravljena antena za mali domet (“štap” antena, L(m) = 300/f(MHz) - talasna dužina), koji je svega do 50 m.

Slika 1 i 2. Raspored delova i šema veza RK 3872 – Mala trokanalna mikseta

Pored predajnika, dosta pouzdanom u radu se pokazala mala trokanalna mikseta (Šema i raspored komponenti prikazani na slici 1.) sa tri ulaza, od kojih, onaj najosetljiviji može poslužiti za mikrofon, što daje poseban značaj za sam predajnik. Mikseta je popularan naziv pojačavača namenjenog mešanju više tonskih signala. Ona može da ima više ulaza, a samo jedan izlaz. Na miksetu možemo priključiti električnu gitaru, radio, mangetofon, CD plejer, kasetofon, mobilni telefon kao i fiksnu telefonsku liniju. Kad sve to pomešamo, na izlazu dobijemo jedan kombinovan izlaz po želji. Jačina signala pojedinih ulaza može se po volji posebno regulisati potencimometrima koji su spojeni za svaki ulaz.

Slika 3: RK 3405 – FM predajnik snage 4 W

Predajnik ima oscilator, modulator, drajver, ili pobudni stepen i izlazni stepen. Sve u svemu, četiri tranzistora u jednom, ne komplikovanom spoju ( pogledati šemu RK 3405 ). Regulacija dubine modulacije vrši se preko tranzistora T4 potenciometrom P1. Pojačan signal sa tog tranzistora ide preko elektrolita C2 na oscilator, koji je izveden u jednostavnom spoju sa tranzistorom T1. Frekvencija oscilatora je od 85 do 110 MHz, a određena je kalemom L1 i trimer kondenzatorom C15. Sa oscilatora oscilacije se trimer-kondenzatorom vode na drajver, te na stepen za pobudu izlaznog stepena. Kalem L2 je kalem drajvera. Sa drajvera, trimerom C9 signal ide na izlazni stepen koji ima tri kalema, u pobudi L4 i u izlazu L3, a u anteni L5. Za sprečavanje samooscilovanja imamo kondenzatore C3 i C4 na jednom kraju pločice, kao i C13 i C14 na drugom kraju pločice. Imamo i tri prigušnice namotane na feritinim jezgrima sa šest radijalnih rupa sa dva i sa pet navojaka. Na ulaz mogulatora u kutiji je spojena mikseta sa tri ulaza. Predajnik i mikseta se napajaju sa 12 V dobro filtriranog napona koji dolazi iz ispravljača koji je potpuno odvojen od njega kako bi se sprečio uticaj transformatora na oscilator predajnika. Te smetnje se čuju kao neprijatno zujanje.

Detaljnije uputstvo o gradnji navedenih modula, sa oznakama vrednosti komponenti uređaja, dato je u knjizi “Mala škola elektronike”, “Radio klub” Beograd, izdanje 2002. godine ( RK 3405 – predajnik, stranica 321, RK 3872 – mali trokanalni mikser, stranica 265), a delovi sa štampanim pločicama mogu se nabaviti u Kelco Doo” Beograd ( 011-2403 376 ). Međusobno spajanje modula nije prikazano na slikama, ali je delimično opisano, što za dobrog konstruktora ne predstavlja poseban problem. Na kraju, ponovimo da je opisani rad poslužio samo za eksperimente u nastavi, a za druge namene treba provesti odgovarajuću zakonsku proceduru izdavanja dozvole za rad. Za naprednije konstruktore uređaj može poslužiti za daljinsku komandu uređajima u stanu, automobilu, ili u vikendici.

Izvori saznanja:

1.“Megaherz”, italijanski časopis, 1996. godine,
2.“Elektronics”, popularni časopis za elektroniku, 2000. godine,
3.“Mala škola elektronike”, treće dopunjeno izdanje, Beograd 2002. godine

O korišćenju UPS uređaja pisao sam u nekim mojim ranijim člancima ( 03.12.2014. ), ali se ovoj temi opravdano vraćam zbog čestih pitanja i komentara na Internet portalima. Česti problemi su pištanje uređaja, njegovo preterano zagrevanje, otkazivanje rada akumulatora i veoma kratko vreme rezervnog napajanja pri nestanku električne struje.
UPS, koji služi kao privremeno rezervno napajanje u slučaju nestanka električne struje, će da pišti sa prekidima ako nestane struje u mreži, i ukoliko je ispravan, imaćemo sasvim dovoljno vremena da snimimo dokument u radu i da na vreme i bezbedno isključimo računar. Ne možemo biti sigurni da nastavimo sa radom na duži vremenski period ukoliko nema struje u mreži. Neki od korisnika su stavljali, umesto standardnog (propisanog) akumulatora, olovne akumulatore dosta velikog kapaciteta (preko 45 Ah) čije napajanje traži veliku jačinu struje, što dovodi do preteranog zagrevanja, ili do oštećenja vitalnih poluprovodničkih komponenti. Primera radi, UPS PowerMustek 600VA Plus, koristi Acu bateriju kapaciteta 7 Ah, tako da je njegova elektronika, kao i presek provodnika određen prema tom kapacitetu. Ako upotrebimo eksternu bateriju većeg kapaciteta, vrlo je verovatno da ćemo brzo upropastiti elektroniku uređaja. Prilikom zamene baterije obavezno pogledati koji je kapacitet u pitanju i da li odgovaraju njene dimenzije. Preporučljivo je, pre zamene, bateriju propisno napuniti do određenog napona, jer prazna baterija neće obezbediti stabilan rad u startu. Često se desi da baterija počne da pišti i u slučaju kada je UPS na mreži. Postoji više mogućih uzroka za tu pojavu. Prvi, najčešći, je da baterija nije dostigla potreban napon preko 10,8 V, jer je izgubila, ili iz nekog razloga gubi svoj kapacitet, tako da je treba što pre menjati. Drugi mogući uzrok je da je pregoreo zaštitini osigurač na ulaznom priključku koji je obično smešten (sakriven) na dnu tropolne utičnice. Pri njegovoj zameni upotrebiti osigurač propisane amperaže. Kada smo kod jačine struje koju može dati UPS, na njemu pišu podaci o tome ( snaga, jačina struje). Koristićemo samo neke uređaje da se napajaju preko UPS sa ukupnom snagom koja je ispod dozvoljene. Nikako nije preporučljivo da se preko UPS napajaju skeneri i pojačala. Nedavno sam pročitao da su neki pokušavali da preko UPS uključe i grejalicu, što je nezamislivo i nepotrebno.
Ponekad se kod UPS uređaja javlja preterano zagrevanje i zujanje pri radu. Zagrevanje neminovno postoji, ali ako je preterano onda nije obezbeđeno pravilno odvođenje toplote preko Alu tela za hlađenje. U tom slučaju pažljivo ispitati da li je stavljena termalna pasta i da li su dovoljno stegnute komponente koje se nalaze na hladnjacima. Zagrevanje i nestabilnost u radu se javljaju i kod hladnih lemova, što se može vizuelno ispitati i popraviti sa dobrom lemilicom i kvalitetnim tinolom. Oštećenja se najčešće javljaju na mestima štampane ploče gde prolazi jaka struja, što se vidi na krajevim kablova, ili konektora. Najbolje je pregledati celu štampanu pločicu UPS uređaja, videti da nema curenja elektrolita (česta pojava), spojeva sa kružićima (slab spoj), ili nagorelih kablova (česta pojava kod upotrebe akumulatora većeg kapaciteta). Zujanje pri radu je posledica nedovoljnog stezanja trafo limova. Ta neprijatnost se rešava stezanjem odgovarajućih matica na uglovima trafo limova, ili njihovo zalivanje u plastiku koja će amortizovati oscilovanje koje dovodi do zujanja.
UPS uređaj će sa pravilnim korišćenjem dugo raditi i biti nam od velike pomoći pri nestanku električne struje. Mnogi ga nepotrebno bacaju prilikom otkazivanja akumulatorske baterije, što je pogrešno, bez obzira na relativno visoku cenu baterije. To je najbolja prilika da pregledamo njegovu elektroniku, kupimo odgovarajuću bateriju, propisno je napunimo i zamenimo umesto stare. Pri ovim radnjama moramo biti veoma oprezni, jer uključena i napunjena baterija sa elektronikom UPS daje napon koji je opasan po život. Zato je najbolje da bateriju prikopčamo na kraju svih navedenih radnji kontrole, eventualne opravke, ili zamene.

O neprijatnoj pojavi stvaranja kamenca u bojleru, kazanu veš-mašine, mašine za pranje suđa i kod nekih drugih uređaja koji koriste struju i vodu pisao sam u mojim prvim člancima koji su objavljeni na stranicama “Cefix-a” (“Kamenac kao neizbežna pojava”, 01.08.2012. godine). Tragajući od tada za mogućim praktičnim rešenjima da se ovo delimično izbegne, probao sam eksperimentišući sa jakim magnetima kao i sa nekim elektroničkim uređajima koji daju određene rezultate. Među njima se kao dobar pokazao jedan sklop čija je konstrukcija dosta jednostavna i koju sam koristio kod električnog bojlera u istom (jednogodišnjem) vremenskom periodu, upoređujući količinu kamenca bez uređaja i sa uređajem koji opisujem, a koji je sa njegovom šemom i delom obrazloženja preuzet od autora koji su navedeni na kraju članka.

Kako se navodi u pomenutom izvoru, u naučnom časopisu New Scientist, februara 1988. godine prvi put je opisan, ali ne do kraja objašnjen fenomen uticaja magnetnog polja na kristalizaciju kalcijuma ( Ca ) na zidovima vodovodnih cevi, odnosno u kazanima bojlera i veš mašina. Pri ogledu je primećeno da se kristalizacija jako smanjuje ako na vodu deluje snažno magnetno polje ( jedinica: Wb = T*m2 - veber ). Ovo se lako može proveriti ako na vodovodnu cev pričvrstimo snažan magnet. Delovanje jakog magnetnog polja smanjuje kristalizaciju, a, po meni, naučno objašnjenje same pojave zasniva se na Amperovoj teoriji magnetizma i na hemijskoj i elektrodinamičkoj strukturi jedinjenja kalcijuma koja se nalaze u vodi, kao i same strukture vode. Kalcijum je srebrno beo i lak metal, a njegova jedinjenja se javljaju u vodi dajući joj potrebnu tvrdoću. Kalcijumovi sulfati i hloridi čine stalnu tvrdoću vode koja se kuvanjem ne može otkloniti. Tvrda voda je nepogodna za korišćenje u domaćinstvu.

U međuvremenu, pored ispitivanja sa jakim magnetima, napravljeno je više elektroničkih uređaja sa istom namenom, odnosno da se smanji taloženje kamenca kao neprijatne pojave kod navedenih uređaja. Isprobao sam jedan od njih koji je dosta jednostavne konstrukcije, a može se spakovati u plastičnu kutiju u blizini uređaja u kome sprečava kristalizaciju kalcijuma i znatno umanjuje pojavu kamenca. Dobro poznati integralac NE 555 proizvodi pravougaone signale frekvencije od oko 2 kHz i amplitude 9 - 15 V, koja zavisi od izabranog napona napajanja. Napajanje se vrši priključkom baterije sa (+) polom na tačku A i (-) pola na zajednički spoj blok kondenzatora 100 nF i 3,3 nF.

Frekvencija oscilovanja NE555 može se veoma precizno izračunati prema formuli:
f = 1,44/ (R1 + 2R2)*C1 = 1,44/(10000+200000)Ω*3,3*〖10〗^(-9) F = 1,44/21*〖10〗^4*3,3*〖10〗^(-9) Hz = 2*〖10〗^3 Hz = 2 kHz. Potrebne formule proračuna za NE555 su priložene na jednoj od slika.

Proračun frekvencije navodim iz praktičnog razloga što se promenom vrednosti otpornika R1 i R2 (izraženo u omima) i blok kondenzatora C1 (izraženo u faradima) može odabrati željena frekvencija prema navedenoj formuli. Eksperimentisao sam i sa višim frekvencijama, pri čemu je efekat delovanja uređaja donekle bolji. Posle nekoliko provera zadržao sam vrednosti komponenti prema izvornoj preuzetoj šemi sa linka.

Nije preporučljivo da jednosmerni napon prelazi 15 V, a može se koristiti četvrtasta baterija ( 9 V ), ili adapter ( 9 - 15 V ) koji je stalno uključen u mrežu. Sa izlaza IC (NE555, pin 3 ) signal se vodi preko zaštitnog otpornika od 220 oma do vodovodne cevi oko koje treba   namotati u jednom sloju 20 namotaja izolovane bakarne žice ( da ne bude licnasta ) prečnika 1 mm. Na cev treba namotati još jednu zavojnicu sa istom debljinom provodnika ( isti broj namotaja ) koja je od prve udaljena oko 1 cm. Zavojnice se motaju u istom smeru i priključuju samo sa jedne, odnosno sa iste strane. Drugu zavojnicu treba spojiti na zajednički minus ( - ) pol elektroničkog sklopa. Krajevi zavojnica se ne priključuje na elektroniku uređaja, niti na vodovodnu cev. Potrošnja struje uređaja je veoma mala ( reda nekoliko mA ), tako da se može duže vreme koristiti baterija napona 9 V, odnosno odgovarajući adapter koji se može naći na svakoj pijaci. Struja adaptera ne mora biti filtrirana, ali sa naponom od 9 - 15 V,  što znači da se  na njemu ne moraju interventno raditi neke posebne prepravke i podešavanja.

Eksperimentisao sam sa metalnim i sa plastičnim vodovodnim cevima i utrdio da postoji evidentna razlika, pošto na metalne cevi ( zbog indukcije ) i na vodu u njima jače deluju oscilacije proizvedene sa NE555. Konačan rezultat je upola manja količina kamenca u bojleru kao i kod bubnja veš mašine. Ispitivanje je obavljeno na istom bojleru i na mašini za pranje suđa, sa istim priključkom na vodovodnoj mreži. Zavojnice se stavljaju na dovodnu vodovodnu cev pre ulaska u bojler, ili na ulaznu plastičnu cev veš mašine na kraju do mašine. Uređaj nije od neke velike koristi za bojlere, pošto je čišćenje kamenca kod njih neminovno i preporučljivo svake godine, ali sam ga prioritetno primenio kod mašine za pranje suđa radi smanjenja kamenca na zidovima njenog spremišta. Rezultat je opravdao uloženi trud za nešto duži vremenski period eksperimenta sa veoma jakim magnetima i sa elektronikom opisanog uređaja.

Izvor saznanja: “Elektronika na Internetu”, M. Žagar i V. Vuković