Radiofari amatoriali a bassissima potenza, un altro kit multimodalità

Dopo il kit per il beacon "open source/hardware" di cui scrivevo l'altro giorno, arriva la risposta di Hans Summers, il radioamatore britannico che è stato un assoluto pioniere dei radiofari a bassissima potenza in bande amatoriali che sfidano ogni record di distanza e permettono di sperimentare in modo spinto le condizioni ionosferiche. Nel giro di un paio di settimane lo shop online di Hans - già ricco di kit a basso costo per la realizzazione di radiofari indipendenti dal controllo del personal computer - offrirà una nuova versione molto più evoluta e in grado di supportare diverse modalità di modulazione e identificazione. Per accedere allo shop di Hans dovete cliccare a questo indirizzo, mentre qui trovate un pdf con la descrizione preliminare del nuovo kit (non ancora in vendita, ricordiamolo: lo sarà verso la metà del mese). Il prezzo stimato sarà tra i 25 e i 30 euro. Il circuito utilizza un microcontroller Atmega168 e supporta le seguenti modalità:

• QRSS mode (normale on/off keyed slow CW)

• FSK/CW mode (frequency shift keyed slow CW)

• DFCW mode (dual frequency CW)

• WSPR mode (Weak Signal Propagation Reporter)

• Slow-Hellschreiber (frequency shifted slow Hellschreiber)

• Hellshreiber (full-speed standard Hellschreiber/half-speed Hellshreiber)

• CW (normale CW)

• Codifiche FSK personalizzabili

QRSS VD, sprettrografo cross platform per telegrafia

Sto leggendo con grande interesse la pagina Web di Scott Harden, biologo molecolare, studente di medicina odontoiatrica alla University of Florida, con l'hobby dell'elettronica e della programmazione. Da poco Scott, che non ha compiuto 25 anni, è anche radioamatore, AJ4VD, e da pochissimi giorni ha rilasciato il suo software QRSS VD, uno spettrografo (qui accanto, la finestra con sfondo verde, confrontata più a sinistra con la finestra azzurrina del software Argo) rivolto agli appassionati di modi radiotelegrafici per il monitoraggio visivo di modalità trasmissive come la telegrafia lentissima (QRSS), usata dai radioamatori per stabilire connessioni a grandi distanze anche con livelli di potenza estremamente bassi. Il QRSS funziona molto bene perché la banda trasmissiva occupata è estremamente ridotta, ma non può essere codificato facilmente a orecchio perché i punti e le linee hanno durate lunghissime, anche qualche decina di secondo. L'unica soluzione praticabile è utilizzare un software, in particolare un software capace di visualizzare lo spettrogramma della finestra di frequenze ricevuti e ricostruire la traccia del segnale QRSS. Comprimendo l'asse dei tempi si possono visualizzare sul computer le tracce corrispondenti al codice Morse o agli altri sistemi di identificazione utilizzati per questa forma di telegrafia, popolare soprattutto per le connessioni su frequenze LF e per la realizzazione di radiofari propagativi.
Nella comunità radioamatoriale sono molto diffusi programmi come Argo, Spectran e SpectrumLab, ottime soluzioni per Windows. Perché QRSS VD è così interessante? Perché è stato sviluppato interamente in Python, un linguaggio di alto livello famoso per la sua sintassi chiara e le sue capacità di scripting, viene rilasciato in open source ma soprattutto è o dovrebbe essere multipiattaforma. Per chi usa Mac OS X come faccio io la disponibilità di software radioamatoriale di qualità era fino a poco fa piuttosto limitata, specie per questo tipo di strumenti visuali. Ma Python è interpretato anche da Mac e in linea di principio dovrebbe funzionare. Per curiosità ho provato a vedere che succede "lanciando" QRSS VD dal Terminale Unix del Mac. Non succede niente, ovviamente. Per verificare dovrei installare una lunga serie di estensioni e librerie previste: Python 2.6, Matplotlib for Python 2.6, PyAudio for Python 2.6, le Python Imaging Library (PIL) for Python 2.6, Numpy for Python 2.6 e Scipy for Python 2.6.
Sto cercando di capire meglio quale possa essere la compatibilità di tutte queste estensioni con il Mac e il suo sistema operativo, ma non sono abbastanza esperto, vedremo che succede, non è escluso che qualcuno renda disponibile una versione di QRSS VD eseguibile direttamente dall'interfaccia grafica del Mac (sempre ammesso che le estensioni più matematiche funzionino). QRSS VD sembra molto semplice, ma anche molto personalizzabile. Spero che come gli altri programmi che sta affiancando, possa essere adattato anche alla ricezione visuale dei radiofari.

