Come Costruire una Radio AM Artigianale

Le stazioni radio trasmettono su bande a onde medie e inviano un segnale nell'aria. Per ricevere queste onde AM bastano pochi elementi: alcuni componenti elettronici, del filo elettrico, un tubo di carta e un altoparlante. L'assemblaggio è semplice e non richiede alcuna saldatura. Una radio artigianale di questo tipo è in grado di ricevere il segnale entro 50 km dalla stazione emittente.

Parte 1

Parte 1 di 3:

Preassemblare i Componenti Necessari

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Riunisci i materiali. Forse possiedi già molti elementi che ti servono per questo progetto, tranne alcuni componenti elettrici che si possono acquistare nella maggior parte delle ferramenta, centri per il bricolage e negozi di elettronica. Avrai bisogno di:
- 1 Resistenza da 1 Megaohm
- 1 Condensatore da 10 nF
- Cavo elettrico isolato, rosso (37-50 cm)
- Cavo elettrico isolato, nero (37-50 cm)
- Cavo di rame smaltato (sezione 0,4 mm) per le bobine - circa 20 m
- Compensatore da 200 pF (160 pF va bene pure - fino a 500 pF)
- 1 Condensatore elettrolitico da 22 μF (almeno 10 V)
- 1 Condensatore da 33 pF
- Cavo elettrico isolato (15-30 m di qualsiasi colore, serve per l'antenna)
- Una batteria da 9 volt
- Basetta sperimentale
- Nastro isolante
- 1 Amplificatore operazionale (tipo µ741 o equivalente)
- Piccolo cilindro di materiale non conduttore (bottiglia di vetro, tubo di plastica o cartone e via dicendo)
- Altoparlante
- Pinza spellacavi (o attrezzo analogo come un paio di forbici affilate o un coltello)
- Coltellino o della carta abrasiva a grana media
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Costruisci un'antenna. Si tratta di uno dei componenti più semplici della radio artigianale, l'unica cosa che ti serve è un lungo cavo elettrico; in teoria, ti serve un segmento da 15 m, ma se non riesci a procurartene uno tanto lungo, può essere sufficiente un filo da 4,5-6 m.
- Quando scegli il cavo per l'antenna, opta per un modello isolato con diametro piccolo (ad esempio di calibro 20 o 22), dato che è il più adatto.
- Migliora la ricezione dell'antenna avvolgendola in una bobina; puoi evitare che si srotoli fissandola con delle fascette o del nastro adesivo isolante.^{[1]
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Taglia e spella i jumper. Si tratta dei fili elettrici che collegano i componenti che installerai in seguito sulla basetta sperimentale; taglia un segmento di cavo nero e uno di cavo rosso lunghi circa 13 cm.^{[2]
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- Usa una pinza spellacavi o un coltello affilato per rimuovere 2-3 cm di guaina isolante da entrambe le estremità di ciascun segmento.
- Se ti accorgi che sono troppo lunghi, puoi sempre tagliarli a misura in un secondo momento; vale quindi la pena preparare dei segmenti piuttosto lunghi all'inizio.
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Prepara una bobina che serve come induttore. Quando avvolgi il filo attorno al cilindro senza lasciare alcun spazio fra le spire, permetti al cavo di ricevere le onde radio come energia elettromagnetica. Questo processo può sembrare complesso, ma realizzare una bobina è piuttosto facile; basta avvolgere strettamente il filo attorno al cilindro.^{[3]
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- Inizia a realizzare l'induttore a un'estremità del cilindro. Lascia un segmento lungo 12-13 cm al termine del filo nel punto in cui fissi il cavo al bordo del cilindro con del nastro isolante; avvolgi il resto del cavo senza lasciare alcuno spazio fra le spire.
- Procurati un cilindro con un diametro di circa 5-8 cm, ma accertati che non sia in metallo, altrimenti elimina il segnale.
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Ricopri completamente il cilindro per terminare l'induttore. Maggiore è il numero delle spire, più alto sarà il valore dell'induttanza e più bassa la frequenza di sintonizzazione; continua ad avvolgere il filo finché l'anima non è completamente rivestita e blocca l'estremità con del nastro adesivo isolante. Al termine della bobina lascia un altro segmento libero di 12-13 cm e taglia il filo.
- Dal momento che il cavo di rame è smaltato, dovrai grattare via la patina che ricopre le estremità con un coltellino o con la carta vetrata in modo da poter collegare al circuito le parti di rame nudo.
- Puoi mantenere le spire ferme con qualche punto di colla a caldo o adesivo simile.^{[4]
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Parte 2

Parte 2 di 3:

