вторник, 12 мая 2020 г.

Перекачка гелия из шара в шар (balloon helium transfusion)

Многие из вас пытались перекачивать гелий из одних шариков в другие, но скорее всего это были фольгированные полиэтиленовые  шары. В данной заметке попробуем перекачивать и из латексных (резиновых) шариков.
Для работы потребуются трубочки от капельницы: простой отрезок 30-50 см для перекачки "фольга-фольга", и такой же длины с иглой на конце для работы с вариантом "латекс-фольга".
Выполним перекачку "фольга-фольга". На фото из серебристого шарика в красную звёздочку.




Трубочка должна быть утоплена в каждый шарик не менее чем на 15 см, чтобы полностью открыть внутренний клапан. Перекачка выполняется постепенным сжатием шарика-донора.
Ещё вот вертолётик:
Как правило клапаны не могут обеспечить 100% герметичности шара, поэтому зону клапана следует подворачивать и обвязывать лентой.
Для перекачки латекс-фольга используем скотч в точке прокола.

Казалось бы, латексный шар создает давление и стремится сдуваться, но похоже, что и здесь надо ему помогать, сжимая в руках.
Вывод: Похоже, что перекачка "фольга-фольга" все таки проще.

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру
Лавриненков Игорь / R2AJA


понедельник, 20 апреля 2020 г.

УКВ и FM радиостанции Москвы (март 2020)

Лабораторная работа по оценке уровней сигналов радиовещательных станций УКВ/FM проведена в марте 2020. В качестве приемника - анализатор спектра Agilent, антенна - луч длиной около метра. Точка приема расположена в середине железобетонного здания закрывающего собой направление на север (окно выходит на юг). Местоположение р-н Соколиная гора (восток Москвы).
Спектр в диапазоне УКВ:

Спектр в диапазоне FM:
Разбит на четыре сегмента:




Расстояния в таблицах приведены в километрах. Сортировка станций по принимаемым уровням сигнала. 

Дополнительная информация:
[1] Радиостанции в Москве http://www.radiomap.eu/ru/moskva
[2] Частоты УКВ и FM радиостанций Москвы (2020)  https://www.morze.ru/radio_tv/radio_tv1.htm

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру
Лавриненков Игорь / R2AJA

Анализ КПД антенных тюнеров с применением антенных эквивалентов

Ранее я уже проводил оценку КПД своих тюнеров в полевых условиях, теперь проверю измерения в лабораторных условиях. Тюнеры для анализа: LC «Ёрш» ФНЧ с переключателем HiZ/LowZ, кнопочный T-тюнер ФВЧ, китайский KIT DIY Т-тюнер ФВЧ на магнитном кольце. Прочитать про каждый из них можно по ссылкам внизу статьи, а пока - обзорное фото.
Измерение выходной мощности генератора AA-340UP.
В работе используем антенный анализатор AA-340UP в качестве генератора измерительного сигнала. Отметим, что уровень 2 и 3 гармоник не более -30 дБм, поэтому их рассмотрением можно пренебречь.
Измерения в таблице выполнены на анализаторе спектре + приведены измерения на осциллографе.
F, кГц
P, dBm
P, мВт
Vpp50 Ом, В
P, мВт
P, dBm
1800
5.62
3.73
1.17
3.42
5.34
3500
5.67
3.74
1.16
3.36
5.26
7000
5.7
3.75
1.15
3.306
5.19
14000
5.6
3.65
1.14
3.249
5.11
21000
5.58
3.63
1.13
3.19
5.03
28000
5.2
3.343
1.13
3.19
5.03

