Informasi

Sejarah Spark Gap Transmitter

Sejarah Spark Gap Transmitter

Pemancar celah percikan adalah jenis pemancar radio pertama yang digunakan secara luas.

Seperti namanya, pemancar menggunakan percikan yang dihasilkan melintasi celah percikan di pemancar.

Pemancar percikan terutama banyak digunakan di kapal di mana mereka menyediakan sarana komunikasi pertama ke stasiun berbasis pantai.

Sejarah pemancar celah percikan awal

Pemancar celah percikan adalah salah satu bentuk pemancar radio pertama. Itu adalah bentuk pemancar yang digunakan Hertz ketika dia mengkonfirmasi keberadaan gelombang elektromagnetik yang didalilkan oleh James Maxwell ketika dia mengembangkan teorinya dan "Persamaan Maxwell yang terkenal."

Meskipun banyak orang bereksperimen dengan berbagai bentuk radiasi elektromagnetik pada saat itu, Heinrich Hertz-lah yang secara umum dikreditkan dengan menunjukkan gelombang elektromagnetik ini dalam bentuk fisik.

Galvani diperkirakan telah menyaksikan efek transmisi percikan antara tahun 1780 dan 1791 ketika dia berjuang untuk memahami konsep konduksi listrik.

Kemudian lebih dari seabad kemudian, Joseph Henry menunjukkan bahwa jarum baja dapat dimagnetisasi pada jarak 10 meter menggunakan percikan api yang panjangnya sekitar 2,5 sentimeter.

Edison adalah orang lain yang mengamati efeknya, dan yang mengejutkan baginya dia tidak menyelidikinya lebih lanjut. Pada tahun 1875, dia mencatat efek dan mengira dia mungkin telah menemukan kekuatan baru di alam yang dia sebut kekuatan eterik. Dalam selang waktu yang tidak biasa, Edison tidak menindaklanjuti penyelidikan ini dan mengembangkannya menjadi teknologi praktis yang berguna.

Karya Hertz terkenal karena dialah yang memahami mekanisme di balik transmisi menggunakan percikan api. Setelah Hertz menerima jabatan profesornya di Karlsruhe, dia bereksperimen dengan sepasang spiral Riess pada musim gugur tahun 1886. Ketika dia melakukan percobaan ini, dia memperhatikan bahwa melepaskan botol Leyden ke salah satu gulungan ini menghasilkan percikan di gulungan lainnya. Ini secara efektif merupakan bentuk pertama dari pemancar celah percikan.

Antara tahun 1886 dan 1889 Hertz melakukan sejumlah eksperimen yang membuktikan bahwa efek yang dia lihat dengan pemancar percikannya adalah hasil dari gelombang elektromagnetik. Transmisi dari pemancar percikannya menggunakan sinyal dengan panjang gelombang sekitar 4 meter, ia dapat mengatur pola gelombang berdiri dan juga mengukur kecepatan sinyal ini, membuktikan bahwa pada dasarnya sama dengan cahaya tetapi dengan frekuensi yang berbeda.

Pemancar celah percikan dikembangkan

Fase kunci berikutnya dalam sejarah pemancar celah percikan adalah pengembangan praktis dari teknik untuk memungkinkan komunikasi nyata berlangsung.

Meskipun Marconi tidak menemukan radio, seperti yang diyakini banyak orang, dan banyak lainnya yang aktif dalam pengembangan teknologi radio, ia melakukan banyak hal dalam mengembangkan teknologi dan memungkinkannya digunakan dengan cara yang praktis.

Setelah mendengar banyak tentang eksperimen Hertz, Marconi mereplikasi eksperimen ini dan kemudian berusaha meningkatkan jarak di mana sinyal dapat dikirim.

Awalnya dia menggunakan peralatan transmisi celah percikan yang sama dengan Hertz, tetapi segera berusaha untuk memperbaikinya, membuat perubahan pada pemancar dan penerima.

Melihat kemungkinan komersialisasi, tetapi tidak mendapatkan dukungan di Italia, Marconi datang ke Inggris di mana ia diperkenalkan dengan sejumlah ilmuwan terkemuka di bidang tersebut termasuk William Preece.

Marconi terus meningkatkan sistem nirkabelnya termasuk pemancar percikan, mengatur berbagai stasiun. Dia bahkan menempatkan satu di kapal cahaya di Goodwin Sands yang terkenal di lepas pantai Kent di Inggris Tenggara. Ini bisa berkomunikasi dengan South Foreland Lighthouse. Dalam satu contoh, ia dapat dengan cepat meminta bantuan ketika sebuah kapal bertabrakan dengannya dalam kabut tebal - dengan demikian membuktikan kegunaan sistem nirkabel tersebut.