Radiofari con microcontroller "in a box"

Nutro molto fascino nei confronti della sperimentazione dei radiofari radioamatoriali a bassissima potenza utilizzati negli studi propagativi e non voglio perdere l'occasione per segnalarvi, di tanto in tanto, i progetti autocostruttivi più interessanti. Il fascino di questi trasmettitori sta nella possibilità di fare arrivare i segnali a migliaia di chilometri di distanza con emissioni di pochi milliwatt, magari grazie all'uso di modulazioni particolari gestite via software. L'obiettivo è implementare il software non su un ingombrante personal computer, ma con un singolo chip di un microcontrollore, realizzando così sistemi molto compatti. Questa volta i link sono stati presi dalla lista di discussione della telegrafia lentissima, QRSS, che recentemente ha trattato l'argomento dei sistemi per la trasmissione autonoma, "senza computer", del sistema WSPR (il software per la trasmissioni a bassa potenza sviluppato da un radioamatore premio Nobel, Joe Taylor). Le pagine qui citate si riferiscono a circuiti basati su microcontrollori programmabili.
Due i progetti più interessanti, uno dei quali molto articolato è stato sviluppato da Stu Phillips "intense Brit" che abita a Menlo Park, alla periferia sud di San Francisco. Trovate tutti i dettagli del suo progetto WSPR QRPP (la sigla per micro-potenza) sul suo blog EtherGeist. In parte italiano in parte svedese, è il circuito (vedere illustrazione) disegnato da Paolo Saia e Johan Bodin. Riferimenti sul sito di Paolo IZ1KXQ e Johan SM6LKM (vedere il progetto designato MJB002).
Tutte queste informazioni si riferiscono a circuiti in grado di funzionare con una semplice alimentazione, senza essere collegati a computer capaci di generare la sequenza dati. I radiofari possono essere dunque sistemati in qualsiasi posizione, magari con alimentazione solare, o del tutto remotizzati. Ricordate che per operare sulle frequenze QRSS bisogna essere radioamatori con licenza.

Radiofari QRSS, un pratico trasmettitore-tipo

Un post del canadese Tom Clifton nella lista di discussione del gruppo di sperimentatori di radiofari a bassissima potenza (i QRSS Knights) cerca di fare il punto sulle esigenze dei partecipanti in materia di frequenze da coprire e modalità di emissione. Tom è l'autore di una variante circuitale di un disegno originale di Lyle Koehler (K0LR) radioamatore americano famoso per i suoi schemi elettronici, che serve a implementare un radiofaro da un Watt di potenza destinato alla banda LF compresa tra i 160 e i 190 kHz, che negli Stati Uniti e in Canada viene assegnato a usi "license free" in base alla normativa della FCC. Tom sottolinea che con poche modifiche sarebbe possibile arrivare a coprire anche altre gamme di frequenza verso il basso e verso l'alto (i fari QRSS più numerosi sono per esempio quelli che operano nei 30 metri, intorno a 10.140 kHz, ma ci sono anche fari nella banda dei 160 metri).
Una parte fondamentale di questi circuiti di trasmissione, che in realtà sono semplici oscillatori, è il keyer, un componente programmabile che serve a modulare in qualche modo il segnale oscillante generato. La cosa più semplice da fare è applicare una rampa che modifica leggermente la frequenza di trasmissione intorno a una piccola finestra di variazione, ma naturalemente è possibile modulare in vero e proprio CW, interrompendo e riaccendendo la portante per creare simboli in codice Morse. Nel disegno di Tom viene utilizzato un PIC facilemente reperibile sul sito di kit radioamatoriali K1EL, il KID2. Questo keyer viene fornito preprogrammato con sei identificatori Morse o marcature e costa pochi dollari. Tom aggiunge che teoricamente è possibile inserire modulatori più complessi, per esempio un PICAXE programmabile in linguaggio Basic. L'obiettivo finale è ottenere un circuito di riferimento valido per diverse frequenze operative e facile da programmare con la marcatura preferita, in modo da consentire l'attivazione di un radiofaro basato su un dispositivo entrocontenuto, capace di fare completamente a meno di un pc.

Il faro nel PIC

Si aggiunge un nuovo progetto alle pagine di IK2BCP, Guido Tedeschi, autore di uno degli schemi più utilizzati dagli sperimentatori dei radiofari in telegrafia lentissima. I microtrasmettitori, vere e proprie microspie della propagazione, continuano a diffondersi su tutte le bande radioamatoriali tra i 180 e i 10 metri e con i loro flebili segnali (spesso una manciata di milliWatt) permettono di analizzare l'andamento della riflessione ionosferica. Il progetto di Guido si basa su un microcontrollore (PIC) della Microchip, usato con un piccolo programma in linguaggio macchina, per modulare una portante generata da un quarzo con il call dello sperimentatore e altri caratteri alfanumerici. Il nuovo PICBacon2 supporta la modulazione DFCW (dual frequency CW) in cui i punti e le llinee dei caratteri Morse vengono trasmessi su due frequenze diverse.