|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sfondo fotografico. Trasmissione del suono mediante un raggio di luce. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Non tutti sanno che Alexander Graham Bell non considerava il telefono la sua invenzione più importante. In effetti, Bell era favorevole a un'altra invenzione che, secondo le sue previsioni, avrebbe avuto un impatto rivoluzionario sulle comunicazioni. Bell era ossessionato dall'idea di trasmettere la voce con un raggio di luce! Rivolgendosi al Sole come unica fonte affidabile di luce ad alta intensità a sua disposizione, Bell tentò di usarlo come mezzo di comunicazione multiuso. Chiamò la sua invenzione un fotofono. Bell trascorse gran parte degli ultimi anni della sua vita in tentativi infruttuosi di espandere la portata del fotofono. Prima della morte di Bell nel 1922, il fotofono trovò solo un uso militare limitato.
Paradossalmente, il suo sogno di trasmettere messaggi utilizzando la luce si è finalmente avverato più di 100 anni dopo la nascita dell'idea. No, non usiamo la luce solare in misura significativa per la comunicazione, ma abbiamo imparato a usare l'energia solare per eccitare emettitori chiamati laser e dirigere raggi laser lungo fibre di vetro, il cui spessore non è superiore allo spessore di un capello. È arrivata l'era della fibra ottica e l'idea di comunicazione globale, espressa per la prima volta dal geniale inventore del telefono, sta diventando realtà. Non è interessante seguire le orme del famoso inventore e riscoprire il fotofono? Facciamolo. Ricordi del passato Tutto questo accadde un giorno del 1878, ma nella nostra storia abbiamo superato noi stessi. Bell era molto interessato alle comunicazioni, come dimostrano le sue numerose invenzioni. Ma oltre a ciò ammirava la luce, che lo affascinava. L'elettricità solare era già conosciuta ai tempi di Bell. I fenomeni ad esso associati furono osservati per la prima volta da Edmond Becquerel nel 1839, cioè 8 anni prima della nascita di Bell. Mentre conduceva una serie di esperimenti sull'elettricità, Becquerel immerse due elettrodi metallici in una soluzione conduttrice ed espose il dispositivo alla luce solare. Con sua grande sorpresa, tra gli elettrodi apparve una piccola tensione elettrica. Questa scoperta passò in gran parte inosservata fino al 1873, quando Willoughby Smith scoprì un effetto simile esponendo un pezzo di selenio alla luce. L'effetto fu insignificante, ma questo momento dovrebbe essere considerato la vera nascita delle celle solari a stato solido. Perché si sono verificati tali fenomeni? Ciò era inspiegabile dal punto di vista della fisica classica! Ma a Bell non interessavano queste domande. Era una persona che pensava praticamente e la sua immaginazione era occupata dall'idea di creare un telefono alimentato dalla luce. Negli anni successivi seguì con grande interesse i lenti progressi nel campo del fotovoltaico e delle apparecchiature fotografiche. Nel 1878 gli venne l'idea di un fotofono. Lavorando con rilevatori di selenio, Bell progettò e sperimentò molte varianti di questo strumento. Sebbene i primi esperimenti fossero abbastanza semplici, ebbero comunque successo. Il 1° aprile 1880 Alexander Graham Bell ascoltò la voce del suo assistente Sumner Tainter mentre le sue parole venivano trasportate da un raggio di luce ad una distanza di oltre 200 metri e il citofono luminoso del Dr. Bell divenne realtà. Fu su questi successivi successi che Bell basò le sue previsioni sull'ulteriore sviluppo della tecnologia delle comunicazioni, che allora sembravano fantastiche. Ad esempio, era fermamente convinto che in futuro le persone avrebbero viaggiato solo con l'aiuto della luce. Sfondo fotografico Durante lo sviluppo di numerosi accessori per il fotofono e il miglioramento del suo design, Bell notò che i dispositivi più sensibili erano quelli che utilizzavano la resistenza al selenio come rilevatore di luce. Naturalmente funzionava senza amplificatori elettronici. Invece, ha usato la luce di focalizzazione per amplificare i segnali. Nella sua ricerca del miglior sistema ottico, Bell ha progettato una varietà di sistemi di lenti e specchi. Uno dei rilevatori di Bell era costituito da elementi di selenio disposti in cerchio, sui quali la luce veniva focalizzata mediante una lente collettrice. In un altro progetto, i rilevatori erano posizionati su una superficie cilindrica e posti al fuoco di uno specchio parabolico. In tutti i suoi dispositivi, i rilevatori di selenio erano collegati in serie con una batteria e una capsula telefonica ad alta resistenza. Quando la luce modulata cadeva sulla superficie del selenio, provocava un cambiamento nella sua resistenza, che veniva convertita in onde sonore