Appunti di una visita al Museo della Scienza e della Tecnologia di Milano by Mario IK1SPF




Qui trovate appunti che riguardano una fortunata visita al Museo della Scienza e della Tecnologia, dove ho avuto modo di gironzolare all'interno di un TX Onde Medie, che come spiegato, ha avuto importanza per il mio hobby e non solo.




Una vista parziale del posto che divido con la stazione Radio di casa, dove trascorro parte del mio tempo libero, spaziando in lungo e in largo nel campo dell'elettronica, procurandomi sempre qualcosa da studiare.

Per accedere alle varie sezioni del sito utilizzare il menu sottostante.



Menu



Aggiornato al 15/04/2014

Anni addietro come spesso accade mi trovavo a Milano, avevo un paio di ore libere e non avendo voglia di andare alla solita biblioteca tecnica o a Palazzo Reale, mi venne in mente il Museo della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci, che é nella sua categoria come riportato sul suo sito: il più grande d'Italia e uno dei più grandi di Europa, quì ci trovate di tuto: Satelliti, Aeroplani, un Galeone, un Sottomarino, Treni, Radio, Chimica, Meccanica, strumenti musicali, orologi..., e relativi esperimenti giocabili, per l'elenco aggiornato meglio andare sul sito del Museo




Quando si arriva al Museo, già nell'androne, vi trovate al cospetto della "Regina Margherita", un alternatore credo da 350 KW azionato da due pistoni a vapore di dimensioni diverse, fatto il biglietto, si sale al I° piano, si attraversa tutta la sezione dedicata a Leonardo e dopo l'astronomia, in fondo a destra siete arrivati alla Collezione Telecomunicazioni, infine attraversando la sala degli esperimenti dimostrativi, siete arrivati.

Trasmettitore OMPregustavo già il piacere di ritrovare un vecchio amico: il TX Onde Medie di cui scriverò quì, trasmettitore
ora di proprietà assieme all'immagine qui a fianco, del Museo della Scienza e della Tecnologia di Milano.

Ho un particolare affetto per questo TX, in quanto fu il primo che ascoltai da bambino, siamo negli anni cinquanta, allora non sapevo niente di radio, mi limitavo ad accendere e spegnare lampadine, ma decisi di costruire una Radio a Galena, dopo aver visto il progetto su una rivista.
Galena che all'inizio mi fece dannare, non voleva funzionare, tutto quello che ascoltavo erano rumori simili a quelli di una radio fuori sintonia, non avevo idea di cosa fare, situazione fastidiosa, arrivai però alla soluzione indirettamente, considerando che: tutti i componenti erano nuovi, tranne l'induttanza autocostruita del circuito risonante, avvolta come consigliato con alcune spire in più da aggiustare in seguito, doveva essere li il problema, controllai con il disegno e mi accorsi di aver avvolto troppe spire, rimediai e riascoltando aprendo piano piano il variabile chiuso, cominciai a sentire una voce in sottofondo che aumentava di pari passo con la rotazione, finché arrivando sulla portante il forte suono che scaturì mi fece fare un salto, tant'è che si poteva ascoltare con le cuffie appoggiate sul tavolo e di cui ricordo ancora la sonorità delle mie cuffie da 4000 Ω a membrana metallica.

Ce l'avevo fatta, ero orgoglioso, chiamai tutti ad ascoltare, questo fatto si rivelò fondamentale per me, in quel momento compresi cosa avrei fatto da grande e siccome il mio sogno si è avverato, non posso che provare affetto per questo vecchio amico dal cuore di metallo.

E' ora di entrare in argomento:

La storia di questo TX inizia nel 1932 quando entrò in servizio, mentre sulla data della sua dismissione circolano informazioni contrastanti, sulla porta d'ingresso al TX che non è valicabile, è presente un cartello che riporta come anno di dismissione il 1971, ma è probabile che il TX per alcuni anni sia rimasto prima di questa data di scorta ad un più moderno Marconi.

Quel giorno al Museo mi attendeva una grande occasione, arrivando nella sala, notai qualcosa di cambiato, probabilmente il TX era in fase di sistemazione, tante' che facendo lo gnorri m'infilai dietro i pannelli, ricevendo subito il richiamo della sorvegliante, avvertendomi gentilmente della necessità del permesso del responsabile, il caso volle che si trovasse nella sala di fianco impegnato a spiegare qualcosa a una scolaresca, così attesi e quando i ragazzi se ne andarono, conobbi l'ing Massimo Temporelli allora responsabile della Collezione, a cui chiesi il permesso di andare all'interno del TX, inizialmente non mi parve ben disposto, ma raccontando del mio hobby e di essere un radioamatore, il che non guasta mai, acconsentì, naturalmente con l'obbligo di non toccare niente, HI.

Ormai avevo a disposizione solo mezzora e non avendo con me' ne macchina fotografica, ne altro di valido per prendere appunti, scrissi alcuni parametri sulla ricevuta del biglietto d'ingresso, il resto cercai di mandarlo a memoria, questo spiega perché in questa pagina non sono presenti immagini ed è possibile che contenga imprecisioni o errori, di ciò mi scuso anticipatamente, sperando di non far figuracce.

Quando entrai rimasi un po' confuso, perché i vari blocchi del TX, montati su pannelli della dimensione approssimativa di 2 m di altezza per 1 m di larghezza, non sembravano disposti logicamente, cercavo un trasformatore di modulazione che avrebbe dovuto essere evidente, ma non c'era, allora uscii per controllare dove fosse il generatore della portante così da tentare un percorso logico, trovatolo, ritornai sui miei passi e dopo qualche minuto tutto si chiarì: ero di fronte a un TX con modulazione a basso livello, seguito da due stadi amplificatori lineari in controfase, sistema datato, oggi non più impiegato per queste potenze.



Seguirò nella descrizione il percorso del segnale, dopo aver accennato ai due pannelli di gestione del TX, che sono il primo e il quarto situato prima di una valvola dello stadio finale.

Nella disposizione attuale, il primo pannello che supporta solo quattordici spie, a SX della porta d'ingresso al TX, informa con apposite targhette la condizione di alcune funzionalità come: l'accensione dei filamenti delle finali, delle prefinali, della 833A R.F. e delle due del modulatore, la presenza del loro negativo di griglia e della tensione anodica di 3 KV, l'entrata in funzione del motore delle due pompe dell'acqua di raffreddamento, l'accensione dei filamenti degli oscillatori e degli stadi successivi, nonché dei raddrizzatori a vapori di mercurio della terna a 15 KV, qui hanno sede alcuni trasformatori di potenza per l'alimentazione B.T. e altre parti, purtroppo non raggiungibili.

Questo primo pannello è comandato dal quarto pannello, dove si trovano nove interruttori servoassistiti da relay, deputati alla procedura di messa in opera del TX e al suo spegnimento che è sicuramente diversa per sequenza, non complessa, ma certamente lunga per la presenza di circuiti con necessità tempistiche differenti, tant'è che per la segnalazione di questi step, sono presenti nove spie, inoltre: otto fusibili, quattro manometri differenziali per il controllo della circolazione dell'acqua di raffreddamento, spie dell'accensione dei raddrizzatori a vapore di mercurio, insomma meno comandi, ma una messa in marcia più complessa dei nostri minuscoli transceiver, dove certamente occorre "manico" radiotecnico.

Sempre nel quarto pannello si trova uno strumento indicante la corrente R.F. di uscita, sulla scala da 80 A è presente un segno a 60 A, sul quadrante è riportata la seguente scritta: "5 Amps in thermo-couple = at 80 A on dial", letta così significherebbe una corrente di 3,75 A, ma vorrebbe dire una tensione di 13350 V su una impedenza di uscita di 3560 Ω, per 50 KW di uscita, è chiaro che si tratta di un riferimento arbitrario e non ha nessun legame diretto con l'unità di misura indicata, mentre avrebbe un senso leggerla per indicare semplicemente come 60 KW.

Passando al secondo pannello generatore della portante, inizialmente forse di 905 KHz o 899 KHz, frequenze le date in merito non sono chiare, diventando comunque 900 KHz dopo l'ultimo riordino della canalizzazione, la portante viene generata da due blocchi identici contenenti ciascuno una 6SQ7e una 6L6 tenute rispettivamente a 3 mA e 25 mA di catodo, correnti indicate da due strumentini, sono presenti in entrambi anche quattro regolazioni per la taratura del canale, inoltre da una presa SO239 è possibile prelevare un campione della frequenza generata, all'apparenza i due oscillatori sembrerebbero sempre in funzione, forse per ridondanza in caso di necessità, in ogni caso immagino per una potenza di uscita non oltre il Watt.

Questo segnale viene inviato nella parte superiore del pannello, dove si trova un amplificatore dotato di una PE1/100 pilota, penso per una decina di Watt di uscita, seguita da una 833A in classe C, neutralizzata, e alimentata a 1 KV,  modulata di anodo da una coppia in controfase sempre di 833A in classe AB1 alimentate a 3 KV, per una potenza dissipata di circa 390 W,  i cinque strumenti montati indicano: sul primo la corrente di catodo della PE1/100, altri due per la corrente delle 833A modulanti con segno a 65 mA  e infine la corrente di griglia della 833A in classe C modulata, con segno a 110 mA, sono inoltre presenti altri controlli: una sintonia dell'anodo della PE1/100 e un regolatore del suo guadagno, altri due per lo stesso impiego con in aggiunta un controllo di neutralizzazione, sono dedicati alla 833A R.F.

Questa valvola tutto vetro, raffreddata per convezione naturale può offrire in classe C e modulata di anodo, una potenza di uscita massima di 250 W, con picco di modulazione di 1 KW, che è quanto serve al primo amplificatore lineare, se fosse eccitato alla massima potenza di uscita di 5 KW.

Nel caso di specie: per la piena eccitazione dello stadio finale del TX è necessario che il prestadio fornisca 2,5 KW con indice di modulazione M1, per ottenere questo livello di potenza, è sufficiente che l'uscita dela 833A sia settata attorno a 130 W, dopodiché il segnale attraversa una rete passa-banda costituita da due circuiti risonati parallelo, posti in serie al segnale, per filtrarlo e bilanciarlo, dove il primo induttore del circuito viene posto in risonanza grazie ad un condensatore variabile, mentre il secondo induttore bilanciato, diviso in due parti, è posto in risonanza dal posizionamento di morsetti che determinano il numero delle spire necessarie, con la sintonia vera e propria, effettuata da un variometro costituito da una spira in corto circuito, posto tra i due semi-avvolgimenti dell'induttore, determinando il valore totale dell'induttore, con la modifica della reciproca mutua induzione, metodo di sintonia interessante perché privo di contatti striscianti, fonte certa di problemi viste le correnti R.F. in gioco per i livelli di potenza presenti nel TX, questo sistema è poi applicato a tutti i circuiti risonanti bilanciati fino all'uscita del TX.

In questo stesso pannello è montato il prtestadio, realizzato con una coppia in classe AB1 di 892A in controfase e neutralizzate, per la visualizzazione della loro condizione di funzionamento sono presenti nella parte alta cinque strumenti riportanti segni di riferimento, andando in ordine da SX, il primo indica la tensione di griglia per -230 V, mentre il secondo indica la corrente delle griglie controllo per 40 mA, il terzo e il quarto riportano 0,55 A come corrente di catodo e infine l'ultimo indica con un segno un valore arbitrario rilevato con termocoppia di 16 A su una scala di 25 A, sono presenti i controlli di sintonia per l'ingresso e l'uscita dello stadio, nonché due regolatori per la neutralizzazione delle 892A, valvole queste accese da due filamenti in tungsteno da 11 V, 60 A, per una potenza riscaldante dello stadio di 1,36 KW, l'amplificatore come indicato sul pannello può essere impiegato per potenze selezionabili di 1 KW, 3 KW e 5 KW, con interpolazione tra le portate.

Le valvole di questo amplificatore e quelle dello stadio finale, essendo raffreddate ad acqua sono incamiciate e montate con l'anodo rivolto in basso, dallo zoccolo superiore di ogni 892A sporgono i tre terminali dei due filamenti, mentre la griglia controllo ha il suo terminale flessibile sporgente da una colonnina di vetro trasversalmente per alcuni cm dal corpo centrale della valvola nelle vicinanze dello zoccolo, l'anodo poi è disponibile con un terminale fissato sull'incamiciatura della valvola.

Lo stadio finale del TX neutralizzato è regolato in classe AB1, utilizza una coppia di 898A connesse in controfase, è montato in tre pannelli, di cui il quinto e il settimo ospitano ognuno una 898A, alte circa 1,5 m, (si avete letto bene), mentre il sesto posto tra loro, ospita il circuito di ingresso e i rimandi meccanici per la struttura di supporto del circuito risonante di uscita, a cui arrivano anche le piattine di collegamento per gli anodi delle finali, le 898A a differenza delle valvole pilota, essendo dotate di tre filamenti isolati tra loro, infatti dal loro zoccolo sporgono sei morsetti, anche questi in tungsteno ma da 33 V 70 A, a causa della bassa emissione la potenza totale riscaldante ammonta a 13,86 KW, infine griglia e anodo sono meccanicamente disponibili allo stesso modo delle valvole pilota.

L'eccitazione di questo stadio transita attraverso un circuito risonante bilanciato collegato alle griglie delle finali, dove arriva anche il negativo di griglia, settato a -300 V., si notano anche due circuiti utilizzanti valvole all'apparenza 211 o 845, probabilmente utilizzate in funzione di clamp per impedire l'annullamento della portante nel caso di eccessiva eccitazione.
Il negativo di griglia sembrerebbe prodotto nell'ottavo e ultimo pannello, il condizionale è necessario in quanto non è possibile osservare la parte posteriore perché in posizione irraggiungibile, si notano però da una finestra di ispezione, una dozzina di valvole simili a raddrizzatori a vapori di mercurio di cui non si riesce a leggere il tipo.

Da questi tre pannelli si prosegue verso l'antenna attraverso una struttura che supporta il circuito risonante di uscita, al momento separata.
L'induttore del circuito risonante ha un diametro di +/- un metro per due di lunghezza, avvolto con tubo di rame del diametro apparente di un paio di pollici, spaziate un pollice abbondante, insomma una induttanza dimensionata per un buon Q, alla quale coassialmente all'esterno, è avvolto con un tubo di rame di dimensioni un po' inferiori il secondario di tipo bilanciato, stranamente asimmetrico essendo composto da 4 e 6 spire, comunque da due prese simmetriche rispetto a massa poste a circa 1 spira dal centro dell'avvolgimento, partono le piattine larghe 1 pollice abbondante per portare al coassiale di uscita, tra questi due avvolgimenti si trova come sempre il canonico scaricatore di sicurezza.

Il coassiale che portava all'antenna è realizzato da 5 conduttori del diametro apparente di un quarto di pollice, di cui quattro posti agli angoli di un quadrato con lato di 20 cm, in funzione di ritorno R.F. e schermo e dove risulta collegata anche la piattina per la terra generale, mentre il centrale è collegato all'altro capo del secondario sempre tramite piattina, calcolandone approssimativamente il valore dell'impedenza si ottiene un valore compreso tra 70/80 Ω.

Mentre lo spettacolare condensatore di accordo essendo di tipo bilanciato risulta diviso in due parti della lunghezza di un paio di metri, è costituito da 14 dischi per ogni sezione, affacciati e leggermente imbutiti per ragioni di stabilità, aventi un diametro forse di 70 cm, i due condensatori sono uno di fianco all'altro e disposti trasversalmente rispetto all'induttore, dispongono nella parte posteriore per un perfetto bilanciamento dello stadio controfase, di un disco mobile comandato dal pannello da rimandi e mossi da ruote dentate e catene.

Questa struttura, nel suo impiego normale è posizionata posteriormente allo stadio finale a cui poteva interfacciarsi sia meccanicamente sia elettricamente.


Siamo all'alimentazione HV, con valori indicati da segni posti su un Voltmetro e due Amperometri, lo stadio finale risulta alimentato a 17,5 KV per  una corrente anodica di 4,2 A per valvola, cioè 147 KW input.
L'energia proveniente da una terna a 15 KV, attraversa tre fusibili, passa su tre scaricatori, incontra sei filtri antidisturbo, per arrivare a sei boccioni a vapori al mercurio, forse delle 266B, che necessitano di 5 V, 42 A per l'accensione, di queste: tre alimentate da tre trasformatori ricevono una fase sul filamento e sono impiegate per il ramo negativo, avendo l'anodo collegato a massa, non prima di aver attraversato tre sensori di corrente, monitorati poi sull'ottavo pannello.

Gli altri tre raddrizzatori utilizzati per il ramo positivo, ricevono le tre fasi sugli anodi ed escono di filamento, alimentati da altri tre trasformatori e connessi opportunamente assieme a due condensatori di filtro da 4 μF, 21 KV, alti oltre il metro e mezzo, muniti di scaricatori ad arco, capacità a mio parere insufficiente, probabilmente ne mancava qualcuno, vorrei ricordare che nei trasmettitori modulati di ampiezza qualsiasi residuo di rumore dell'alimentatore anodico viene impresso sulla portante come fosse un segnale modulante.

Vediamo un po di numeri: il TX vanta una potenza nominale di alimentazione dello stadio finale di 130 KW, così era riportato su un pannello, lavorava però a potenza un po' più alta, le 898A non si sarebbero lamentate, in quanto posseggono limiti di impiego di 20 KV e 5 A, mentre per il lavoro normale sono raccomandati 18 KV, 4,2 A e quì impiegate a 17,5 KV per 4,2 A a valvola, valori che indicano come già detto una potenza input di 147 KW, un 10 % circa oltre la potenza nominale.

Alla luce dei numeri accennati, considerando che il segnale è già modulato e quindi per evitare splatters occorre tenere una corrente di riposo sufficientemente elevata, risulta che il rendimento dello stadio può arrivare al massimo al 40 % e nella fattispecie risulterebbe del 38 %, per una potenza nominale della portante di 50 KW, considerando che all'indice di modulazione M1, il picco di potenza sarà di 200 KW, mentre i valori reali sembrano indicare una potenza di 55 KW con picco di modulazione di 220 KW.

Si può ancora dire che la gestione di un siffatto TX richiedeva manico, in quanto dopo la modulazione della portante sono presenti due amplificatori lineari in cascata, che devono essere regolati con precisione, per evitare la generazione di disastrosi splatters, in ragione di un qualsiasi sbilanciamento sia R.F. sia delle correnti assorbite dalle valvole, o semplicemente per una tensione anodica un po' bassa, da tenere presente che il suo progetto risale a ottant'anni fa quando non solo la tensione, ma anche le frequenza di rete era ballerina.

I trasmettitori di potenza odierni, sono progettati con modulazione di anodo ad alto livello, dove uno stadio R.F. in classe C composto da una o più valvole in parallelo, riceve l'alimentazione attraverso una impedenza R.F., che invece di andare direttamente all'alimentatore anodico, transita attraverso una impedenza B.F. e nel punto di giunzione delle due impedenze dove è collegato il bypass R.F., perviene attraverso un condensatore il segnale modulante dal secondario del trasformatore di modulazione, che in questo modo rimane escluso dalla magnetizzazione del nucleo, utilizzando poi un amplificatore in controfase con primario bilanciato, il cui residuo della magnetizzazione risulta irrilevante.

Con questo set-up il trasformatore di modulazione pur essendo più piccolo, risulta migliore, con ridotte rotazioni di fase del segnale modulante, inoltre uno stadio R.F. in classe C esibisce un rendimento del ~70 % e considerando che la potenza modulante, fornita da un circuito controfase in classe AB1, con rendimento del 50/55 %, risulta additiva sulla portante, a parità di informazione trasmessa, la bolletta energetica risulta ridotta, considerando che a volte si ha a che fare con mostriciattoli come per esempio le RS1828 che "tirano" 50 A a 15 KV, cioè quisquilie come 750 KW input per valvola e dove il trasformatore di modulazione è grosso come un armadio a più ante e lo senti suonare da lontano.

Mentre un TX up to date da 50 KW, sarebbe costituito da un parterre di moduli finali a due/quattro Mos Fet sorvegliati singolarmente e per diversi parametri da una CPU, la potenza modulante viene fornita da un amplificatore a commutazione con rendimento prossimo al 90 %, l'uscita dei singoli moduli viene sommata con toroidi e tubi di rame per andare infine alla necessaria cabina di sintonia, in quanto questi TX per problemi distorsivi escono con una impedenza standard e mal sopportano l'onda stazionaria, la portante poi è generata per ragioni di pulizia da un PLL a basso rumore di fase, sincronizzato da un DDS con riferimento al Rubidio, almeno per i trasmettitori principali, insomma ne è passata di acqua sotto i ponti.

Quanto ho scritto, può contenere sviste e imprecisioni, me ne scuso, ma come detto all'inizio non avevo con me ne macchina fotografica ne qualcosa di valido per appunti e in solo mezzora non ho saputo fare di meglio, naturalmente nel tempo correggerò e integrerò quanto scritto.

Se qualcuno avesse delle correzioni da suggerire o notizie da aggiungere, può contattarmi via mail con il pulsante in alto a DX.

Ringrazio il Museo della Scienza e della Tecnologia di Milano Leonardo da Vinci, nelle mani dell'ing. Massimo Temporelli per il generoso permesso concesso.

Mario