마르코니 송수신기 만들기 1895년 버전

[이기봉]

무엇이 마르코니 버전인가.??

마르코니 버전(?)의 송수신기를 만들려고 보니..

첫번째 질문이 마르코니 버전은 어떤 것인가.? 하는 것입니다.

예를 들어 트랜지스터 라디오를 보여 주면서 <이것이다> 해도 모든 사람이 인정한다면

그것이 마르코니 버전이 되는 것이고

진짜 마르코니 시절의 골동품을 보여주면서 <이겁니다> 해도 아무도 인정하지 않는 다면

그것은 마르코니 버전이 안 되는 것입니다.

그래서 첫번째 해야 할 일은 마르코니 버전을 입증할 자료를 찾는 일입니다.

그 과정에서 찾은 여러가지 관련 자료를 <마르코니 참고 자료> 로 글을 올렸습니다.

먼저 읽어 보시기 바랍니다.

인터넷 검색을 통해 아래와 같은 자료를 찾았습니다.

마르코니 초기버전 1895년 버전

마르코니는 공식적으로 1895년에 야외 실험을 하게 됩니다.

그 이전에 실험실에서 실험한 것은 있었겠죠.

보러가기..http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1909/marconi-lecture.pdf

보러가기..http://courses.washington.edu/ee420/handouts/marconi.pdf

두 자료에 같은 회로가 있습니다.

이런 회로를 볼 때 중요한 것은

.......이것이 개념도인가.??

.......그렇다면 생략된 것은 무엇인가..?

.......무엇이 핵심인가.???

라는 것입니다.

송신기는 유도코일의 출력을 스파크갭으로 방전시키면서 안테나와 어스로 연결시킨 것입니다.

헤르츠의 연구와 비교해 보면 

장비에 안테나와 어스를 연결한 것으로

어스를 연결했다는 것이 마르코니와 다른 연구자의 다른 점이라 할 수 있습니다.

그 당시에 유선전신은 두 가닥의 전선을 사용하는 대신에

한 가닥은 상대국과 연결하고 다른 한가닥은 어스를 하였습니다

마르코니는 이와 유사하게 한 선은 안테나로 다른 선은 어스로 연결한 겁니다.

수신기는 안테나와 어스 사이에 전파 검지 소자로 코히러를 사용하고 있습니다.

코히러는 Branly 와 Lodge 가 발명한 것으로 아마도 Branly 가 먼저 발명한 것 같습니다.

어쨋든 코히러는 금속 가루가 어설프게 접촉하고 있어서 접촉 저항값이 큰 값으로 유지하고 있다가

전파를 수신하면 금속가루가 미세하게 서로 응집해서 저항값이 작은 값으로 변하는 특성을 가지고 있습니다.

한번 저항값이 작아지면 전파가 없어져도 자동으로 원상복귀해서 저항값이 커지지 않고

작은 저항값을 그대로 유지하는 특성이 있습니다.

그렇지만 코히러를 툭툭 쳐 주면 원래대로 큰 저항값을 갖는 상태로 되돌아 갑니다.

그래서 코히러가 on 하면 자동으로 코히러를 툭툭 쳐 줄 필요가 있습니다.

그 역할을 tapper 가 합니다.

코히러의 동작과 tapper 가 필요하다는 내용에 대한 동영상을 올리면

............Morse Code by Marconi - How it works using the Coherer

보러가기..http://www.youtube.com/watch?v=r5oqcoPEbms&feature=related

보러가기....http://zolaist.org/wiki/images/a/aa/UnderSciTech(2008-1)Lecture09-new.pdf

보러가기...http://earlyradiohistory.us/1901fa23.htm

위 그림은 tapper 가 있는 수신기로 tapper 는 전기적으로는 DC 부저와 같은 구조입니다.

그래서 그림상에서 electric bell 은 tapper 역할을 합니다.

전파가 수신되면 코히러가 on 하고 그러면 릴레이가 동작하게 되어 있습니다.

그러면 DC 부저(벨) 가 코히러가 OFF 될 때 까지 계속 동작합니다.

코히러가 OFF 될 때까지 벨의 망치가 코히러를 툭툭치니까 언젠가는 코히러가 OFF 되겠죠.

보러가기... http://www.seefunknetz.de/ellis1.htm

위 그림은 moru님의 댓글에서 소개하신 사이트로서 수신기가 모스 프린터가 tapper 와 병렬로 더 있는 것을 빼고는 같은 그림입니다.

책에서도 자료를 검색해 보았습니다.

보러가기.. http://books.google.co.kr/books?id=RMMRRho44EsC&pg=PA28&lpg=PA28&dq=marconi+spark+gap+oil&source=bl&ots=zKnUxJyeyc&sig=S6TJvd9dp-xhSWFg7hBkBF-nnLk&hl=ko&ei=YDmUS5uiG4uEswPuwY39Aw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CEIQ6AEwCQ#v=onepage&q=marconi%20spark%20gap%20oil&f=false

 위 그림은 첫번째 그림은 송신기는 완벽(?)하게 그렸으나 수신기는 중요한 코히러와 안테나 어스와의 연결 개념만 그렸습니다. 

