PESAWAT PENERIMA RADIO KRISTAL

Ini merupakan pesawat penerima radio kristal yang diberi julukan 'Fox Hole', buatan penulis, yang bekerja pada ban radio gelombang pendek. Kapasitor variabel yang digunakan, dibangun menggunakan dua buah lempeng logam kuningan yang di antara keduanya diberi selembar lapisan 'dielektrikum'. Untuk keperluan ini, dielektrikum yang digunakan, memanfaatkan lembar kertas yang agak tebal.

Pesawat penerima radio yang dapat dikatakan paling sederhana, adalah pesawat penerima radio kristal (crystal radio rceiver). Pesawat penerima radio jenis ini, bisa dikatakan merupakan pesawat penerima radio paling kuno dan berteknologi paling sederhana. Secara umum, pesawat penerima radio kristal lazimnya menggunakan komponen utama berupa sebuah dioda, sebuah kumparan penala atau kumparan resonator, dan sebuah kapasitor penala atau kapasitor variabel. Komponen dioda yang paling sederhana dan paling kuno yang digunakan, adalah yang dibuat dari batuan mineral 'galena' atau karat besi. Sedangkan yang termasuk lebih modern, bisa dibuat dari sebuah silet dan ujung logam yang tajam; misalnya menggunakan ujung tajam peniti.

Pesawat penerima radio kristal buatan penulis ini, mengandalkan kapasitansi antar gulungan kumparan (inter wound capasity), untuk menggantikan pemakaian kapasitor variabel. Karenanya pada pesawat penerima radio kristal ini tidak digunakan penala berupa kapasitor variabel. Sebagai gantinya, dilakukan penggeseran pada kumparan penala. Penggeseran ini, akan menghasilkan perubahan nilai induktansi kumparan penala dan sekaligus juga terjadi perubahan nilai kapasitansi antar gulungan. Kedua perubahan (nilai induktansi dan nilai kapasitansi) ini, akan mengubah frekuensi resonansi. Cara ini, merupakan salah satu pola yang pada masa lalu banyak diterapkan pada pembuatan berbagai pesawat penerima radio kristal.

Sejumlah pesawat penerima radio kristal buatan masa lalu, memanfaatkan nilai 'kapasitansi antar gulungan' (inter wound capasity) pada gulungan kumparan yang digunakan sebagai resonator, guna menghasilkan suatu nilai kapasitansi yang mencukupi untuk meresonansi. Sebagai pedoman, kumparan yang mempunyai gulungan kawat yang berjumlah banyak, dipasangkan secara paralel dengan suatu kapasitor yang nilai kapasitansinya kecil; akan menghasilkan resonansi pada frekuensi yang sama dengan kumparan yang mempunyai gulungan kawat berjumlah sedikit, dipasangkan secara paralel dengan suatu kapasitor yang dilai kapasitansinya besar.

• Suatu kumparan mempunyai nilai induktansi sebesar 10 uH, dipasangkan secara paralel dengan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi sebesar 200 pF. Maka resonansi akan terjadi pada frekuensi 3,559 MHz. 

• Suatu kumparan mempunyai nilai induktansi sebesar 20 uH, dipasangkan secara paralel dengan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi sebesar 100 pF. Maka resonansi akan terjadi pada frekuensi 3,559 MHz. 

• Suatu kumparan mempunyai nilai induktansi sebesar 40 uH, dipasangkan secara paralel dengan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi sebesar 50 pF. Maka resonansi akan terjadi pada frekuensi 3,559 MHz. 

• Suatu kumparan mempunyai nilai induktansi sebesar 80 uH, dipasangkan secara paralel dengan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi sebesar 25 pF. Maka resonansi akan terjadi pada frekuensi 3,559 MHz. 

• Suatu kumparan mempunyai nilai induktansi sebesar 160 uH, dipasangkan secara paralel dengan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi sebesar 12,5 pF. Maka resonansi akan terjadi pada frekuensi 3,559 MHz. 

Dari contoh perhitungan di atas, jelaslah bahwa frekuensi resonansi yang dihasilkan akan tetap, jika nilai induktansi kumparan diperbesar dua kali nilai semula, dan nilai kapasitansi diperkecil menjadi separoh nilai semula; atau sebaliknya. 

Beberapa contoh pesawat penerima radio kristal di atas ini, semuanya menggunakan kumparan yang jumlah gulungan kawatnya relatif banyak. Meskipun lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) yang dihasilkan cukup lebar, tetapi pada masa lalu hal ini tidak terlampau menjadi persoalan, karena jumlah stasiun pemancar radio yang memancar pada wilayah frekuensi tertentu tidak sebanyak masa sekarang. Dengan demikian, gangguan interferensi cenderung tidak terjadi.

Lazimnya, nilai kapasitansi antar gulungan yang dihasilkan sangat kecil, karenanya untuk menghasilkan frekuensi resonansi, diperlukan nilai induktansi yang relatif sangat besar. Hal itulah yang menyebabkan, pesawat penerima radio kristal yang menerapkan prinsip ini, umumnya mempunyai jumlah gulungan kumparan yang sangat banyak. Contoh pada gambar-gambar kiri, menunjukkan sejumlah pesawat penerima radio kristal buatan masa lalu, yang untuk melakukan proses resonansi pada frekuensi tertentu dilakukan dengan cara mengubah kedudukan (jumlah gulungan) kumparan induktansinya. Perhatikan, karena nilai kapasitansi yang dihasilkan relatif kecil, maka diperlukan jumlah gulungan kumparan yang besar (banyak). 

Hal lain yang juga perlu dipertimbangkan, adalah persoalan 'faktor Q'. Sebagai gambaran, nilai faktor Q yang rendah akan menghasilkan lebar lajur ban frekuensi (frequency bandwidth) yang lebar. Sebaliknya, nilai faktor Q yang tinggi, akan menghasilkan lebar lajur ban frekuensi (frequency bandwidth) yang sempit. Contoh di bawah ini menjelaskan tentang peran faktor Q dan dampaknya.

Resonansi ditetapkan pada frekuensi 3,559 MHz.

Impedansi rangkaian ditetapkan setinggi 10.000 ohm (10 kilo ohm).

• Jika faktor Q = 1, maka nilai induktansi = 447,19 uH atau sebesar 447,2 pF; dan nilai kapasitansi = 4,5 pF dan lebar lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) = 3,559 MHz. 

• Jika faktor Q = 10, maka nilai induktansi = 44,719 uH atau sebesar 44,7 pF; dan nilai kapasitansi = 44,7 pF dan lebar lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) = 0,3559 MHz. 

• Jika faktor Q = 100, maka nilai induktansi = 4,4719 uH atau sebesar 4,5 pF; dan nilai kapasitansi = 447,2 pF dan lebar lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) = 0,03559 MHz. 

Pada penjelasan di atas, faktor Q yang besar akan menghasilkan lebar lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) yang sempit. Sebaliknya, faktor Q yang rendah, akan menghasilkan lebar lajur frekuensi (frekuensi bandwidth, BW) yang lebar. Persoalan lalu timbul. Yaitu, untuk menghasilkan kemampuan memilih frekuensi atau menghasilkan selektifitas yang baik, diperlukan penerapan faktor Q yang tinggi. Jika faktor Q yang diterapkan tidak bisa tinggi, maka dampaknya akan segera terasa. Yaitu, lebar lajur frekuensi (frekuensi bandwidth, BW) yang dihasilkan akan lebar. Dampak lanjutannya, adalah tingkat selektifitas penerimaan pancaran sinyal radio menjadi rendah. Atau, dengan kata lain, pesawat penerima radio lalu menghasilkan kemampuan memilah frekuensi yang tidak terlampau baik. Pada masa sekarang, persoalan ini menjadi sangat serius, karena jumlah stasiun pemancar radio yang bekerja dan memancar pada suatu wilayah ban frekuensi radio yang relatif sempit, jumlahnya sangat banyak. Sebaliknya, pada masa yang lalu, persoalan ini tidak berdampak serius, karena jumlah stasiun pemancar radio yang bekerja dan memancar pada suatu wilayah ban frekuensi radio yang relatif sempit, jumlahnya sedikit (masih amat sangat jarang). Karena itu, pada masa lalu sangat banyak pesawat penerima radio kristal yang dibuat dengan menerapkan prinsip mengeksploitasi nilai kapasitansi antar gulungan.

Pesawat penerima radio kristal kuno.

Bagi para pemula yang baru saja belajar tentang teknik radio, dan sama sekali belum punya pengalaman; atau, bahkan mereka yang sudah makan asam-garam soal teknik radio selama puluhan tahun, 'menangkap' pancaran sinyal radio menggunakan perangkat yang amat sangat sederhana dan bahkan bisa kita sebut kuno dan primitif, tetap merupakan keajaiban. Bayangkan saja, hanya berbekal kumparan kawat, sebuah dioda, dan kapasitor variabel (yang bahkan seringkali tak digunakan), lalu sebuah hedpon atau irpon berimpedansi tinggi, lalu dihubungkan dengan antena yang direntang begitu saja di luar ruang, sejumlah pancaran sinyal radio di angkasa bisa ditangkap.

Jangan pernah meremehkan kemampuan pesawat penerima radio kristal. Jika dibuat secara cermat, diperhitungkan dan dipertimbangkan benar berbagai hal yang berhubungan dengan soal proses penyesuaian impedansi, transformasi level dan daya yang baik, serta bisa meminimalisasikan serendah mungkin kemungkinan terjadinya kehilangan daya (power loss); maka unjuk-kerja pesawat penerima radio kristal bisa amat sangat menakjubkan. Pesawat penerima radio kristal yang amat sangat sederhana itu, bahkan bisa menangkap pancaran sinyal radio yang berasal dari jarak yang amat sangat jauh, tidak sekedat di dalam kota, atau antar kota, tetapi juga antar pulau dan bahkan antar benua.

Pesawat penerima radio kristal hasil rancangan Marconi

Pada masa Perang Dunia II, Perang Korea, dan Perang Vietnam; pesawat penerima radio kristal banyak dibuat oleh para tawanan perang (prisoner of war, POW), guna mencari dan mendengar berita. Pesawat penerima radio ksital, juga banyak dibuat oleh para tentara yang selama berbulan-bulan harus bertahan atau bersembunyi di dalam parit-parit pertahanan dan liang-liang pertahanan di dalam tanah. Karena itu, pesawat penerima radio kristal lalu mempunyai julukan (sebutan) yang disesuaikan dengan pemakainya. Misalnya, disebut 'fox hole radio receiver', yang artinya 'pesawat penerima radio yang digunakan oleh mereka yang bersembunyi seperti serigala atau rubah'. Ada juga yang menyebutnya sebagai 'POW receiver', yang artinya: 'penerima radio bagi para tawanan perang'. Di masa sekarang, ada juga yang menyebutnya sebagai 'stone age radio receiver', yang artinya: 'pesawat penerima radio jaman batu'. Sebutan yang terakhir ini, memang ada benarnya juga, selain karena memang sangat kuno, di masa lampau pesawat penerima radio kristal memang benar-benar menggunakan 'batuan mineral galena' untuk membuat komponen dioda detektornya.Berdasar percobaan penangkapan pancaran sinyal radio menggunakan pesawat penerima radio kristal yang dibuat penulis (dari Kota Bandung), daya tangkap pesawat penerima radio kristal bisa mencapai jarak yang amat sangat jauh, yaitu dari antar kota, antar pulau, sampai antar benua. Hal ini berlaku untuk pesawat penerima radio kristal yang bekerja pada ban radio gelombang tengah (medium wave, MW) dan ban radio gelombang pendek (short wave, SW).