Цифры отличаются на 0.3-0.4 дБ, т.к. отличаются параметры измерительных кабелей. Для дальнейшей работы принимаем оценки по осциллографу как основные, т.к. на нем будет измеряться и напряжение на эквиваленте антенны.
Теперь подключаем тюнер к АА-340UP и настраиваем выбранным тюнером нагрузочный безындукционный эквивалент по максимуму показаний осциллографа.  Сводные таблицы представлены изображениями.
LC-тюнер «Ёрш» - ФНЧ c переключением HiZ/LowZ
Т-тюнер KIT (DIY) из AliExpress
Т-дискретный тюнер
Промежуточные выводы:
Т-тюнер DIY (из AliExpress)
Хорошо согласует высокоомные антенны на частотах от 1800 до 21000 МГц. Выше, уже слишком много индуктивности от колечка! КПД сильно снижается с ростом частоты, следовательно, материал кольца вносит больше потерь, чем сопротивление намотки тонким проводом(!) На диапазоне 14 МГц, работают всего один-два витка вокруг кольца, и омические потери минимальны. КПД изменяется от 57% до 26% или, если говорить о потерях, это от 2.4 до 5.8 дБ! В низкоомном варианте ситуация получилась обратная, КПД лучше на высших диапазонах: от 29% до 89%, потери от 5.4 дБ до 0.5 дБ. Также можно видеть, что для высокоомных антенн, с ростом сопротивления, растут потери, в данной модели тюнера на 1 дБ, при росте сопротивления в 2 раза примерно с 800 до 1600 Ом.
LC-тюнер «Ёрш» - ФНЧ c переключением HiZ/LowZ
КПД сильно снижается с ростом частоты, что неожиданно. КПД в высокоомном варианте изменяется от 80 % до 7% или, если говорить о потерях, это от 0.95 до 11.3  дБ! В низкоомном варианте удается согласовать сопротивления на частотах от 7000 кГц и выше, при этом КПД не хуже 75%, и потери не более 1 дБ! Также можно видеть, что для высокоомных антенн, с ростом сопротивления, растут потери, в данной модели тюнера на 1 дБ, при росте сопротивления в 2 раза примерно с 800 до 1600 Ом (диапазон 14000 кГц, КПД снижается c 85% до 75%.)
Т-тюнер на дискретных ёмкостях.
При работе на высокоомную нагрузку КПД снижается с ростом частоты. При работе на низкоомную нагрузку КПД растет с ростом частоты. С уменьшением высокоомного нагрузки с 1600 до 800 Ом, КПД незначительно улучшается, потери немного уменьшаются на 0.1-1 дБ (зависит от частоты). 

Составим обобщенную таблицу КПД и потерь в согласующих устройствах для близких значений КСВ, для каждого эквивалента и частоты.
Результаты лабораторной работы отличаются от ожидаемых, поэтому выполняем еще дополнительные измерения. Тюнеры подключаются к домашней антенне-лучу, а на расстоянии 10 метров записываются показания датчика поля. 

Показаны параметры настройки тюнеров: СLC, КСВ, R, jX. Полученное значение напряжения для двух передаваемых мощностей 5Вт и 0,5Вт. Датчик поля показывает напряжение наводки сторонних полей dU около 27 мВ. Мы считаем, что измерение просто перекрывает эту наводку - значения типа MAX, или считаем, что наводку нужно вычитать из измерения - вариант RAZ.
Учитываем характеристику полупроводникового преобразователя и для перехода к дБ при U более 177 мВ используем 20*LOG10 иначе 10*LOG10. Желательно измерять схожие по силе сигналы, или меньшие 177 мВ, или уже бОльшие.
От 7 МГц и выше можно считать подключаемый луч высокоомной антенной, ниже 7 МГц – низкоомной.

В 2019 году выполнялась работа по сравнению Т-KIT тюнера и Т-тюнера в дальней зоне антенны на частоте 14 МГц. http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/vp2e.html В результате было установлено, что T-KIT проигрывал Т-тюнеру 3 дБ! Далее проводилось сравнение Т-тюнера и LC «Ёрш» http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/05/lc.html

Приведем табличку измерений по разным методикам и в разное время:

Частота, кГц
Результат 2019, полем
Результат 2020, на резисторе
Результат 2020,
полем
1800
Не выполнялось
Нет данных
LC>T-KIT на 2 дБ
3500
LC > T на 0.77 дБ
Нет данных
LC>T на 0.6 дБ
LC>T-KIT на 1.1 дБ
7000
LC > T на 1.45 дБ
LC > T на 0.4…1.64 дБ
LC>T на 0.2 дБ
LC> T-KIT на 0.9 дБ
14000
LC > T на 0.7 дБ
T>T-KIT на 3 дБ
LC > T на 2.5…3.5 дБ
LC>T на 0.3 дБ
LC> T-KIT на 2.72 дБ

21000
Нет данных
LC > T на 1.7 дБ
LC>T на -0.11 дБ
LC> T-KIT на 1 дБ
28000
LC > T на 2 дБ
LC > T на -5 дБ
LC>T на -4.4 дБ
LC> T-KIT на -2.9 дБ
T>T-KIT на 1.46
Комментарии:
3500: есть соответствие
7000: есть соответствие
14000: странное снижение КПД в измерениях с резистором
21000: нет сопоставления
28000: слишком большие потери у LC. Не соответствует полевым испытаниям. Если столбец «2020 полем» можно объяснить разной ДНА по сравнению с «2019 полем», то почему на резисторе такой слабый результат?!

