wtorek, 12 października 2010

Antena na pasmo CB - magnetic loop

 Antena do stacjonarnego CB, tzw. magnetyczna ( magnetic loop) jest optymalnym wyjściem w sytuacji braku warunków na zamontowanie typowej anteny stacjonarnej na dużej wysokości, na zewnątrz budynku. Korzystny stosunek wymiarów do skuteczności, mała wrażliwość na wysokość umieszczenia nad ziemią, wąskopasmowość i odporność na zakłócenia powoduję, że jest to rozwiązanie często stosowane w wojsku na mobilnym sprzęcie. W czasie II wojny światowej anteny magnetyczne stosowane były na niemieckich łodziach podwodnych.


Zalety:

  • wymiary dla pasma CB - średnica około 90 cm,
  • efektywność - porównywalna z dipolem półfalowym,
  • charakterystyka promieniowania - prawie dookólna,
  • bardzo wąskie pasmo - "ostre strojenie", co powoduje wycinanie zakłóceń z sąsiednich kanałów,
  • możliwość instalowania anteny w pomieszczeniach na stosunkowo małej wysokości (strych, balkon itp),
  • ze względu na miejsce instalowania pełna "burzo - wiatro - deszczo - mrozo" odporność,
  • antena "nie kole" w oczy sąsiadów,
  • znikomy koszt elementów,
  • doskonała do zastosowania w warunkach terenowych jako przewoźna - przenośna.

Wady:

  • konieczność częstego dostrajania (odejście na 2 - 3 kanały w bok - wymaga powtórnego dostrojenia),
  • konieczność zdalnego dostrajania kondensatora pętli głównej,
  • b. silna składowa magnetyczna może być szkodliwa dla zdrowia (przy nadawaniu należy przebywać w bezpiecznej - kilka, kilkanaście metrów - odległości od anteny).


WYKONANIE

Pętla główna:

Pętla wykonana jest z 270 cm odcinka rury alu-pex, rury stosowanej w instalacjach grzewczych. Alu-pex zbudowany jest z dwóch warstw plastyku przedzielonych warstwą aluminium. Jest bardzo lekki i plastyczny - daje się doskonale uformować w okrąg i trzyma zadany kształt. Na końcach, na których podłączamy kondensator zmienny, należy zdjąć wierzchnią warstwę plastyku (na gorąco, palnikiem gazowym) i oczyścić aluminiową rurę z reszty plastyku drobnym papierem ściernym. Końce pętli łączymy teflonowym prętem o średnicy równej średnicy wewnętrznej rury pętli.  Wiercimy otwory 4 mm pod śruby mocujące pętlę do teflonowego pręta. Do tych śrub podłączamy kondensator - jak najkrótszym i jak najgrubszym kablem, może być miedziany płaskownik.
Możliwe modyfikacje -  pętlę można wykonać z miedzianej rurki instalacyjnej (15 - 20 mm), z miedzianego (aluminiowego) płaskownika lub z kabla koncentrycznego. Średnica rurki nie odgrywa większej roli. Należy pamiętać jednak o średnicy pętli - długość rury na pętlę nie powinna przekraczać 0,25 długości fali.

Pętla sprzęgająca:

Pętlę sprzęgającą wykonujemy z drutu miedzianego o średnicy 2 - 3 - 4 mm i podłączamy końcówki pętli o średnicy 220 mm do końcówki kabla antenowego. Pętlę można podłączyć bezpośrednio do kabla lub poprzez odpowiednie gniazdo i wtyk. Średnica pętli sprzęgającej  powinna wynosić około 20% średnicy pętli głównej. Pętlę sprzęgającą można wykonać również kabla koncentrycznego.

Kondensator:

W przypadku pasma CB dostrojenie anteny na wszystkich kanałach podstawowej 40. zapewnia kondensator zmienny o pojemności 3 do 20 - 30pF. Kondensator powinien być tzw. motylkowy. Kondensatory takie można spotkać w starym sprzęcie wojskowym, można też - stosunkowo łatwo - wykonać samemu. Dobierając kondensator pamiętajmy, że w momencie nadawania na okładkach kondensatora, przy większych mocach,  występuje napięcie rzędu tysięcy Volt!!! Stąd też płytki te muszą pozostawać względem siebie w odpowiedniej odległości. W praktyce, dla 4 W mocy CB wystarczy 0,5 mm. Kondensator musi być przestrajany zdalnie za pomocą silniczka elektrycznego z przekładnią zapewniającą około 0,5 obrotu na minutę. Kabelek zasilający silnik prowadzimy w środku plastykowej rury nośnej, na której osadzona jest antena. Praca silniczka nie powoduje zakłóceń.




Kwestie mocowania poszczególnych elementów, przekładni silniczka i obudowy pozostawiam inwencji twórczej  konstruktorów. W prezentowanym wykonaniu znalazły zastosowanie:
  • silniczek wraz z przekładnią - stare serwo modelarskie z uszkodzoną elektroniką, dwa kółeczka zębate z elektrycznego zegarka i magnetofonu kasetowego,
  • obudowa silnika i kondensatora - plastykowa puszka instalacyjna (Castorama, kilka zł),
  • mocowanie pętli sprzęgającej - plastykowa obudowa (sklepy z częściami elektronicznymi),
  • maszt - 150 cm odcinek rury plastykowej o średnicy 25 mm,
  • rura alu-pex - Castorama 2 - 3 zł/mb,
  • kondensator motylkowy - z demobilu.






Doświadczenia z eksploatacji:
Antena jest zamontowana na strychu piętrowego domu pokrytego dachówką ceramiczną. Sprawdzony zasięg łączności - 45 km ze stacją bazową. Jest to skuteczność porównywalna z 7. metrową anteną 5/8 lambda, którą stosowałem wcześniej, a którą zdemontowałem ze względów bezpieczeństwa - częste i silne burze w mojej okolicy. Antenę stroimy  "na słuch" - w momencie zestrojenia na danym kanale następuje gwałtowny wzrost szumów, SWR spada do 1.2 - 1,5. Zasilanie silniczka  - akumulatorek 1,2 V, 1,5 obrotu na 2 minuty.

środa, 1 września 2010

CB radio w samochodzie

Wbrew pesymistycznym przewidywaniom dotyczącym zmierzchu zastosowań CB radia (rozwój telefonii komórkowej) nic takiego nie nastąpiło.
Są dwa zasadnicze obszary wykorzystywania CB:
  • łączność "drogowa" - wzajemne informowanie się kierowców o sytuacji na drodze, a także towarzyskie pogaduszki w czasie długiej, męczącej i nudnej jazdy,
  • łączności z zastosowaniem tzw stacji bazowej - dążenie do nawiązywania łączności na znaczne odległości. W tym zakresie są zachęcające przykłady łączności CB na odległościach europejskich, a nawet międzykontynentalnych.


CB RADIO (z ang. Citizen Band Radio – Obywatelskie Pasmo Radiowe).
Twórcą pierwszego CB radio jest Amerykanin Al Gross. Wynalazł on w 1939 roku Walkie-Talkie.  Pierwsze CB radio powstało w 1943 roku. Początki wykorzystania pasma CB w Polsce sięgają lat 70 - 80 ubiegłego wieku (radiotelefony Echo, Tukan).

Podstawa prawna:
Zgodnie z § 2 ust. 1 pkt 6 rozporządzenia Ministra Transportu z dnia 3 lipca 2007r. w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczo-odbiorczych, które mogą być używane bez pozwolenia radiowego (Dz. U.Nr 138, poz. 972) nie wymaga pozwolenia radiowego używanie urządzeń Radia Obywatelskiego CB wyłącznie w zakresie częstotliwości 26,96-27,41 MHz, pracujących z modulacją częstotliwości lub amplitudy (FM/AM//SSB) z mocą wyjściową nadajnika do 4 W dla FM i AM oraz z mocą 12W (PEP) dla SSB.


     Przykładowy zestaw samochodowy i jego charakterystyka:

    • samochód osobowy - Honda Prelude - japońskie luksusowe, sportowe coupe, po 250 000 km bez zarzutu (jak szkoda, że już nie produkowane!!!).
    • radio CB - PRESIDENT HARRY III ASC - francuskie, wyprodukowane w Chinach, radio nowej generacji z ustawianymi planami częstotliwości i modulacji obowiązującymi w poszczególnych państwach, homologacją (tzw. deklaracją zgodności) - b. ważne w podróżach zagranicznych. W mojej ocenie (a miałem CB radio już około 10)  jest to radio DOBRE!
    • antena -  CB CTE AP-1700 - zasadniczy walor - DŁUGA (170 cm) ! Mocowana bezpośrednio do karoserii i zdejmowana (pochylana, zakładana) na tzw. motylek. Jeżeli zależy nam na zasięgu i jesteśmy w stanie przeżyć 8 mm otwór w blasze karoserii, to musimy się zdecydować na takie rozwiązanie. Żadne "magnesówki", żadne krótkie, helikalne, mocowane na uchwytach do rynienki lub bagażnikach nie zapewnią takiego rezultatu jak antena zamocowana na środku dachu i trwale (elektrycznie) związana z karoserią. W przypadku Hondy Prelude tego dachu jest b. mało ("szyberdach") i dlatego zdecydowałem się na prawy tylny błotnik.
    O sukcesie, satysfakcji i zadowoleniu z naszego zestawu samochód - radio - antena w przeważającej mierze zdecyduje ANTENA! 
    "Wypasione" radio za 1000 i więcej zł przy krótkiej, źle zestrojonej i niewłaściwie zamontowanej antenie pozostanie daleko w tyle za najtańszym CB radio z długą, dobrze zamontowaną i zestrojoną anteną.
    O skuteczności anteny decyduje wyłącznie  jej wysokość, miejsce zamontowania  i zestrojenie - nie dajmy się nabierać na  drogie i krótkie anteny o "rewelacyjnym" zysku i zasięgu.



    Uwagi dotyczące montażu:


    • ANTENA: w miejscu montowania anteny błotnik jest pochyły - zmusza to do skośnego ścięcia plastykowej podstawy anteny. Antenę należy montować tak, by była możliwie pionowa i by była możliwość jej pochylania do tyłu -  w żadnym przypadku na boki! Motylek może się samoczynnie poluzować i łatwo sobie wyobrazić wyprzedzanie rowerzysty z szybkością np.  100km/godz z anteną  wychyloną na prawą stronę! 

    Jeżeli z różnych względów nie chcemy długiej anteny (antena 2 m nad samochodem to trochę - niestety - "obciachowy" widok) możemy do tej samej podstawy montować 30 - 50 cm antenę helikalną - na zasięgu tracimy, ale "coś za coś".  W przypadku zamiaru całkowitego zamaskowania  faktu posiadania radia CB można zastosować specjalną antenę, o długości około 50 cm, niczym nie różniącą się od klasycznej samochodowej anteny radiowej (np. TRIFLEX 3-systemowa CB/FM/GSM).
    Antenę należy zestroić, tzn. dopasować jej długość do częstotliwości nadajnika. Możemy to zrobić sami korzystając z miernika SWR (reflektometru - miernika współczynnika fali odbitej) lub w specjalistycznym punkcie obsługi (także  w większości sklepów z radiami CB).  


    UWAGA: 
    nigdy nie włączamy radia na nadawanie przy niepodłączonej antenie!!!  


    Brak anteny (obciążenia nadajnika) powoduje wydzielenie całej mocy na tranzystorach końcowych nadajnika i w rezultacie (często) do ich zniszczenia.
    Ryzyko pracy nadajnika z niedopasowaną anteną jest mniejsze  - tracimy na zasięgu, ale spalenie końcówki nadajnika raczej nam nie grozi. SWR mojej fabrycznie złożonej anteny wynosi 1,2 - czyli blisko 100% mocy idzie w antenę i żadna regulacja nie była  potrzebna. Problem zaczyna się przy SWR powyżej 2 - radio przy dłuższym nadawaniu może się nadmiernie grzać.
    • RADIO: montaż powinien uwzględnić warunki łatwego demontażu i chowania radia. W moim przypadku radio zamontowałem w schowku pasażera. Po jego zamknięciu nic w środku samochodu nie wskazuje na obecność CB radia. Kabel anteny stosunkowo łatwo przeciągamy pod tapicerką i wyprowadzamy za schowkiem, a stąd  przez wywiercony otwór w tylnej ściance schowka do radia. Podobnie z zasilaniem: (-) kabelkiem do masy samochodu, (+) można połączyć z zasilaniem dochodzącym do radioodbiornika (sprawdźmy, czy jest napięcie po wyłączeniu stacyjki!). Ważnym aspektem prawidłowego montażu radia  jest MASA. Masę otrzymuje radio w dwóch punktach: poprzez kabel zasilający (-) i poprzez podstawę anteny. Brak masy w którymkolwiek z tych punktów oznacza brak możliwości zestrojenia anteny. Wyjątek stanowią "magnesówki", gdzie masa do radia podłączona jest tylko przez zasilanie. Przewód masy (-) powinien być możliwie krótki.



        Kilka uwag (dylematów) związanych z używaniem CB radia:
        • posiadanie w aucie CB radia powoduje, że wzrasta nasze poczucie "bezpieczeństwa" i bezkarności ze względu na fakt znajomości rozmieszczenia policyjnych patroli i fotoradarów - skłania to do ryzykowania nadmierną prędkością, a przecież NIE O TO CHODZI!!!
        • mimo braku zakazu posługiwania się CB w czasie jazdy (w odróżnieniu od komórki) uważajmy, zwłaszcza na początku naszej przygody z CB. Skupienie nadmiernej uwagi w czasie prowadzenia samochodu na ustawianiu kanałów i regulacji naszego CB może skończyć się  bardzo nieprzyjemnie!
        • ostrzegając innych kierowców o tzw. misiach ostrzegamy jednocześnie kierowców pijanych i innych złodziei, a przecież też chyba NIE O TO NAM CHODZI!!!
        • przykre to, ale jazda z dziećmi i włączonym CB na kanale 19, to dla nich szkoła chamstwa i wulgaryzmów ze strony prymitywnych kierowców lub  młodych ociężałych umysłowo i kulturowo wyrostków, a takich ci u nas - NIESTETY - dostatek!!!
        • dość powszechnym zjawiskiem, zwłaszcza na zachodzie, jest współpraca CB-stów z policją. Można być pewnym, że każde nieodpowiedzialne i niebezpieczne zachowanie kierowcy zostanie zrelacjonowane  przez CB  policji.  Mimo kontrowersyjności zjawiska "donosicielstwa" współpraca CB-stów z policją rozwija się także u nas. Ale,  jeżeli w rezultacie "donosów" przez CB będzie na naszych drogach bezpieczniej ...

        Mimo wszystko, przyjemności i dalekich łączności!!!

        Bezpieczna rozmowa przez CB radio

        Rozmowa przez CB radio
        W związku z pojawiającymi się wątpliwościami interpretacyjnymi przepisów prawa o ruchu drogowym w zakresie korzystania z radia CB podczas kierowania pojazdem, Komenda Główna Policji informuje, że aktualnie obowiązujące uregulowania prawne w tym zakresie, nie zabraniają korzystania z urządzeń nadawczoodbiorczych typu CB radio.
        Zgodnie z art. 45 ust. 2 pkt 1 ustawy z dnia 20 czerwca 1997r. Prawo o ruchu drogowym ( Dz. U. z 2005r. Nr 108 poz. 908 z późn. zm.) cyt. Kierującemu pojazdem zabrania się:
        1) korzystania podczas jazdy z telefonu wymagającego trzymania słuchawki lub mikrofonu w ręku;

        Biuro Prawne KGP przedstawiło pogląd, z którego wynika iż przepis ten odnosi się tylko i wyłącznie do telefonów komórkowych.
        Należy jednak wyraźnie podkreślić, Że o ile sama rozmowa przez CB radio nie jest zabroniona, to w niektórych okolicznościach kierujący, korzystając z CB radia, swoim zachowaniem może przyczynić się do utrudnienia lub spowodowania zagrożenia bezpieczeństwa lub porządku w ruchu drogowym, za co może zostać pociągnięty do odpowiedzialności .
        W myśl art. 3 ust. 1 kodeksu drogowego Uczestnik ruchu i inna osoba znajdująca się na drodze są obowiązani zachować ostrożność albo gdy ustawa tego wymaga – szczególną ostrożność, unikać wszelkiego działania, które mogłoby spowodować zagrożenie bezpieczeństwa lub porządku ruchu drogowego ruch ten utrudnić
        albo w związku z ruchem zakłócić spokój lub porządek publiczny oraz narazić kogokolwiek na szkodę.
        Należy również wskazać, iż kierowcy którzy zostali ukarani mandatem karnym za korzystanie w trakcie jazdy z CB radia nie są uprawnieni do bezwzględnego prawa ubiegania się o uchylenie mandatu karnego, a tym samym zwrotu uiszczonej grzywny. Każdy tego typu przypadek powinien być rozpoznany w trybie indywidualnym z uwzględnieniem faktycznych okoliczności i przesłanek uzasadniających nałożenie mandatu.
        Link: http://www.policja.pl/portal/pol/166/19857/Rozmowa_przez_CB_radio.html

        Homologacja, stanowisko policji:

        Zgodnie z § 2 ust. 1 pkt 6 rozporządzenia Ministra Transportu z dnia 3 lipca 2007r. w sprawie urządzeń
        radiowych nadawczych lub nadawczo-odbiorczych, które mogą być uŜywane bez pozwolenia radiowego (Dz. U. Nr 138, poz. 972) nie wymaga pozwolenia radiowego używanie urządzeń Radia Obywatelskiego CB wyłącznie
        w zakresie częstotliwości 26,96-27,41 MHz, pracujących z modulacją częstotliwości lub amplitudy (FM/AM//SSB) z mocą wyjściową nadajnika do 4 W dla FM i AM oraz z mocą 12W (PEP) dla SSB.
        Obecne uregulowania prawne nie nakładają na użytkowników urządzeń typu CB Radio obowiązku posiadania przy sobie i okazywania na żądanie organu kontroli ruchu drogowego świadectwa homologacji czy deklaracji zgodności użytkowanego urządzenia.
        Istnieje jednak możliwość, że urządzenie typu CB radio znajdujące się w pojeździe może nasunąć podejrzenie policjantowi, iż znajduje się ono w obrocie, choć nie spełnia wymogów formalnych. Zdarzają się przypadki modyfikacji konstrukcji urządzenia oraz dopuszczalnych parametrów pracy. Zdarzają się także przypadki
        sprowadzania urządzeń spoza granicy Polski, których parametry pracy nie zawsze są zgodne z polskimi przepisami.
        W przypadku pojawienia się uzasadnionych wątpliwości co do użytkowanego sprzętu, naturalnym zachowaniem jest próba zweryfikowania (w miarę możliwości na miejscu kontroli), czy znajdujące się w pojeździe CB radio zostało dopuszczone do obrotu na polskim rynku. Dużym ułatwieniem w takim przypadku będzie okazanie policjantowi Świadectwa Homologacji lub Deklaracji Zgodności. I choć nie ma obowiązku posiadania tego dokumentu przy sobie, to jednak posiadanie go przy sobie w dużym stopniu może ułatwić obu stronom udokumentowanie faktu użytkowania zgodnego z prawem.
        W przypadku braku takiego dokumentu, użytkownik może być naraŜony na konieczność zabezpieczenia urządzenia do czasu wyjaśnienia sprawy. Oznacza to również, że na potrzeby prowadzonego postępowania wyjaśniającego będzie musiał w późniejszym terminie dostarczyć taki dowód celem uniknięcia posądzenia o popełnienie wykroczenia lub nawet przestępstwa.
        Link: http://www.policja.pl/

        Jakie radio CB - opinia o opiniach

        Jest to niewątpliwie pierwszy, zasadniczy i najbardziej męczący dylemat przed jakim stoimy na początku przygody z CB.
        Zasadnicze źródło informacji: internet - setki, jak nie tysiące "autorytatywnych" opinii o poszczególnych markach i konkretnych egzemplarzach sprzętu. Zawrót głowy murowany!

        Zatem o tych opiniach po kolei:
        1. Opinie są najczęściej formułowane na podstawie "badań" metodą "na ucho" i poprzez pryzmat indywidualnych upodobań.
        2. "Badania" prowadzone są  w  prowizorycznych warunkach domowych, często na nie do końca poprawnie zainstalowanym sprzęcie.
        3. W opiniach o zestawie CB dominuje zwracanie głównej uwagi na radio bez uwzględnienia faktu, że o skuteczności (jakości łączności) w przeważającym stopniu decyduje ANTENA.
        4. Trudno o rzetelną opinię danego radia bez uwzględnienia jego zamierzonego przeznaczenia - radio dobre w samochodzie nie musi spełniać wymogów radia "bazowego" i na odwrót.
        5. Kwestia tzw. chińszczyzny - pokutują dość utarte stereotypy o "bylejakości" chińskich towarów, co nie musi być do końca prawdą. Często zachodnie firmy lokując swoją produkcję w Chinach narzucają chińskim wykonawcom tak "wyśrubowane" normy, że produkt jest lepszej jakości niż wyprodukowany w kraju macierzystym.
        Skutkiem powyższego spotykamy często  na forach internetowych diametralnie sprzeczne opinie o tym samym radiu
           Wydaje się w tej sytuacji, że najrozsądniejszym podejściem jest wykazanie odrobiny zaufania do "niewidzialnej ręki rynku". Rynek  (a w zakresie CB urządzeń jest on "światowy") dość precyzyjnie ustala relacje ceny do jakości. Rynek ocenia jakość towaru - jakość ma swoją cenę. Stąd wniosek:
                           
                                Radio za 150 zł jest warte 150 zł, radio za 1200 zł jest warte 1200 zł.

          Bądźmy realistami: żadna firma nie pozwoli sobie na produkowanie "CB mercedesa" za 50 $ i "CB szumofonu" za 500$ - to po prostu nie przejdzie!












          wtorek, 29 czerwca 2010

          Silnik parowy do modelu łodzi - Marine steam engine

              


          Maszyna parowa!!! Jedna z najbardziej ekscytujących konstrukcji mechanicznych,  konstrukcja mająca fascynującą historię i fundamentalne zasługi w cywilizacyjnym postępie.                                            
          Maszynka parowa, dwustronnego działania, przedstawiona na poniższych zdjęciach jest przeznaczona do napędu modelu pływającego. Nie wyklucza to oczywiście innych zastosowań.
          Charakterystycznym i raczej rzadko spotykanym rozwiązaniem jest ramkowy korbowód  pozwalający na bardzo zwartą konstrukcję i stosunkowo nisko położony środek ciężkości przy zachowaniu relatywnie dużej  pojemności cylindra. Ma to wszystko istotne znaczenie w przypadku silnika przeznaczonego do sprzętu pływającego.
           Kolejne nietypowe rozwiązanie to suwak rozdzielający parę. Proste i równie skuteczne - w porównaniu do klasycznego suwaka - rozwiązanie jest łatwe w wykonaniu.

          Mam nadzieję, że dość szczegółowe fotografie części składowych maszyny wraz z opisem  wystarczą do podjęcia się konstruowania silniczka. Namawiam tylko do wręcz perfekcyjnego rozrysowania i zwymiarowania części oraz (nawet przesadnej) dokładności w ich wykonywaniu.




          Filmik obrazuje pracę maszynki: o jej mocy świadczy fakt, że palcami nie da się zatrzymać wału i to przy ciśnieniu zaledwie 0,2 bar!!!

          video

          Informacje dotyczące budowy łodzi (kocioł, system sterowania śrubą) znajdziemy w kategorii MODELE - ZABAWKI






















          niedziela, 4 kwietnia 2010

          Silnik na słońce - kolejny model (solar engine)





          Silnik solarny - kolejny model  o charakterze pokazowo - zabawkowo - edukacyjnym.

          Fotografie (wersji próbnej)  i rysunek montażowy zwalniają z konieczności przedstawiania szczegółowego opisu budowy, zatem tylko kilka uwag:
          •   nie spodziewajmy się mocy wystarczającej do napędu czegokolwiek - silniczek radzi sobie tylko z oporami własnymi,
          • szczególną uwagę zwracamy na ułożyskowanie koła zamachowego i jego idealne wyważenie - dodam, że odrobina plasteliny wielkości główki od szpilki może przesadzić o działaniu silnika,
          • fotoogniwo - bateria jak największa, jednak nie przekraczająca rozmiarami 1/2 powierzchni koła zamachowego,
          • możliwe modyfikacje, to osiągniecie rezultatu kręcenia się przy świetle np. zwykłej żarówki. 
                                                                                                      





          Na koniec filmik przedstawiajacy działanie silniczka w promieniach wiosenego słońca:

          a jednak się kręci!!!






          środa, 17 lutego 2010

          Stirling - silnik niskotemperaturowy typu "gamma"

          Silnik Stirlinga, to wbrew pozorom zupełnie coś innego niż silnik parowy. Biorąc pod uwagę liczne publikacje w internecie na ten temat nie będzie tu o nim nic więcej, niż opis wykonania i uwagi wynikające z doświadczeń.

          Względna prostota silnika idzie w parze z podstawową trudnością jego wykonania - zegarmistrzowską precyzją, która jest warunkiem jego sprawności i zadziałania przy minimalnej różnicy temperatur górnej i dolnej płytki. Za sukces w tym względzie możemy uznać sprawność pozwalającą na pracę silnika z wykorzystaniem ciepła dłoni. Dość ciekawym wariantem jest silnik napędzany energią promieniowania słonecznego (górna płytka przeźroczysta i górna powierzchnia tłoka wyporowego pomalowana na czarno).
          Opisany tu silnik nie ma oczywiście waloru użytkowego i zamiar jego wykorzystania do napędu np. prądnicy możemy od razu odrzucić jako zupełnie nie realny.




            Uwagi ogólne:
            1. Materiały - części ze stacji dysków (łożyska), blacha aluminiowa (mosiężna), styropian na tłok wyporowy, 0,5 mm drut stalowy, oś silniczka elektrycznego z tulejkami łożyskowymi, plastykowy odcinek  rury kanalizacyjnej o przekroju 100 mm, mosiężna rurka, śrubki, nakrętki M3, śrubki M2, bardzo cienka gumka.
            2. Narzędzia - precyzyjna wiertarka kolumnowa (wiercimy otwory rzędu 1mm), mała tokarka, szlifierka, gwintowniki 2 i 3 mm,









            Uwagi dotyczące wykonania:
            • Cylinder tłoka wyporowego (warto zacząć od cylindra, ponieważ jego wymiary zdeterminują pozostałe wymiary silnika) to cylinder o wymiarach 100x22x3 mm - materiał dowolny, w miarę dobry izolator.  Bardzo efektowne rozwiązanie to cylinder szklany lub z pleksi, ale wobec trudności ze zdobyciem i obróbką szklanej rury można z równym powodzeniem zastosować odcinek plastykowej rury kanalizacyjnej o średnicy około 100 mm. Wykonując cylinder zwracamy szczególną uwagę na jego centryczność i dokładną wysokość 22 mm na całym obwodzie.  W pierwszym podejściu zastosowałem pierścień wycięty z zaślepki rury kanalizacyjnej - okazało się, że jest ona lekko stożkowa (0,5mm na wysokości 22mm) - było dużo pracy ze stoczeniem do idealnie równego walca.


            • Tłok wyporowy - bez wątpienia najlepszy z dostępnych materiałów  to styropian. Wymiary tłoka: wysokość 10 mm, średnica 2 - 3 mm mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra. Wbrew pozorom nie jest trudnym jego wykonanie. Faza I - wstępna obróbka, bardzo ostrym nożykiem, krążka na szybkich obrotach tokarki (wiertarki). Faza II - po zamocowaniu  (zaklejeniu) krążka na osi 2 mm ( np. z silniczka elektrycznego) toczymy tłok na pożądany wymiar przy pomocy coraz drobniejszego papieru ściernego. Zwracamy szczególną uwagę na brak "bicia" w czasie obracania i prostopadłość ośki (w czasie pracy tłok zbliża się całą swoją powierzchnię do dolnej i górnej płytki na odległość 0,5 do 1mm. Jakiekolwiek ocieranie się tłoka o ścianki cylindra i dotykanie górnej (dolnej) pokrywy spowoduje, że silnik nie będzie działał. Uwaga; do klejenia styropianu (mocowania tłoczyska) nie można  stosować żywic -rozpuszczają styropian! W opisywanym silniku doskonale sprawdził się klej wikol. Druga uwaga: w celu zapewnienia centryczności mocowania tłoczyska w tłoku wyporowym, po jego wciśnięciu na klej w styropian tłoka całość montujemy na wcześniej przygotowanej płycie górnej wraz z tulejkami i pozostawiamy na kilka godzin do związania kleju. Obsada tłoczyska to teflonowa zębatka, do której - po nagwintowaniu gwintownikiem M2 - wciśnięto tłoczysko. 

              • Pokrywy cylindra - wykonujemy z blachy (dobrze przewodzącej ciepło) np.aluminiowej. Górna pokrywa może być grubsza  (2 - 3 - 5 mm) ponieważ montujemy na niej pozostałe elementy silnika. W pokrywie wytaczamy rowek o szerokości ścianek cylindra i głębokości około 0,5mm, co zapewni centryczność tłoka względem cylindra. Bardziej prosty sposób to przymocowanie pod górną płytką krążka z blachy aluminiowej 0,5 - 1 mm o średnicy równej średnicy wewnętrznej cylindra. Dolna pokrywa może być z blachy o grubości 1 - 2 mm. Na obwodzie pokryw (średnica zewnętrzna cylindra + 3mm na śruby) wiercimy 6 (grubsza blacha) do 8 (cieńsza blacha) otworów  3mm na śruby mocujące pokrywy. Otwory wiercimy jednocześnie w obu pokrywach i zaznaczamy ich wzajemne położenie. Przed ostatecznym skręceniem cylindra, jego górną i dolną krawędź smarujemy silikonowym uszczelniaczem.

                • Prowadzenie tłoka wyporowego - warunek decydujący o sprawności silnika: maksimum szczelności przy minimalnym oporze ruchu tłoczyska. Warunek ten spełni w miarę cienkie tłoczysko  (1,5 - 2 mm) z polerowanej stali poruszające się w tulejach z brązu. Tłoczysko o długości około 40 mm możemy znaleźć w starym sprzęcie elektromechanicznym (drukarki, dyski, maszyny liczące, itp). w opisanym modelu wykorzystana jest ośka silniczka elektrycznego od suszarki wraz z tulejkami. 

                  • Tłok roboczy - w wersji uproszczonej to membrana z b. cienkiej gumki (dozwolonej od lat 18) na pierścieniu o średnicy około 20 mm,. skok membrany 8 - 10 mm. Dla efektywności silnika bardzo ważnym jest takie naprężenie gumy, by w żadnym położeniu (górnym, dolnym) nie następowało naciąganie gumy.W przypadku posiadania szklanej strzykawki można się pokusić o wykonanie cylindra  z grafitowym (najlepiej!) tłokiem. Najtrudniejsza wersja to cylinder i tłok metalowy.

                    • Koło zamachowe - średnica około 12 cm, materiał - pełna dowolność. W opisywanym model  rolę koła zamachowego z powodzeniem spełnia płytka CD. Koło zamachowe wraz z mimośrodami mocujemy na łożyskach uzyskanych ze stacji dyskietek (lub innego urządzenia). Łożyskowanie koła zamachowego w dużym stopniu warunkuje pracę silnika. Koło zamachowe wyważamy  (kawałeczki plasteliny) po złożeniu całości silnika. 

                      •  Mimośrody i korbowody - Korbowody wytaczamy z mosiądzu i w nich wiercimy 1 mm otwory w miejscach zapewniających pożądany skok tłoków. W otwory wklejamy ułamane końcówki 1 mm wiertła. Korbowody wykonujemy z 0,5 mm stalowego drutu formując na ich końcach oczka o średnicy 1mm.Dobrze jest przewidzieć możliwość minimalnej regulacji długości korbowodu, np. metodą jego zginania w kształcie litery "Z". Można też się "sprężyć" i panewki wykonać z grafitu (jak na zdjęciach niżej). Prezentowane w niektórych rozwiązaniach korbowody na łożyskach kulkowych wydają się być przerostem formy nad treścią - uzyskanie wymiernego efektu w warunkach amatorskich jest bardzo trudne. Uwaga: korbowody muszą być  ustawione o 90 stopni względem siebie!


















                        Mimośród tłoka wyporowego jest mocowany na wale na stałe (na wcisk).  Mimośród tłoka roboczego posiada śrubkę zaciskową, co umożliwia ustawienie korbowodów względem siebie o kąt 90 stopni.



















                        Wskazówki dotyczące wymiarów:
                        1. Wysokość cylindra - około 1/5 do 1/10 średnicy (dla stosunku 1/10 silnik będzie pracował przy mniejszej różnicy temperatur).
                        2. Wysokość tłoka wyporowego - około 60%  wysokości cylindra.
                        3. Średnica tłoka wyporowego - około  97% średnicy wewnętrznej cylindra.
                        4. Średnica tłoka roboczego - około 1/8 do  1/10 średnicy cylindra. (Membrany - 1/4 średnicy cylindra).
                        5. Skok  tłoka roboczego - około 1,3  wysokości cylindra.
                        I jeszcze raz zasady poprawnej konstrukcji:


                        1. Maksymalna szczelność na panewkach tłoka wyporowego.
                        2. Maksymalna szczelność tłoka roboczego (małego).
                        3. Minimalne opory ruchu tłoków, maksymalna elastyczność membrany.
                        4. Minimalna szczelina tłoka wyporowego w górnym i dolnym momencie zwrotnym (0,5 - 0,3 mm).
                        5. Doskonałe łożyskowanie i wyważenie koła zamachowego.
                        6. Dobra izolacja cieplna między dolną i górną płytką.


                         Efekty:

                        Silnik startuje na kubku zagotowanej wody, co wskazuje na to, że pracuje przy różnicy około 70 - 80 stopni C. Położenie na górnej płytce kawałków lodu powoduje radykalne zwiększenie obrotów.



                         Dla ambitnych:

                        Silniki Stirlinga dzielimy (niezależnie od typu konstrukcji) na dwa zasadnicze rodzaje:
                        • niskotemperaturowe (opisany wyżej),
                        • wysokotemperaturowe.
                        Wykorzystanie silnika niskotemperaturowego jako źródła napędu jest bardzo problematyczne. Moc takiego silnika wystarcza zaledwie do pokonania oporu samej konstrukcji, ewentualnie - przy wykorzystaniu  koła zamachowego jako elementu prądnicy typu "mikro amerykanka" do zasilania diody LED. Niskotemperaturowe konstrukcje zapewniające praktyczne wykorzystanie (moc kilku watów) musiałyby mieć średnice rzędu metrów! Mimo wszystko eksperymentowanie w tej dziedzinie dostarcza wiele satysfakcji - jest doskonałym sprawdzianem naszych "zegarmistrzowskich" umiejętności i pozwala na bicie rekordów w zakresie minimum róznicy temperatury, przy której sinik pracuje. Silnik przacujący na dłoni (różnica temperatur kilkanaście stopni) to już jest mistrzostwo, ale nic nie stoi na przeszkodzie, by pokusić się o skonstruowanie silnika pracującego przy różnicy kilku stopni!

                        Silniki wysokotemperaturowe to konstrukcje teoretycznie przewyższające  sprawnością silniki spalinowe, a zwłaszcza parowe. Wykorzystywane są do napędu agregatów prądotwórczych, a nawet podwodnych okrętów. Silniki tego typu wykonywane w warunkach amatorskich mogą mieć przeznaczenie czysto pokazowo - dydaktyczne (silniki "puszkowe" ogrzewane świeczką) lub konstrukcje poważniejsze - do napędu modeli pojazdów.

                        Filmik z ww. silnikiem:   http://www.youtube.com/watch?v=zGDa0qtwg2I

                        oraz    http://www.youtube.com/watch?v=IOzF3fDJTP8