Pemancar celah percikan awal tidak disetel dan ini mengurangi keefektifannya. Sekitar tahun 1899 hingga 1900, menerapkan ide yang dikembangkan oleh Oliver Lodge, Marconi menambahkan penyetelan ke pemancar (dan penerima). Ini sangat meningkatkan efektivitasnya. Pada saat ini tuning disebut sebagai 'Syntony'. Saat menggunakan sirkuit yang disetel, Marconi menyebut rakitan penghubung / penyetelan antena sebagai 'jigger'. Pada tahun 1911, perusahaan Marconi membeli hak paten Lodge Syntony.

Marconi bukan satu-satunya orang yang mengembangkan pemancar celah percikan. Beberapa orang lain melihat mereka di seluruh dunia termasuk Ferdinand Braun di Jerman, Tesla di AS dan Popov di Rusia.

Percikan api melintasi Atlantik

Dengan percikan komunikasi mulai dilihat sebagai cara berkomunikasi dalam beberapa keadaan dan jarak yang lebih jauh dicapai, Marconi mengambil tantangan untuk mengirim pesan melintasi Atlantik. Banyak yang mengira ini tidak mungkin, tetapi tidak terpengaruh dia mulai tentang tugas itu.

Salah satu elemen kunci dalam sistem adalah pemancar celah percikan yang diperlukan untuk ini. Tugas merancang pemancar celah percikan diberikan kepada Ambrose Fleming, Profesor Teknik Elektro di University College London.

Fleming mengembangkan pemancar celah percikan yang menggunakan dua celah percikan yang beroperasi dalam kaskade tetapi pada frekuensi yang berbeda. Sirkuit ini didukung oleh alternator dua puluh lima kilowatt.

Meskipun mengalami banyak masalah, Marconi berhasil mengirim pesan melintasi Atlantik dalam satu arah menggunakan pemancar celah percikan ini, meskipun tidak terbukti dapat diandalkan.

Lebih banyak inovasi pemancar celah percikan

Meskipun Marconi telah berhasil mengirim pesan melintasi Atlantik, ini sama sekali bukan puncak dari teknologi pemancar celah percikan. Perkembangan lebih lanjut memungkinkan pemancar celah percikan untuk beroperasi lebih sukses.

Salah satu masalah utama dengan pemancar percikan adalah bahwa rangkaian antena dapat memberi umpan balik energi yang akan menyebabkan percikan muncul kembali setelah ledakan osilasi pertama. Percikan ini menyebabkan sinyal muncul pada frekuensi yang berbeda. Oleh karena itu, diperlukan sarana untuk memadamkan atau 'memadamkan' percikan api.

Beberapa ide dikembangkan untuk mengatasi masalah ini:

  • Ledakan magnet Thomson: Skema ini dikembangkan oleh Elihu Thomson pada tahun 1890-an dan melibatkan penerapan medan magnet yang waktunya tepat pada sudut kanan percikan api.
  • Ledakan udara: Metode ini, juga dikembangkan sekitar tahun 1890-an dengan menerapkan ledakan udara berjangka waktu ke percikan untuk meniupnya.
  • Celah percikan putar: Metode ini awalnya diusulkan oleh Nicola Tesla pada tahun 1896 dan melibatkan penggunaan celah percikan putar yang dihubungkan ke alternator yang menyediakan daya energi. Hal ini memungkinkan percikan untuk disinkronkan dengan waktu ketika tegangan bolak-balik berada pada puncaknya. Itu juga diperbaiki oleh R A Fessenden pada tahun 1907 di bawah paten AS 706787. Marconi juga menghasilkan versinya sendiri dari ide ini pada tahun 1907.

Memahami pemancar celah percikan

Salah satu masalah utama dengan pemancar celah percikan adalah bahwa hanya sedikit orang yang benar-benar memahami operasinya. Pada tahun 1906, Profesor Max Wein dari Danzig di Jerman menerbitkan sebuah makalah di mana dia merinci analisis menyeluruhnya tentang mekanisme di balik pembangkitan sinyal radio menggunakan pemancar celah percikan.