Выводы к статье:
  • Наиболее точным следует считать измерение в дальней зоне по уровню принимаемого сигнала как сделано в опыте: http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/vp2e.html
  • Стоит придерживаться рекомендации, использовать воздушные индуктивности, воздушные конденсаторы и пластиковые корпуса. Металлы, карбонильные кольца, ферриты, изоляторы – всё снижает КПД тюнера.
  • Не найдено преимущество в легкости настройки Т-тюнером по сравнению с более простым Г-тюнером (LC)
  • Основное направление применения тюнера – согласование высокоомных проволочных антенн, следовательно, переключатель ёмкости вход/выход тюнера можно не применять, и собирать LC – тюнер по схеме «ФНЧ, ёмкость со стороны высокого импеданса».
  • Имеет смысл рассмотреть согласование низкоомных лучей и сравнить тюнеры в неосновном варианте их применения.(диапазоны 7/14/21 МГц, луч 10, 5, 3 метра + противовесы 3-10 метров)
Дополнительная информация:
[1] Компактное антенное согласующее устройство "Ёрш" [Ruffe - LC tuner unit ] http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/05/ruffe-lc-tuner-unit.html
[2] И.С. Лавриненков, "Антенный QRP тюнер на дискретных элементах", 59-й номер журнала CQ-QRP http://qrp.ru/cqqrp-magazine/1345-cq-qrp-59 
[3] Обзор QRP тюнера из AliExpress, http://lavrinenkov.blogspot.com/2016/11/qrp-aliexpress.html
[4] Питание VP2E через ферритовую защелку и СУ, http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/vp2e.html
[5] Полевые испытания LC «Ёрш» и Т - тюнера. Питание полотна через ферриты, http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/05/lc.html
[6] И.С. Лавриненков, "Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры", Радиософт, 2019.

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру
Лавриненков Игорь / R2AJA





пятница, 3 апреля 2020 г.

JBL 4 Flip ремонт диффузоров (diffusers repairing)

В данной ремонтной работе подопытным образцом будет портативная колонка
JBL 4 Flip. Пациент уже получал ремонт, после которого стал чувствовать себя хуже.
Что имеем: Время работы без кабеля подзаряда не более 1 минуты, оба диффузора повреждены. Возможно, сильный магнит вырывал отвертку из рук ремонтера и протыкал диффузор, хотя скорее всего, они были нашинкованы в ярости!
Возможность воспроизведения звука сохранена (Кабель/Bluetooth). \
Резонансная система не нагружается, поэтому басов мало, есть эффекты шелеста в звучании. Такую колонку можно использовать совместно с компом в качестве громкоговорителя без претензий на качество.
Начнем ремонт с замены аккумулятора. В данной модели он имеет емкость 3000 ма*ч, и состоит из одного Li-ION элемента, что упрощают задачу подбора.

Для того, чтобы извлечь аккумулятор, потребуется:
1) снять защитную сетку диффузоров (на защелках);
2) открутить по два винтика справа и слева, удерживающих резиновую окантовку;
3) снять резиновую окантовку;
4) открутить по 5 винтиков с каждой стороны, удерживающих пассивные резонаторы;
5) снять резонаторы
6) за одним резонатором открутить два винтика, удерживающих крышку батарейного отсека.

Мой аккумулятор оказался вспухшим, поэтому нельзя просто так взять и извлечь его. Использую тонкий напильник и молоток. Со обратной стороны относительно отсека аккумулятора можно увидеть зад аккумулятора (синий или зеленый). Важно точно поставить на него напильник и аккуратно выдолбить. На фото сторона, с которой надо выдалбливать аккумулятор. "Вот так надо ремонтировать дорогостоящую технику!" © - к/ф "Армагеддон"
В итоге извлеченный аккумулятор пробит напильником и не подлежит дальнейшей эксплуатации, но не очень-то и хотелось.



Аккумулятор под замену можно поискать на АлиЭкспресс что-то типа - https://aliexpress.ru/item/10000012510443.html 800 р (2020 год)
Размеры родного аккумулятора: 84х29х12 мм.
У меня нет времени ждать заказ, поэтому ставлю, то что есть под рукой. Аккумулятор от старого мобильника, вес 23 грамма, ёмкость около 400 ма*ч.
Плата контроля разряда перекочевывает со родного аккумулятора на замененный.
Теперь займемся диффузорами. Можно приобрести похожие по размеру на АлиЭкспресс https://aliexpress.ru/item/33013571037.html (840 р за пару, 2020 год).
А пока вырезаем заплатки из велосипедной камеры и приклеиваем клеем "Момент-гель".  Тщательно промазываем края заплаток, важно обеспечить герметичность диффузоров!
Выдерживаем сутки и проверяем звучание.


