Điều gì xảy ra khi chạm một quả dưa chuột muối vào tháp phát thanh AM
(jeffgeerling.com)- Sau thí nghiệm xúc xích hotdog radio AM trước đó, Jeff Geerling và cộng sự đã nối đất hotdog, dưa chuột muối và các loại xúc xích tại một tháp phát sóng AM ở St. Charles, MO để đo phản ứng RF, nhiệt, âm thanh và hoạt động của máy phát
- Trước khi thử nghiệm, họ đã tham khảo ý kiến của một nhà thiết kế anten phát sóng và xác định khoảng cách an toàn theo hướng dẫn bảo thủ của FCC, nhưng điều kiện này chỉ áp dụng cho đúng tháp đơn đó và đây là thí nghiệm tuyệt đối không được bắt chước
- Dưa chuột muối cho thấy điện trở thấp nhất do phần ruột nhiều muối, tạo ra đường dẫn tốt từ tháp xuống đất, khiến công suất RF của máy phát bị vô hiệu hóa hoàn toàn trong chốc lát
- Hotdog giải điều chế tín hiệu AM thành âm thanh nghe được và bị nung nóng tới khoảng 80°C; còn corn dog tạo ra tia lửa lớn và khói nhưng không kích hoạt mạch bảo vệ foldback của máy phát
- Một chiếc hotdog được giữ cách chân đế tháp khoảng 1 inch mà không chạm vào đã không nóng lên đáng kể trong 60 giây; với đài phát 1460 kHz này và điều kiện khoảng 7 kW, cần có một phần tiếp xúc để tạo hồ quang plasma
Điều kiện thí nghiệm và giới hạn an toàn
- Đây là bài thử nhằm quan sát plasma, âm thanh, nhiệt và phản ứng của máy phát khi nối đất thực phẩm vào tháp phát sóng AM
- Sau thí nghiệm hotdog radio AM trước đó, Jay từ Plasma Channel đã tham gia và nhóm của Geerling chuẩn bị để đo nhiều hạng mục cùng lúc
- SWR
- RF forward power
- SDR tại hiện trường
- Cường độ trường AM ở khoảng cách 25 km, tức 16 dặm
- Trạng thái nhiệt của thịt
- Bài thử nếm của Jay
- Trước khi thử nghiệm, họ đã tham khảo một nhà thiết kế anten phát sóng giàu kinh nghiệm, đồng thời dùng hướng dẫn của FCC và Supplement A theo hướng bảo thủ để xác định khoảng cách phơi nhiễm an toàn cho địa điểm tháp đơn này
- Điều kiện khác nhau theo từng tháp, từng đài và từng tần số, nên không thể khái quát thí nghiệm này sang nơi khác; đây là thí nghiệm có ghi rõ DO NOT ATTEMPT
Hotdog: giải điều chế tín hiệu AM và foldback của máy phát
- Hotdog tạo ra tiếng ồn lớn do tương tác giữa plasma và không khí
- Nó đóng vai trò giải điều chế tín hiệu AM thành âm thanh nghe được, và toàn bộ cây bị nung nóng lên khoảng 80°C
- Phần than hóa còn lại ở đầu có thể kém an toàn hơn để ăn
- Công suất RF của máy phát, theo bảng điều khiển, đã tăng từ mức danh định 12 kW lên tạm thời 14 kW, rồi foldback protection bên trong kích hoạt và kéo xuống khoảng 6 kW
- Khi nhấc hotdog khỏi điểm nối đất, Nautel XR12 lại nâng công suất về 12 kW
Dưa chuột muối: điện trở thấp và việc ngắt công suất RF tức thời
- Thí nghiệm với dưa chuột muối nhằm xem liệu hàm lượng muối trong một quả gherkin tươi có thể làm màu hồ quang chuyển từ tông cam của hotdog sang tông xanh hay không; nhóm thử nghiệm cũng suy đoán nó có thể ngả đỏ hơn
- Trong lúc thử, sau một tia lửa lớn, máy phát nhanh chóng trở nên rất yên lặng
- Ban đầu họ cho rằng dưa chuột muối đã tự bị than hóa làm giảm độ dẫn, nhưng thực tế nó là chất dẫn điện rất tốt với điện trở bên trong thấp hơn nhiều so với các loại thịt được thử
- Phần ruột bão hòa nước muối tạo ra một đường dẫn tốt từ tháp xuống đất, và dưa chuột muối là vật thử duy nhất làm công suất RF của máy phát bị vô hiệu hóa hoàn toàn trong khoảnh khắc
- Đầu quả dưa chuột muối phát sáng màu cam, và trong một số khung hình còn quan sát được sóng xung kích plasma
- Jay nếm dưa chuột muối rồi nhổ ra ngay, nói rằng nó có vị đồng rất mạnh
- Jay suy đoán vị đó có thể do sự điện phân của đồng dùng để nối đất quả dưa chuột muối
- Video liên quan: Creating A Plasma Shockwave Using Wireless Energy
Phản ứng của các loại thực phẩm khác
-
Bratwurst
- Một số bình luận dự đoán bratwurst sẽ dịch tín hiệu radio tiếng Anh sang tiếng Đức, nhưng thực tế đó là do người dẫn chương trình đã phát một cụm tiếng Đức trong buổi phát thanh sáng
- Đây là loại thịt chảy xệ nhất trong số các mẫu thử, khiến diện tích tiếp xúc tăng lên khi mắc ở đầu đầu dò
- Chính diện tích tiếp xúc rộng này làm nó bốc khói nhiều hơn hotdog, nhưng khác biệt về âm thanh thì không rõ rệt
- Phản ứng của máy phát tương tự như với hotdog
-
Hotdog chay
- Hotdog chay phát ra âm thanh hơi lớn hơn, nhiệt độ hơi thấp hơn và phần đầu cháy nhanh hơn một chút
- Ở đầu gần điểm cắm đồng, một chất trắng chảy ngược về phía sau khiến nó trông không hấp dẫn để ăn
- Jay nếm phần giữa không chạm vào đồng và mô tả hương vị là “pretty good”
-
Corn dog
- Mẫu này được thử với giả thuyết rằng lớp bột ngô bao quanh hotdog có thể cách điện đủ để ngăn phản ứng mạnh với tháp
- Kết quả là rất nhiều khói và tia lửa lớn, được đánh giá là phản ứng gây bất ngờ nhất trong các mẫu thử
- Khói dường như chạy dọc theo chân tháp khá xa khỏi điểm tiếp xúc
- Mùi corn dog cháy, không giống các loại thịt khác, lại có mùi pleasant gần như mùi đường
- Âm thanh không lớn, và lớp bột ngô tạo ra đủ điện trở để mạch bảo vệ foldback của máy phát không kích hoạt
- Trong suốt bài thử, máy phát duy trì công suất 12 kW
- Không ai muốn nếm corn dog
-
Xúc xích ăn sáng
- Đây là bài thử xem liệu loại thịt dành cho “a.m.” có hoạt động tốt hơn trên tháp radio AM hay không
- Dù là mẫu nhỏ, nó phát ra tiếng to hơn các mẫu khác và có vẻ cháy rất đồng đều
- Xúc xích ăn sáng giữ ở mức dưới 70°C
- Nó nhanh chóng kéo máy phát xuống 6 kW, tức một nửa công suất, nhưng ở mức đó thì ổn định
- Phần đầu trở nên khá giòn
Gia nhiệt không tiếp xúc và ý tưởng thiết bị tiếp theo
- Họ xiên hotdog vào que và giữ trong phạm vi khoảng 1 inch từ chân đế tháp trong 60 giây, nhưng không có hiện tượng nóng lên đáng kể
- Ở điều kiện tần số 1460 kHz của đài này và công suất khoảng 7 kW của tháp, muốn làm nóng hotdog thì một phần của nó phải chạm vào tháp để tạo hồ quang plasma
- Họ nói rằng trong thí nghiệm tiếp theo muốn mang theo sound pressure level meter để đo định lượng âm thanh của từng vật thể tốt hơn
- Cũng có đề xuất dùng que cách điện tốt hơn, chẳng hạn thanh sợi thủy tinh giá 300 USD
- Với điều kiện công suất anten này, họ cho rằng nguy cơ RF không đi qua phần đồng ở đầu mà tạo hồ quang qua que gỗ sang người là rất nhỏ
- Họ cũng dùng găng tay cao su dày
- Nguy cơ lớn hơn là bị nung nóng và phơi nhiễm RF ở cự ly gần, vốn tuân theo định luật nghịch đảo bình phương
- Độ an toàn phụ thuộc vào việc giữ khoảng cách
- Họ muốn quay tương tác plasma giữa tháp và thịt bằng camera tốc độ cao tối thiểu 10.000 fps để xem có thể trực quan hóa điều biên trong plasma hay không
- Nếu lặp lại vào lúc chạng vạng, plasma có thể hiện lên sáng hơn
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Lý do có nhiều video như thế trên YouTube và chủ yếu nói về tháp phát AM là vì trong AM, năng lượng radio đúng nghĩa là dao động theo điều chế biên độ, nên hồ quang plasma cũng dao động theo và kết quả là phát ra âm thanh
