Progetto e realizzazione         
di una rete radioamatoriale digitale
         
 

 

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Anno nuovo.. costruzioni "nuove"!

iniziamo la copertura in "DV" delle nostre zone montane

progetto e costruzione di un ripetitore HotSpot "DA MONTAGNA"

   

La realizzazione di questo "ripetitore UHF DV" per installazione in montagna ha comportato la risoluzione di tanti e svariati "problemi" che meriterebbe di essere trattata in più "news". Rappresenta un po'  la sintesi di tutte le conoscenze tecniche e pratiche sviluppate in più anni di sperimentazione radioamatoriale da Massimo IW3QOJ: dai tempi del "packet radio" infatti non si "appendeva" un ripetitore da qualche parte in montagna, ma le problematiche di allora si son ripresentate rivedute ed aggiornate anche nel momento di progettare questo ripetitore fonia digitale, pensato per "coprire" alcune vallate e consentire la sperimentazione digitale D-STARai nostri colleghi "di montagna".

Forse a prima vista ai più sfuggirà la particolarità che riveste l'installazione di un ripetitore digitale fonia (un Hot Spot) in cima ad una montagna: si pensa solitamente a paragonarlo ad un qualsiasi "ripetitore tradizionale", dimenticando invece quali sono le peculiarità di un Hot SPOT:

1) Un ripetitore DV digitale Hot Spot richiede la connessione alla rete WiFi ARI (impensabile in ogni caso avere l'ADSL          commerciale in cima ad un monte isolato..)

2)L'Hot Spot oltre ad una radio UHF modificata, richiede una interfaccia di conversione analogica/digitale ed un Personal Computer con sistema operativo Windows

3)Aver a che fare con un "computer" in cima ad un monte significa poterlo gestire, accendere, spegnere e resettare completamente da remoto, prevenendo anche che si "pianti"

4) In cima ad un monte l'alimentazione...è quella che è.. di solito con pannelli solari. Occorre prevedere che tutto l'impianto assorba il meno possibile quando non trasmette (st-by), che sia protetto da tensioni di batteria insufficienti e che l'eventuale alimentatore da rete 220V sia protetto da sovratensioni elettrostatiche e fulmini vari...

5)Il tutto deve essere ospitato da contenitori metallici(schermatura!) per esterno, con chiusure a chiave e idoneo sistema di ventilazione e ventole facilmente sostituibili per la prevedibile usura.

Per quanto riguarda gli armadi per esterno, metallici ed ermetici, e predisposti alla ventilazione...abbiamo "riesumato" quanto già sperimentato anni addietro per un ripetitore analogico situato sul monte Zoncolan (UD)..ricordate?? Il ripetitore pertanto è stato organizzato in due contenitori da muro. Il primo contiene il ripetitore vero e proprio, cioè la radio UHF, cavità, sistemi di misurazione e controllo, interfaccia analogico/digitale e scheda Pc con sistema Windows XP home. L'altro contenitore contiene la gestione dell'alimentazione elettrica 12 V: separatore di rete 220/48Vcc , alimentatore swtitching da  15A, batteria tampone al gel da 15 A/h, protezioni e strumenti di misura. 

Niente di particolare per quanto riguarda radio, filtri cavità e gestioni misure e varie... ma dover installarci dentro "un personal computer con Sistema Operativo Windows XP" sulle prime è sembrata una mezza follia... Ma ci pensate..? far star dentro un computer in quella "scatola" appesa su un monte, con sbalzi di temperatura, umidità..e SOPRATTUTTO quanto assorbe un Pc nel suo funzionamento? i soli dischi assorbono svariati ampere quando girano( e girano sempre..). E quando il "solito" windows si pianta? chi va lassù a resettarlo??

 

Per un certo periodo di tempo, impiegato a "pensare", non si trovavano soluzioni alle problematiche sopra esposte, per cui (come avrete già letto nelle "news" precedenti) avevamo installato altri ripetitori Hot Spot solo in postazioni dove era disponibile la rete elettrica 220V e quindi i consumi non erano importanti, dove disponevamo di collegamento alla rete IP e dove il Pc poteva essere ospitato in ambiente "interno" riscaldato e in qualche maniera protetto dagli agenti esterni.

Era ben evidente che non potevamo mettere un Personal Computer tradizionale (nè portatile)nello scatolotto, quindi abbiamo individuato nella "scheda ALIX 1C" la soluzione definitiva a quasi tutti i "nostri" problemi.

La "scheda ALIX" è a tutti gli effetti una "scheda Pc" di dimensioni mini ITX (17 x 17 cm)con processore AMD Geode LX CPU, 500Mhz (LX800) 5x86CPU con 256 Kb cache, ethernet, usb, serial on-board e slot per memoria Compact Flash (usata una da 4 Gb) al posto del tradizionale disco fisso, presa 44 pins per lettore cd/dvd. La scheda dispone anche di AC97 audio codec, uscita VGA per monitor, ingresso Mouse e porta parallela. Il tutto a SINGOLA ALIMENTAZIONE 12 Vcc per un assorbimento veramente RIDOTTO : inferiore all'AMPERE! Il costo di questa scheda è di poco superiore ai 100 euro, se sommiamo anche la scheda Compact Flash forse arriveremo a circa 150 euro per tutto "il PC"! In così poco spazio, e per così poco assorbimento non avevamo ancora sperimentato nulla di simile. Certo, installarci XP Home e tutti i drivers..non è stato uno scherzetto..diciamo almeno un paio di notti insonni ma ne valeva la pena!

In sintesi, dopo il sistema operativo Windows Home edition sono state installate le "utility" relative alla gestione e configurazione dell'interfaccia analogico/digitale che rende possibile l'impiego di un vecchio apparato "ex telefonia mobile telecom" UHF, ed il software vero e proprio relativo all' Hot Spot (al momento DVARHotSpot vers.2.57). Per poter gestire tutto il Pc "da remoto" è stato installato un software freeware di "UltraVNC" dato che nel sistema operativo Windows Home Edition non è compreso il "remote Desktop" che è invece presente nella Professional edition. MA quest'ultima occupava troppa memoria per "stare" nella povera Flash Card da 4 Gb..

La foto dell'interfaccia, qui a destra, comprende la saldatura noiosissima dell'integrato in tecnologia smd..per il quale è servito un visore x 25..

Non potevamo trascurare la necessità, oltre che di aver il controllo remoto del "pc" mediante la UltraVNC, anche di poterlo resettare o accenderlo ANCHE nel caso questo si piantasse. Impensabili controlli tipo DTMF (...siamo ormai nell'epoca del DIGITALE..) occorreva qualcosa di completamente autonomo dalla scheda stessa, ma pur sempre gestibile "via IP". Abbiamo "riesumato" quanto avevamo anni fa sperimentato agli albori del WiFi...e, tirate fuori dal cassetto le vecchie schedine del DWL2100 (ricordate? quelle sulle quali ZXF ci aveva caricato OPEN WRT..andatevi a fare un ripasso nelle "news" relative..) le abbiamo impiegate esclusivamente per accendere e spegnere "da remoto e via IP" un relè 5V col quale pilotare il tasto POWER/RESET della scheda ALIX. Intercettando la tensione di polarizzazione del circuito integrato relativo alla sezione "wifi" della vecchia scheda, dando il comando WIFI UP alziamo questa tensione, e con WIFI DOWN l'abbassiamo... semplice no? sempre detto mia nonna... non si butta via MAI niente!!

Per rendere l'idea di come l'aspetto "meccanico" abbia condizionato l'arrangiamento del tutto, ecco a sinistra la foto dell'"armadio" con già dentro la "radio UHF" ed i due filtri in cavità risonante (indispensabili per una collocazione del ripetitore in postazioni ad alta densità di emissione radioelettrica). Come si nota rimaneva BEN POCO SPAZIO per alloggiarvi "il Pc", il sistema di reset, un mini "hub" ethernet per almeno 4 linee,  la gestione delle alimentazioni, un minimo di pannello di controllo con spie ed indicazioni della potenza diretta e riflessa...

Abbiamo studiato un "sandwich" con fissaggio a cerniera-ribaltabile per potervi facilmente accedere anche nella parte inferiore. La seguente foto con vista di profilo probabilmente rende meglio l'idea

Il "sandwich" ha in pratica 3 strati: sotto la scheda Alix, in mezzo la scheda ex DWL2100 ora Ip reset, sopra ci sono due settori: a destra un quadretto con interruttori accensione e reset, spie, fusibili e lo strumento (questo si ANALOGICO) per la misura della potenza RF diretta e riflessa.

Nel dettaglio sopra riportato, ecco il pannellino di comando. In alto a sinistra anche l'Hub-Switch ethernet, occupato dalle seguenti connessioni : scheda ALIX, scheda Reset, circuito POE (quello nero sotto) per alimentare il "ponte WiFi " attraverso una presa ermetica esterna situata sotto l'armadio. Si nota anche un quarto cavo ethernet "provvisorio" collegato: è quello della mia rete interna al laboratorio, utilizzata in fase di test.

                

Ecco ancora due dettagli visivi: uno relativo al "sandwitch" e l'altro relativo alle connessioni "verso l'esterno" dell'armadio, con connettori d'antenna TX ed RX, ingresso alimentazione 12 V e connettore a 7 poli per il "ponte WiFi".

Il dettaglio qui a sinistra, apparentemente insignificante, è in realtà altamente  indicativo del raggiungimento di tutti gli obiettivi che ci si era proposti. Ecco l'ASSORBIMENTO complessivo di tutto il ripetitore acceso ed in st-by. Meno di un ampere e mezzo su 12V.  un qualcosa di accettabile anche per l'alimentazione da un sistema di batterie solari. Installeremo in montagna questo ripetitore.... per la copertura probabilmente di Tolmezzo e parte della Carnia.. vedremo come andrà!

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