Звук гораздо насыщеннее, чем перед ремонтом. Небольшой шелест на некоторых композициях все-таки слышен.

Собираем колонку, одеваем защитную сетку на диффузоры.
p.s.
Через месяц использования установил более емкий аккумулятор. Подошел от iPhone 4.
Особенности и полезные советы:
* Панель, пассивного диффузора, под которой отсек аккумулятора помечен буквами JBL,
находится со стороны кнопки включения питания:

* Контактные лапки микросхемы контроллера от родного аккумулятора оказадись разными.
Плюсовая - более плоская, немагнитная, и не поддается пайке. Минусовая - поуже, магнититься и облудилась легко. Поскольку плюсовая клемма общая для аккумулятора и JBL колонки (+bat = + pwr), подпаял другую шинку к контакту +pwr (два красных провода).




* Сам аккумулятор GB-510-423482-0100 (GB/T 18287-2000) немного шире отсека, но поскольку он запаян в легкий алюминиевый корпус по типу "зубная паста" и поддается небольшой деформации, я изогнул его примерно так, что лежа на столе зазор по центру аккумулятора составил 3-4 мм. Таким образом он помещается в отсек. Ёмкость аккумулятора около 1400 мА*ч, масса 26 грамм. Предыдущий весил 23 грамма (крепкий не гнущийся корпус) при ёмкости 300-400 мА*ч. Изгиб почти не заметен по представленным фото.

Лавриненков Игорь / R2AJA
Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру


вторник, 10 марта 2020 г.

Определение ёмкости дискового Ионистра (disk supercap)

       [Determining disk supercap capacity]
  Ранее мы уже тестировали ионистр-сборку из двух банок в материале Определение ёмкости баночного Ионистра (сборка) (137 руб за 2 Ф), теперь рассмотрим другой вариант ионистра - дисковой 4 Ф за 47 руб. - цены 2019 года.

Масса 2Ф ионистра 7.68 грамм, дискового 4Ф - 7.14 грамм. Это уже странно, как цена, так и масса, наверняка есть какой-то подвох?!
Начнем исследование:
         Исследуемый ионистр в дисковом корпусе 5.5V 4.0F V-Type Diymore, с диаметром около 2.5 см, массой 7.14 грамм обладает гиперболической разрядной характеристикой,
которую линейной можно считать лишь в определенной области.

График разряда ионистра от 4.2 В до 2.1 В. Нагрузка 105 Ом:

Линейная область лежит ниже 3.25 В
Методика оценки ёмкости приведена в предыдущей статье, здесь сразу дадим формулы пересчета.
Формулы для пересчета Ф в ма*ч  цилиндрической сборки ионистров 2Ф
Формулы для пересчета Ф в ма*ч дискового ионистра 4Ф
График пересчета Ф в ма*ч для дискового ионистра:
Графики показывают эквивалентную аккумуляторную ёмкость ионистра
 с его электрической ёмкостью. По горизонтали - ёмкость в Фарадах, по вертикали - ёмкость в мА*ч.
Синий пунктирный - для начального напряжения ионистра
4.2 В и конечного 2.8 В,
Красный - для начального напряжения ионистра
3.5 В и конечного 2.8 В.

Теперь покажем одновременно графики для баночной сборки и дискового ионистра.
красным - сборка 2Ф, напряжение 3.5 В;
синим - сборка 2Ф, напряжение 4.2 В;
зеленым - диск 4Ф, напряжение 3.5 В;
фиолетовым - диск 4Ф, напряжение 4.2 В.

Сравним отношение эквивалентных ёмкостей для данных типов ионистров, иными словами
приведем эквивалентные ёмкости к 4Ф для каждого супер конденсатора.

Для начального напряжения 3.5В, разница  в 1.3 раза в пользу цилиндрической сборки!
Для начального напряжения 4.2В, разница почти в 2 раза в пользу цилиндрической сборки!

Сравним массы ионистров. Эквивалентная масса цилиндрической сборки для 4Ф составила бы 7.68 х 2 = 15.36 граммм. Масса дискового ионистра 4Ф составляет 7.14 граммм.

видимо, дело в массе, либо ёмкость в Фарадах дискового ионистра завышена?!

Лавриненков Игорь / R2AJA
Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру