Manchas Solares, ciclo 24

Articulo leido en el Programa Colombiano para Radioaficionados el domingo 19 de Marzo 2017.

 

En el año 1610 Galileo Galilei invento el telescopio, lo dirigió al cielo y descubrió eventos que transformaron la forma de pesar sobre el universo. Confirmo la valides de las teorías heliocéntricas, es decir que los planetas giran alrededor del Sol y no de la tierra.

Uno de los descubrimientos al usar el telescopio fue que el Sol presentaba manchas negras sobre su superficie brillante. Esto choco con el pensamiento, imperante en la época, de que todos los cuerpos celestes eran perfectos e inmaculados. Las manchas en el Sol no son permanentes sino que aparecen y desaparecen en un periodo de unos 10 días y aparentemente están sobre la superficie del Sol y por lo tanto se podía deducir una rotación del Sol sobre su eje de aproximadamente 27 días terrestres.

Hay muchas referencias sobre observación de las manchas en el Sol con anterioridad a Galileo, pero después que se dispuso del telescopio, en 1610, se han hecho observaciones continuadas y detalladas.

La aparición de manchas en el Sol es muy variable, hay periodos de mucha actividad seguidos por periodos de nula o casi nula aparición de manchas. A finales del siglo 18 (1700s) había suficiente datos estadísticos sobre aparición de manchas que los astrónomos dedujeron que las manchas solares siguen un ciclo casi constante de 11 años entre máximos y mínimos de actividad.

Como hemos comentado el sol es una esfera que gira sobre sí mismo teniendo un eje que en perpendicular a al eclíptica lo que significa un ángulo de unos 23 grados de inclinación con respecto al eje de la tierra. Entonces podemos considerar al Sol tiene polos,  donde está el eje y el ecuador solar seria la línea equidistante a los polos y podemos medir la latitud para diferentes lugares de la superficie.

Las manchas aparecen en ambos hemisferios en latitudes que van de lo 5º a los 40º, nunca en la línea ecuatorial ni en lo polos. Cuando el número de manchas alcanza su máximo se llama “máximo solar” y el punto de baja actividad será “mínimo solar”. Al principio del ciclo las manchas solares tienden a aparecer en latitudes altas (40º) y a medida que se aproxima al máximo solar aparecen manchas con mayor frecuencia y a latitudes más bajas hasta que se alcanza el máximo, continuando con aparición de manchas en bajas latitudes hasta llegar al mínimo con casi nula aparición de manchas. Poco tiempo después del máximo solar empiezan a aparecer esporádicas manchas en latitudes altas (40º) atribuidas a la iniciación del siguiente ciclo.

Como hemos dicho anteriormente un ciclo solar es de aproximadamente 11 años, no es un número exacto pero 11 años es el promedio, tampoco los ciclos son iguales, ha habido ciclos con máximos (número de manchas en un mes) con valores muy dispares.  Un ciclo solar se cuenta como el periodo entre dos mínimos solares.

Las manchas solares han sido motivo de estudio para encontrarle una explicaion y aun hay mucho por conocer.  Sin embargo sabemos que son producidas en zonas de la superficie que tienen una temperatura menor que su entorno. Al ser zonas más frías, emiten menos luz y parecen como zonas oscuras. No son negras si no que lucen negras en comparación que la zona aledaña mucho más brillante.

También sabemos que las manchas son originadas por la aparición de un fuerte campo magnético  en el sitio de la mancha, que provocan remolinos en los gases de la superficie del sol. Algunas manchas son tan activas que pueden provocar el lanzamiento de chorros de materia desde la superficie del sol (plasma) que debido a la velocidad con que son lanzados pueden abandonar la abrasión del sol y lanzarse al espacio.

El material arrojado por la mancha solar no es otra cosa sino átomos de hidrogeno muy caliente y a mucha velocidad.  Parte de estas emisiones pueden llegar a la Tierra y son tan energéticos que podrían acabar con la vida en la Tierra pero, para nuestra seguridad, la tierra tiene un campo magnético exterior que actúa como un escudo he impide la llegada a la superficie de la tierra de esas partículas. Sin embargo, en los polos de la tierra, donde el campo magnético es más débil, muchas de estas partícula pueden penetrar y causan un espectáculo llamados auroras boreales.

En general, en periodos de máxima actividad solar (muchas manchas) significa que el sol radia muchas partículas al espacio que puede llegar a la tierra causando que las capas altas de la atmosferas se ionicen. Cuando una capa de la atmosfera está fuertemente ionizada actúa como un reflector para las frecuencias de radio entre 1 y 30 MHz.  Esto tiene vital importancia para las comunicaciones de radio y muy especial para los radioaficionados que utilizan habitualmente esta frecuencias conocidas como Ondas Cortas o HF.

En máximos solares, cuando hay muchas manchas, la ionización de la atmosfera es alta, las ondas de radio son reflejadas y es posible lograr comunicaciones a muy largas distancias. En cambio en mínimos solares, la ionización de la atmosfera desaparece y no es posible hacer comunicaciones a larga distancias.

Como hemos comentado las observaciones sistemáticas de las manchas se ha venido realizando desde 1610, posterior a la invención del telescopio, pero aparentemente el Sol entró en un periodo de casi nula actividad desde 1650 hasta el año 1700 (conocido como el mínimo de Maunder). Después de 1700 el sol entro periodo de continuos ciclos con una frecuencia  de 11 años bastante regular. A partir de 1755 se ha llevado anotaciones de los diferentes ciclos y en la actualidad estamos en el ciclo 24.

El ciclo 24 ha resultado muy singular. El anterior ciclo 23 se inició en el año 1996 y termino en 2007 con un máximo en el año 2000 de más de 150 manchas por mes. El ciclo 24 fue pronosticado para empezar en el año 2008 con un máximo para el 2012 pero sorprendentemente el sol permaneció casi quieto hasta el año 2010 cuando empezó su actividad del ciclo y aumento hasta el año 2012 cuando se obtuvo un máximo de 80 manchas por mes pero empezó a decrecer y luego hizo un pequeño aumento para 2015 llegando a un pico de 60 manchas por mes y a partir de ahí ha iniciado un descenso significativo y en la actualidad, marzo 2017 el sol está casi quieto con escasísimas aparición de manchas. Se estima que este ciclo (24) debe terminar en el 2019 para luego espesar el ciclo 25 hacia el 2019 o 2020.

Lo cierto es que el ciclo 24 ha resultado ser uno de los ciclos más débiles en cuanto actividad solar. El mayor en los últimos tiempos fue el ciclo 22 entre 1986 a 1997 con un máximo en 1990 con más de 170 manchas por mes. El anterior ciclo 21 (1976-1986) fue un poco más débil que el 22 pero después del ciclo 22 la intensidad ha estado en franca reducción.

Los estudios actuales han tratado de asociar los ciclos de actividad solar con el clima en la tierra. Parece ser que si la actividad solar se reduce la temperatura media de la tierra se baja y lo contrario, en periodos de alta actividad solar, la tierra se calienta.  La poca actividad solar entre 1650 y 1700 conocido como el mínimo de Maunden está asociado con una bajada de la temperatura que se reporto por esa época. Hay cuadros de pintura representando escenas de nieve en ciudades del Mediterráneo lo cual no es usual actualmente.

Los ciclos 8 y 9 a principio del siglo 19 fuero también muy débiles correspondiendo con un periodo de enfriamiento de la tierra. El año 1816 es conocido como el año sin verano, ya que este fue muy frio en Europa.

 

 

 

 

 

 

Mi Electronica – parte 1 –

Thoma Alba Edison (1847-1931) invento la lámpara eléctrica (o incandescente) en 1879 y en su afán por mejórala realizo un experimento agregándole una placa metálica dentro de la ampolla de vidrio y colocándola cerca del filamento.

Edison noto que si la placa se polarizaba positivamente con relación al filamento  había circulación de corriente en el circuito y en cambio si la polarizaba negativamente la corriente era nula. Edison patento el dispositivo en 1883 y desde entonces se conoce como “efecto Edison”. Como el invento no aportaba aplicación práctica en el funcionamiento de las lámparas incandescentes, Edison abandono el tema y en su momento no se hicieron aportes en el sentido de explicar el porqué del fenómeno.

En 1904, un británico John Fleming (1849-1945) le encontró un uso práctico al efecto Edison. Como la placa detecta la polaridad de un circuito entonces podía usarcé como un rectificador de corrientes alternas donde la polaridad está cambiando continuamente.  Fleming patento un dispositivo consistente de un tubo al vacío rodeado de una placa, al cual se le llamo “Diodo” y podía usarcé para rectificar la corriente alterna. El tema era de moda ya que estaba la controversia si el suministro de electricidad debía hacerse con corriente continua (como defendía el mismo Edison o usar corriente alterna como era las ideas de Tesla. Un rectificador resolvía el problema de convertir corriente alterna a corriente continua.

Para la época, 1904, ya se habían desarrollado las teorías atómicas que consideraban que la materia está constituida de átomos y que los átomos estaban constituidos de un núcleo con cargas positivas y en la periferia pequeñas partículas de carga negativa llamados electrones.

El filamento de una lámpara es un alambre metálico sometido a una alta temperatura que lo vuelve incandescente. Pero la alta temperatura produce que muchos electrones queden libre de sus átomos presentados como una nube de electrones alrededor del filamento. Esta producción de electrones libres por efecto de la temperatura se conoce como emisión “termoeléctrica”. Ahora bien, si una placa en las cercanías del filamento tiene una polarización positiva, los electrones libres serán atraído hacia la polarización positiva, en cambio si la placa esta polarizada negativamente, por el contrario los electrones serán rechazados.

Entonces el “efecto Edison” es una consecuencia del  “efecto termoeléctrico” y su mecanismo de acción puede ser explicado por las teorías atómicas.

Entendiéndose el funcionamiento del diodo de Fleming, un ingeniero norteamericano Lee De Forest (1873-1961) se le ocurrió la idea de introducir unos alambres en forma de grilla o rejilla entre el filamento y la placa de un diodo de Fleming.  De Forest polarizo la rejilla  ligeramente negativa con relación al filamento y con una placa polarizada positivamente.  La rejilla que estaba polarizada negativamente era un obstáculo para los electrones que eran atraído por la placa. La oposición dependía de cuanto más polarizada negativamente se encontraba la rejilla, incluso si la polarización de reja era muy negativa podría llegar a bloquear el paso de corriente entre filamento y placa.

Si la placa es polarizada positivamente atravesó de una resistencia, se puede observar que un pequeño cambio en el voltaje de rejilla produce un gran cambio del voltaje de placa. Esto significa que el dispositivo “amplifica” el voltaje que se aplica a la rejilla. Lee De Forest en 1907 patento el invento con el nombre de ”Audion”. La razón del nombre se debe a que una de sus primeras aplicaciones fue para amplificar las pequeñas señales de un micrófono.  Su característica de amplificar señales permitió en desarrollo de múltiples aplicaciones de lo que paso a ser desde entonces la Electrónica.

Con el tiempo, el nuevo dispositivo pasó a llamarse “triodo” como continuación del diodo de dos elementos y tríodo como el dispositivo con tres elementos.

Los tríodos empezaron a usarse para amplificar la débil señal captada por la antena lo que lo convirtió en un eficiente detector de ondas electromagnéticas permitiendo el desarrollo de receptores de radio.

Antes del tríodo la generación de radiofrecuencia se hacía por producción de “chispas” las cuales producían oscilaciones que se amortiguaban rápidamente  y que no permitían mantener una onda continuamente. Se intentó generar corrientes alternas de alta frecuencia usando motores eléctricos, los cuales si generaban ondas continuas pero su máxima frecuencia estaba limitada por la inercia mecánica de los motores usados.

La aparición del tríodo permitió hacer osciladores de onda continua originado por un circuito oscilante (circuito LC) el cual era real imitado por el tubo que debido a su factor de amplificación permitía auto sostener la oscilación.

La producción de ondas continuas, es decir de amplitud constante, permitió modularlas con señales de audio dando inicio a la Amplitud Modulada que transmite voz y sonido a través de las ondas electromagnéticas.

 

 

 

 

 

 

Transistor 70 años

Articulo leido en el Programa Colombianos para Radioaficionados en 7145 kHz el 12 de Marzo 2017. 

 

En diciembre de 1947 un grupo de científicos de los Laboratorios Bell en Estados Unidos lograron operar un dispositivo basado en un cristal de Germanio trabajara como un pequeño amplificador de voltaje similar a la función de un tubo electrónico.  El nuevo dispositivo recibió el nombre de TRANSISTOR y de eso hace 70 años.

Por este motivo, en el presente año del 2017 habrá muchas celebraciones y homenajes al “transistor” ya que ha sido uno de los inventos que más ha influido el  desarrollo del mundo actual.

La primera demostración práctica del transistor fue realizada el 23 de diciembre de 1947 en una presentación al interior de los Laboratorios Bell y se considera esa fecha como el nacimiento del transistor, pero solo hasta 1948 Bell patento el invento y el 30 de Junio de 1948 la Bell hizo una conferencia de prensa para hacer público el descubrimiento. También adoptaron una política abierta en que los nuevos conocimientos se comparten con otras instituciones. Al hacerlo evitaron la clasificación de la obra como secreto militar e hicieron posible que la investigación y desarrollo del transistor se generalizara.

Finalizada la segunda guerra mundial los Laboratorios Bell encargaron al físico Willian Shockley de un grupo de investigación sobre materiales semiconductores para lograr un dispositivo que realizara las mismas funciones de los tubos electrónicos.  Shockley llamo al grupo a otros dos físicos expertos en semiconductores: John Budeen y Walter Brattain.  El trabajo coordinado de estos tres científicos dio sus resultados en la invención del transistor en 1947.  En 1956, Shockly, Burdeen y Brattain fueron honrados con el premio Nobel de Física.

Aunque hay una foto muy conocida en que se muestra a los tres físico muy juntos y amigables y los esfuerzos de la Bell para mostrar que el transistor había salido de la estrecha colaboración de los tres, la realidad ha sido que aunque la colaboración fue muy intensa en el primer año, las rivalidades y egos los hicieron irreconciliables. Quizás la foto fue el primer y única oportunidad que los tres y el nuevo invento estuvieron juntos.

El líder del grupo era Willian Shockly, un personaje muy egocéntrico, controvertido y conflictivo toda su vida. Ya para finales de 1947 se había disgustado con Burdeen y Brattain y fueron estos dos los que construyeron el modelo de transistor que finalmente funciono y fue presentado.  La primera patente del transistor figura a nombre de Burdeen y Brattain lo que enfureció a Shockley, quien reclamo que el invento era solo idea suya.

Shockly continúo sus trabajos sobre semiconductores y en 1950 patento un nuevo tipo de transistor,  conceptualmente diferente del primer diseño y conocido como Transistores de Efecto de Campo o FET por sus abreviaturas en inglés (Field Effect Transistor). Los primeros transistores se conocen como transistores de contacto.

Aunque los transistores FET son teóricamente superiores a los de contacto, al principio la industrialización y comercialización se hizo con los transistores de contacto y una mejora de ellos llamados transistores de Juntura. Más tarde, hacia los años 70 los FET se volvieron famosos y son muy usados junto con los de junturas dependiendo de las aplicaciones.

Shockley abandono los laboratorios Bell en 1952 después de muchos conflictos con sus subalternos. Trato de crear algunas empresas y continúo su vida como profesor universitario.  En la vida pública fue un personaje también muy controvertido.

Shockley era acérrimo defensor de la Eugenesia y daba conferencias sobre la superioridad de las razas. Sostenía públicamente que el coeficiente intelectual de los Caucásicos sobre los Afrodescendientes se debía a diferencias genéticas. Que los negros al reproducirse mas disminuían su coeficiente intelectual.  Lógicamente el sostener estas ideas no lo hiceron una persona muy querida y receptor de fuertes críticas que opacaron su mérito como inventor del transistor.

 

A diferencia de Shockley, John Burdeen  se retiró de la Bell y continuo en el campo académico y de investigación sobre la física de los semiconductores por lo cual le entregaron un segundo premio Nobel de Física en 1972. Hay 5 personas que han ganado dos premios Nobeles pero Burdeen es el único que lo ha ganado en el mismo campo de física.

Walter Brattain, después que se retiró de la Bell se dedicó a negocios particulares.

La política abierta sobre el transistor de los Laboratorios Bell permitió en 1955 que una pequeña empresa japonesa comprara los derechos de producción de transistores y se dedicara a la fabricación y popularización de receptores de radio hechos con transistores.  El nombre de la compañía es SONY y su historia es bien conocida por su liderazgo en la producción de dispositivos de uso popular miniaturizados debido al uso de los transistores.

Fotografía del primer transistor. En la parte inferior hay un cristal de Germanio que actúa como la “base” del transistor. El pendiente en forma de triangulo tenia en sus caras cubiertas de laminas de oro aisladas entre si pero muy próximas. Las puntas del triangulo hace contacto con la superficie de la base. El experimento consiste en polarizar las dos caras del triangulo, el contacto con polaridad positiva se llamo “colector” y al otro “emisor”. La corriente que circula por este circuito resulto proporcional a la corriente que se se hacia circular entre emisor y base.  La corriente entre “emisor” – “colector” era el doble que la de emisor base por lo cual en dispositivo era un amplificador con ganancia de 2.  Una ganacia de 2 nos puede parecer ridículamente baja pero para este primer transistor significaba un exito.

 

Fotografia muy popular de los inventores del transistor. De izquierda a derecha John Burdeen, Willian Schockly y Walter Battain. Premio Nobel de física 1956.

 

 

 

 

 

 

FT-840 interface CAT

Tengo un tranceptor Yaesu FT-840 el cual quiero conectarlo a un PC para operación remota. El equipo prevé esta conexión mediante una interfase llamada CAT. Esto es una interface de tipo serial con protocolo SR232 pero tiene algunas caracteristicas especiales.

El conector del radio es un Mini DIN de 6 pines en vez del tradicional puerto serial que usa un conector tipo DIN de 9 pines.

Los niveles de señales del puerto, en lado del radio, tiene voltaje TTL es decir 0 a 5 voltios. En cambio los puertos seriales de los PC requieren niveles de señal de 12 voltios.

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El FT-840 es un modelo de fines de los años 80 y en internet se consigue circuitos para adaptar la salida CAT del radio a conector DIN 9 tradicional de los puertos seriales de los PC. El circuito se construyen alrededor de interfaces TTL/serial como el MAX232 y similares.  Si embargo en tiempos modernos los Laptop usados como PC no tiene un conector de puerto seria ya que han sido reemplazados por los puertos USB, entonces para conectar Laptop se requiere un dispositivo que convierta la interfaz serial SR232 a USB. Entonces estas solucione implica doble conversion, primero pasar los niveles TTL a interface RS232 y luego usar un convertidor serial/USB para conectarlo a los Laptops.

Actualmente existe en el mercado un integrado llamado FTDI232 que se encarga de convertir USB a interface serial a nivel TTL, es el mismo componente que tienen internamente los convertidores serial/usb. También se consiguen unas pequeñas tarjetas que incluyen el FTDI232 junto con los componente necesarios para su operación en la misma tarjeta como se muestra en la foto.  Estas tarjetas son muy populares en los almacenes que venden componentes para trabajar con microcontroladores y arduinos.

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Entonces la tarjeta con FTDI232 puede encargarse de la función de cambiar de cambiar USB a serial y como sus conexiones manejan niveles TTL, es posible conectarla directamente a la salida del radio que también son TTL.

Como dijimos antes, el conector de salida para CAT del FT-840 es un conector DIN de 6 pines. Este conector es exactamente el mismo usado por los antiguos Mause y Teclado que se conectavan a los PC y eran conocidos como conexiones PS2. Mi primera intención fue usar el conector y el cable asociado a viejos mause (ratones) o teclados pero hubo una desilusión. El DIN 6 usado en mause y teclados antiguos usan solo 4 de los 6 posibles pines y justamente uno de los pines no usados es el numero 2 el cual si es requerida para hacer la interface al FT-840. Los conectores PS2 son generalmente monoliticos por lo cual resulta imposible hacer una conexion pon el pin 2.

Pero en el mercado se consiguen facilmente conectores DIN de 6 pines, entonces es posible hacer un cable que conecte el DIN 6 con la tarjetica FTDI232.

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Los pines tiene las siguientes funciones:

1     Tierra

2     Salida de señal (Tx)

3     Entrada de señal (Rx)

4     PTT

5     S/Po

6     No conexión

Para nuestra interface serial solo necesitamos los pines 1, 2 y 3. En el numero 4 es posible operar el PTT del radio, pero en la presente aplicación no lo usamos por este lado.  El pin 5 no esta bien documentado pero podria entender que es una informacion analoga de la señal entregada al medidor de radio que indica intensidad de señal S y la potencia  de salida.

En la siguiente figura se muestra como se conecta el conector DIN6 a la placa delFTDI232:

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La foto siguiente muestra como quedo la implementación practica. Queda pendiente poner la tarjeta en una pequeña caja para mejorar su protección.

 

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Tareas pendientes

1) La tarjeta y los conectores están muy expuesto, es conveniente incluirlos dentro de una pequeña caja plástica.

2) El pin del serial RTS puede usarse para dar operacion PTT. El acoplamiento podría hacerse con un fotoacoplador tipo 4N25 e incluirlo dentro de la misma cajita.

Microfono y audifonos para ICOM

En los almacenes que venden complementos para PC se consiguen microfonos y audifonos en forma de diadema utilizados por los PC para oir musica y tener comunicaciones telefónicas usando VoIP como Skype. La presentación de estas diademas son bonitas y de variada calidad. En el mercado Colombiano su precio oscila entre 15.000 a 100.000 pesos. Normalmente en casa uno tiene una o varia de estas diademas ya que muchas de estas viene incluida en la compra de otros equipos.

Mi idea es utilizar este tipo de diadema en mi actividad de radioaficionado, es decir usarlas como micrófono y auriculares conectados a mi equipo transeptor. En los almacenes especializados en radio ofrecen diademas ultra recomendadas para uso en radio pero su precio es varias veces superior a las usadas con PC. En mi caso ya disponía de una diadema marca Genius como la muestro en la siguiente foto.

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El tema es que los micrófonos utilizados en PC son de tipo Electet mientras que la mayoría de los equipos de radioaficion utilizan micrófonos de tipo dinámico. Un detalle de los micrófonos electret es que requieren la circulación de una pequeña corriente por su capsula a diferencia de los dinámicos  que no lo requiere.

Para mi sorpresa, mi equipo actual es un ICOM 7410 y el viene adaptado para trabajar con micrófonos electret como es su microfono incluido el HM-36. Esto facilita las cosas ya que la adaptación de la diadema es relativamente sencilla. Esta solución es valida para equipos ICOM de la serie 700 y 7000 pero otros equipos necesitarian una solución diferente.

La figura abajo muestra el circuito de conexión realizado:

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La diadema viene dotada de dos conectores estéreo de 3.5 mm. El color verde es para los auriculares y el naranja para el micrófono.

La salida de PHONO del radio requiere el uso de conectores de 1/4″ (6.35 mm). Para conectar los auriculares al radio únicamente se requiere un adaptador de 1/4″ a 3.5 mm el cual se consigue en los almacenes especializados en equipos de sonido y también en las tiendas de electronica.

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Para el micrófono el radio dispone de un conector redondo de 8 pines. En Icom el micrófono se conecta en las paticas 1 y 7 (tierra). Las paticas 5 y 6(tierra) son los contactos para activar el PTT.

Para lograr la coneccion, construi un circuito consistente de un conector hembra de 8 pines, redondo, para conectar al radio.

Las paticas 5 y 6 se conecta un trozo de cable bifilar. En el otro extremo se conecto un enchufle hembra tipo RCA. Observe que la pata 6 es tierra .

La idea de este cable es proveer una conexión de un interruptor de pedal. los cables del pedal se conectan a un conector RCA macho  para enchuflar en el conector RCA hembra y así poder ordenar el PTT por un pedal y permitir la operación con manos libres.

Utilizando un tramo corto de cable blindado, en un extremos conectamos el conector central a la patica 1 del conector redondo de 8 pines y la malla del cable a la pata 7.  En el otro extremo del cable blindado utilizamos un conector estéreo hembra de 3.5 mm. El circuito requiere una resistencia de 2000 (o 2200) ohms en serie con el hilo central.  La resistencia puede ser de 1/2 o 1/4 de watio y debido a su reducido tamaño puede ser instalada dentro de la carcasa que protege el conector estéreo.

La fotoa abajo da una idea de como se alojo la resistencia de 2000 ohms.

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Sin embargo hay que ser muy cuidadoso con las conecciones ya que hay riesgos de hacer cortos debido a lo limitado del espacio.

La siguiente foto muestra como quedo el adaptador de enchufle de 8 pines para el micrófono y el PTT.

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Los numeros

Articulo leído en el Programa Colombiano para Radioaficionados el domingo 19 de septiembre 2016.

Actualmente usamos un Sistema de numeración llamado decimal que nos permite contar magnitudes muy pequeñas hasta el infinito. Está basado en el conteo de 1 a 10 que corresponde al uso de los dedos de las dos manos y por eso las cifras se llaman “dígitos”.

Pero la numeración no había sido posible hasta que se introdujo un pequeñito invento como es un símbolo o dígito para significar “ningún dígito” o dígito vacío y que corresponde al digito “cero” (0). Ahora su uso nos parece natural pero su concepto transformo al mundo a través de las matemáticas.

El uso del cero permitió la anotación de magnitudes más grandes de 10 al optar por una anotación de posición en donde los números se anotan con varios dígitos y el digito anotado a la izquierda tiene un valor 10 veces superior al que está a su derecha.  El cero permitio anotar que el digito en una posición no tiene valor.

Antes que la humanidad dispusiera de la anotación decimal existió otras formas de contar magnitudes superiores a diez. Diez es el numero de dedos que tenemos en las manos, cinco en cada una. En los dedos podemos distinguir tres segmentos que se llaman falanges. Todos los dedos tienen tres falanges exepto el dedo “pulgar” que solo tiene dos falanges, pero el pulgar tiene una propiedad diferente a los otros dedos y es que el pulgar es el único dedo puede tocar a los otros cuatros dedos. Es mas el pulgar puede tocar a cada una de las falanges de los otros cuatro dedos.

Entonces, tocando las tres falanges de los cuatros dedos, el pulgar puede contar hasta 12 (4 dedos por 3 falanges). Doce es un número especial y se le conoce como “Docena”  y es muy usado en el conteo de cosas. Su origen esta en contar con los las falanges de los dedos de una sola mano.

Si usamos una mano para contar “docenas” y la otra para contar el numero de docenas entonces podemos contar 12 veces 12 lo que es igual a144, valor que se conoce como una “Gruesa”.

Otra forma de hacer conteo es contar docena con una mano y los 5 dedos de la otra mano para contar las docenas. De esta forma podemos contar 12 x 5 = 60. En la antigüedad 60 fue extensamente usado para hacer cálculos y la forma de contar se conoce como “Hexadecimal”.

Aun hoy tenemos rezagos del uso de contar “Hexadecimal”, por ejemplo contamos los segundos por 60 igual a un minuto y 60 minutos forman una hora, 12 horas es medio día. Los ángulos en geometría se miden en 60 segundos es un minuto, 60 minutos es un grado y 6 veces 60 grados conforman un circulo.

Un triángulo con tres ángulos de 60 grados tiene a su vez sus tres lados iguales y se conoce como un triángulo “equilátero”.

Existe una relación con los números 3, 4 y 5 con los cuales se puede construir un triangulo recto que debe cumplir con el teorema de Pitágoras. 3^2 = 9, 4^2=16. 9+16=25 que corresponde a 5^2, es decir que la suma de los cuadrados de los catetos (3 y 4) rd igual al cuadrado de la hipotenusa (que es 5).

Ahora bien, si multiplicamos 3 x 4 x 5 = 60 volvemos a tener el número mágico de 60.

En conclusión, antiguamente se uso la anotación hexadecimal para el conteo de grandes magnitudes la cual fue sustituida por la anotación decimal basada en el número 10 y el uso del 0.

 

Interfase modos digitales, parte 3

En el articulo anterior (parte 2) había descrito la interfase para que el PTT fuera accionado desde el PC. La interfase con el PC se realiza a travez del puerto serial, cuando el PC quiere accionar el PTT envía una polaridad positiva por el terminal RTS (Ready To Send), alternativamente lo puede hacer por el terminal DTR (Data Transmit Ready). Algunos programas para modos digitales permiten escoger entre RTS y DTR pero el mas común es RTS.

En el conector DB-9 usado por el puerto serial, la pata 7 es para RTS y la 4 para DTR, la pata 5 es la tierra comun.

La siguiente es una de descripción de la implementacion practica de una interface para el PTT. Esta basada en el circuito requerido para este fin como se muestra en el dibujo adjunto.

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Como el numero de componentes es reducido, todos se pueden alojar dentro de la caja protectora de un conector SR232 que normalmente se puede comprar en almacenes de equipo electrónico. El conector usado es de tipo hembra.

En una de las tapas plasticas de la caja protectora del conector se realizo una perforacion, con una broca de 5mm (o 1/4″) para permitir que pase el diodo LED:

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El anodo del LED (el alambre mas largo) se sueda a la pata 7 del DB-9 (RTS) y el conector y LED se insertan es la tapa agujeread. A la pata 5 del DB-9 se suelda un corto alambre para posteriormente conectarlo al foto-acoplador 4N25 (pata 2).

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Por otra parte usamos un cable blindado con un terminal RCA macho en el otro estremo. Estos cables se consiguen en los almacenes que venden equipo de sonido para interconectar componentes de audio. Los cables vienen con dos conectores RCA en sus exptemos por lo cual el cable puede ser dividido en la mitad y quedaremos con dos cables apropiados para nuestra presente aplicacion.  La malla del cable blindado se conecta a la pata 4 del foto-acoplador 4N25 mientras que el cable central se conecta y solda a la pata 5 del integrado, tal como se muestra en la foto:

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Finalmente todos los componentes se alojan dentro de la cajita protectora del conector DB-9 y se terminan de hacer las conexiones faltantes, tal como se muestra en la siguiente figura:

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Verifique que no se presenten cortos indevidos entre las conexiones y que estas sean correctas, luego podemos poner la tapa superior y atornillar la caja con sus dos tornillos laterales. Al final el trabajo quedara como se muestra en la figura:

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