Salah satu masalah utamanya adalah Wein menunjukkan bahwa tidak perlu menggunakan percikan api yang panjang untuk menghasilkan sinyal radio yang kuat. Dia juga menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menciptakan tingkat efisiensi tinggi dan frekuensi tunggal dengan memiliki kopling yang erat antara rangkaian percikan dan rangkaian antena.

Pemancar busur Poulson

Pemancar busur Poulsen berbeda dari pemancar percikan biasa, dan meskipun lebih efisien, pemancar ini tidak pernah sepopuler pemancar celah percikan, meskipun jauh lebih populer di AS di mana Angkatan Laut AS memiliki jaringan stasiun yang menghubungkan pangkalan mereka melalui radio .

Itu lebih rumit dan kepemilikan paten membatasi penggunaannya.

Baca lebih lanjut tentang Pemancar busur Poulsen

Pemancar celah percikan diambil alih

Meskipun pemancar celah percikan dikembangkan dan ditingkatkan ke tingkat yang sangat besar, pemancar tersebut tidak akan pernah dapat bersaing dengan pemancar yang menggunakan katup yang mampu membuat sinyal frekuensi tunggal yang tepat. Pemancar celah percikan secara inheren memiliki pita lebar dan meskipun peningkatan dalam desain berarti mereka menempati spektrum yang jauh lebih sedikit, mereka tidak pernah bisa sefleksibel dan efektif seperti yang menggunakan peralatan berbasis katup.

Akibatnya penggunaannya menurun pada akhir 1910-an dan awal 1920-an. Meskipun pemancar percikan dipertahankan selama bertahun-tahun sebagai bentuk terakhir dari komunikasi darurat pada frekuensi gangguan, pemancar percikan api itu pada akhirnya menjadi usang dan penggunaannya dilarang karena menyebabkan gangguan pada orang lain.

Garis waktu pemancar celah percikan

Garis waktu sejarah pemancar celah percikan ini memberikan ringkasan dari beberapa tanggal utama operasinya.

TanggalSejarah Spark Gap Transmitter
1886Heinrich Hertz mengamati efek pertama dari transmisi percikan.
1888Hertz mengkonfirmasi sifat gelombang elektromagnetik dan menggunakan pemancar celah percikan yang lebih berkembang.
1895Pada musim semi tahun 1895, Guglielmo Marconi mulai bereksperimen dengan gelombang Hertzian menggunakan alat pemancar percikan.
1897Spesifikasi Marconi untuk sistem nirkabel dicatat dengan Kantor Paten Inggris pada tanggal 2 Maret 1897.
1899Marconi menggunakan pemancar celah percikan untuk melakukan transmisi pertama melintasi Selat Inggris antara Wimereux di Prancis dan Mercusuar South Foreland di Inggris
1899Profesor Ferdinand Braun dari Universitas Berlin menggunakan pemancar percikan api untuk mengirimkannya melintasi teluk di Cuxhaven di Lower Saxony, Jerman.
1901Pada 12 Desember 1901, Marconi membuat transmisi radio transatlantik pertama menggunakan pemancar celah percikan yang berbasis di Poldu Cornwall, Inggris. Pemancar percikan dirancang oleh Ambrose Fleming dari University College London.
1903Pemancar busur Poulsen ditemukan. Pemancar ini berbeda dengan pemancar celah percikan standar dan lebih rumit. Meskipun ditemukan pada tahun 1903, itu tidak digunakan secara luas. Penggunaannya digantikan oleh katup / tabung vakum termionik di tahun 1920-an.
1906Max Wien menganalisis mekanisme transmisi percikan dan menetapkan beberapa perbaikan untuk pemancar celah percikan.
1911Roberto Galletti di Cadilhac mengembangkan pemancar celah percikan yang memberikan efisiensi 80% dan bentuk gelombang yang lebih baik.
1912RMS Titanic tenggelam dalam pelayaran perdananya dengan hilangnya 1.517 nyawa. Saat tenggelam Titanic menghubungi beberapa kapal lain melalui nirkabel. Peristiwa ini menyebabkan beberapa perubahan: pemancar percikan celah untuk komunikasi nirkabel menjadi hampir universal di kapal besar. Setahun kemudian, Konvensi Internasional untuk Keselamatan Kehidupan di Laut diadakan dan mengharuskan stasiun radio di kapal untuk diawaki 24 jam sehari.
1924Pemancar celah percikan dilarang pada band radio amatir.


Tonton videonya: SLAYER EXCITER - Tutorial, Explanation, and More (September 2021).