AM có sóng mang không đổi, nhưng tín hiệu ở hai dải biên có năng lượng gần bằng 0 khi im lặng và càng mạnh khi âm thanh được truyền càng lớn. Ngược lại, FM thay đổi tần số chứ không phải biên độ, nên nhìn chung luôn phát với công suất tương tự nhau
Ngoài ra, băng phát thanh AM có tần số thấp hơn nhiều, nên bước sóng dài và ăng-ten cũng lớn hơn nhiều. Với AM, thường chính bản thân tháp là ăng-ten, còn FM thì kiểu như gắn ăng-ten dài 1–2 m trên đỉnh một tháp rất cao. Vì vậy tháp AM có thể đứng đó mang theo năng lượng vài kW, chạm vào là bị điện giật
Thông thường tháp được đặt trên sứ cách điện để cách ly với mặt đất, còn tháp FM dù có dây nối đất chống sét thì nhìn chung vẫn gắn trực tiếp với mặt đất. Và AM không phải là một dải tần số cụ thể mà là một phương thức điều chế, nên cũng có thể dùng gần các tần số phát thanh FM. Bộ đàm hàng không hoạt động bằng AM trong dải VHF gần các tần số phát thanh FM
Nếu đặt dưa muối hay xúc xích cách tháp 1 inch để thực tế không chạm vào, chúng thậm chí cũng không ấm lên. Đây gần với một ca điện giật xoay chiều bình thường hơn là hiện tượng tần số vô tuyến. Phần có vẻ “radio” nhất chỉ là mặt đất dưới các tháp như vậy thực chất là một lưới kim loại lớn, nhưng ở đây người ta nối trực tiếp quả dưa muối xuống đất bằng cáp câu bình, nên đó cũng không phải điểm cốt lõi
Hãy tưởng tượng thời chỉ có điện báo và mã Morse, những người nghiệp dư mỗi đêm nghe tiếng tia lửa Morse, rồi đến năm 1906 đột nhiên nghe thấy giọng người và âm nhạc. Thực ra lần thử đầu tiên là năm 1900
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden
Ảnh thì không thấy liên quan trực tiếp lắm, nhưng nếu muốn đọc chuyện phần móng tháp là một bộ cách điện khổng lồ, hãy kéo xuống phần Brant Rock, Massachusetts, facility bên dưới
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden#Rotary-sp...
Ở Anh, BBC và radio AM thương mại thực tế đang hấp hối, và các đài còn lại cũng dự kiến đóng cửa trong vài năm tới, nên tôi nghĩ Ofcom nên mở băng này cho những người chơi phát sóng công suất thấp
Những người như vậy vốn đã tồn tại không chính thức suốt nhiều thập kỷ, có thể bắt được nhiều đài từ Hà Lan, và trong nước cũng thỉnh thoảng bắt được
Điều này cũng tốt cho việc nuôi dưỡng sự quan tâm đến radio như một công nghệ. Không chỉ là chế tạo máy phát và hệ thống ăng-ten, mà còn có cái thú xây dựng chuỗi xử lý âm thanh để điều chế tối ưu và trở thành DJ lên sóng radio “thật”. Nếu dùng cả đèn chân không và thiết bị cổ thì đó có thể là cách bảo tồn lịch sử công nghệ và trải nghiệm lịch sử sống động; đồng thời còn có lợi về môi trường vì không biến các máy thu analog cũ thành rác điện tử
Có lẽ chỉ cần một chế độ cấp phép tối thiểu để xác nhận cá nhân không phải là kẻ hoàn toàn ngớ ngẩn, cùng khoản phí trả cho tổ chức quyền âm nhạc PRS giống như streaming là đủ. Đặc biệt vào ban đêm, có thể giữ công suất tối đa ở mức thấp để không gây nhiễu các đài AM vẫn còn hoạt động ở châu Âu; và thực tế người nghe hẳn chỉ là dân mê radio, nên có lẽ cũng không cần kiểm soát nội dung quá nhiều. Đã có tiền lệ phát sóng phi lợi nhuận như đài cướp biển cũ Radio Caroline, nơi chính phương tiện AM đóng vai trò trong việc vận hành một con tàu radio mang tính lịch sử
Trước khi có thay đổi về quy định, ngoài trạm vô tuyến nghiệp dư ra thì có hoạt động tần số vô tuyến thú vị nào đáng thử nhờ tận dụng chiều cao của tháp như vậy không?