Cablare i Componenti Elettrici

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Posiziona la basetta sperimentale. Appoggiala sul tavolo in modo che il lato lungo sia rivolto verso di te; non è importante quale faccia sia rivolta verso l'alto. I componenti del circuito (come i condensatori e i resistori) vengono connessi inserendoli nei fori delle colonne adiacenti della basetta.^{[5]
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- Queste basette presentano una differenza rispetto a quelle classiche: le lunghe file superiori e inferiori creano un collegamento orizzontale (da sinistra verso destra) e non in colonne come avviene per gli altri modelli.
- Normalmente sono presenti due righe sul lato superiore e due su quello inferiore; useremo solo una riga in alto e una in basso.
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Sistema l'amplificatore operazionale sulla basetta. Gli integrati hanno una demarcazione su un bordo, spesso dalla forma semicircolare, in modo che si possano orientare nel modo giusto (permette di contare i piedini nel modo corretto). Sistema l'integrato in modo da avere la demarcazione sulla sinistra. Logo, numeri e lettere stampati sul componente saranno così dal lato giusto quando le guardi.
- La maggior parte delle breadboard è dotata di una lunga depressione al centro che la separa in due metà identiche. Metti l'amplificatore al centro in modo che i quattro pin si trovino su un lato della depressione e gli altri quattro su quello opposto.
- In tal modo, puoi assemblare un circuito ordinato con l'antenna su un lato della basetta e l'uscita (l'altoparlante e il compensatore) su quello opposto.^{[6]
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- I piedini degli integrati sono numerati. Il piedino 1 è quello che si trova sotto al punto di demarcazione (il primo da sinistra della fila inferiore). I piedini sono numerati consecutivamente cominciando dal primo sulla riga inferiore e continuano in senso antiorario sull'altro lato del componente.
- Conferma la numerazione dei piedini dell'amplificatore una volta installato sulla breadboard nel modo seguente: sulla riga inferiore, da sinistra verso destra, avremo 1, 2 , 3 e 4. Sul lato opposto, da destra verso sinistra, avremo 5, 6 , 7 e 8.^{[7]
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- I pin che utilizzeremo per realizzare questa radio sono:
  - pin 2 = inverting input
  - pin 4 = V-
  - pin 6 = output
  - pin 7 = V+
- Assicurati di non invertire la polarità dell'amplificatore operazionale, lo danneggeresti irreparabilmente.
- L'amplificatore operazionale è adesso orientato in modo che la parte superiore e quella inferiore corrispondano alla polarità dei piedini V+ e V- una volta collegata al circuito la batteria. Questa disposizione permette di evitare possibili "incroci" dei cavi di collegamento causando un possibile cortocircuito.
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Metti la resistenza da 1 Megaohm sopra l'amplificatore operazionale. La corrente scorre nella resistenza in entrambe le direzioni, non devi quindi preoccuparti del suo orientamento sulla basetta.^{[8]
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Fonte di ricerca} Posiziona un reoforo direttamente sopra il pin "6" dell'amplificatore operazionale; l'altro deve essere collegato al pin "2".
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Posiziona il condensatore da 10 nF. Inserisci il reoforo corto nel foro che si trova appena sotto quello della resistenza da 1 Megaohm, nella fila inferiore dei pin dell'amplificatore; posiziona quello lungo nel foro a quattro colonne di distanza verso sinistra.^{[9]
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Collega il condensatore elettrolitico da 22 μF. Infila il reoforo più corto (negativo) nel buco che si trova appena sopra il resistore sopra la fila superiore di pin dell'amplificatore; quello corto deve essere collegato a quattro file di distanza a destra di quello lungo.^{[10]
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- I condensatori elettrolitici fanno passare la corrente in una sola direzione. La corrente deve entrare dal reoforo più corto. Applicare la tensione nel modo sbagliato può far letteralmente esplodere il condensatore.^{[11]
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Aggiungi i cavetti di collegamento. Usa quello rosso per collegare il foro che si trova sopra il pin "7" dell'amplificatore al primo libero e più vicino della fila superiore (quella che genera un collegamento orizzontale); il cavo nero unisce il pin "4" al primo foro libero più vicino alla fila inferiore.
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Posiziona il condensatore da 33 pF. Inserisci un reoforo nel buco libero che si trova sopra il condensatore da 10 nF; l'altro reoforo deve essere collegato a un altro alloggiamento vuoto che si trova a quattro file di distanza sulla sinistra.^{[12]
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- Questo condensatore non è polarizzato, proprio come il primo che hai assemblato, la corrente può quindi fluire in entrambe le direzioni e l'orientamento del pezzo non è importante.
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Parte 3

Parte 3 di 3:

Completare la Radio

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Collega l'antenna. Questo elemento non è stato usato finora, ma a questo punto puoi collegarlo. Inserisci un'estremità nel foro che si trova sopra il reoforo del condensatore da 22 pF; si tratta dello stesso reoforo che hai posizionato quattro file più a sinistra.^{[13]
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- Puoi migliorare la ricezione distribuendo il cavo dell'antenna nella stanza quanto più lontano possibile oppure avvolgendolo saldamente in una bobina come descritto in precedenza.
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Collega il compensatore. Inseriscine un capo nel foro che si trova a destra del reoforo del condensatore da 33 pF; l'altro capo deve essere collegato al cavetto nero nella lunga fila inferiore.
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Collega la bobina dell'induttore. Fissala al compensatore e al cavetto nero lungo la fila inferiore utilizzando uno dei due segmenti da 12-13 cm che hai lasciato alle estremità. L'altro capo deve essere collegato al condensatore da 10 nF e a quello da 33 pf.^{[14]
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Collega l'altoparlante. Appoggialo sul tavolo a destra del compensatore. Il cavo rosso va inserito nella fila superiore della basetta per collegarsi al cavetto jumper dello stesso colore; quello nero si inserisce direttamente nel buco sopra il reoforo corto del condensatore elettrolitico da 22 μF.
- È spesso necessario disfare i cavi dei capi rosso e nero collegati all'altoparlante, in modo che possano essere uniti al circuito della radio.
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Collega la batteria. Una volta terminato il circuito, tutto quello che ti serve è l'energia elettrica; utilizza del nastro isolante per fissare i cavi al polo positivo e negativo della batteria da 9 V e successivamente:
- Collega il filo positivo in qualsiasi foro della fila superiore della basetta per collegare l'altoparlante e il cavetto rosso.
- Collega il filo negativo in qualsiasi foro della fila inferiore della basetta per alimentare il cavetto nero e il compensatore.^{[15]
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Presta attenzione se l'altoparlante emette rumore. Una volta che il circuito è sotto tensione, l'elettricità inizia a scorrere nell'amplificatore e nell'altoparlante; quest'ultimo dovrebbe emettere dei suoni, per quanto deboli o simili a interferenze. Si tratta di un buon segno che indica che i componenti sono collegati in modo corretto.
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Ruota il compensatore per modificare la frequenza. Procedi lentamente per variare la frequenza che la radio può captare e trovare delle stazioni udibili; più la stazione radio emittente è lontana e più debole sarà il segnale.
- Sii paziente e ruota lentamente il pomello; con un po' di pazienza è probabile che tu riesca a sintonizzarti a un'emittente AM.
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Risolvi eventuali problemi. I circuiti sono delicati e potrebbero essere necessarie alcune riparazioni, soprattutto se si tratta del tuo primo tentativo. Tutti i reofori devono essere ben inseriti nella basetta e ciascun elemento deve essere agganciato nel modo corretto per poter funzionare.
- A volte potresti aver inserito completamente il reoforo nell'alloggiamento senza ottenere una buona connessione elettrica.
- Rivedi i collegamenti sulla breadboard per assicurarti che tutti i reofori siano collegati alla stessa colonna secondo lo schema.
- Stessa cosa vale per i cavi di collegamento da un lato all'altro della breadboard.
- Alcune breadboard hanno un layout diverso, oltre ad avere una parte superiore e una inferiore, hanno anche un lato destro e sinistro (utili quando un circuito viene alimentato da tensioni diverse). Se stai usando una breadboard di questo tipo, assicurati che i collegamenti siano gestiti di conseguenza.
- Sistema le connessioni finché non sei in grado di sentire la radio quando alimenti il circuito; se non accade nulla, devi ricostruire il circuito da capo.^{[16]
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Consigli

Non scoraggiarti se il circuito non funziona al primo tentativo. La progettazione di questi elementi è estremamente instabile e potrebbero essere necessarie diverse prove prima di ottenerne uno funzionante.
Ispeziona il circuito alla ricerca di pezzi danneggiati; se credi che sia stato assemblato correttamente e tutte le connessioni siano salde, è possibile che qualche elemento sia malfunzionante. I condensatori, i resistori e gli amplificatori operazionali vengono costruiti in grandi quantità e a costo molto basso, è quindi possibile trovare nella confezione qualche unità danneggiata.
Acquista un voltmetro per controllare le connessioni; questo strumento verifica la corrente che attraversa i componenti in qualsiasi punto del circuito. Non è molto costoso e ti permette di capire se alcuni pezzi non funzionano o non sono ben collegati, in tal caso l'energia non fluisce.

Avvertenze

Non sovraccaricare il circuito con una tensione elevata; applicando più di 9 volt puoi danneggiare i componenti o innescare un incendio.
Non toccare i cavi nudi quando sono percorsi dall'elettricità; prenderesti la scossa che però non è grave grazie alla bassa tensione applicata a un circuito di questo tipo.
Non collegare il reoforo corto del condensatore al polo positivo della fonte di energia; il condensatore si "brucia" emettendo in genere uno sbuffo di fumo. Nel peggiore dei casi i componenti prendono fuoco.