Een mini-machinezender in 2021 (Techniek Overig)

door Laurens @, Zaandam, 03.07.2021, 19:13 (1237 dagen geleden)

Ja, je leest het goed. Een machinezender, in 2021, die niet luistert naar de naam SAQ!

Een paar jaar terug vond ik een ontwerp voor een ontvanger, die een stappenmotor als BFO gebruikte. Dat bracht me op ideeën.
Maar het duurde even tot ik een manier had om dit uit te voeren. Het is nu echt gebeurd!

Laat ik mij vooraleerst excuseren - het is een haastig rommelprojectje geworden vanwege veel tegenslagen. Mijn eerste plan was namelijk om opnieuw een buizen-SAQ-ontvanger te maken maar dat mislukte. Maar ik wilde toch iets doen om Alexandersondag te vieren!

Op mijn nieuwe werk heb ik toegang tot een draaibank en boortjes per 0,1mm. Hiermee kon ik een asje maken, waarmee ik een normale gelijkspanningsmotor aan een stappenmotor met fijne stapjes kon koppelen.
Ondanks dat dit model stappenmotor echt bést wel kleine stapjes heeft, moest ik 'm aandrijven met tussen de 10.000 en 20.000 tpm.
Iedere onbalans vertaalde zich direct in heftige trillingen. Daar heb ik geen oplossing voor gevonden. Maargoed, dit is werkelijk het eerste wat ik ooit op een draaibank heb gemaakt. Ik heb geen enkele opleiding die met draaibanken te maken heeft buiten 'daar zit de noodknop', 'dat beiteltje is prima' en 'laat nooit de spansleutel in de klauw zitten'. Oh, en 'daar is de stofzuiger, effe na gebruik de krullen wegzuigen!'
Een factor die het lastiger maakte, is dat het asje van de aandrijfmotor een platte kant.

[image]
Stappenmotor en RC-auto motortje

De loop die ik eerder had gemaakt, heb ik even vlug op de werkbank gegooid. Deze werkt nog keurig. Een kleinere, gelijkaardige loop staat op 3m afstand aan de andere kant van de kamer.

[image]

Moment supreme. Schreeuwende motor. Brokjes koolborstel op tafel want om de ca. 15000rpm te halen, moest de motor op 12v z'n dienst vervullen, in plaats van de maxixmaal 8,4 volt die gespecificeerd werd...

Gelukt!
[image]

Een behoorlijk krachtig signaal werd op maarliefst 3m afstand opgepikt. De sterkte is dusdanig dat het signaal misschien wel tientallen meters heeft kunnen overbruggen! :-D
De stappenmotor levert grofweg 3w uitgangsvermogen. Het door de loop uitgestraalde vermogen zal op z'n best in de microwatts liggen. Daarom vind ik deze piraterij acceptabel :-D

Maar toen gebeurde het. Ik was nog niet eens door m'n callsign heen en het lager van de aandrijvende motor ging finaal naar de klote. Omcirkeld is waar de motor het begaf.
Dit was overigens na +- 30 minuten testen en experimenteren. Het motortje treft geen blaam, ik vind het netjes dat een motor van 15 euro het zo lang op de dubbele spanning en bij waanzinnig toerental uithield :)

[image]
Het metaalslijpsel komt uit de motor, let op hoe groot het gat van het lager is geworden... Asje wiebelt 1mm heen en weer!

Het lukte nog net om een paar flarden video te maken met de loop aan de mic ingang van mijn laptop, en Spectrumlab als de ontvanger. Maar de frequentie was toen al hopeloos instabiel geworden. Maar in ieder geval kan je op de achtergrond het geklapper van het asje van de motor horen, en hoe sterk het signaal is in verhouding tot de achtergrondruis (daar ben ik heel tevreden mee). Bij de eerste test, opgenomen met audacity, was de frequentiestabiliteit vergelijkbaar met een vrijlopend buizen-oscillatortje, lang niet slecht voor wat het is.

https://youtu.be/Yb1hSANla2E

Wordt vervolgd! Volgende plan is om de boel beter in balans op te bouwen. De trillingen van de as dragen ongetwijfeld bij aan het kapot gaan. Mogelijk ga ik voor een riemaandrijving, zodat de aandrijvende motor ook geen idiote toerentallen hoeft te draaien.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

Een mini-machinezender in 2021

door Maurice ⌂ @, Dordrecht, 03.07.2021, 19:49 (1237 dagen geleden) @ Laurens

Leuk project met toch resultaat.

Bij dergelijke toerentallen moet natuurlijk alles in lijn staan en in balans zijn.
Zie anders maar wat er gebeurt.

Je zou nog een flexibele koppeling kunnen gebruiken ipv zoals nu een starre koppeling.
Of gebruik een tandwiel cq ketting overbrenging, heb je ook de beschikking over
verhoudingen.
Tandwielboxjes zijn ook verkrijgbaar.

Op 12V moet dat motortje best wat langer dan 30min vol houden, zoveel kracht hoeft
het niet te leveren.