Tôi nghĩ không nhất thiết cần giấy phép tối thiểu để chứng minh một cá nhân không phải kẻ hoàn toàn ngớ ngẩn; nó có vẻ chỉ làm tăng rào cản. Chất lượng âm thanh thấp và khán giả ít, nên các khoản phí quyền âm nhạc như PRS có lẽ cũng không có nhiều ý nghĩa
Tôi không chắc mức công suất tối đa phù hợp là bao nhiêu, nhưng trọng tâm là các cộng đồng phân tán công suất thấp. Lý do thực sự để can thiệp chỉ nên là khi công suất trở nên quá cao hoặc có việc sử dụng băng tần không tôn trọng những người dùng khác
Khoảng 20 năm trước, trong bữa tối ở nhà bố mẹ, tôi kể rằng mình đã đọc được chuyện cho 240V chạy qua một quả dưa chuột nhỏ thì nó phát sáng, và ngay sau bữa tối, bố tôi cùng tôi dựng một bộ thí nghiệm
Quả dưa chuột nhỏ và cả hành ngâm đều phát sáng rực. Tôi đã lập một website đơn giản để chia sẻ video đã quay và nội dung thí nghiệm, rồi đăng lên B3ta, nhưng đáng tiếc giờ tất cả đều đã biến mất
https://simh.trailing-edge.com/semi/docs/WRL-TN-13.pdf
Tôi biết là các chuyên gia tần số vô tuyến thật sự đã kiểm tra và cũng được cấp phép, nhưng vẫn thấy đáng sợ. Tụ chạy điện áp cao thì tôi sẽ không thay nếu không mang Crocs, đứng trên nền xi măng và đeo găng tay lò nướng bằng cao su
Ngay cả lúc đó tôi cũng để một tay sau lưng. Vì đã từng có tai nạn và nó đau lắm. Ở khí hậu này, tụ chạy của bơm hồ bơi hỏng gần như hằng năm; nếu lần nào cũng gọi thợ thì chắc tốn kha khá tiền
Dù vậy, việc thức ăn giải điều chế tín hiệu và biến nó thành âm thanh nghe được thật ngầu
Tôi nhớ đến một video kinh điển cũ về những người dũng cảm đã làm cho ngọn cỏ phát nhạc nhờ tháp radio
https://www.youtube.com/watch?v=b9UO9tn4MpI
Điểm mấu chốt là quả dưa muối được nối đất. Trong câu hỏi ở tiêu đề bị thiếu, nhưng từ “được nối đất” cực kỳ quan trọng
Tiếc là không có cách an toàn nào để đưa một cây hot dog không gắn thêm sợi dây nào vào chạm tháp
Tôi thắc mắc tại sao họ không làm cho những tháp này khó tiếp cận hơn. Thường chỉ bảo vệ bằng hàng rào thấp thôi sao?
Một mẩu kiến thức kỹ thuật liên quan mà tôi nhớ ra là tên mã nội bộ của bộ xử lý DEC Alpha là EV, ban đầu là viết tắt của “Electric Vlasic”. Tuy nhiên sau đó mấy người mặc vest đã gán ngược thành “Extended VAX”
Vlasic là một thương hiệu dưa muối của Mỹ
Tôi luôn tự hỏi nếu chạm vào một tháp như vậy rồi chết thì có đau không. Có vẻ điện sẽ đi qua tim và chết tức thì, hoặc cũng có thể là bị đốt cháy chậm hơn
Vì điện áp dao động rất nhanh, cơ có thể không bị co cứng bám chặt, và khi đó bạn có thể bị cú điện giật tệ nhất đời rồi bị hất văng ra. Ngược lại, các loại điện giật không phải tần số vô tuyến khác có thể làm cơ co cứng, khiến bạn tiếp tục tiếp xúc với điện áp nên khả năng tử vong cao hơn
Nhưng nó đau vì gây bỏng, giống như chạm vào một tia lửa nhỏ, và đó là cách duy nhất để biết có chuyện đang xảy ra. Da cũng bốc hơi và mùi thì kinh khủng
Thứ bạn cảm thấy là vết bỏng nặng sinh ra khi năng lượng tần số vô tuyến chuyển thành nhiệt