두번째는 마르코니 코히러 그림이고,

세번째는수신기에 릴레이, tapper, 모스프린터를 연결함으로써 좀 더 완벽하게 그렸습니다.

이 책에서는 이 회로가 1894-1896년 버전이라고 나타내고 있군요.

위 그림은 같은 책에서 발췌한 것으로 1897년 버전이라고 되어 있군요.

왼쪽 그림의 송신부는 유도코일에 역시 안테나와 어스를 했고

오른쪽 그림의 수신부는 코히러에 릴레이를 연결하고 릴레이 접점으로 프린터를 동작시키고 있습니다.

tapper 가 빠져 있네요.

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이제 결론을 내릴 시간(?) 입니다.

1895년 버전의 마르코니 송수신기는

송신기는 헤르츠의 방식에서 안테나와 어스를 연결한 구조이고

수신기는 안테나와 어스를 연결하고 < 밧데리를 사용한 코히러의 저항 검출 방식(?)  > 입니다.

물론 수신기의 필수 요소로서 tapper 가 있습니다.

모스프린터는 당연히  옵션이겠죠.

이 결론에 동의하시나요.?

 원본 보기.. http://earlyradiohistory.us/1963hw03.htm    

위 그림은 송수신기를 한 set 로 하고 송수신 안테나를 공용으로 한 온전한 회로도입니다.

 즉 1895년 버전의 온전한 회로라는 뜻입니다.

송신부는 유도코일 출력을 안테나와 어스로 연결되어 있고

수신부는 코히러,tapper(decoherer), 릴레이, 모스프린터 등이 완벽하게 그려 있습니다.

이 회로와 위의 회로를 찬찬히 비교해 보면

회로마다 무엇이 생략되었는 지를 비교하실 수 있을 겁니다.

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유튜브 검색…………

유튜브에서 <coherer> 로 검색하니 여러 개가 나오는데 아래는 그 중 일부입니다.

보러가기.. http://www.youtube.com/watch?v=ck7tBR7-4H8

보러가기.. http://www.youtube.com/watch?v=x0BWuCNKNUk&NR=1

보러가기.. http://www.youtube.com/watch?v=XJ3MmTAGuMU&feature=related

보러가기.. http://www.youtube.com/watch?v=ITNQsgmV8IA&NR=1

동영상엔 LED 를 많이 쓰는 군요.

그리고 tapper 역할은 손으로 하는 군요.

이 동영상 실험이 커다란 안테나와 어스를 연결하지 않았다는 점을 빼고는

1895 년 버전의 마르코니 방식의 송수신이라는 겁니다.

말을 바꾸면 위의 그림에서 안테나와 어스를 빼면 동영상과 같아진다는 점입니다.

물론 그 당시의 다른 연구자의 실험도 이와 같거나 비슷했겠죠.

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기타 장난감 자료에서

마르코니 전파실험 자동차 -- 라는 장난감이 있군요. 잘 될까요.?

.......보러가기.. http://cafe.daum.net/OLDNEWRADIO/CMnk/36

라는 글을 올린 적이 있는데

2006년 7월 28일에  짧은 만남 님의 <마르코니 송신기 원리 궁금> 이라는 질문에

.........보러가기...http://cafe.daum.net/OLDNEWRADIO/3N05/282

라모  님이 

일본 학연 이라는 회사의 제품중에 마르코니 송수신 원리를 이용한 장난감 자동차가 있읍니다.

라고  댓글을 다신게 있네요.(2006.08.04)

근데 <마르코니 무선 자동차> 등으로 검색해 보니 일제 제품과 국산제품이 많이 검색되는 군요.

내용을 보니 겉보기 디자인은 다르지만 전기적인 부분은 같은 것이군요.

불꽃 송신기는 간단한 가스라이터의 압전 소자 불꽃 으로 해결하고

수신부는 코히러를 만들어 사용하는데

이 방법이 1895년에 마르코니가 했던 초기 방법입니다.

이 마르코니 방식의 무선 자동차의 송수신 방식은

1895년 버전과 일치한다고 개인적으로 생각하는 데

이글을 읽으시는 님께서도 동의하시는 지요.??

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마르코니 1895년 버전 만들기

1895년 버전 설명에 동의 하신다면

1. 수신부-코히러 만들기

<마르코니 참고 자료> 코히러 부분을 읽어 보세요.

장난감에서 본 것과 같이 알미늄 박을 이용해서 코히러를 만들 수 있을 겁니다.

아니면 철 가루를 투명 튜브 또는 볼펜 케이스 같은 곳에 넣고

양 끝을 나사등으로 막아서 철가루가 약간 느슨하게 접촉하게 하면 됩니다.

철가루는 과학 교재상에서 쉽게 구입할 수 있는 것으로 압니다.

다 만들었으면 유튜브 동영상에서와 같이 확인 실험하면 됩니다.

2. 수신부-tapper 만들기

보러가기.. http://cafe.daum.net/OLDNEWRADIO/2wfk/4728

위의 유고문님 사진은 1895년 버전은 아니지만

수신부를 자세히 보면 코히러와 tapper 로 추정되는 부분이 있습니다.

우선 유튜브 동영상에서와 같이 실험해서 성공하셨다면

코히러의 저항을 재 보고 LED 에 흐르는 전류를 측정해서

그 전류에 동작하는 적절한 Relay 를  구해야 합니다.

그리고 또 다른 릴레이를 개조해서 사진과 같이 tapper 를 만들 수 있다고 봅니다.

그러면 LED 대신에 연결된 릴레이가 동작할때 그 접점중 하나를 사용해서

Tapper 용 릴레이를 동작시키게 하면 됩니다.

3. 불꽃 송신부 만들기

실험실에 있는 유도코일을 사용하실 수 있겠습니다.

아니면 초소형의 유도코일형 장비(?)를 만들 수 있다면 좋겠죠.

호신용 전기충격기를 사용할 수도 있을까요.??

네온사인 트랜스를 사용할 수 있겠습니다.

네온사인트랜스의 경우 12,000 V 에서 18,000 V 정도의 전압이 나오는 것으로 알고 있습니다.

겉에 표시된 전압과 기타 규격을 확인하시면 됩니다.

공기는 3만 V /cm 의 내압이므로 스파크갭을 약 3 mm 정도 간격으로 만들면 방전할 것으로 생각합니다.

네온사인 트랜스는 정전류 적인 특성을 갖고 있으므로 방전시 과전류가 흐르지 않을 겁니다.

그렇지만 스파크갭이 과열할 테니 방열과 안전에 주의하셔야 겠죠.

1차측에 fuse 를 달아 두는 것도 안전에 도움이 되리라 생각합니다.

모니터 회로에 사용되는 FBT도 사용할 수 있겠죠.

제가 아는 범위에서 말씀드리면 FBT 에는 고압 다이오드가 내장된 것으로 아는 데

불꽃 방전시에 순간 과전류가 흘러서 다이오드가 망가질 지 모르겠습니다.

정류할 필요는 없으나 다이오드가 망가지면서 단선(OFF) 되어 버리면 낭패겠죠.

적당히 저항을 직렬 연결할 필요가 있다고 봅니다.

변압기로 220V 입력을 10,000V 이상으로 승압할 수 있겠는데

그렇게 만들고 또한 정전류적인 특성까지 넣어 놓은 것이 네온사인 트랜스이므로

그런 생각이시라면 네온사인 트랜스를 구입하시는 것이

특별 주문하시는 것보다 손쉬운 방법이라고 생각합니다.

1회성의 불꽃을 만든다면 유튜브 동영상에서와 같이

가스라이터나 가스렌지의 불꽃을 이용할 수 있겠습니다.

가스렌지 중에는 연속적으로 불꽃이 튀는 것이 있는 데 그런 것을 이용할 수 있다면 금상첨화겠습니다.

교류 220V 릴레이를 dc 부저처럼 연결하면 동작하면서 접점에서 불꽃이 튑니다.

다만 접점이 금방 망가지므로 권장할 수 없습니다.

안전 사고 주의 …불꽃에 의한 감전 사고나

...(먼지,분진,가스) 등으로 폭발 사고날 우려가 있으니 안전에 유의해야 하겠습니다.

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결론

거창하게 안테나와 어스를 사용하지 않는 다면

유튜브 동영상에서 <COHERER> 로 검색한 내용이 1895년 버전의 불꽃 송신기이며,

또한 불꽃 수신기라는 겁니다.

(코히러와 연결된 전선 부분이 또한 안테나 역할을 하는 거겠죠.)

또한 <마르코니 무선 자동차> 장난감에서 본 것처럼

악간의 안테나를 연결하고 통달 거리를 늘리면

좀더 1895년 버전의 기분이 나겠죠.

양이 차지 않으신다면

송신부는 좀더 강력하게 유도코일이나 네온사인 트랜스 등을 이용하고

수신부에는 TAPPER 등을 꾸며서 만들면 됩니다.

1895년 버전의 마르코니 송수신기에 대한 제 의견에 동의하시는 지요.

여기까지 긴 이야기를

결론 까지 읽어 주시고 또한 참고 자료도 빠짐없이 읽어 주신 님께서는

 제 의견에 동의하시는 것으로 생각하고 싶습니다.

동의하시면 찬성 댓글을..!!

[bigbrother]

동의 +~! 고증 자료 수집하시느라 수고 많으셨습니다. 소형으로 공동으로 실제 제작하여 시도 해볼까요?.

[단심]

와 !!! 이젠 끝난거? 같은데요..그간 불철주야 수고 하셨습니다...