De theorie achter je ontwerp noem je niet.
Neem aan dat de frequentie afhankelijk is van toeren tal en aantal stappen wat de
stapmotor ingebouwd heeft.

--
"I haven't even turned this on to see if it works because as long as I don't it might"

Een mini-machinezender in 2021

door Laurens @, Zaandam, 03.07.2021, 21:18 (1237 dagen geleden) @ Maurice

[image]

Een stappenmotor is een permanent-magneetmotor met een paar spoelen er omheen. De magneet is van een speciale vorm met allemaal tandjes, en de stators hebben corresponderende tandjes.
Door op een specifieke volgorde en frequentie de spoelen aan te sturen, kan je de stappenmotor stapje voor stapje aansturen. Dat kan bijvoorbeeld 180 stapjes per rotatie zijn. Je krijgt dan als ik het goed heb begrepen, 90 polariteitswisselingen voor een rotatie.
Hoe fijner die vertanding, hoe kleiner de stapjes die de motor kan nemen. Dit is van belang als je mechanische onderdelen een specifieke, vaste afstand wil verplaatsen. Denk aan scanners waarbij de sensor langs het papier wordt bewogen en lijn voor lijn het document gescand wordt. Je vindt ze ook in sommige printers.

Maar de natuurwetten gelden omgekeerd ook - draai de as van de motor, en er zal een spanning uitkomen op die specifieke frequentie.

Omdat er zoveel kleine tandjes/stapjes op die magneet en stator zitten, resulteert 1 omwenteling dus in 90 perioden in dit voorbeeld. Vergeleken met een alternator van een auto of een fietsdynamo, is de frequentie erg hoog.
In theorie zou dit projectje ook kunnen met een fietsdynamo, maar dan moet je een dynamo vinden die vele tientallen, misschien wel 100.000 toeren per minuut kan draaien. Die bestaat in de praktijk niet...
Met een fijn stappenmotortje zit je beneden de 20.000.

Zo kan je met een nog ietwat behapbaar toerental, toch nog een radiofrequentie opwekken zónder vonken en zónder traditionele elektronica.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

17khz dus

door Laurens @, Zaandam, 03.07.2021, 23:40 (1237 dagen geleden) @ Laurens

Ik zie dat ik in het hele verhaal er buiten heb gelaten, dat de stappenmotor (die als generator dient) niet simpelweg een stroomvoorziening is, maar het onderdeel is dat direct de 17khz radiofrequentie opwekt.
17khz is laag ja, naar moderne maatstaven, maar in de jaren 20 was het heel gangbaar om radiosignalen op die frequentie uit te zenden.

17khz wek je niet zomaar op met een generator. Zou ik een gewone er aan koppelen, zou er 50 of op z'n best een paar honderd hz uit komen.
Daarom had men de alexanderson alternator bedacht.
De stappenmotor is daar een héél klein beetje mee vergelijkbaar met z'n magneet met vele tandjes. De alexanderson werkte door waar de tandjes bij de stator kwamen, een geinduceerd magneetveld door te laten geloof ik.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

17khz dus

door Maurice ⌂ @, Dordrecht, 04.07.2021, 00:58 (1237 dagen geleden) @ Laurens

Ja dat dacht ik al dat je in de erg lage frequentie zou uit komen.
Net als de Grimeton Zender.

Gebleken is ieder geval dat je huidige manier niet helemaal de juiste is.
Mechanisch dan, dus daar nog even verder op puzzelen dat te verbeteren.


Je hebt bij mijn weten ook 400Hz generators.
Bv heb ik ook een Dyno generator.
Dat is een 24V DC motor en een generator in 1 geval.
Is lang geleden dat ik deze gebruikte maar als goed is komt daar
75Hz bel generator uit en de kiestoon wat vervolgens met de roterende
schijf schakelaars gepulseerd wordt in Kies bezet toon enz.
Wat draait die motor, iets van paar honderd toeren,
heel rustig ieder geval. Is zeker geen hoge toeren motor.

Ik bedoel hier mee dat er meerdere manieren zijn om hogere frequenties
te verkrijgen uit generatoren.
Idee stappen motor is wel een slimme.


[image]

--
"I haven't even turned this on to see if it works because as long as I don't it might"

Een mini-machinezender in 2021

door Hugo Sneyers ⌂ @, Tongeren Belgie, 03.07.2021, 22:58 (1237 dagen geleden) @ Laurens

Hallo Laurens,

Leuk experimentje !!
Morgen toch maar luisteren naar de grotere machinezender hi :-)

Groeten ... Hugo Sneyers

Een mini-machinezender in 2021

door ejrietbergen ⌂ @, Schiermonnikoog, 03.07.2021, 23:17 (1237 dagen geleden) @ Laurens

Hoi Laurens

Leuk project om Alexanderson mee aan de vergetelheid te ontrukken.

Ik kan me herinneren dat mijn ouders vroeger een elektrische klok op de schoorsteenmantel hadden staan die een uitnodigend snorrend geluid maakte. Die moest open!
Ik trof een spoel aan met een kern die een rotor omarmde. Zowel de armen als de rotor hadden tandjes die op elkaar pasten, een synchroonmotor dus.

