U.A.E.M.

Laagfrequent versterker met kristal oortelefoon

 

 

 

 

Laagfrequent ontvanger geopend, met wat moeite is het schema te lezen. Inzoomen op de afbeelding

 

Audio versterkertje met luidspreker. Onderin over de breedte de ferrietstaaf voor de ontvangst. Een en ander zo opgesteld dat terugkoppeling door  het luidsprekerveld vermeden wordt. Op de voorgrond twee losse electroden voor "echte" EM ontvangst

 

UAEM

 

U.A.E.M. is een afkorting van “Utilities Assisted Earth Mode”, te vertalen als “Signaal Overdracht via Aarde met hulp van Nutsleidingen”. Het kernbegrip is “Earth Mode”, overdracht van signalen met de grond (aarde) als medium. “Earth Mode” wordt wel vertaald met aardtelefonie. “Utilities Assisted” betekent dat waterleidingen, gaspijpen, kabels en dergelijke een (hoofd)rol kunnen spelen bij de verspreiding van in de grond geïnjecteerde signalen.

“Earth Mode” betekent communicatie tussen een zender en een ontvanger hoofdzakelijk door middel van een geleidend medium als aarde of water. Laagfrequente signalen worden aangesloten op twee aardelectroden, of een aardelectrode en een “verre aarde” via een nutsleiding. Tussen beide punten zal een stroom vloeien. Deze stroom zal zich uitbreiden via een oneindig aantal paden tussen beide punten omdat het medium weerstand heeft. Het medium tussen de electroden is te beschouwen als een oneindig aantal parallel staande weerstanden waarop de Wet van Kirchhoff” van toepassing is.

Aan de ontvangstkant kan middels een tweetal electroden een – doorgaans – zwak signaal worden opgepikt. Ook kan via een open spoel het magnetisch veld van de aardstromen worden ontvangen.

Signalen die via dit “weerstandmedium” worden verspreid nemen doorgaans snel – kwadratisch met de afstand – in sterkte af, dus de reikwijdte van pure aardstroomoverdracht is doorgaans beperkt. De eerste toepassingen van “Earth Mode” dateren uit WO 1.

Ondergrondse leidingen en kabels – utilities/nutsleidingen – kunnen in bebouwde gebieden helpen het signaal te verspreiden. Als deze actief als electrode worden ingezet kan het bereik aanzienlijk groter worden. Met de primitieve middelen uit de jaren zestig (breedband audio) was dit enkele honderden meters

Ziedaar: voor de creatieve experimenteerder gaat een wereld open, en dat is al heel lang zo. Door praktische bezwaren als beperkte reikwijdte en storingen is deze vorm van communicatie altijd een bijzaak geweest, maar een van de grootste voordelen was (en is):(bijna) draadloze overdracht zonder dat een zendmachtiging vereist is. Dat was voor ons in die tijd een belangrijke overweging…

We waren niet de eerste: in het blad “Radio Electronica”, juni 1960 stond een artikel:  “Komt U ook op de buis?”  (klik op de titel) . Hier werd een systeem beschreven dat gebruik maakte van nutsleidingen en dat een zeer goed perspectief bood. Alleen het gebruik van gasleidingen en de nul van het lichtnet waren om voor de hand liggende redenen minder aantrekkelijk. Tot iemand op het idee kwam dat de waterleidingen in de straat ook een soort geleidend netwerk vormden. Als je die thuis en een paar huizen verderop aansloot op een versterker, zou, zo was de redenering, het signaal niet alleen via de kortste weg teruggaan maar zich door de buurt verspreiden. Dat bleek te kloppen. Als alternatief voor de tweede aansluiting op de waterleiding kon ook de loodmantel van de P.T.T. aansluiting worden gebruikt zo ontdekten we wat later.

Het werkte: dit was “echte” UAEM, hoewel in hoofdzaak “Utilities Assisted”. Input: Laag vermogen: 3 Watt uit een oude versterker met AL4, tevens ontvanger. Hoog vermogen: versterker 10 Watt, (2 x EL84 in balans) tevens ontvanger. Later 40 Watt uit 2 x 807. Overbrugde afstanden: enkele honderden meters. Probleem was de brom, veroorzaakt door zwerfstromen van het electriciteitsnet. Dat was niet alleen 50Hz, maar ook veel harmonischen. Daar kon tegen gefilterd worden, maar de hogere harmonischen vielen in het spraakspectrum. Op zich waren het wel aardige geluiden om naar te luisteren: zoemtonen en ze klonken harmonisch, af en toe met andere geluiden van onbekende herkomst. (elektromotoren, stofzuigers) .Luister naar het (geluidsfragment) (start na 13 seconden). Een verhaal apart was de ontvangst van de draadomroep (klik op het woord voor een verhaal over de draadomroep): die bestond toen nog maar het systeem was bij tijd en wijle kennelijk zo lek als een mandje en veroorzaakte zwerfstromen via de aarde. Dat betekende dat je soms een of meer programma’s tegelijkertijd kon volgen, soms hinderlijk sterk.  Hier een  geluidsfragment  (start na 13 seconden). De beste “condities” waren dan ook ’s nachts als na sluiting van de draadomroep. Hier een geluidsfragment (ook deze start na 13 seconden) :Draadomroep met Wilhelmus

Voor de ontvangst beschikten we behalve over een directe aansluiting op de “infrastructuur” ook over mobiele ontvangers, met een ontvangspoel bestaande uit een ferrietstaaf met heel veel windingen gevolgd door een transistorversterkertje. Voor de versie met luidspreker gebruikte ik een hoogohmig speakertje (uit een EE-doos) om terugkoppeling van het luidsprekerveld op de ontvangspoel te voorkomen. Deze mobiele ontvangers werden pas later ontwikkeld.

Overigens: In Elektuur van maart 1971 wordt een artikel gewijd aan zuivere “Earth Mode” met als titel “Kobold Aardtelefoon” 

 

Moderne UAEM.

Ik heb deze wijze van signaaloverdracht het bij wijze van experiment laatst nog eens herhaald. Tegenwoordig is de waterleiding niet meer geschikt als aarde, maar er zijn alternatieven voor een “verre” aarde. Wel is het storingsniveau door aardstromen tegenwoordig veel hoger . Dat komt doordat ook omdat aardstromen uit het elektriciteitsnet veel agressiever klinken doordat in tegenstelling tot vroeger deze geen sinusvormig karakter meer hebben. De draadomroep hoor ik (helaas) niet meer.

Toch zijn er uitdagingen: het systeem uit de jaren zestig met “breedband audio” zou vervangen kunnen worden door b.v. smalband telegrafie of een van die moderne digitale modes waarbij zelfs signalen zwakker dan de ruis kunnen worden gedetecteerd. Als je met het simpele audio ontvangertje en een input van 40 Watt al een bereik van pakweg 800 meter hebt, wat zijn dan daarmee de mogelijkheden?