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 di Milano, dove ho avuto modo di gironzolare all'interno di un TX Onde Medie, importante per il mio hobby e non solo.




Una parziale vista del lab. che divido con la stazione Radio di casa e dove trascorro parte del mio tempo libero, spaziando nel campo dell'elettronica, trovando sempre qualcosa di nuovo da studiare.
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Aggiornato al 15/08/2022

Anni addietro come spesso accadeva, trovandomi a Milano con un paio di ore libere e non avendo voglia di recarmi alla solita biblioteca tecnica o a Palazzo Reale, decisi di visitare per l'ennesima volta il Museo della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci, il più grande d'Italia e uno dei più grandi di Europa, come riporta il suo sito, qui ci trovate di tutto: Satelliti, Aeroplani, un Galeone, un Sottomarino, Treni, Radio, Chimica, Meccanica, strumenti musicali, orologi..., alcuni con esperimenti giocabili.

Ricordo per obbligo che nomi, riferimenti e immagini, sono di proprietà del Museo della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci di Milano.




Entrando nel Museo, già nell'androne vi trovate al cospetto della "Regina Margherita", un alternatore credo da 350 KW azionato a vapore da due pistoni dimensionalmente diversi.
Fatto il biglietto e salito al I° piano, si attraversa tutta la sezione dedicata a Leonardo da Vinci e dopo l'astronomia, in fondo a destra siete arrivati alla Collezione Telecomunicazioni, dove dopo la sala degli esperimenti dimostrativi, siete arrivati.
Questa sotto è l'immagine che vi accoglie, cioè il pannello di controllo del TX OM di cui scrivo, il quale in realtà risulta diviso in due parti disposte a 90° tra loro, nell'immagine qui sotto le ho aperte per una migliore visione.



Arrivando nella sala pregustavo il piacere di ritrovare questo vecchio amico: il TX onde medie qui parzialmente descritto, in funzione a Siziano PV poi a suo tempo dismesso e donato con lungimiranza molti anni addietro, al Museo della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci di Milano.


 Il Tz completo
 
Ho un particolare affetto per questo TX, in quanto fu il primo che credo di aver ascoltato da bambino, siamo negli anni cinquanta, allora arrancavo nella mia ignoranza da autodidatta, non sapevo nulla di radio, mi limitavo ad accendere e spegnare lampadine. Finché accadde che  il padre di un amico che allora lavorava in RAI alle titolatrici, guarda caso, mi donò una rivista contenente diversi articoli per appassionati di meccanica, chimica, radiotecnica... Scorrendola venni catturato dalla descrizione di una Radio a Galena, decisi di realizzala, ma non voleva funzionare, tutto quello che ascoltavo erano rumori stranamente cadenzati che si ripetevano e del rumore di fondo. Non sapevo cosa fare...

Scoprii poi che i disturbi cadenzati provenivano da un vicino incrocio, attraversato da tram, notando che la cadenza delle scariche che ascoltavo era uguale alla cadenza delle scintille al cambio della linea aerea, allora la radio funziona, ma perché disturbi e non musica? ora considerando che: tutti i componenti erano nuovi, tranne l'induttanza del circuito di sintonia auto-costruita avvolgendola con alcune spire in più da aggiustare in seguito, come suggerito, decisi che il problema doveva essere li, controllai con il disegno allora ben fatto alla mano, come si usava accorgendomi di aver esagerato sia di spire sia di diametro, rimediai, quindi riascoltando e aprendo piano piano il variabile da chiuso ad aperto come consigliato, iniziai a sentire una voce in sottofondo che aumentava di pari passo con la rotazione del condensatore variabile, finché arrivando sulla portante il forte suono che ne scaturì mi fece fare un salto, tant'è che era ascoltabile perfettamente con le cuffie appoggiate sul tavolo, ricordo ancora la sonorità della cuffia da 4000 Ω a membrana metallica, ad onor del vero, non so quante volte credo di aver ascoltato, il padre del mio amico mi disse che a volte da RAI 1, veniva utilizzato anche su RAI 2 in caso di manutenzione, io a volte ascoltavo solo differenze del rumore residuo sulle portanti.  

Insomma ce l'avevo fatta, ero orgoglioso, chiamai la famiglia ad ascoltare che rimase stupita di come quattro cose potessero essere una radio, ma il fatto importante era il mio futuro, perché in quel momento decisi 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, mentre sulla data della sua dismissione circolano informazioni contrastanti, sulla porta non valicabile del TX è presente un cartello che informa come anno di dismissione il 1971, ma è probabile che il TX per alcuni anni precedenti a questa data rimase di scorta ad un più moderno Marconi.

Torniamo alla visita di quel giorno, il Museo mi attendeva con una sorpresa, notai subito che la sala di esposizione era sottosopra e un cartello avvertiva che il TX era in fase di sistemazione, la porta d'ingresso era aperta e facendo lo gnorri m'infilai dietro i pannelli, ricevendo subito il gentile richiamo della sorvegliante, che mi avvertì che per sicurezza era necessario il permesso del responsabile, il caso volle che si trovasse nella sala di fianco impegnato a parlare di radio a degli studenti, così attesi la fine della lezione e conobbi l'ing Massimo Temporelli noto divulgatore scientifico e allora responsabile della Collezione Radio, 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, mi accompagnò all'interno, naturalmente con l'obbligo di non toccare nulla, HI.

Ormai mancava un'ora alla chiusura, purtroppo non avendo con me' il telefono, riuscii a prendere solo nota di alcuni parametri, del resto parlare con l'ing Temporelli  è stato molto interessante, ciò spiega perché in questa pagina è presente solo una foto e alcune informazioni,  sperando di non commettere errori o imprecisioni, di ciò mi scuso anticipatamente sperando di non far figuracce.

Entrando all'interno del TX rimasi un po' confuso: non vidi il trasformatore di modulazione ne quello di alimentazione, che vista la potenza del TX avrebbero dovuto essere evidenti, sul pannello esterno dello stadio finale spiccava la scritta (130 KW), ma non li vedevo, riuscii pero a vedere dove fosse il generatore della portante e da li seguendo il segnale e i vari blocchi montati su pannelli della dimensione approssimativa di 2 m di altezza per 1 m di larghezza  e da li tentare un percorso logico, trovatolo, ritornai sui miei passi e dopo qualche minuto tutto si chiarì: ero di fronte a un TX con portante modulata a basso livello, seguito da due stadi amplificatori lineari in controfase posti in cascata, sistema datato, oggi non più impiegato.





Prima di iniziare con una descrizione logica del TX seguendo il segnale generato, scriverei dei due pannelli a SX della porta di ingresso, il primo pannello supporta quattordici spie, informando con apposite targhette lo stato di alcune funzionalità come: accensione dei filamenti delle finali, delle prefinali, della 833A R.F. e delle due 833A modulatrici, la presenza del loro negativo di griglia e della tensione anodica di 3 KV, nonché l'entrata in funzione delle due pompe di raffreddamento, per le valvole del prestadio e dello stadio finale, ed ancora l'accensione dei filamenti degli oscillatori e degli stadi successivi, nonché dei filamenti delle sei raddrizzatrici a vapori di mercurio della terna da 15 KV, alimentati da sei trasformatori.

Seguendo il cablaggio questo primo pannello appare collegato e comandato dal quarto pannello, dove si trovano nove interruttori assistiti da relay, deputati alle procedure di messa in servizio del TX e al suo spegnimento, immagino con procedure diverse per sequenza e tempo, non complesse, ma certamente lunghe per la presenza di circuiti con necessità tempistiche diverse, tant'è che per la segnalazione di questi step, sono presenti le nove spie di cui già scritto, inoltre: otto fusibili e quattro manometri differenziali a controllo della regolare circolazione dell'acqua di raffreddamento, insomma pochi comandi, per la complessa gestione del TX, ricorderei, ma non so da quale periodo, che il TX poteva essere telecomandato da un apposito banco nella sala controllo, dove tra l'altro arrivava il cavo che trasportava il segnale di modulazione dalla sede Rai di Milano,  vorrei ricordare infine il "manico" dei tecnici che hanno assistito il TX.
Sempre nel quarto pannello si trova uno strumento indicante la corrente R.F. di uscita, sulla sua scala da 80 A f.s. è presente un segno a 60 A, ed è riportata la seguente scritta: "5 Amps in thermo-couple = at 80 A on dial", letta così potrebbe significare una corrente di 3,75 A, ma vorrebbe anche dire una tensione di uscita di 13350 V su una impedenza di 3560 Ω, per 50 KW di uscita, è chiaro che si trattava di un riferimento arbitrario senza nessun legame con l'unità di misura indicata, mentre avrebbe senso leggerla come semplicemente 60 KW, potenza che le valvole finali pur al limite possono sopportare in modo continuo.

Passiamo al secondo pannello, che poi sarebbe il primo dopo la porta nella foto, dove è generata la portante, inizialmente forse a 905 KHz o 899 KHz, diventando infine 900 KHz dopo l'ultimo riordino della canalizzazione delle O.M.

La portante viene generata da due blocchi identici montanti ciascuno una 6SQ7 e una 6L6 tenute rispettivamente a 3 mA e 25 mA di catodo, correnti indicate da due strumentini, sono presenti in entrambi gli oscillatori quattro regolazioni per la taratura del canale e una presa SO239 credo per il prelievo di un campione del segnale generato, all'apparenza i due oscillatori sembrerebbero sempre in funzione, ridondanti credo a richiesta, per una potenza di uscita di non oltre il Watt.

Il segnale è inviato poi nella parte superiore del pannello, per eccitare una PE1/100 al livello penso di 10 W,  seguita da una 833A in classe C, neutralizzata e alimentata a 1,5 KV circa, modulata di anodo da una coppia in parallelo di 833A in classe A alimentate a 3 KV, per una potenza dissipata di circa 390 W,  i cinque strumenti montati sopra indicano: sul primo la corrente di catodo della PE1/100, altri due la corrente di catodo delle due 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 il controllo di sintonia dell'anodo della PE1/100 e il regolatore del suo guadagno, altri due controlli per lo stesso impiego e il controllo di neutralizzazione della 833A R.F.

Questa valvola tutto vetro, raffreddata per convezione naturale può offrire in classe C modulata di anodo, una potenza di uscita di picco massima di 250 W, con picco di modulazione M1 di 1 KW, che è quanto servirebbe al primo amplificatore lineare, per essere 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 della 833A pilota sia settata attorno a 130 W, dopodiché il segnale attraversa una rete passa-banda costituita da due circuiti risonanti parallelo, posti in serie al segnale e costituenti il filtro di canale avente l'uscita bilanciata, dove il primo induttore del primo circuito viene posto in risonanza da un condensatore variabile, mentre il secondo induttore bilanciato, diviso in due parti è posto in risonanza da un condensatore fisso e dal posizionamento di morsetti che determinano il numero delle spire necessarie per la sintonia vera e propria, effettuata da un variometro costituito da una spira in corto circuito, posta tra i due semi avvolgimenti dell'induttore, metodo di sintonia interessante perché privo di contatti striscianti, evitando con ciò una fonte certa di problemi viste le correnti R.F. in gioco, questo sistema è poi applicato a tutti i circuiti risonanti bilanciati fino all'uscita del TX.

In questo stesso pannello nella parte alta è montato il prestadio, realizzato da una coppia bilanciata e neutralizzata di 892A in controfase, per la visualizzazione dei parametri 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 della 833A modulata per -230 V, mentre il secondo indica la corrente di griglia controllo per 40 mA, il terzo e il quarto riportano 0,55 A ciascuno, come corrente di catodo e infine l'ultimo indica con un segno un valore arbitrario rilevato da una termocoppia da 16 A su una scala di 25 A, sono anche 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, questo amplificatore come indicato sul pannello può essere impiegato per una potenza selezionabile 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 quattro 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 nell'incamiciatura della valvola.

Lo stadio finale del TX neutralizzato e in classe AB1, utilizza una coppia di 898A connesse in controfase, dislocato in tre pannelli, di cui il quinto e il settimo ospitano ognuno una 898A, valvole 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 le piattine di collegamento per gli anodi delle finali, le 898A a differenza delle valvole pilota, sono dotate di tre filamenti isolati tra loro, infatti dal loro zoccolo sporgono sei morsetti, anche questi in tungsteno ma da 33 V 70 A, ognuno per una potenza totale riscaldante dello stadio di 13,86 KW, infine griglia e anodo sono disponibili allo stesso modo delle valvole pilota.

L'eccitazione di questo stadio transita attraverso un circuito risonante bilanciato collegato alle griglie delle finali, dove giunge 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, situazione proibita in modulazione di ampiezza per gli splatters generati.
Il negativo di griglia sembrerebbe prodotto nell'ottavo e ultimo pannello, il condizionale è necessario in quanto non è possibile osservarne la parte posteriore in posizione irraggiungibile, si notano però da una finestra di ispezione, una dozzina di valvole simili a raddrizzatrici  a vapori di mercurio di piccola potenza, di cui non si riesce a leggere il tipo.

Da questi tre pannelli si prosegue verso l'antenna attraverso una struttura posteriore che supporta il circuito risonante di uscita, purtroppo al momento separata.
L'induttore del circuito risonante ha un diametro di circa un metro per due di lunghezza, avvolto con tubo di rame del diametro apparente di un paio di pollici con le spire e spaziate di un pollice abbondante, una induttanza questa dimensionata per un buon Q, alla quale coassialmente all'esterno, è avvolto con un tubo di rame di diametro un po' inferiore il secondario di tipo bilanciato, stranamente asimmetrico essendo composto da 4 e 6 spire, comunque da due prese simmetriche poste rispetto a massa a circa 1 spira dal centro dell'avvolgimento, da qui partono due piattine larghe 1 pollice abbondante per portare il segnale al coassiale di uscita, si può pensare che questa asimmetria permetta di adattare la capacità parassita verso terra, tra questi due avvolgimenti troviamo 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 circa 20 cm, in funzione di ritorno R.F. e schermo e dove é collegata anche la piattina per la terra generale, mentre il centrale è collegato all'altro capo del secondario sempre tramite piattina, il tutto sembrerebbe per un'impedenza di circa 200 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 alla temperatura, 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 tramite rimandi 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, Questa energia proveniente dal basso tramite una terna da 15 KV, attraversa tre fusibili, passa su tre scaricatori, incontra sei filtri antidisturbo, arrivando a sei boccioni a vapori al mercurio, forse delle 266B, con i filamenti alimentati a 5 V, 42 A, tre di queste: alimentate da tre trasformatori ricevono una fase dell'alta tensione sul filamento e impiegate per il ramo negativo, avendo l'anodo collegato al negativo, non prima di aver attraversato tre sensori di corrente, monitorati poi sull'ottavo pannello.

Gli altri tre raddrizzatori a vapori di mercurio sono utilizzati per il ramo positivo, ricevono le tre fasi sugli anodi uscendo dai filamenti, questi sono alimentati da altri tre trasformatori connessi opportunamente assieme a due condensatori di filtro da 4 μF, 21 KV, alti oltre il metro e mezzo e muniti di scaricatori ad arco, capacità a mio parere insufficiente, probabilmente ne hanno cannibalizzati un paio, ricorderei che nei trasmettitori modulati di ampiezza, qualsiasi residuo di rumore dell'alimentatore anodico rimane 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 è 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 a lavoro normale sono raccomandate a 18 KV, 4,2 A, 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 di targa.

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 per evitarli, risulta che il rendimento dello stadio finale può arrivare al massimo al 40 % e nella fattispecie risulterebbe del 38 %, per una potenza di uscita 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.

Credo si possa 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, tenendo presente che il suo progetto risale credo a novantanni fa, quando non solo la tensione, ma anche le frequenza di rete erano ballerine.

I trasmettitori moderni, 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, pilotato da uno stadio con primario bilanciato, rimanendo in questo modo escluso dalla magnetizzazione del nucleo.

Con questo set-up il trasformatore di modulazione pur essendo più piccolo, risulta migliore, con ridotte rotazioni di fase del segnale modulante agli estremi della banda di modulazione comunque precedentemente filtrata, 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 poi 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 modulate con un trasformatore che richiede una sua stanza e lo senti suonare da lontano.

Mentre un TX up to date da 50 KW, risulta costituito da un parterre di moduli finali a due/quattro MosFet in controfase, sorvegliati singolarmente per diversi parametri da una CPU e la potenza modulante viene fornita da un amplificatore a commutazione con rendimento prossimo al 90 %, poi 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 devono essere caricati con la loro impedenza standard,  mal sopportando l'onda stazionaria, la portante poi è generata per ragioni di stabilità e pulizia da un PLL a basso rumore di fase, sincronizzato da un DDS con riferimento al GPS, 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 ho potuto memorizzare granché dato il poco tempo disponibile, naturalmente nel tempo correggerò e integrerò quanto scritto, se qualcuno poi 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 Leonardo da Vinci di Milano, nelle mani dell'ing. Massimo Temporelli per il generoso permesso concesso.



Mario IK1SPF