Ricevitori a cristallo - Le Radio di Sophie - Crystal sets

Costruiamo un vero Ricevitore a Cristallo

Se lanciamo un qualunque motore di ricerca su Internet con le parole-chiave "crystal set", troveremo una miriade di pagine che presentano schemi simili a quello della figura qua sopra, completi di dati costruttivi e foto di particolari. La maggior parte delle pagine che troveremo saranno in inglese, sia perché l'inglese è la lingua universale di internet, sia perché la maggior parte degli appassionati di questo simpatico hobby sono americani, inglesi e australiani. Da loro si è mantenuta la tradizione e la pratica delle radio a cristallo, tanto che vengono organizzati dei raduni e concorsi a premi (i famosi DX Contests), nei quali vengono messe alla prova le caratteristiche di sensibilità e selettività di apparecchi sofisticatissimi, tutti funzionanti rigorosamente senza l'aiuto di pile, ma in grado di ricevere trasmissioni in onde medie e corte da migliaia di chilometri di distanza! Questa passione diffusa porta con sé degli indubbi vantaggi per i principianti anglosassoni, per esempio una vasta letteratura (libri e riviste specializzate) che ammonta a centinaia di titoli, un discreto numero di associazioni, ed infine la possibilità di reperire sul mercato tutto il materiale occorrente, dalle scatole di montaggio complete fino ai componenti singoli, rivelatori, condensatori variabili, filo, cuffie e insomma tutto il necessario per avventurarsi con successo nella costruzione di un ricevitore a cristallo.

E qui da noi? Beh, insomma, qui da noi tutto ciò ancora non c'è. Chi vuole realizzare una radio a galena partendo da zero rischia di imbattersi da subito in una serie di problemi pratici che possono scoraggiare anche i più tenaci. Ma niente paura: ci siamo qua noi. Non vi lasceremo soli nella disperata ricerca di una cuffia da 2000 ohm! In queste pagine presenteremo, oltre agli schemi, anche una possibile rosa di soluzioni dalle più economiche e casalinghe fino all'indirizzo dei fornitori di materiale originale d'epoca, bellissimo e costosissimo. Inoltre, abbiamo pensato anche noi di realizzare un KIT PER RICEVITORE A CRISTALLO, seguendo lo stile americano. L'acquisto del kit potrebbe essere anche un modo rapido ed economico per procurarsi i componenti di base occorrenti per i propri montaggi.

Gli elementi indispensabili

Nelle pagine della teoria si è avuto modo di delineare la funzione dei singoli componenti. Ma quali sono i pezzi veramente indispensabili? La domanda potrebbe essere posta in questi termini: se mi trovassi lontano dalla civiltà, con un equipaggiamento minimo, di cosa avrei assolutamente bisogno per costruirmi un ricevitore funzionante? Questa domanda, credetemi, è stata formulata più volte nella vita reale (si pensi soltanto ai soldati della seconda guerra mondiale), tanto da far nascere un hobby nell'hobby: quello di realizzare ricevitori utilizzando mezzi di fortuna: i cosiddetti fox-hole crystal sets (ricevitori da trincea). Ma questo è un argomento che merita un discorso a parte. Per tornare ai pezzi realmente indispensabili, possiamo tentare un approccio basato su una graduatoria di priorità, naturalmente tenendo conto che in base a ciò che si possiede si può decidere di optare per uno schema piuttosto che un altro, e che comunque i migliori risultati si possono ottenere solo usando componenti della migliore qualità.

Cuffia ad alta impedenza - Questo è forse l'elemento più importante, insieme al rivelatore. Sarà bene procurarsene una, o almeno un auricolare ad alta impedenza (2000-4000 ohm). Una buona cuffia si può ancora trovare in giro nei mercatini o su Internet. Costa cara ma offre ottime prestazioni, e inoltre è bella da vedere con quel suo look "marconiano"; un auricolare ceramico ad alta impedenza (crystal earphone) costa decisamente molto meno e assicura risultati analoghi. Purtroppo non è in vendita nei negozi italiani, ma si può reperire su Internet a prezzi variabili.

Rivelatore - In ordine di importanza il rivelatore occupa sicuramente un posto predominante, essendo il cuore della radio. Può essere un vero e proprio cristallo di galena con il contatto a "baffo di gatto", o un prosaico ma efficientissimo diodo al germanio. Consiglierei al principiante di semplificarsi la vita, almeno all'inizio, e procurarsi un paio di diodi al germanio. In seguito potrà sbizzarrirsi con tutti i rivelatori che vorrà, comprese le improbabili lamette da barba ed i bulloni arrugginiti...