dalla capsula telefonica. Puoi facilmente ripetere i suoi primi esperimenti. Estrarre prima il rilevatore di foto. Naturalmente, ora sono realizzati in modo diverso da quelli a cui Bell è abituata, ma il fotorilevatore modello Vacte VT312/2 è molto simile a quello di Bell. È un fotoresistore al selenio con una piccola quantità di cadmio aggiunta per migliorare le prestazioni. In realtà ha due rilevatori. Bell utilizzava spesso più rilevatori per aumentare la sensibilità. I rilevatori sono collegati in serie e posti al fuoco di un riflettore parabolico. Va bene un riflettore di qualsiasi dimensione, tuttavia, quanto più grande è la sua calotta, tanto maggiore è il raggio di comunicazione. Visualizza il catalogo di Edmund Scientific Co.. (7785 Edscorp Bldg., Barrington, NJ 08007). Hanno un'ampia selezione di riflettori parabolici e Fresnel. Il rilevatore può essere montato sul fuoco del riflettore utilizzando un supporto a forma di stella simile a quello mostrato in Fig. 1. Il rilevatore forma un circuito elettrico comune con la batteria e la capsula telefonica ad alta resistenza. A questo scopo è adatta una batteria da 12 volt, ad esempio quella di un'auto o più batterie di torce collegate in serie. La quantità di tensione non ha alcun ruolo qui. D'altra parte, una capsula telefonica non è così facile da trovare. Le capsule utilizzate nei telefoni moderni, a differenza dei loro predecessori, hanno una bassa resistenza e nel nostro caso non funzionano bene. Potete rivolgervi a radioamatori che abbiano un paio di vecchie cuffie ad alta impedenza. Come ultima risorsa, sanno dove trovarli. Come puoi immaginare, queste cuffie non sono così popolari come una volta.
Tutte queste parti, collegate in serie, costituiscono la parte ricevente del fotofono. Ora tocca alla parte trasmittente.
In molti dei suoi primi studi Bell non cercò di ottimizzare la parte trasmittente del fotofono. Ha concentrato la sua attenzione sul miglioramento del circuito optoelettronico del ricevitore. Grazie a ciò, molti dei suoi primi progetti sono semplici nel senso migliore del termine. Tra i progetti interessanti c'era un tubo di metallo con un diametro di 2,5 cm e una lunghezza di 5 - 7,5 cm, a cui attaccò uno specchio a un'estremità, come mostrato in Fig. 2. Quando si suona la tromba, le onde sonore fanno vibrare lo specchio e modulano la luce proveniente dalla sorgente. Puoi fare un ulteriore passo avanti sostituendo lo specchio rigido all'estremità del tubo con un pezzo di pellicola metallizzata. Ora arriva il momento più emozionante: testare il fotofono. Questa operazione deve essere eseguita da almeno due persone. Chiedi al tuo amico di tenere il trasmettitore alla bocca, di rivolgerlo verso il sole e di regolare l'angolazione dello specchio del dispositivo trasmittente in modo che parte della luce venga riflessa sul dispositivo ricevente. Mentre il tuo amico parla al telefono, sposta il riflettore parabolico finché non interseca il raggio luminoso e lo focalizza sul rilevatore. Fare attenzione quando si punta il riflettore. Non puntare il ricevitore direttamente verso il sole, poiché la luce solare concentrata può danneggiare rapidamente il rilevatore. Effettuate il primo test a breve distanza, poiché il minimo movimento del vostro amico a grande distanza ha un effetto molto significativo sui segnali amplificati dal fotofono e rende difficile la regolazione. Dopo la configurazione, ascolta la voce del tuo amico sul telefono. Aumentare la portata del fotofono Esistono diversi modi per aumentare la portata di un fotofono. Uno di questi si basa sull'aumento delle dimensioni del riflettore parabolico, l'altro sull'amplificazione del segnale del trasmettitore aumentando le dimensioni dello specchio montato su di esso. Potresti essere in grado di allungare la pellicola di Mylar alluminata su un'estremità di un grande barattolo di latta. È possibile aumentare la sensibilità del rilevatore. Probabilmente vorrai sperimentare diversi elementi sensibili alla luce, cambiando la loro posizione, come ha fatto Bell. Cambiando la tensione della batteria e la resistenza degli auricolari si modificherà anche la sensibilità del ricevitore. Naturalmente, nel circuito del fotofono è possibile utilizzare l'elettronica moderna. Il parametro che limita la sensibilità del ricevitore è la tensione di uscita del fotorilevatore. Il modo migliore per aumentare la tensione di uscita è farla passare attraverso un amplificatore. Nella fig. La Figura 3 mostra come è possibile eseguire questa operazione. Per prima cosa sostituisci la fotoresistenza con una piccola cella solare. In queste condizioni è un po' più sensibile ed è ovviamente meno suscettibile ai danni se esposto alla luce solare diretta.
