Lo zaino SOTA RKE02.2007

Lo zaino S.O.T.A

File: zaino sota.jpg

Il S.O.T.A. (Summit On The Air) è una splendida iniziativa dedicata a chi ha la passione della radio e al tempo stesso della natura e delle escursioni in montagna. Favorisce infatti l’attività radioamatoriale fatta dalle cime più o meno impegnative del nostro paese. Il programma di origine anglosassone (www.sota.org.uk) ha estensione quasi europea e richiede che l’attività si svolga da vero portatile, cioè che tutto il materiale necessario debba essere portato sulle gambe e sulle spalle dell’attivatore.

Di qui la necessità di ottimizzare il carico da portarsi appresso, per spendere ogni briciolo di energia in modo efficace.

E proprio di alcune riflessioni e valutazioni su questo argomento vorrei parlarvi oggi, dopo una bella estate di prove, esperienze e sofferenze.

In linea di principio, per attivare una cima occorrono almeno:

1. Una radio ricetrasmittente

2. Un’antenna e relativi cavi di collegamento alla radio

3. Una fonte di energia

Prendiamo gli argomenti in ordine:

La ricetrasmittente

Di radio per operazioni in portatile ce ne sono varie in commercio, ma forse la più indicata per la sua versatilità e leggerezza è il popolare FT-817 della Yaesu. Come noto può operare dalle HF fino ai 430 MHz ed unisce una discreta robustezza a dimensioni e peso ridotti. La potenza massima di 5W ben si addice al /QRP ed all’uso portatile.

Il peso della sola radio, senza microfono e batterie è di 926g. Come accessori indispensabili occorre prevedere un microfono e magari un tasto telegrafico. Il suo microfono originale MH-31 pesa 169g. In vetta spesso si trova vento e l’audio dell’altoparlante della radio può risultare insufficiente oltre a richiamare indesiderati curiosi. Una soluzione semplice ed a buon mercato viene dai prodotti di largo consumo per PC. In questo settore infatti troviamo dei gruppi cuffia + microfono generalmente impiegati per le audioconferenze o traffico telefonico su internet (VoIP). Occorre in questo caso realizzare un adattatore per il connettore ed aggiungere un piccolo pulsante per il PTT.

file: tastoCW.jpg

Come tasto CW superleggero, per usi occasionali, ho trovato conveniente il modello riportato in foto che pesa solo 96g, cavo e connettore jack 3,5mm compreso ed è facilmente reperibile a buon mercato nei vari mercatini di settore.

file: Tasto Pietro.jpg

Per gli amanti della telegrafia e del “bug” il problema maggiore diventa il peso, data la massa della base impiegata per assicurare la buona stabilità che generalmente i prodotti commerciali da tavolo offrono. Una soluzione può venire dall’autocostruzione, in questo caso di Carlo Amorati I4ALU e Pietro Boschi IK4JTL che con pochi “attrezzi del mestiere” costruirono un piccolo tasto, leggero (203g cavo compreso), compatto ed operabile con soddisfazione.

Per trasportare nello zaino la radio e l’eventuale accordatore senza rovinarne gli involucri, una custodia può rivelarsi molto apprezzabile. La mia, di chiare origini domestiche, è realizzata in tela di jeans ed ha finora ben protetto la mia radio, gravando sulle mie spalle con solo 84g.

In totale, per la radio e gli accessori si va da un minimo di circa 1 kg ad un massimo di circa 1400g.

L’antenna

file: HB9CV wimo.jpg

L’antenna per il S.O.T.A. è giocoforza leggera, veloce da installare, compatta ed efficiente. Non un’equazione facile da risolvere. Il primo punto da sciogliere è la banda su cui si prevede di operare. Per le V-UHF, ho trovato molto conveniente una HB9 bibanda, acquistata due anni fa da Wimo (www.wimo.de) . L’antenna è molto robusta e sopporta facilmente i maltrattamenti di un viaggio nello zaino. Ha due connettori separati per i 2m ed i 70cm e la resa è buona. Con un po’ di pazienza, ho potuto realizzare anche vari QSO via satellite LEO, quali AO27, AO51 ed VU52. Il peso dell’antenna è contenuto in 628g ai quali aggiungere qualcosa per il supporto, che potrebbe anche essere la prima sezione dell’antenna HF. Per le decametriche, la scelta è caduta sulla consueta canna da pesca adattata all’uso, così come ampiamente descritto in altro articolo. Le bande utili sono quattro: 80, 40, 30, 20m ed il peso del solo radiatore è di 696g ai quali occorre aggiungere 678 g per il picchetto di supporto e 331g per il martello di gomma per piantarlo nei terreni più compatti. Operando in montagna, quindi su suoli prevalentemente secchi e sassosi, l’efficienza dell’antenna può essere sensibilmente migliorata disponendo di uno o più radiali per banda come piano di terra. In questo caso, utilizzando cavo elettrico da 1,5mm² occorre aggiungere i seguenti pesi:

Banda [m]	Peso [g]
80	375
40	138
30	99
20	67

Sommando tutte e 4 le bande si arriva al peso complessivo di: 679g.

File: 817+Z100.jpg

La larghezza di banda e l’adattamento non sempre sono soddisfacenti nelle varie situazioni di estrema portabilità nelle quali ci si può trovare ed un accordatore può risultare veramente utile. Nella mia esperienza ho impiegato con molta soddisfazione il modello Z-100 della rinomata LDG. Si accoppia meccanicamente molto bene allo FT817 (ho usato un grande elastico fatto in casa recuperando una camera d’aria forata) ed ha il grande pregio di non consumare corrente, salvo nel momento dell’accordo. Colla mia verticale riesco a lavorare su tutte le bande dai 160 ai 6m: non è poco e pesa solo 446g. Occorre poi collegare l’antenna alla radio tramite opportuni cavi coassiali. La lunghezza necessaria è di solito dai 5 ai 10m per poter operare da una situazione conveniente non necessariamente a ridosso dell’antenna. Per le HF il cavo migliore si dimostra il noto RG58, purché di buona qualità. Per i 144 MHz ed a maggior ragione per i 70cm un cavo migliore può fare la differenza. Purtroppo i coassiali con minori perdite, sono in genere pesanti ed ingombranti. Un buon compromesso può essere la versione FOAM del già citato RG58 oppure un’ ottima soluzione è l’Aircell 7, consigliatomi personalmente dal buon Frank Tonnà F5SE durante una comune vacanza in camping. Generalmente utilizzo una tratta di 8m di RG58foam per un peso di soli 240g connettori PL compresi. Grande cura va riposta nella scelta e nel montaggio dei connettori: i cavi infatti hanno la tendenza ad aggrovigliarsi e ad impigliarsi all’interno dello zaino. Un improvvido strattone potrebbe rivelarsi fatale per la giunta cavo-connettore vanificando ore di arrampicata. Diffidare quindi da connettori economici o superleggeri che se da un lato fanno risparmiare qualche decina di grammi, sono forieri di problemi certi. Se il peso e le energie lo consentono, portarsi un cavo coassiale “di emergenza” risparmia prima o poi cocenti delusioni.

In totale, per l’antenna, gli eventuali accessori ed i cavi di collegamento si va da un minimo di circa 1700 g ad un massimo di circa 3500g.

La fonte di energia

Una volta definita e composta la stazione, occorre prevedere una idonea fonte di alimentazione autonoma, leggera, affidabile e duratura. Per valutare i fabbisogni energetici della mia stazione ne ho mappato i consumi al variare della banda e della tensione di alimentazione. Ecco i risultati del mio esemplare di FT817:

Anzitutto si può notare come sia possibile “spremere” in caso di necessità la batteria esterna fino ad una tensione di scarica di circa 11V senza penalizzare in maniera apprezzabile il livello d’uscita. La potenza assorbita dalla radio in trasmissione (CW, key down) è di circa 25-30W a seconda della banda impiegata e del livello di alimentazione. Manipolando normalmente o modulando in SSB stimo l’effettivo consumo medio in circa il 60-70% del misurato. In ricezione, in squelch, assorbe circa 200mA mentre in cuffia, a volume normale in SSB, circa 320mA medi.

Vediamo ora quanta energia può servire per una normale attivazione operando in SSB/CW. Ipotizziamo un profilo di utilizzo come segue:

Utilizzando i consumi medi della radio considerata, nei vari modi operativi, otteniamo un impiego energetico di circa 8-9 Wh.

Definiti i bisogni, torniamo ad occuparci delle soluzioni. La scelta più naturale e comune per questo impiego sono le batterie ricaricabili, nelle loro diverse tecnologie costruttive. Uno dei parametri più importanti è il rapporto Wh/kg, cioè quanta energia possono rendere per unità di peso trasportato.