Condensatore variabile - Un elemento variabile per la ricerca delle stazioni è necessario, ma non è indispensabile che questo elemento sia il condensatore. Comunque, procurarsi un buon condensatore variabile da qualche centinaio di picofarad non è difficile al giorno d'oggi. In sua vece si puo' realizzare un sistema ad induttore variabile, come faremo nel primo ricevitore proposto. I migliori condensatori variabili sono quelli "ad aria", come quelli montati nelle vecchie radio a valvole, ma vanno benissimo anche quelli miniaturizzati montati nelle radio a transistor. Per la gamma delle onde medie occorre che abbia una capacità di almeno 200-300 pF (quando è tutto chiuso).

Condensatori fissi - Qualche schema prevede l'impiego di componenti aggiuntivi (condensatori e/o resistori). Per questi non esiste alcun problema. Si comprano nei negozi di ricambi elettronici e costano pochissimo.
Induttori - Gli induttori (bobine) vanno costruiti volta per volta, usando un supporto cilindrico su cui si avvolge il filo smaltato (vedi sotto).
Filo per avvolgimenti - Il filo di rame smaltato, da usare per le bobine di induttanza, si può trovare con facilità nei negozi di materiale elettrico, perché viene comunemente utilizzato per la realizzazione di trasformatori, motori o altro. Questo filo è isolato con un robusto strato di smalto trasparente che lo fa apparire rossiccio o ambrato, e può essere avvolto con spire affiancate o sovrapposte senza pericolo di cortocircuiti accidentali. Il diametro utile del filo per le radio a cristallo è intorno a 0.3 - 0.5 mm. E' meglio non utilizzare filo più sottile perché si rischia di aumentare la resistenza degli avvolgimenti. Filo grosso è meglio, compatibilmente con i problemi di realizzazione delle bobine. Anticamente si usava il filo Litz (a molti capi sottilissimi) ed il filo isolato in seta. Entrambi erano bellissimi, ma oggi sono difficili da trovare.

Schema numero 1

Cominciamo da un montaggio semplice ed economico: un ricevitore a cristallo con sintonia a slitta.

Materiale occorrente:

Una cuffia o un auricolare ad alta impedenza;
Un diodo al germanio tipo OA90, 1N34 o simili;
Un condensatore da 200 pF
25 metri di filo smaltato da 0.3-0.5 mm
Uno spezzone di tubo di cartone o plastica, diametro 4cm, lunghezza 12cm.
50 metri di filo per collegamenti elettrici, sezione 1.5 millimetri quadri

Oltre a questo materiale serviranno altre minuterie meccaniche ed elettriche, che ciascuno potrà recuperare in casa in base al contenuto dei cassetti... Una basetta di legno di forma quadrata, delle dimensioni di almeno 15x15 cm servirà da supporto per tutti i componenti. I punti di giunzione tra componenti e fili potranno essere realizzati con viti d'ottone e rondelle. Chi ha dimestichezza col saldatore a stagno potrà realizzare collegamenti saldati, più sicuri ed affidabili, ma dovrà avere cura di non surriscaldare il diodo al germanio, molto sensibile alle alte temperature.

Schema elettrico:

Da sinistra verso destra si possono riconoscere: l'antenna e la terra, la bobina di sintonia con un condensatore in parallelo, il diodo rivelatore e la cuffia. L'elemento più interessante di questo schema è l'induttore variabile, che viene azionato mediante un cursore. E' utile osservare e confrontare anche lo schema pratico di montaggio, tenendo presente che si tratta di un suggerimento non vincolante, e che qualunque altra soluzione pratica andrà ugualmente bene, purché siano rispettati i collegamenti.

Istruzioni per il montaggio:

La prima cosa da fare è realizzare la bobina di sintonia. E' bene dedicare tempo e pazienza all'operazione, perché da questa dipende il risultato estetico e funzionale del nostro apparecchio. Per ottenere un buon risultato occorre seguire alcuni accorgimenti. Per cominciare, scegliere un tubo di supporto che sia sufficientemente rigido. Il diametro esatto non ha una grandissima importanza, è sufficiente che sia compreso tra 3,5 e 4,5 cm. Controllare che sia sufficientemente rigido e non tenda a sbriciolarsi maneggiandolo. Su questo tubo va effettuato l'avvolgimento di 180 spire ben affiancate e ordinate. Potrà essere utile "stirare" il filo smaltato prima di cominciare l'avvolgimento, fissandolo per un capo ad un sostegno robusto (maniglia di porta) e tirando l'altra estremità con una pinza fino a sentire una specie di cedimento, ma senza esagerare altrimenti si spezza. Questa operazione può essere ripetuta per vari tratti del filo durante l'avvolgimento. L'estremità iniziale va fissata con cura nel tubo, mediante un foro e un po' di mastice. Durante l'operazione, spingere con l'unghia le spire già avvolte in modo da renderle ben compatte. Alla fine, praticare un secondo foro nel tubo e farci passare il secondo capo dell'avvolgimento, in modo da fissarlo. Ora la bobina è pronta per essere fissata al supporto. Si possono usare due viti con rondella. Controllare che appaia ben salda al suo posto.

Il secondo e ultimo elemento delicato è costituito dal cursore, che serve a variare l'induttanza della bobina e quindi la frequenza di accordo. Si può usare una strisciolina di lamiera leggera ma elastica: girando per casa non dovrebbe essere difficile trovare qualcosa di adatto, per esempio partendo da un barattolo di latta che può essere facilmente ritagliato con le forbici (facendo attenzione ai bordi taglienti!). Serve una striscia della larghezza di 1.5cm e lunga circa 15cm. Questa va ben pulita sui bordi con della carta vetrata, e poi ripiegata in modo che assuma un aspetto simile a quello in figura: da una parte dovrà essere fissata al supporto con una vite che faccia da perno, dall'altra dovrà strisciare sulla bobina assicurando una certa pressione di contatto. Insomma, bisogna fare un piccolo miracolo di tecnica pratica! Una volta finito e collaudato, il cursore va fissato al suo posto e fatto ruotare per segnare il percorso del contatto sulla bobina. Questo percorso andrà pulito con cura dallo smalto, usando un pezzetto di carta vetrata a grana media. Ora siamo pronti per effettuare il montaggio degli altri componenti. Il risultato finale dovrebbe apparire simile a quello della figura qua sotto.

Inizia la fase più emozionante: quella del collaudo funzionale. Prima di tutto occorre collegare una buona antenna e un'altrettanto buona terra. La terra va realizzata sfruttando qualche condotta domestica (acqua o impianto di riscaldamento). Si collega uno spezzone di filo al termosifone, cercando di realizzare un buon contatto elettrico, e lo si munisce dall'altra parte di una pinzetta a coccodrillo. Questa va collegata al punto T in figura. L'antenna invece va realizzata con un pezzo di filo isolato lungo almeno 20 metri, gettato fuori dalla finestra o fatto calare dal tetto. Insomma l'importante è che sia lungo, isolato e il più possibile alto. In figura sono visibili due possibili punti per il collegamento dell'antenna: A1 e A2. Collegandola nell'uno o nell'altro punto si ottengono risultati diversi quanto a sensibilità e selettività dell'apparecchio. In ultimo colleghiamo la cuffia tra i punti C (diodo) e T (terra) e mettiamoci in ascolto, avendo cura di eliminare le cause di rumore esterno, almeno quelle che possiamo eliminare...

Dovrebbe essere possibile sentire almeno un fruscio. Spostando il cursore sulla bobina, con molta probabilità riusciremo a sintonizzare una o due stazioni radio, magari parzialmente sovrapposte. Facendo questa prova di notte il numero di stazioni aumenta ma diventa quasi impossibile separarle. Durante gli esperimenti di ricezione, sentiamoci pure liberi di introdurre varianti nei collegamenti, per esempio scambiare l'antenna con la terra, oppure collegare la cuffia in punti diversi. Per questo è bene che tutti questi elementi siano fissati con pinzette a coccodrillo.

Lo schema appena realizzato è quello che generalmente si trova nelle scatole di montaggio "didattiche" americane o francesi. In realtà si tratta di un ricevitore piuttosto rudimentale, in grado di dare solo una pallida idea di ciò che si può fare con una radio a cristallo. E' scarsamente selettivo, ma anche poco sensibile. Però è un punto di partenza importante, perché si realizza in un pomeriggio, funziona sicuramente e permette almeno di collaudare la cuffia e il rivelatore. Inoltre è molto adatto per essere proposto come gioco creativo per bambini guidati dai genitori o dagli insegnanti.

Chi vuole fare sul serio non si fermerà certamente a questo stadio, ma vorrà lanciarsi nella costruzione di apparecchi più efficienti, magari in grado di ricevere decine di stazioni estere con buona sensibilità. Per ottenere questi risultati occorre prima di tutto capire cosa c'è che non va nel primo montaggio, e quindi effettuare gli esperimenti successivi con una certa cognizione di causa. Proviamo ad analizzare da un punto di vista tecnico lo schema che abbiamo appena costruito, in modo da individuarne i difetti:

L'antenna è collegata direttamente alla bobina di accordo, e quindi influenza la sintonia;
Il rivelatore è collegato all'estremità della bobina che è un punto ad alta impedenza; in questo modo "carica" il circuito accordato riducendone la selettività;
Il sistema di sintonia a cursore non offre un contatto stabile e sicuro; i contatti striscianti introducono sempre una certa perdita di segnale. Inoltre, il più delle volte il contatto avviene non su una spira, ma a cavallo tra due spire, realizzando di fatto un cortocircuito nella bobina di sintonia, cosa che riduce la sensibilità del ricevitore.

Nonostante ciò il ricevitore funziona, ed era questo lo scopo che ci siamo prefissi in questa prima prova sperimentale.

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L.M.

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