Radio boys: ze zijn er nog steeds! 

Je zou haast denken dat de jeugd van tegenwoordig niets meer heeft met radiotechniek, maar het radiovirus blijkt nog altijd even besmettelijk te zijn.

Aanleiding en idee

Zo nu en dan repareer ik wel eens iets voor een oud-collega van de vmbo-school waar ik jarenlang gewerkt heb. Eerst een Amerikaanse autoradio en laatst een radio pick-up combinatie. Toen hij dat meubelstuk (het paste amper in de kofferbak) kwam ophalen, tipte hij mij voor een mij onbekende docent op de afdeling Installektro op vmbo Tessenderlandt in Breda. Al eerder had ik namelijk tegen hem gezegd dat het me leuk leek om eens met radiotechniek aan de slag te gaan op die school. De genoemde docent, Joost Hendriks, zou wel eens gevoelig kunnen zijn voor mijn plan. Ik heb hem dan ook direct opgezocht en inderdaad: in een mum van tijd werden we het eens. Daarbij hielp zijn achtergrond als docent elektronica bij de Luchtmacht natuurlijk enorm, evenals zijn inmiddels vijfjarige ervaring op het vmbo, als docent Installektro. Ook was het mooi meegenomen dat hij aan dezelfde klas natuurkunde geeft. Alle lichten stonden dus op groen om de beste vijf eindexamenleerlingen uit te dagen met verrijkingsstof en hen een buizenradio te laten bouwen.

Een eerste verkenning leerde ons dat de jongens daar meteen enthousiast over waren, ook al wisten ze nog niet wat hen te wachten stond. Hoe konden ze dat ook weten, met louter i-Phones en laptops om handen. Een buizenradio hadden ze nog nooit gezien, hooguit als rekwisiet in een oude film. Maar tot mijn grote verrassing vonden ze het zelf bouwen van een echt werkende radio cool. Daarom werd het lesrooster enigszins aangepast en kregen de uitverkorenen een aparte plek in het leslokaal, waar zij wekelijks enkele lesuren rustig konden werken aan hun project. Omdat de docent zijn handen vol had aan de rest van de klas nam ik het op me om, in nauw overleg met hem, de vijf gelukkigen te begeleiden. Voor de duidelijkheid vermeld ik even dat ik geen onderwijsbevoegdheid heb, maar dat was geen bezwaar.

Nou had ik zo’n vermoeden dat de andere leerlingen, die minder tijd over hadden om er een extra project bij te doen, zich gepasseerd zouden voelen, maar dat bleek absoluut niet het geval. Nieuwsgierig volgden zij de radio boys en één leerling was zelfs bereid om als stand-in te functioneren als een van de uitverkorenen ziek mocht worden. Het hele proces liep immers maanden en we wilden per se dat de leerlingen in de pas zouden blijven om beter te kunnen samenwerken en van elkaar te leren. Gelukkig was de school bereid een klein bedrag te investeren zodat ieder na afloop zich trotse bezitter van de radio zou kunnen noemen en het ding achter op de fiets (als dat maar goed gaat…) mee naar huis kon nemen.

Ontwerp

Toevallig kwam kort voor de opstartperiode op het radioforum een eenvoudige radio langs en ik hoefde weinig te veranderen aan het schema dat Gerard Jongbloed ons ter beschikking stelde.
Hieronder het schema van Gerard Jongbloed, dat ik als basis gebruikte.

Om de basis-terugkoppeling variabel te maken heb ik een potmeter van 1000 ohm geplaatst tussen draad 1 en 3 van de spoel, dus parallel aan de 3 of wat meer wikkelingen. Door met deze wikkelingen te experimenteren is de gevoeligheid nog te verbeteren.

Om de kosten te drukken koos ik een goedkope variant van de PCL86, namelijk de PCL200, die uitsluitend in televisies werd gebruikt. Deze keuze vereiste wel enkele aanpassingen. Zo moet de voedingstransformator een iets hogere gloeispanning kunnen leveren. Bovendien is een stopweerstand nodig, direct aan g1 van het pentodedeel, ter voorkoming van ongewenst hoogfrequent oscilleren van deze zeer steile buis, die nog prima werkt bij een anodespanning van 60 volt of lager. Een probleem is dat het moeilijk is om de 10-pens decal buisvoeten te vinden voor deze buis. Ik heb me bij de keuze van de PCL200 overigens laten inspireren door het interessante boek van Burkhard Kainka: Röhren-Projekte von 6 bis 60 V. Ik wilde immers geen ruzie met de ouders van deze jongens. Een elektrische schok kan dodelijk zijn, al helemaal als het chassis geaard is. Om het toestelletje een eigentijdse look te geven werd in de voet onder de buis een blauwe led geplaatst en op een soort ‘mast’ torende ook nog een langzaam van kleur veranderende multicolor-led. Dat vinden de jongens leuk natuurlijk, al doet het er technisch niet toe. Voor de aarding werd een euroconnector gebruikt, met als bijkomend voordeel dat overbodig geworden computersnoeren weer een functie kregen. Voor het gebruiksgemak werd een mini-jack chassisdeel ingebouwd, waardoor de luidspreker uitgeschakeld kan worden en de moderne ‘oortjes’ voor het beluisteren kunnen worden gebruikt.

Onderdelen

Het toeval wil dat ik bij de overname van een radio van Jacques Hermans 12 kleine luidsprekertjes in de schoot geworpen kreeg. Ik mocht ze voor nop erbij hebben. Kwam dat even goed uit! De uit de dump afkomstige voedingstrafo die ik koos levert 12 en 7 volt, zodat ik de buis voldoende kon laten gloeien, maar met tussenschakeling van een lampje, dat vervaarlijk veel licht geeft bij het aanzetten van de radio. Als uitgangstransformator wordt een symmetrische voedingstrafo gebruikt (met U-kern), afkomstig uit een Russische voeding, eveneens uit de dumphandel. De secundaire wikkelingen van dat ding zijn goed bereikbaar en door ze op de juiste plek af te tappen (een werkje dat ik vooraf deed) was de aanpassing tussen buis en luidspreker optimaal. Ik moet toegeven dat er duidelijk meer geluid wordt geproduceerd met een echte uitgangstransformator, maar die bleken te prijzig om het project van de grond te krijgen. Voor deze jongens is het uiteraard van groot belang hoeveel decibellen er uit hun bouwsel komen, na afstemming op Radio10 Gold. De afstemcondensatoren zijn afkomstig uit sloopradio’s en zijn alle voorzien van de onmisbare vertraging. Het bleek lastig om gelijkende types te vinden, maar uiteindelijk is dat toch gelukt. Bovenop plaatste ik een toltrimmer voor nog fijnere afstemming, maar ook om nog aanschouwelijker te maken hoe simpel een condensator in elkaar zit.

Ik koos bewust voor een groot type, omdat dan zichtbaar is hoe de afstemming gebeurt terwijl de platen bewegen. De middengolfspoel heb ik, na lang twijfelen, vooraf gewikkeld en voorzien van draadjes met kleurcode, zodat het inbouwen niet mis kon gaan. De breekbaarheid van de ferrietstaaf, waarvan ik er maar enkele kon vinden in de juiste lengte, noopte mij te kiezen voor een kant-en-klaar spoel. Het wikkelen zouden de leerlingen ongetwijfeld tot een goed einde hebben gebracht, maar het risico op gebroken staafjes was me te groot.

De condensatoren, elco’s, diodes en weerstanden en potmeters kocht ik gewoon in de elektronicawinkel om de hoek, evenals montagedraad en moertjes en boutjes. Dat fijne spul van 3 mm had de school bepaald niet liggen want op een vmbo wordt met robuuster materiaal gewerkt. De buizen kon ik op de NVHR-beurs voor weinig geld overnemen.

Chassis

Hoewel ik zelf het maken van een chassis altijd een crime heb gevonden bleek het voor deze jongens een peulenschil. Ze beschikken immers over een prachtig leslokaal met zetbank, snijbank, kolomboor, metaalschaar, handruimer en allerlei ander gereedschap om metaal te bewerken. Ik moet bekennen dat ik jaloers was toen ik dat zag.

Mijn ontwerp in aluminium werd vrij precies nagemaakt, alleen gebeurde het zetten van de zijkanten naar de verkeerde kant, zodat de opstelling van alle onderdelen werd gespiegeld. Ik was er die dag niet bij en blijkbaar hebben ze elkaar als voorbeeld gediend. Gelukkig kon ik mijn foto’s op de computer snel in spiegelbeeld afdrukken, zodat voorbeeld en werkstuk toch weer correspondeerden. Ook bevestigingsbeugels om de trafo’s en de luidspreker vast te zetten fabriceerden de jongens fluitend, terwijl ik daar thuis soms vloekend op zat te ploeteren.

Solderen

Om het solderen soepel te laten verlopen werden in de eerste lessen enkele oude printplaten met gesoldeerde componenten uitgedeeld, waarop kon worden geoefend. Dit was absoluut nieuw voor de leerlingen, maar ze vorderden snel, mede door het gebruik van goede soldeerstations. Toch bleek uiteindelijk het maken van goede verbindingen een lastig punt. Toen ik de eindcontrole van de radio’s deed ontdekte ik heel wat gebrekkige contacten, die er op het oog goed uitzagen. Ach, als de draadjes netjes getwist worden, zal het ook wel werken. Niet dus! Deze jongens zijn natuurlijk gewend om verbindingen te maken voor 230 volt, dus ik begrijp dat twisten wel…

Open dag

We streefden ernaar om tijdens de Open Dag in februari de radio’s in wording te tonen aan nieuwe leerlingen en hun ouders. De belangstelling bleek nog groter dan ik had verwacht en de verlegen kandidaat-leerlingen glunderden als papa in de bouwsels aarzelend een radio herkende en zoonlief uitleg gaf waar dit wonderbaarlijke ding voor diende. Regelmatig werd door zittende vmbo-leerlingen gevraagd of zij ook zo’n radio mochten bouwen. Uit alles bleek dit toestel cool te zijn. Ik was verrast op de Open Dag te zien dat een meisje minutenlang bleef studeren op de radio’s. Zij bevestigde dat zij er ook wel een zou willen bouwen…

Theorie

Zoals gezegd gaf dezelfde docent niet alleen elektro- en installatietechniek maar ook natuurkunde aan deze eindexamenklas. Daardoor was het mogelijk een directe koppeling te maken tussen de praktijk en de belangrijkste natuurkundige principes waarop deze radio op is gebaseerd. In de natuurkundelessen werd de werking van de condensator, de weerstand, de transformator, de luidspreker en de resonantiekring uit de doeken gedaan, onder het motto ‘Hoe concreter hoe beter’. Daardoor begrepen de jongens meer van de schakeling en kon elk onderdeel een naam en functie krijgen. Hoewel de werking van de diode wel is behandeld werd die lekker warm gloeiende elektronenbuis toch maar buiten beschouwing gelaten.

Resultaten

Het lukte alle leerlingen hun radio goed in elkaar te zetten en alle componenten en draden te solderen, al werd over het maken van een goede las duidelijk te licht gedacht. Misschien had ik minder vaak moeten roepen dat ze zo kort mogelijk moesten solderen. Nadat ik alle soldeerpunten had gecontroleerd werkte elk toestel naar behoren. Slechts één leerling had wat draden verwisseld en er een totaal vergeten. Ook was één van de mini-jacks bezweken onder de hitte van de soldeerbout. Op enkele meters antennedraad, gewoon in het lokaal opgehangen, kwamen 4 zenders duidelijk door. Eén leerling kwam op het lumineuze idee de metalen trap als antenne te gebruiken, wat een verbeterde ontvangst opleverde!

De luidspreker geeft genoeg geluid voor een huiskamer. Met de bekende ‘oortjes’ is het geluid zelfs te hard en komt de volumeregeling van pas. Het viel mij op hoe inventief en intuïtief de jongens met de radio omgingen en hoe doordacht hun vragen waren. Zonder enige twijfel is deze zeer aanschouwelijke radio verrijkend voor hun technisch denken.

Resumé

Het is gelukt om goedkoop aan onderdelen te komen voor een eenvoudige ontvanger met één buis, die werkt op 60 volt en veilig is, doordat een netschakelaar is vermeden en de draden naar de voedingstrafo volledig zijn weggewerkt met krimpkous. Het nabouwen was voor de vijf vmbo-leerlingen goed te doen en bovendien motiverend en leerzaam. Ook de samenwerking verliep goed. Tijdens het ondoordacht boren in kleine bevestigingsonderdelen moest ik soms ingrijpen: het blijven jonge honden! De afstemming, door middel van afstemcondensator, volumeregelaar en terugkoppelregelaar hadden de jongens vrij snel door en bleek op zichzelf al boeiend te zijn. Omdat het hele proces positief verliep hebben we besloten dit radioproject het komende schooljaar te herhalen. De docent ontwerpt daarvoor een printplaat, zodat het bouwen buiten het chassis makkelijker wordt en er minder kans is op ongewenste effecten door te lange draden. Ook wordt gewerkt aan een beter bouwplan, want ik reikte alleen foto’s aan van een afgebouwde radio, voorzien van summiere teksten en geaccentueerde kleuren, terwijl deze jongens al gewend zijn om elektrische schakelschema’s uit de installatietechniek te lezen en na te bouwen.

Mijn conclusie is dat technisch geïnteresseerde leerlingen, inclusief de meiden, tot op de dag van vandaag gevoelig zijn voor de uitstraling en het avontuurlijke van een buizenradio. Het is ons gelukt om vijf heren te besmetten met het radiovirus en daar hopen we nog wel even mee door te kunnen gaan. Thuis staan nu de vijf radio’s en ongetwijfeld zullen ouders en zoon er trots op zijn. Alleen het piepend afstemmen al met zo’n grote varco: vet cool!

Reacties welkom bij Paul van der Mast (e-mail: paulvandermast@gmail.com). De auteur is anderen graag van dienst die een vergelijkbaar project willen uitvoeren.

Paul van der Mast