Zou je die kunnen aandrijven om een zender mee te maken? Er zit tenslotte al een tandkast bij. Als je de as van de secondewijzer aandrijft moet je met 336 omwentelingen per minuut al op de frequentie van de langegolf-zender van Radio Kootwijk zitten.

Ik denk alleen niet dat je er Bandoeng mee bereikt;-)

Dank voor je onderhoudende verslag en vriendelijke groet, EJ

--
We hebben allemaal twee levens. Het tweede begint als we ons realiseren dat we er maar één hebben.

Een mini-machinezender in 2021

door Laurens @, Zaandam, 03.07.2021, 23:36 (1237 dagen geleden) @ ejrietbergen

Helaas, dat is geen optie. Een synchroonmotor levert 50hz bij z'n normale toerental. Dat is te laag.
De stappenmotor levert echt 17000hz, zoals de oude machinezenders deden.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

Een mini-machinezender in 2021

door kris @, Gent België, 03.07.2021, 23:42 (1237 dagen geleden) @ Laurens

***Idee***
Als je nou eens een dremel (of een gelijkaardig boormachientje) als motor gebruikt?

Die zijn gemaakt voor zeer hoge toerentallen (meestal dan nog regelbaar ook), en gaan niet stuk na enige minuten. Extra voordeel, je kan hem ook nog voor wat anders gebruiken, zoals gaatjes boren :-)

Een mini-machinezender in 2021

door Maurice ⌂ @, Dordrecht, 04.07.2021, 01:02 (1237 dagen geleden) @ kris

De huidge motor gaat stuk door de mechanische trillingen,
ook de dremel gaat er zeker aan op deze manier van aandrijving.

--
"I haven't even turned this on to see if it works because as long as I don't it might"

Een mini-machinezender in 2021

door kris @, Gent België, 04.07.2021, 08:25 (1236 dagen geleden) @ Maurice

de huidige motor gaat stuk omdat de koolborstels er in laagjes afgepeld worden en de lagers snel uitslijten, als ik het goed lees.

trillingen kan je alvast heel makkelijk vermijden. boortje of asje in de boorkop en dan koppelen met stukje slang die over beide assen gaat...

Een mini-machinezender in 2021

door Laurens @, Zaandam, 04.07.2021, 11:27 (1236 dagen geleden) @ kris

De koolborstels hebben waarschijnlijk gefaald door de overbelasting (12v in plaats van ca. 7,5v), het lager door de trillingen en de te hoge snelheid.

Ik heb zeker aan een dremel gedacht. De spankop zal veel minder trillen dan de verbindingsas.

Echter, zowel mijn eigen kinzo 'dremel' als de Dremel dremel van 't werk, varieren heel sterk in snelheid, zelfs onbelast. Ik vermoed dat de echte dremel het bewust doet om resonanties tijdens het frezen te voorkomen, maar de kinzo doet dat puur omdat met opwarmende motor de weerstand van de wikkelingen toeneemt...

Mijn proxxon blijft prachtig stabiel, maar die heeft maar een 18w motortje wat aan de krappe kant is. Hij zal 'm wel kunnen aandrijven, maar ook erg heet worden.


Een laagspanningsmotor is voor mij gemakkelijk te regelen, eventueel kan ik zelfs een tachoregeling bouwen zonder al teveel moeite, dus dat heeft mijn voorkeur.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

Een mini-machinezender in 2021

door ejrietbergen ⌂ @, Schiermonnikoog, 04.07.2021, 08:03 (1236 dagen geleden) @ Laurens

Hoi Laurens

Waar maak ik dan de denkfout?

Op 50 Hz draait de secondewijzer 1 keer per minuut rond. Ik streef naar een frequentie van 16.795 Hz. Dus moet de as van de secondewijzer 16.795 / 50 = 335,9 omwentelingen maken om aan die frequentie te komen. Het uurwerk fungeert als tandkast/versnellingsbak.

Toch?

vrgr, EJ

--
We hebben allemaal twee levens. Het tweede begint als we ons realiseren dat we er maar één hebben.

Een mini-machinezender in 2021

door kris @, Gent België, 04.07.2021, 08:21 (1236 dagen geleden) @ ejrietbergen

helemaal juist, alleen vrees ik dat de reductietandwieltjes in het klokmechanisme dit niet lang gaan volhouden.

Een mini-machinezender in 2021

door Laurens @, Zaandam, 04.07.2021, 11:09 (1236 dagen geleden) @ kris

Als het motortje op 50hz 750 toeren draait (ongeveer, geen idee hoeveel dat normaal is maar meestal draaien klokmotortjes erg langzaam) - dan zal het motortje voor 15000hz 225.000 toeren moeten draaien.

Zowel motor als tandwielkast zullen uit elkaar spatten ruim voordat de 225 duizend toeren bereikt is.

--
Ik neem op kleine schaal reparaties voor anderen aan voor een leuke prijs.
Stuur een mailtje bij interesse.

RSS Feed van deze thread
powered by my little forum