Il circuito IC1 è uno stadio preliminare per amplificare un segnale debole proveniente da una cella solare. L'elemento è collegato tramite un componente alternato all'ingresso del circuito tramite il condensatore C1. Grazie a questo collegamento dell'elemento fotovoltaico è possibile “tagliare” tutta la luce, ad eccezione di quella modulata. I resistori R1 e R2 determinano il guadagno del preamplificatore, pari al rapporto tra i valori di R1/R2. All'aumentare della distanza tra trasmettitore e ricevitore, i valori di queste resistenze dovrebbero essere modificati. Tuttavia, non impostare il guadagno troppo alto, altrimenti il circuito oscillerà. È possibile sopprimere la generazione parassita collegando i condensatori in parallelo ai resistori R2 e R3, ma ciò peggiorerà la risposta in frequenza del ricevitore. Quando si modifica il valore di R2, è necessario modificare il valore di R3 della stessa quantità, poiché i valori di queste resistenze sono sempre uguali. Il segnale dall'uscita del preamplificatore viene inviato al controllo del volume R4, da dove va all'amplificatore finale IC2. Questo amplificatore aumenta il livello del segnale al livello richiesto per far funzionare l'altoparlante. Abbastanza buono rispetto a quello che era senza amplificatore. Quando si realizza il circuito, notare che sono necessari due alimentatori, +9 V e -9 V. Le batterie da 9 volt per il ricevitore a transistor andranno bene. Tuttavia, la tensione di alimentazione non è critica ed è possibile utilizzare qualsiasi fonte di alimentazione disponibile nell'intervallo 6-15 V. Miglioramento delle prestazioni del trasmettitore La sensibilità del fotofono può essere migliorata collegando al trasmettitore un amplificatore, il cui circuito è mostrato in Fig. 4. Utilizza lo stesso amplificatore di potenza integrato LM386 della Fig. 3, tuttavia, il suo ingresso è fornito da un segnale proveniente da un microfono e non da una cella solare.
L'uscita dell'amplificatore di potenza viene caricata su un piccolo altoparlante del diametro di 5 cm, simile a quelli utilizzati nei ricevitori a transistor tascabili. Un pezzo di pellicola mylar alluminata è teso sopra l'altoparlante. Quando parli al microfono, la tua voce viene amplificata e inviata all'altoparlante. A sua volta, l'altoparlante fa vibrare la pellicola rivestita da uno strato a specchio e modula il raggio solare. Per aumentare ulteriormente il raggio di comunicazione è necessario aumentare le dimensioni dell'altoparlante, e quindi la sua superficie riflettente. Ho osservato esperimenti in cui piccoli frammenti di uno specchio venivano incollati direttamente sul diaframma oscillante di un altoparlante. Tuttavia non posso garantire l'efficacia di un dispositivo del genere poiché non l'ho mai testato. Probabilmente funge da riflettore a forma di coppa. Nel processo di perfezionamento del fotofono, Bell e Thaner trovarono più di 50 modi per modulare un raggio luminoso con la propria voce, compresi i circuiti a polarizzazione variabile ora utilizzati nei sofisticati dispositivi di comunicazione laser. conclusione Se una volta ti sei interessato alla creazione di un sistema di comunicazione ottica, è difficile non pensare a questo entusiasmante problema. Negli ultimi anni della sua vita, Bell le predisse un grande futuro. I progetti di comunicazione ottica avviati dagli esperimenti di Bell stanno giungendo a buon fine. Sfortunatamente, i progetti dell'inventore non furono realizzati durante la sua vita. Autore: Byers T.
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ DPP-3 - Alimentatori da guida DIN trifase TDK-Lambda ▪ Le auto compatte ti insegneranno come prevenire gli incidenti ▪ Proiettore a focale corta LG PH450UG-GL
▪ sezione del sito Roba da spia. Selezione dell'articolo ▪ articolo Sistema russo di sicurezza ambientale. Nozioni di base della vita sicura ▪ articolo Una mucca ha davvero quattro stomaci? Risposta dettagliata ▪ Articolo Giardino della quinoa. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina