สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเอาแตงกวาดองไปแตะเสาวิทยุ AM
(jeffgeerling.com)- Jeff Geerling และคณะต่อยอดจาก การทดลองฮอตดอกกับวิทยุ AM ครั้งก่อน โดยนำฮอตดอก แตงกวาดอง และไส้กรอกชนิดต่าง ๆ ไปต่อกราวด์กับเสาส่งสัญญาณ AM ที่ St. Charles, MO เพื่อวัดการตอบสนอง RF ความร้อน เสียง และการทำงานของเครื่องส่ง
- ก่อนทดสอบได้ปรึกษาผู้ออกแบบเสาอากาศกระจายเสียง และกำหนดระยะปลอดภัยตามแนวทางการบำรุงรักษาของ FCC แต่เงื่อนไขนี้ใช้ได้เฉพาะกับเสาเดี่ยวต้นนี้เท่านั้น และเป็น การทดลองที่ห้ามทำตามโดยเด็ดขาด
- แตงกวาดองมีความต้านทานต่ำที่สุดเพราะภายในมีเกลือมาก ทำให้เกิดเส้นทางจากเสาไปยังกราวด์ได้ดี จน เอาต์พุต RF ของเครื่องส่งถูกปิดใช้งานชั่วขณะโดยสมบูรณ์
- ฮอตดอกดีมอดูเลตสัญญาณ AM ให้เป็นเสียงที่ได้ยินและร้อนขึ้นถึงประมาณ 80°C ส่วนคอร์นดอกเกิดประกายไฟใหญ่และควัน แต่ไม่ทำให้วงจรป้องกัน foldback ของเครื่องส่งทำงาน
- ฮอตดอกที่ถือห่างจากฐานเสาประมาณ 1 นิ้วโดยไม่สัมผัส ไม่ร้อนขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตลอด 60 วินาที และภายใต้เงื่อนไขสถานี 1460 kHz นี้กับกำลังประมาณ 7 kW จำเป็นต้องมีการสัมผัสบางส่วนเพื่อสร้างอาร์กพลาสมา
เงื่อนไขการทดลองและข้อจำกัดด้านความปลอดภัย
- การทดลองนี้เป็นการทดสอบเพื่อสังเกตพลาสมา เสียง ความร้อน และการตอบสนองของเครื่องส่งที่เกิดขึ้นเมื่อนำอาหารไปต่อกราวด์กับ เสาส่งสัญญาณ AM
- หลังจากการทดลองฮอตดอกกับวิทยุ AM ครั้งก่อน Jay จาก Plasma Channel ได้เข้าร่วม และ Geerling กับคณะเตรียมวัดหลายรายการพร้อมกัน
- SWR
- RF forward power
- SDR ณ จุดทดสอบ
- AM field intensity ที่ระยะ 25 กม. หรือ 16 ไมล์
- สภาพความร้อนของเนื้อ
- การทดสอบรสชาติของ Jay
- ก่อนทดสอบได้ปรึกษาผู้ออกแบบเสาอากาศกระจายเสียงที่มีประสบการณ์ และอ้างอิง แนวทาง FCC แบบอนุรักษนิยมกับ Supplement A เพื่อกำหนดระยะรับสัมผัสที่ปลอดภัยสำหรับไซต์เสาเดี่ยวนี้
- เงื่อนไขแตกต่างกันไปตามเสา สถานี และความถี่ จึงไม่สามารถเหมารวมการทดลองเดียวกันได้ และเป็นการทดลองที่ระบุชัดว่า DO NOT ATTEMPT
ฮอตดอก: การดีมอดูเลตสัญญาณ AM และ foldback ของเครื่องส่ง
- ฮอตดอกส่ง เสียงดัง จากปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมากับอากาศ
- ทำหน้าที่ดีมอดูเลตสัญญาณ AM ให้เป็นเสียงที่ได้ยิน และทั้งชิ้นร้อนขึ้นถึงประมาณ 80°C
- ส่วนไหม้เกรียมที่ปลายอาจปลอดภัยต่อการกินน้อยลง
- เอาต์พุต RF ของเครื่องส่งตามแผงควบคุมเพิ่มจากค่าปกติ 12 kW ขึ้นไปชั่วครู่ถึง 14 kW ก่อนที่ foldback protection ภายในจะทำงานและลดลงเหลือประมาณ 6 kW
- เมื่อยกฮอตดอกออกจากกราวด์ Nautel XR12 ก็เพิ่มเอาต์พุตกลับไปเป็น 12 kW
แตงกวาดอง: ความต้านทานต่ำและการตัดเอาต์พุต RF ชั่วขณะ
- การทดลองแตงกวาดองเป็นการทดสอบว่า ปริมาณเกลือ ใน gherkin สดจะเปลี่ยนสีอาร์กจากโทนส้มของฮอตดอกเป็นโทนเขียวได้หรือไม่ และผู้ทดลองคาดเดาว่าอาจแดงขึ้นด้วย
- ระหว่างทดสอบ หลังเกิดประกายไฟขนาดใหญ่ เครื่องส่งก็เงียบลงอย่างรวดเร็วมาก
- ตอนแรกคิดว่าแตงกวาดองถูกจี้ไหม้ด้วยตัวเองจนการนำไฟฟ้าลดลง แต่จริง ๆ แล้วมันเป็น ตัวนำไฟฟ้าที่ดี ซึ่งมีความต้านทานภายในต่ำกว่าเนื้อสัตว์ที่ทดสอบมาก
- ภายในที่อิ่มตัวด้วยน้ำเกลือสร้างเส้นทางที่ดีจากเสาไปยังกราวด์ และแตงกวาดองเป็นวัตถุทดสอบเพียงอย่างเดียวที่ทำให้เอาต์พุต RF ของเครื่องส่งถูกปิดใช้งานชั่วขณะโดยสมบูรณ์
- ปลายแตงกวาดองเรืองแสงสีส้ม และในบางเฟรมยังสังเกตเห็น คลื่นกระแทก ของพลาสมาด้วย
- Jay ชิมแตงกวาดองแล้วคายออกทันที และบอกว่ามีรสทองแดงแรงมาก
- Jay คาดเดาว่าอิเล็กโทรลิซิสของทองแดงที่ใช้ต่อกราวด์แตงกวาดองอาจเป็นสาเหตุของรสชาติ
- วิดีโอที่เกี่ยวข้องคือ Creating A Plasma Shockwave Using Wireless Energy
การตอบสนองของอาหารชนิดอื่น
-
Bratwurst
- ความคิดเห็นบางส่วนคาดว่า bratwurst จะแปลสัญญาณวิทยุภาษาอังกฤษเป็นภาษาเยอรมัน แต่ในความเป็นจริงคือวลีภาษาเยอรมันที่ผู้จัดรายการพูดระหว่างรายการเช้าถูกออกอากาศ
- เป็นเนื้อที่หย่อนยานที่สุดในบรรดาที่ทดสอบ และเมื่อเกี่ยวอยู่ที่ปลายโพรบ พื้นที่สัมผัสก็ใหญ่ขึ้น
- เพราะ พื้นที่สัมผัสกว้าง นี้จึงมีควันมากกว่าฮอตดอก แต่ความแตกต่างด้านเสียงไม่ชัดเจน
- การตอบสนองของเครื่องส่งคล้ายกับตอนฮอตดอก
-
ฮอตดอกวีแกน
- ฮอตดอกวีแกนมีเสียงดังขึ้นเล็กน้อย อุณหภูมิต่ำลงเล็กน้อย และปลายไหม้เร็วขึ้นเล็กน้อย
- ที่ปลายใกล้จุดเสียบทองแดง มีสารสีขาวไหลออกไปด้านหลัง ทำให้ดูไม่น่ากิน
- Jay ชิมส่วนตรงกลางที่ไม่สัมผัสทองแดง และบรรยายรสชาติว่า “pretty good”
-
คอร์นดอก
- ทดสอบจากสมมติฐานว่าชั้นแป้งข้าวโพดที่หุ้มฮอตดอกอยู่อาจเป็นฉนวนมากพอที่จะป้องกันปฏิกิริยารุนแรงกับเสาได้
- ผลลัพธ์คือควันจำนวนมากและประกายไฟขนาดใหญ่ และถูกประเมินว่าเป็นปฏิกิริยาที่น่าตกใจที่สุดในบรรดาวัตถุทดลอง
- ควันดูเหมือนเคลื่อนไปตามขาเสาห่างจากจุดสัมผัสพอสมควร
- กลิ่นคอร์นดอกไหม้ต่างจากเนื้อชนิดอื่น โดยมีกลิ่นเกือบเหมือนน้ำตาลและค่อนข้าง pleasant
- เสียงไม่ดัง และชั้นแป้งข้าวโพดให้ความต้านทานเพียงพอจนวงจรป้องกัน foldback ของเครื่องส่งไม่ทำงาน
- ตลอดการทดสอบ เครื่องส่งคงเอาต์พุตไว้ที่ 12 kW
- ไม่มีใครอยากชิมคอร์นดอก
-
ไส้กรอกอาหารเช้า
- เป็นการทดลองเพื่อดูว่าเนื้อสำหรับ “a.m.” จะทำงานกับเสาวิทยุ AM ได้ดีกว่าหรือไม่
- แม้เป็นชิ้นเนื้อขนาดเล็ก แต่เสียงดังกว่าวัตถุอื่น และดูเหมือนไหม้อย่างสม่ำเสมอมาก
- ไส้กรอกอาหารเช้าคงอุณหภูมิไว้ต่ำกว่า 70°C
- ทำให้เครื่องส่งลดลงอย่างรวดเร็วเป็น 6 kW หรือครึ่งกำลัง แต่ที่ระดับกำลังนั้นยังคงเสถียร
- ปลายค่อนข้างกรอบ
การให้ความร้อนแบบไม่สัมผัสและไอเดียอุปกรณ์ต่อไป
- เสียบฮอตดอกบนแท่งแล้วถือไว้ภายในระยะประมาณ 1 นิ้ว จากฐานเสานาน 60 วินาที แต่ไม่มีความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
- ภายใต้เงื่อนไขความถี่ 1460 kHz ของสถานีนี้และกำลังประมาณ 7 kW ของเสานี้ หากต้องการให้ฮอตดอกร้อนขึ้น จำเป็นต้องมีบางส่วนแตะเสาเพื่อสร้างอาร์กพลาสมา
- ในการทดลองครั้งถัดไป พวกเขาอยากนำ sound pressure level meter ไปด้วยเพื่อวัดเสียงของวัตถุแต่ละชนิดอย่างเป็นเชิงปริมาณมากขึ้น
- มีข้อเสนอให้ใช้เครื่องมืออย่างแท่งไฟเบอร์กลาสราคา 300 ดอลลาร์เป็นแท่งฉนวนที่ดีกว่า
- ภายใต้เงื่อนไขเอาต์พุตของเสาอากาศนี้ มองว่าความเสี่ยงที่ RF จะสร้างอาร์กไปถึงคนผ่านแท่งไม้โดยไม่ผ่านทองแดงที่ปลายมีน้อยมาก
- มีการใช้ถุงมือยางหนาด้วย
- ความเสี่ยงที่ใหญ่กว่าคือความร้อนและการรับ RF ในระยะใกล้ ซึ่งเป็นไปตาม กฎกำลังสองผกผัน
- ความปลอดภัยขึ้นอยู่กับการรักษาระยะห่าง
- พวกเขาอยากถ่ายปฏิสัมพันธ์ของพลาสมาระหว่างเสากับเนื้อด้วยกล้องความเร็วสูงอย่างน้อย 10,000 fps เพื่อดูว่าสามารถทำให้เห็นภาพการมอดูเลตแอมพลิจูดในพลาสมาได้หรือไม่
- หากทำซ้ำตอนพลบค่ำ พลาสมาอาจดูสว่างขึ้น
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นบน Hacker News
เหตุผลที่มีวิดีโอแบบนี้บน YouTube อยู่มาก และมักเกี่ยวกับ เสาส่ง AM คือ ใน AM พลังงานวิทยุจะเต้นเป็นจังหวะตามการมอดูเลตแอมพลิจูดจริง ๆ ทำให้อาร์กพลาสมาเต้นตามไปด้วย และผลก็คือเกิดเสียง
AM มีคลื่นพาห์ที่คงที่ แต่สัญญาณแถบข้างทั้งสองฝั่งจะมีพลังงานใกล้ศูนย์เมื่อเงียบ และยิ่งเสียงที่ส่งดังเท่าไรก็ยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น ส่วน FM เปลี่ยนความถี่ ไม่ใช่แอมพลิจูด จึงโดยทั่วไปส่งออกด้วยกำลังที่ใกล้เคียงกันตลอดเวลา
อีกอย่าง ย่านกระจายเสียง AM มีความถี่ต่ำกว่ามาก ความยาวคลื่นยาวกว่า และเสาอากาศก็ใหญ่กว่ามาก โดยปกติ AM ใช้ตัวเสาเองเป็นเสาอากาศ แต่ FM จะเป็นเสาอากาศยาว 1–2 เมตรติดอยู่บนยอดเสาที่สูงมาก ๆ ดังนั้นเสา AM จึงอาจตั้งอยู่พร้อมพลังงานระดับหลาย kW และถ้าแตะก็จะถูกไฟดูด
โดยทั่วไปเสาจะวางอยู่บน ฉนวนเซรามิก เพื่อแยกฉนวนจากพื้นดิน ส่วนเสา FM แม้จะมีสายกราวด์ป้องกันฟ้าผ่า แต่โดยมากจะต่อกับพื้นดินโดยตรง และ AM ไม่ใช่ย่านความถี่เฉพาะ แต่เป็นวิธีมอดูเลต จึงใช้ได้แม้ใกล้ความถี่กระจายเสียง FM วิทยุสื่อสารการบินทำงานแบบ AM ในย่าน VHF ใกล้กับความถี่กระจายเสียง FM
ถ้าเอาแตงกวาดองหรือฮอตด็อกไว้ห่างจากเสา 1 นิ้วโดยไม่ให้แตะจริง ๆ มันก็จะไม่อุ่นขึ้นด้วยซ้ำ นี่ใกล้เคียงกับ ไฟฟ้าช็อกจากกระแสสลับ ธรรมดามากกว่าจะเป็นปรากฏการณ์ความถี่วิทยุ ส่วนที่ดูเป็นวิทยุจริง ๆ ก็มีแค่พื้นใต้เสาแบบนี้ที่แท้จริงแล้วเป็นตาข่ายโลหะขนาดใหญ่ แต่ในกรณีนี้แตงกวาดองถูกต่อเข้ากราวด์โดยตรงด้วยสายจัมเปอร์อยู่แล้ว นั่นจึงไม่ใช่ประเด็นหลักเช่นกัน
ลองจินตนาการถึงยุคที่มีแต่โทรเลขกับรหัสมอร์ส พวกนักสมัครเล่นฟังเสียงสปาร์กของมอร์สทุกคืน แล้วจู่ ๆ ในปี 1906 ก็ได้ยินเสียงคนพูดและดนตรี จริง ๆ แล้วความพยายามครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1900
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden
แม้จะลิงก์ไปที่รูปโดยตรงได้ไม่ค่อยดีนัก แต่ถ้าอยากอ่านเรื่องฐานเสาที่เป็นฉนวนขนาดมหึมา ให้เลื่อนลงไปส่วน Brant Rock, Massachusetts, facility ด้านล่าง
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden#Rotary-sp...
ในสหราชอาณาจักร BBC และ วิทยุ AM เชิงพาณิชย์แทบจะกำลังตายไปแล้ว และสถานีที่เหลือก็มีแผนจะปิดภายในไม่กี่ปี ผมจึงคิดว่า Ofcom ควรเปิดย่านนี้ให้กับนักเล่นกระจายเสียงกำลังต่ำ
คนเหล่านี้มีอยู่แบบไม่เป็นทางการมาหลายสิบปีแล้ว และยังรับสถานีจากฝั่งเนเธอร์แลนด์ได้มาก รวมถึงมีสถานีในประเทศแบบประปรายด้วย
เรื่องนี้ยังดีต่อการกระตุ้นความสนใจในวิทยุในฐานะเทคโนโลยี ไม่ใช่แค่การสร้างเครื่องส่งและระบบเสาอากาศ แต่ยังรวมถึงการจัดทำเชนประมวลผลเสียงเพื่อให้มอดูเลตได้เหมาะสม และความสนุกของการเป็นดีเจที่ออกอากาศบนวิทยุ “จริง” ด้วย ถ้าใช้หลอดสุญญากาศและอุปกรณ์วินเทจด้วย ก็อาจเป็นทั้งการอนุรักษ์ประวัติศาสตร์เทคโนโลยีและประสบการณ์ประวัติศาสตร์ที่ยังมีชีวิต อีกทั้งยังมีข้อดีด้านสิ่งแวดล้อม เพราะไม่ทำให้เครื่องรับอนาล็อกเก่ากลายเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์
ดูเหมือนว่าแค่ระบบใบอนุญาตขั้นต่ำเพื่อยืนยันว่าบุคคลนั้นไม่ได้โง่เขลาโดยสิ้นเชิง และค่าธรรมเนียมให้สมาคมสิทธิ์ดนตรี PRS แบบเดียวกับสตรีมมิงก็น่าจะพอ โดยเฉพาะตอนกลางคืนควรรักษากำลังส่งสูงสุดไว้ในระดับต่ำเพื่อไม่ให้รบกวนการออกอากาศ AM ในยุโรปที่ยังใช้งานอยู่ และในทางปฏิบัติผู้ฟังคงมีแต่พวกเนิร์ดวิทยุ ดังนั้นก็ไม่น่าต้องเข้มงวดเรื่องเนื้อหามากนัก ยังมีกรณีตัวอย่างของสถานีไม่แสวงกำไรอย่าง Radio Caroline อดีตสถานีวิทยุเถื่อน ที่ตัวสื่อ AM เองมีบทบาทในการดำเนินงานเรือวิทยุเชิงประวัติศาสตร์อยู่แล้ว
ก่อนที่กฎระเบียบจะเปลี่ยน นอกจากสถานีวิทยุสมัครเล่นแล้ว มีกิจกรรมความถี่วิทยุสนุก ๆ อะไรที่น่าลองโดยใช้ความสูงของเสาแบบนั้นได้บ้างไหม?
ใบอนุญาตขั้นต่ำเพื่อพิสูจน์ว่าบุคคลไม่ได้โง่เขลาโดยสิ้นเชิงนั้นไม่น่าจำเป็น และน่าจะมีแต่เพิ่มอุปสรรค คุณภาพเสียงต่ำและผู้ฟังก็น้อย ค่าธรรมเนียมสิทธิ์ดนตรีอย่าง PRS จึงดูไม่ค่อยมีความหมายมากนัก
ผมไม่แน่ใจว่าเพดานกำลังส่งที่เหมาะสมควรอยู่ตรงไหน แต่ประเด็นสำคัญคือ ชุมชนกระจายศูนย์กำลังต่ำ เหตุผลจริง ๆ ที่ควรเข้าแทรกแซงมีเฉพาะเมื่อกำลังส่งสูงเกินไป หรือมีการใช้ย่านความถี่ที่ไม่เคารพผู้ใช้อื่นเท่านั้น
ประมาณ 20 ปีก่อน ระหว่างมื้อค่ำที่บ้านพ่อแม่ ผมเล่าว่าได้อ่านมาว่า ถ้าป้อนไฟ 240V เข้าแตงกวาลูกเล็ก มันจะเรืองแสง พอกินข้าวเสร็จ พ่อกับผมก็จัดชุดทดลองทันที
ทั้งแตงกวาลูกเล็กและหัวหอมดองเรืองแสงสว่างมาก ผมทำเว็บพื้นฐานเพื่อแชร์วิดีโอที่ถ่ายไว้กับรายละเอียดการทดลอง และโพสต์ลง B3ta ด้วย แต่น่าเสียดายที่ตอนนี้หายไปหมดแล้ว
https://simh.trailing-edge.com/semi/docs/WRL-TN-13.pdf
รู้ว่าผู้เชี่ยวชาญด้านคลื่นวิทยุจริง ๆ ตรวจสอบแล้วและได้รับอนุญาตแล้ว แต่ก็ยังน่ากลัวอยู่ดี ตัวเก็บประจุรันแรงดันสูงนี่ถ้าไม่ได้ใส่ Crocs ยืนบนพื้นซีเมนต์ และสวมถุงมือยางสำหรับเตาอบ ผมคงไม่เปลี่ยน
ถึงตอนนั้นก็ยังเอามืออีกข้างไว้ข้างหลัง มีอุบัติเหตุมาแล้ว และมันเจ็บมาก ในสภาพอากาศแบบนี้ ตัวเก็บประจุรันของปั๊มสระว่ายน้ำเสียแทบทุกปี ถ้าเรียกช่างทุกครั้งคงเสียเงินไม่น้อย
แต่การที่อาหารดีมอดูเลตสัญญาณแล้วเปลี่ยนเป็นเสียงที่ได้ยินได้นี่ก็เจ๋งดี
ทำให้นึกถึงวิดีโอคลาสสิกเก่า ๆ ของคนกล้าที่ทำให้ ใบหญ้าเล่นเพลง ด้วยความช่วยเหลือของเสาวิทยุ
https://www.youtube.com/watch?v=b9UO9tn4MpI
ประเด็นสำคัญคือ แตงกวาดองที่ต่อกราวด์ คำถามในหัวข้อขาดคำว่า “ต่อกราวด์” ไป แต่มันเป็นคำที่สำคัญมาก
น่าเสียดายที่ไม่มีวิธีเอาฮอตด็อกที่ไม่มีสายส่วนเกินติดอยู่เลยไปแตะเสาได้อย่างปลอดภัย
สงสัยว่าทำไมไม่ทำให้เข้าถึงเสาเหล่านี้ยากกว่านี้ ปกติใช้แค่รั้วเตี้ย ๆ ป้องกันเหรอ?
เกร็ดเทคนิคที่นึกถึงเกี่ยวกับเรื่องนี้คือ โปรเซสเซอร์ DEC Alpha มีโค้ดเนมภายในว่า EV และเดิมย่อมาจาก “Electric Vlasic” แต่ต่อมาคนใส่สูทไปตีความให้เป็น “Extended VAX”
Vlasic เป็นแบรนด์แตงกวาดองของสหรัฐฯ
เคยสงสัยมาตลอดว่าถ้าไปแตะเสาแบบนี้จนตาย จะเจ็บไหม เหมือนไฟฟ้าจะผ่านหัวใจแล้วตายทันที หรือไม่ก็อาจค่อย ๆ ไหม้ไปก็ไม่รู้
แรงดันสั่นเร็วมาก กล้ามเนื้อจึงอาจไม่เกร็งค้างติดอยู่กับที่ และคุณอาจโดนช็อกหนักที่สุดในชีวิตแล้วกระเด็นออกมาได้ ในทางกลับกัน ไฟดูดชนิดอื่นที่ไม่ใช่ความถี่วิทยุอาจทำให้กล้ามเนื้อเกร็ง ทำให้สัมผัสกับแรงดันต่อไป จึงมีโอกาสเสียชีวิตมากขึ้น
แต่เจ็บเพราะมันทำให้ไหม้ เหมือนแตะเปลวไฟเล็ก ๆ และนั่นเป็นวิธีเดียวที่รู้ว่ามีอะไรเกิดขึ้น ผิวหนังก็ระเหยด้วย กลิ่นแย่มาก
สิ่งที่รู้สึกคือแผลไหม้รุนแรงที่เกิดจากพลังงานความถี่วิทยุเปลี่ยนเป็นความร้อน