अचार को AM रेडियो टावर से छुआने पर क्या होता है

 (jeffgeerling.com)
3 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-09-07 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • Jeff Geerling और उनकी टीम ने पिछले AM रेडियो हॉटडॉग प्रयोग के बाद, St. Charles, MO के AM broadcast tower पर hot dog, pickle और sausages को ground करके RF response, heat, sound और transmitter के behavior को मापा
  • टेस्ट से पहले उन्होंने broadcast antenna designer से सलाह ली और FCC maintenance guidelines के आधार पर सुरक्षित दूरी तय की, लेकिन ये conditions सिर्फ उसी single tower पर लागू थीं और यह ऐसा प्रयोग है जिसे कभी भी दोहराने की कोशिश नहीं करनी चाहिए
  • pickle में नमक-भरे अंदरूनी हिस्से के कारण सबसे कम resistance दिखा, और tower से ground तक अच्छा path बन गया, जिससे transmitter का RF output पल भर के लिए पूरी तरह disable हो गया
  • hot dog ने AM signal को audible sound में demodulate किया और करीब 80°C तक गर्म हुआ, जबकि corn dog ने बड़ी चिंगारियां और धुआं निकाला लेकिन transmitter की foldback protection circuit को trigger नहीं किया
  • tower base से बिना छुए लगभग 1 inch दूर रखे hot dog में 60 seconds तक कोई meaningful heating नहीं हुई, और इस 1460 kHz station तथा लगभग 7 kW conditions में plasma arc बनाने के लिए कुछ contact जरूरी था

प्रयोग की स्थितियां और safety limits

  • यह प्रयोग AM broadcast tower पर food items को ground करने पर बनने वाले plasma, sound, heat और transmitter response को observe करने वाला test था
  • पिछले AM radio hot dog experiment के बाद Plasma Channel के Jay शामिल हुए, और Geerling की टीम ने कई चीजें साथ में measure करने की तैयारी की
    • SWR
    • RF forward power
    • onsite SDR
    • 25km, यानी 16 miles दूर AM field intensity
    • meat की thermal condition
    • Jay का taste test
  • टेस्ट से पहले एक experienced broadcast antenna designer से सलाह ली गई, और conservative FCC guidelines तथा Supplement A के reference से इस single tower site की safe exposure distance तय की गई
  • हर tower, station और frequency की conditions अलग होती हैं, इसलिए इसी experiment को generalize नहीं किया जा सकता; यह स्पष्ट रूप से DO NOT ATTEMPT वाला experiment है

Hot dog: AM signal demodulation और transmitter foldback

  • hot dog ने plasma और air के interaction से तेज noise पैदा की
  • इसने AM signal को audible sound में demodulate करने का काम किया, और पूरा hot dog लगभग 80°C तक गर्म हो गया
  • सिरे पर बचा charred material खाने के लिए कम safe हो सकता है
  • control panel के हिसाब से transmitter RF output nominal 12 kW से थोड़ी देर के लिए 14 kW तक गया, फिर internal foldback protection चालू होकर output को लगभग 6 kW तक नीचे ले आया
  • hot dog को ground से हटाते ही Nautel XR12 ने output फिर 12 kW तक बढ़ा दिया

Pickle: low resistance और RF output का instant cutoff

  • pickle experiment यह देखने के लिए था कि fresh gherkin में salt content arc के color को hot dog के orange tones से green tones में बदल सकता है या नहीं; experimenters ने यह भी अनुमान लगाया कि शायद यह और लाल हो जाए
  • टेस्ट के दौरान एक बड़ी spark के बाद transmitter जल्दी ही बहुत शांत हो गया
  • शुरू में लगा कि pickle खुद cauterize होकर conduction कम कर रहा है, लेकिन असल में वह tested meats की तुलना में काफी कम internal resistance वाला बेहतरीन conductor था
  • brine से saturated अंदरूनी हिस्सा tower से ground तक एक अच्छा path बना रहा था, और pickle tested items में अकेला था जिसने transmitter के RF output को पल भर के लिए पूरी तरह disable कर दिया
  • pickle का सिरा orange रंग में glow कर रहा था, और कुछ frames में plasma shockwave भी observe हुई
  • Jay ने pickle चखने के बाद तुरंत थूक दिया और कहा कि उसमें तेज copper taste था
    • Jay ने अनुमान लगाया कि pickle को ground करने में इस्तेमाल हुए copper की electrolysis इस taste की वजह हो सकती है
    • संबंधित video: Creating A Plasma Shockwave Using Wireless Energy

दूसरे food items की reactions

  • Bratwurst

    • कुछ comments में लोगों ने उम्मीद की थी कि bratwurst English radio signal को German में translate करेगा, लेकिन असल में host ने morning broadcast के दौरान German phrase बोला था, वही broadcast हुआ
    • tested meats में यह सबसे ज्यादा floppy था, और probe के सिरे पर अटकने पर contact area बढ़ गया
    • इस wide contact surface की वजह से hot dog की तुलना में ज्यादा smoke निकला, लेकिन sound में फर्क साफ नहीं था
    • transmitter response hot dog जैसा ही था

  • Vegan hot dog

    • vegan hot dog की sound थोड़ी ज्यादा loud थी, temperature थोड़ा कम था, और सिरा थोड़ा जल्दी जल गया
    • copper insertion point के पास वाले सिरे से एक सफेद पदार्थ पीछे की ओर बह निकला, जिससे वह खाने लायक नहीं दिखा
    • Jay ने copper से न छुए हुए बीच के हिस्से को चखा, और taste को “pretty good” बताया

  • Corn dog

    • इसे इस hypothesis के साथ test किया गया कि hot dog को घेरे corn layer इतनी insulating हो सकती है कि tower के साथ intense reaction रोक दे
    • result बहुत smoke और बड़ी flames था, और इसे experiment में सबसे surprising reaction माना गया
    • smoke contact point से काफी दूर tower leg के साथ जाता हुआ दिखा
    • जले हुए corn dog की smell, दूसरे meats के विपरीत, लगभग sugar जैसी pleasant smell थी
    • sound loud नहीं थी, और corn layer ने पर्याप्त resistance दिया, इसलिए transmitter की foldback protection circuit चालू नहीं हुई
    • पूरे test के दौरान transmitter ने 12 kW output बनाए रखा
    • किसी ने corn dog चखने की कोशिश नहीं की

  • Breakfast sausage

    • यह देखने का experiment था कि “a.m.” के लिए meat AM radio tower पर बेहतर काम करता है या नहीं
    • छोटा meat होने के बावजूद यह बाकी items से ज्यादा loud था, और बहुत evenly burn होता दिखा
    • breakfast sausage 70°C से कम रहा
    • इसने transmitter को जल्दी 6 kW, यानी half power पर ला दिया, लेकिन उस output पर stable रहा
    • सिरा काफी crispy हो गया

Non-contact heating और future equipment ideas

  • hot dog को एक stick पर लगाकर tower base से लगभग 1 inch के भीतर 60 seconds तक पकड़े रखा गया, लेकिन कोई meaningful heating नहीं हुई
  • इस station की 1460 kHz frequency और इस tower की लगभग 7 kW output conditions में hot dog को गर्म करने के लिए उसका कुछ हिस्सा tower से touch करके plasma arc बनाना जरूरी था
  • अगली experiment में अलग-अलग objects की sound को ज्यादा quantitatively measure करने के लिए sound pressure level meter ले जाना चाहते हैं
  • बेहतर insulating stick के तौर पर $300 की fiberglass rod जैसे tool का इस्तेमाल करने का सुझाव भी था
  • इस antenna output conditions में RF के लिए tip पर लगे copper से न जाकर wooden stick के जरिए किसी व्यक्ति तक arc बनाने का risk बहुत छोटा माना गया
    • मोटे rubber gloves भी इस्तेमाल किए गए
    • ज्यादा बड़ा risk heating और near-field RF exposure है, जो inverse-square law follow करता है
    • safety distance बनाए रखने पर निर्भर है
  • कम से कम 10,000 fps high-speed camera से tower और meat के बीच plasma interaction को film करके देखना चाहते हैं कि plasma में amplitude modulation को visualize किया जा सकता है या नहीं
  • dusk में repeat करने पर plasma ज्यादा bright दिख सकता है

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-09-07
Hacker News की राय

  • YouTube पर ऐसे वीडियो बहुत हैं और वे ज़्यादातर AM transmission towers पर इसलिए होते हैं, क्योंकि AM में radio energy सचमुच amplitude modulation के रूप में pulsate करती है, इसलिए plasma arc भी साथ-साथ pulsate करता है और नतीजतन आवाज़ निकलती है
    AM में एक स्थिर carrier wave होती है, लेकिन दोनों sideband signals में silence के समय energy लगभग 0 होती है और transmit हो रही आवाज़ जितनी तेज़ होती है, वे उतने ही मजबूत होते हैं। इसके उलट FM में amplitude नहीं, frequency बदलती है, इसलिए आम तौर पर वह लगभग हमेशा मिलती-जुलती power पर transmit होता है
    साथ ही AM broadcast band की frequency काफी कम होती है, इसलिए wavelength लंबी और antenna भी बहुत बड़ा होता है। AM में आम तौर पर tower खुद ही antenna होता है, जबकि FM में बहुत ऊँचे tower के शीर्ष पर 1–2m का antenna लगा होता है। इसलिए AM tower कई kW energy लिए खड़ा हो सकता है और छूने पर बिजली का झटका लगता है
    आम तौर पर tower को जमीन से insulate करने के लिए ceramic insulators पर रखा जाता है, जबकि FM tower में lightning protection के लिए grounding strap भले हो, पर वह आम तौर पर सीधे जमीन से जुड़ा होता है। और AM कोई खास frequency band नहीं, बल्कि modulation method है, इसलिए इसे FM broadcast frequencies के पास भी इस्तेमाल किया जा सकता है। aviation radio, FM broadcast frequencies के पास वाले VHF band में AM पर काम करता है

    • यह भी ध्यान देना चाहिए कि इस वीडियो के tower में 20–30A current बह रहा है। अगर आपका शरीर किसी भी power source से 20A current के लिए ground path बन जाए, तो जले हुए pickle से कहीं बड़ी चिंता खड़ी हो जाएगी
      अगर pickle या hotdog को tower से 1 inch दूर रखा जाए ताकि वह वास्तव में छुए नहीं, तो वह गर्म भी नहीं होगा। यह wireless frequency phenomenon से ज़्यादा साधारण AC electric shock जैसा है। इसमें radio जैसा हिस्सा ज़्यादा से ज़्यादा इतना है कि ऐसे tower के नीचे की जमीन दरअसल एक बड़ा metal mesh होती है, लेकिन यहाँ pickle को jumper cable से सीधे ground से जोड़ा गया है, इसलिए वह भी मुख्य बात नहीं है
    • AM radio का इतिहास और Reginald Fessenden का mechanical spark-gap transmitter का आविष्कार सचमुच दिलचस्प है
      telegraph और Morse code के दौर में, ज़रा कल्पना करें कि amateur लोग हर रात Morse की spark sound सुनते थे और 1906 में अचानक उन्हें इंसानी आवाज़ और संगीत सुनाई दिया। असल में पहला प्रयास 1900 में हुआ था
      https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden
      तस्वीरों से सीधे समझना आसान नहीं है, लेकिन tower base के एक विशाल insulator होने की बात देखने के लिए नीचे Brant Rock, Massachusetts, facility वाले हिस्से तक जाएँ
      https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reginald_Fessenden#Rotary-sp...
    • मुझे जानना है कि aviation radio को AM ही क्यों इस्तेमाल करना पड़ता है। क्या इसलिए कि 1960 के दशक से पहले AM पर standardize कर दिया गया था, वह काफी अच्छी तरह काम करता है और पूरी दुनिया में बदलाव बहुत मुश्किल है; या फिर aircraft के लिए AM के कुछ दिलचस्प फायदे हैं? जैसे बेहतर range वगैरह

  • UK में BBC और commercial AM radio लगभग खत्म होने की कगार पर हैं और बचे हुए stations भी कुछ वर्षों में बंद होने वाले हैं, इसलिए मुझे लगता है कि Ofcom को यह band low-power broadcasting hobbyists के लिए खोल देना चाहिए
    ऐसे लोग अनौपचारिक रूप से दशकों से मौजूद हैं, Netherlands की तरफ से भी कई broadcasts पकड़े जाते हैं और घरेलू broadcasts भी छिटपुट तौर पर मिलते हैं
    यह radio को technology के रूप में लेकर रुचि बढ़ाने के लिए भी अच्छा होगा। सिर्फ transmitter और antenna systems बनाना ही नहीं, optimal modulation के लिए audio processing chain तैयार करना और “असली” radio पर आने वाले DJ बनने का मज़ा भी है। vacuum tubes और vintage equipment तक इस्तेमाल करें तो यह technology history को संरक्षित करने और living history अनुभव जैसा हो सकता है, और पुराने analog receivers को e-waste न बनने देने का environmental फायदा भी है
    इतना काफी लगता है कि एक न्यूनतम licensing system हो जो बस यह जाँच ले कि व्यक्ति पूरी तरह मूर्ख नहीं है, और streaming की तरह music rights body PRS को देने वाली fee जैसी कोई व्यवस्था हो। खासकर रात में maximum power कम रखी जा सकती है ताकि Europe के अब भी active AM broadcasts में दखल न हो, और व्यावहारिक रूप से listener शायद radio geeks ही होंगे, इसलिए content policing की भी ज़्यादा जरूरत नहीं होगी। पूर्व pirate broadcast Radio Caroline की तरह non-profit broadcasting की मिसाल पहले से है, जहाँ AM medium खुद historical radio ship operation में भूमिका निभाता है

    • कल UK के एक colleague से बात हुई; वे काफी serious amateur radio tower बेच रहे थे
      regulatory बदलाव आने तक, amateur radio station के अलावा उस तरह के tower की height का इस्तेमाल करके करने लायक कोई दिलचस्प radio-frequency activity हो सकती है क्या?
    • शायद आप Restricted Service License ढूँढ रहे हैं: https://www.ofcom.org.uk/tv-radio-and-on-demand/restricted-r...
    • अगर बहुत-सी local communities localized AM stations चलाएँ तो यह वाकई शानदार होगा
      व्यक्ति पूरी तरह मूर्ख नहीं है यह साबित करने के लिए न्यूनतम license की जरूरत नहीं लगती; इससे बस barriers बढ़ेंगे। audio quality कम है और audience भी छोटी, इसलिए PRS जैसी music rights fees का भी बहुत मतलब नहीं लगता
      maximum power की सही सीमा मुझे पक्की नहीं पता, लेकिन मुख्य बात low-power distributed community है। हस्तक्षेप करने की असली वजह सिर्फ तब होगी जब power बहुत ज्यादा हो जाए या band का इस्तेमाल दूसरे users का सम्मान किए बिना हो

  • करीब 20 साल पहले parents के घर dinner table पर मैंने बताया कि मैंने कहीं पढ़ा है कि 240V को छोटे cucumber से गुजारें तो वह चमकता है; dinner खत्म होते ही पिता जी और मैंने experiment setup बना लिया
    छोटा cucumber और pickled onions तक तेज़ी से चमक उठे। रिकॉर्ड किया हुआ video और experiment details share करने के लिए मैंने एक basic site बनाई और B3ta पर भी डाला, लेकिन अफसोस, अब सब गायब हो चुका है

    • “WRL Technical Note TN-13 Characterization of Organic Illumination Systems”
      https://simh.trailing-edge.com/semi/docs/WRL-TN-13.pdf
    • मूल लेख के अंत में भी ऐसा ही comment दिखता है कि pickle incandescent होता है। मुझे जानना है कि यह सच में incandescence है, या सिर्फ अंदर का arc discharge है
    • हमारे high school physics teacher ने भी शायद यह experiment किया था

  • मुझे पता है कि असली radio frequency experts ने इसे verify किया था और permission भी ली थी, फिर भी यह डरावना है। High-voltage run capacitor को तो मैं तब तक नहीं बदलूंगा जब तक Crocs पहने, cement floor पर खड़ा और rubber oven gloves लगाए न रहूं
    तब भी एक हाथ पीठ के पीछे रखूंगा। हादसा हो चुका है और दर्द होता है। इस climate में swimming pool pump run capacitor लगभग हर साल खराब हो जाता है, और हर बार किसी को बुलाते तो काफ़ी पैसे लगते
    फिर भी खाना signal को demodulate करके सुनाई देने वाली आवाज़ में बदल दे, यह कमाल है

    • Cement हैरानी की बात है कि बिजली अच्छी तरह conduct करता है। High-voltage repair, जैसे CRT पर काम करते समय, मोटे rubber mat पर खड़े होते हैं और फिर भी rated protective gear पूरा पहनकर, एक हाथ pocket में रखने जैसी precautions लेते हैं
    • कुछ और छूने से पहले screwdriver से terminals को short कर दें तो नहीं चलेगा? थोड़ी देर arc flash हो सकता है, इसलिए नज़र फेर लें
    • क्या swimming pool pump run capacitor में सचमुच discharge resistor नहीं होता? मुझे लगा था start/run capacitors में यह standard होता है
    • सोच रहा हूं कि cement पर खड़े क्यों हों। Cement को ground नहीं मानना चाहिए?

  • radio tower की मदद से घास की पत्ती से music play कराने वाले बहादुर लोगों का पुराना classic video याद आ गया
    https://www.youtube.com/watch?v=b9UO9tn4MpI

  • असली बात है grounded pickle। title के सवाल में यह छूट गया है, लेकिन “grounded” शब्द बहुत महत्वपूर्ण है

    • floating state में hot dog भी test किया गया था। grounding wire से lead हटा दी गई थी, यानी hot dog से असल में connected न रहने वाली करीब 3-foot copper wire ही लगी थी, लेकिन tower से छुआने पर फिर भी हल्की आवाज़ निकली
      अफसोस, बिना किसी extra wire के hot dog को सुरक्षित तरीके से tower से छुआकर देखने का कोई तरीका नहीं था
    • सोच रहा हूं कि floating state में इंसान की ground के साथ capacitance भी negligible नहीं होती, तो क्या उसे shock लगेगा

  • सोचता हूं कि इन towers तक पहुंचना और मुश्किल क्यों नहीं बनाया गया। क्या आम तौर पर इन्हें सिर्फ low fence से protect किया जाता है?

    • बड़ा area barbed wire वाली ऊंची fence से protected होता है। यहां वे इसलिए अंदर जा सके क्योंकि पिता radio engineer हैं और कई sites पर उनके परिचित हैं
    • vehicles और tower के पास जाने की ज़रूरत वाले लोगों के लिए कोई ऊंची outer fence होगी। lawn काटने वाला भी तो होना चाहिए। low fence बस यह संकेत है कि permission के बिना आगे न जाएं
    • technology इतनी पुरानी है कि यह fear culture बनने से पहले की चीज़ है
    • पास वाले AM radio tower में tower के करीब low wooden fence है, और उसके बाहर का बड़ा area ऊपर barbed wire और warning signs वाली ऊंची fence से घिरा है
    • Jeff के पिता वहां काम करते हैं

  • इससे जुड़ी एक technical trivia याद आती है कि DEC Alpha processor का internal codename EV था और मूल रूप से यह “Electric Vlasic” का acronym था। हालांकि suits पहनने वालों ने बाद में इसे “Extended VAX” में fit कर दिया
    Vlasic अमेरिका का pickle brand है

    • DEC electric pickle paper में शामिल Alan Eustace Alpha में भी involved थे, इसलिए लगता है यह सुझाव उन्होंने दिया होगा

  • मैं हमेशा सोचता हूं कि अगर ऐसे tower को छूकर मौत हो जाए तो दर्द होगा या नहीं। शायद बिजली heart से गुजरकर instant death दे दे, या फिर पता नहीं धीरे-धीरे जलाती हो

    • हो सकता है मौत न भी हो। बिजली शरीर को कैसे नुकसान पहुंचाती है, इसका अंदाज़ा लगाना मुश्किल है और यह कई factors पर depend करता है—bare skin है या gloves, humidity और sweat, उस पल heart किस phase में है, वगैरह
      voltage बहुत तेज़ी से oscillate करता है, इसलिए muscles lock होकर चिपके न रहें; तब शायद ज़िंदगी का सबसे बुरा shock लगे और आप उछलकर दूर हो जाएं। दूसरी तरफ, दूसरी तरह के non-radio-frequency shocks muscles को stiff कर देते हैं, जिससे voltage के contact में बने रहते हैं और death की संभावना बढ़ जाती है
    • एक छोटी Tesla coil से हल्का shock लगा था। frequency कई सौ kHz थी, लेकिन AM से कम थी। static shock या mains voltage छूने जैसी “electrical” pain बिल्कुल नहीं थी
      लेकिन छोटी flame छूने जैसा burn होता है, इसलिए दर्द था, और वही पता चलने का एकमात्र तरीका था कि कुछ हो रहा है। skin भी vaporize हो जाती है और smell भयानक होती है
    • hospital में 3 दिन रहने के बाद भी मौत हो सकती है
    • nerves high frequency पर respond नहीं करतीं, इसलिए radio frequency current खुद “महसूस” नहीं होता
      जो महसूस होता है वह radio frequency energy के heat में बदलने से होने वाला severe burn है