Translate

Şok Bobini etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
Şok Bobini etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

25 Aralık 2022

ŞEBEKE İÇİN BİR RF ŞOK BOBİNİ


 AN RF CHOKE COIL FOR MAINS 




Mütevazi istasyonumdaki RF girişim sorununu çözmek için antenle, telsiz arasına RF iletim hattı üzerine yerleştirilecek bir şok bobinini nasıl yaptığımı anlatmıştım. Bulunduğumuz apartman dairesinden, başka bir daire taşınıp da yeniden istasyon kurunca aynı sorun karşıma tekrar çıktı. Tek fark, girişimden etkilenenin güç kaynağı olmasıydı. Çıkış gücümü 50W'tan fazla arttırırsam -özellikle 70W ve üzerinde- zaman zaman manipleye bastığımda güç kaynağı korumaya geçiyordu. 

Bu duruma yol açanın kurduğum düzen olduğunu düşündüm. Telsiz masasından balkona giden RF iletim hattı ve stepper motor kontrol kablosu, başka çare olmadığı için iyine masaya kadar gelen elektrik kablosuyla 5 metre boyunca paralel uzanıyordu. Bu kablo da istasyondaki tüm aletlerin bağlı olduğu bir çoklu prizle sonlanıyordu. Başka bir deyişle, RF iletim hattı (ve olasılıkla kontrol kablosu) bu uzun elektrik kablosuyla kusursuzca kuple oluyor ve istenmeyen tüm akımlar hiç zahmetsizce (!) çoklu prize ulaşıyordu. 

Daha önce RF iletim hattı için yaptığım şok bobininden AC güç hattı için bir tane daha yapabileceğimi düşündüm. Internette araştırma yapınca bunun oldukça yaygın bir uygulama olduğunu fark ettim. Nitekim yeri gelmişken mutlaka GM3SEK Ian White'ın web sayfasına bakmanızı öneririm, çok yararlı bilgiler var. 

GM3SEK'in tavsiyesi özetle RF iletim hattının antene bağlandığı yere, RF iletim hattının istasyona (tuner veya telsize) girdiği yere ve şebeke güç kablosunun istasyona vardığı yere olmak üzere 3 adet şok bobini kullanmak. Sayfanın tamamını okumasanız bile, şu kısa sunumu (zaten çoğunlukla görsellerden oluşuyor) mutlaka görün derim, aşağıdaki şemayı da oradan aldım.


31 Mix ile yapılmış nüve kullanarak 3 şok bobini ile RF girişimlerini
büyük orada azaltmak mümkün. Kaynak: GM3SEK



Şebeke için güzel bir uygulama örneği. Kaynak: M0NWK



GM6DX'in özenle hazırlanmış filtresi. EMI filtresinden sonraki
ilk (büyük) bobinin tur sayısı 3,5-10 MHz için, ikincininki (çift nüve) ise 14-30 MHz
için hesaplanmış. GM6DX çok ayrıntılı bir yapım rehberi de hazırlamış.


Böylece gerek GM3SEK, gerekse başka amatörlerin yaptığı uygulamaları örnek alarak ben de istasyon masasına gelen kablo ile,  çoklu prizin arasına takabileceğim bir şok bobini yapmaya karar verdim. İşi kolaylaştırmak ve maliyeti de biraz düşürmek için elimdeki halka nüveye, 110V-13A 1,5m uzunluğunda topraklı bir uzatma kablosunu sardım. Kablonun bir ucundaki "dişi" konnektörü kestim. İletkenlerden birini soydum. O iletkene ve "erkek" konnektörde ona denk gelen uca birer SMA konnektör lehimledim. Kabloyu halka nüveden (Fair-Rite 2631803802) geçirdikçe NanoVNA ile zayıflatmanın ne kadar değiştiğine baktım. 


Bobin test edilirken

0-30 MHz aralığında zayıflatma


Kutulama sırasında


NEMA 5-15R tipi (K.Amerika) priz 


Kapağı kapatmadan önce

Kablo, kılıflı olduğu için nüvenin içinden 11 turdan fazla geçirmeme izin vermedi. Buna rağmen 0-30 MHz aralığında en düşük bastırma 30 dB! Benim çalıştığım frekanslarda (7, 10, 14 MHz) daha da fazla... 

Ölçümlerden sonra, kablonun kestiğim ucundan çıkan iletkenleri (faz, nötr ve toprak) gerektiği şekilde NEMA 5-15R tipi bir prize bağladım ve kutulamayı tamamladım.

Son bir aydır bu filtre ile çalışıyorum, güç kaynağı bir defa bile kapanmış değil. Elimde bir nüve daha var, onu da antene giden kontrol kablosu için kullanacağım, böylece RF girişim sorunumu çok azaltacağımı düşünüyorum.



20 Nisan 2021

EŞEKSENLİ KABLO ve FERRİT NÜVEYLE RF ŞOK BOBİNİ

RF CHOKE COIL WITH COAXIAL CABLE and FERRITE CORE

Kutulama

Manyetik Loop (ML) antenimi kullamaya başladıktan bir süre sonra, özellikle çıkış gücünü 50W'ın üzerine yükselttiğimde bazı sorunlar çıkmaya başladığını gözledim. Zaman zaman SWR aşırı yükseliyor, telsiz korumaya geçiyordu. Stepper motorun kumanda devresinin de bazen donup kaldığını görüyordum. Kendi yaptığım bir detektörüm vardı, onunla da kontrol ettim. Hem RF hattı, hem de kumanda bağlantı kablosu üzerinden RF istasyona geri geliyordu. Bir defasında tuner'dan hafifçe çarpılınca artık tamam deyip sorunu gidermek için ne yapabileceğimi araştırmaya başladım (neyse ki sabrı olanlar için kaynak sıkıntısı olmayan bir konu). 

Önce bu konularda bilgisine en güvendiğim kişinin, rahmetli TA2J Fazıl Ağabey'in Amatör Radyo Teknik ve İşletme El Kitabı eserine bir göz attım, diyordu ki:

"Blendajlı bir kablodaki işaret akımları kablonun içindeki iletkenlerden ve blendajın iç yüzeyinden akar. RF işaretlerinin bulunduğu ortamlarda adeta bir anten gibi işlev gören bu kabloların blendajının dış kısmından da (!) bazı yüksek frekanslı akımlar akarak istenmeyen etkileşimlere neden olabilir." (sf.377)

Aslında sıkıntının kaynağı üzerine bir düşüncem vardı. ML antenlerin örneğin bir dikey çubuk antenin radyalleri gibi toprak veya "dengeleyici" (counterpoise) işlevi görecek ayrı bir unsuru yok. Dolayısıyla hassas ayar yapamazsanız SWR zaten çabucak yükseliyor, bir de eşeksenli kablonun örgüsünün dış tarafından RF geri dönünce sorun iyice büyüyordu. Büyük olasılıkla RF'in geri geldiği tek yol o da değildi. Balkondaki anten bütün elektrik kabloları tarafından taşınıyordu. Ayrıca oturduğumuz eski, çok katlı binanın toprağına da çok güvenmiyordum.

Fazıl Ağabey'in söylediği gibi, bu işaretleri bastırmanın bir yolu uygun özelliklerde ferrit nüve kullanarak bir bobin yapmaktı, çünkü: "bu amaçla kullanılan ferrit malzemeler hem (dış) blendaj iletkeninin endüktansını (L) arttırarak hem de yüksek frekanslarda kayıplar getirerek etkileşimlerin önlenmesine yardımcı olur. "(s.377)

Ve: "...Yüksek frekanslı bazı uygulamalarda kullanılan nüvelerin kayıplı olması tercih edilir (örneğin, bazı RF şok bobinleri için olduğu gibi). (...) Nüve malzemelerinden kaynaklanan bu kayıp çekirdek kaybı (core loss) olarak nitelenir. Çalışma frekansında kaybı yüksek olan bir nüve birlikte kullanılmış olduğu bobinin kalite katsayısını (Q) düşürür. Harcanarak kaybedilen güç nüvede ısıya dönüşür (...) (s.156)

Kablo blendajının dışından akan bu istenmeyen akıma teknik olarak İngilizce'de "common mode current", bu akımı azaltmaya yarayan bobinlere de "common-mode choke" deniliyordu. Aslında doğru çevirisi "boğma bobini" ya da "boğucu bobin" olabilir ama nedense oradaki "choke" gelmiş bizde olmuş "şok" :) Aslında bobinin işlevi blendajın dışının empedansını 2000-3000 kΩ gibi yüksek bir değere getirerek yüksek frekanslar için "direnç" yaratmak olduğundan, "boğmak" daha uygun bir deyiş. Her neyse, sonuçta hangi ferrit nüveyle nasıl bir bobin yapabilirim diye bakındım.

K.Amerika'da özellikle RF girişimini (enterferans) azaltmakta kullanılacak malzemelerin ticaretini yapan Palomar Engineers firmasının hem hazır şok bobinleri, hem de şok bobinleri yapmak üzere ferit nüveler sattığını gördüm. Bu sitede, nüvelerin özelliklerine ve istediğiniz uygulama için nasıl nüve seçileceğine dair bilgilendirmeler de var. Bunlardan çok yararlandım. Bir de K9YC'nin "Amatörün RF Girişim, Ferritler, Balunlar ve Audio Arayüz Hazırlama Rehberi" açıklayıcı oldu. K9YC'nin web sayfasını mutlaka incelemenizi öneririm.

"Snap-on", geçme nüve. Fotoğraf Palomar Engineers web sayfasından.


Yine Palomar Engineers web sayfasından, örnek aldığım şok bobini


Okuduklarımdan yola çıkarak, Mix-31 olarak adlandırılan malzemeyi seçtim. K9YC'ye göre 31 tipi karışım, hem 1,5-150 MHz arasında etkiliydi (benim bütün haberleşmemin 0-30 MHz arasında olduğunu düşünürsek hem temel hem de harmonik işaretleri bastıracağını düşündüm). Maliyetin düşük olması için, büyükçe bir halka nüve alıp kabloyu içinden 8-10 defa geçirmeye karar verdim. Aslında İngilizce'de "snap-on" (geçirme) denilen nüvelerden kullanmak da mümkün. İstediğiniz bastırma düzeyine varana kadar kabloya tur attırarak nüvenin içinden geçirmeye devam etmek yerine, tur sayısı kadar nüveyi kablonun üzerine takabilirsiniz. Ancak 10-15 "geçirme" nüvenin maliyeti, bir halka nüveden 3-4 defa daha pahalı, bir de o koca nüveler üzerine geçirilince kablo yılana benziyor :)

Uzatmayayım. Digikey'de istediğim büyüklükte bir 31 Mix nüve buldum, ısmarladım. Nüve gelince, iki ucunda da blendaja birer SMA konnektör lehimlediğim, 1,5m kadar uzunluktaki RG-58 kabloyla deneylere başladım. Kablonun bir ucunu NanoVNA'dan ayırmadan, diğer ucunu nüveden geçirip tekrar NanoVNA'ya bağlayarak 0-30 MHz arasında her turda ne kadar kayıp meydana geldiğini izlemeye başladım. Fotoğraflarda da görebileceğiniz gibi, 15 turda yaklasık 33-35 dB zayıflatma elde ettim. 

15. turdan sonra artık hem kabloya zarar vermeden sarım yapmak zorlaştı (zaten bükülme yarıçapını zorlamıştım) hem de fazladan yaptırdığım geçişler zayıflatmada büyük bir fark yaratmadı. Ardından bobini elimdeki eski bir plastik kutuya, BNC konnektörlerle yerleştirdim ve harket etmeyecek şekilde sabitledim. Cihaz ve tunerin arasına girecek şekilde bağlantıları yaptım ve kullanmaya başladım. 

Şok bobinin kullanmaya başladığımdan beri yukarıda değindiğim RF girişim sorunlarını yaşamıyorum. 


Denemeler sırasında


Şok bobininin zayıtlatması (40m, 30m ve 20m banlarında) 33-37 dB arası 


Kutulama