Vediamo ora in una tabella alcuni esempi di batterie impiegabili per questo uso:

Prima di addentrarsi nel merito, è utile ricordare come la capacità delle batterie sia solitamente misurata prevedendone una scarica in 10 o talora 20 ore. Accorciando questo tempo, la capacità reale diminuisce in funzione della tecnologia costruttiva. Il fenomeno affligge in maniera più evidente le batterie ad alta densità di potenza (a pari tecnologia) e nel nostro caso quelle di minor capacità in quanto soggette a scaricarsi in tempi più brevi.

Un’idea di massima di questo fenomeno può essere ricavata dai grafici seguenti, presi dai cataloghi SAFT, GP, SANYO e YUASA

Batteria SAFT VH-AA-1500	Batteria SANYO HR-3U-2500
Batterie NiMh GP	Batteria PbGel Exide S312/7S

Le prime due soluzioni proposte sono interne alla radio ed hanno da un lato il beneficio della compattezza e leggerezza ma pagano il prezzo di limitare la potenza di uscita a soli 2,5W e di non poter alimentare accessori esterni quali accordatori e simili. Nell’uso pratico, il pacco originale da 1 Ah si rivela pressoché inutile a meno di non voler ascoltare giusto la partita la domenica pomeriggio, HI. La versione autocostruita sul supporto Yaesu con celle da 2,5Ah garantisce invece una discreta autonomia in ascolto ma in trasmissione la stessa rimane ancora limitata a pochi QSO. Le soluzioni dalla 3 alla 9 sono invece di tipo esterno e forniscono i 12V necessari per trasmettere a piena potenza. Le due tecnologie considerate sono ancora la NiMh per la sua diffusione e relativa leggerezza e la Pb-gel per la sua robustezza e capacità di erogare forti correnti. I valori tipici di densità di energia sono di 50-80 Wh/kg per le prime e di 20-30 Wh/kg per le seconde.

file: batteria Hitachi.jpg

A puro titolo d’esempio, ricordiamo come un combustibile fossile tipo metano o gasolio renda circa 12000Wh/kg, la cioccolata fondente 6600Wh/kg e lo zucchero circa 4500Wh/kg. Peccato non esistano mezzi semplici e soprattutto leggeri per convertire la loro energia chimica in elettrica, altrimenti con pochi grammi di materia potremmo operare per giorni… Idealmente, in un barattolo di cioccolata Novi da 200g, c’è energia sufficiente per circa 5 giorni continui di operazioni, giorno e notte…

Tornando alle nostre batterie, una volta decisa la capacità è meglio ottenerla da una singola batteria piuttosto che da 2 o più in serie, questo per via dell’ottimizzazione del contenitore che consente, a pari energia, risparmi di peso del 10-15%. Una parola di spiegazione va spesa per la riga 7. Si tratta di un pacco batterie commerciale, che ho reperito su Ebay. E’ il ricambio per una vecchia serie di oscilloscopi portatili Hitachi e devo dire che, peso a parte, si è rivelato molto soddisfacente e robusto. Le dimensioni sono inoltre perfettamente combacianti con quelle della radio Yaesu e questo ne consente un conveniente abbinamento. Nonostante il loro rapporto peso/energia molto favorevole, per il momento escluderei dall’impiego le batterie agli ioni di litio, sia per il costo ancora elevato sia per la difficoltà di ricarica con mezzi domestici.

Con i dati e le considerazioni finora esposte possiamo stimare che con batterie da circa 25 Wh avremo un’autonomia di circa un paio d’ore che sale verso le 3 ore≈una mattinata o pomeriggio con la batteria da 3,5Ah (42Wh) ed una giornata con elementi da 7Ah (84Wh).

file: alimentatore817.jpg

Se si intende operare per più di una giornata, ad esempio il sabato pomeriggio e la domenica mattina, occorre più energia e quindi maggior peso da portarsi appresso oppure l’opportunità di ricaricare il pacco batterie al seguito. Nel caso di pernotto in quota, spesso si usufruisce dell’appoggio di una struttura attrezzata quale un rifugio ove quasi sempre c’è la disponibilità della tensione di rete. In questo caso, un piccolo alimentatore permette sia la ricarica delle eventuali batterie interne allo FT-817 sia del pacco esterno. Personalmente ho trovato molto conveniente il modello in fotografia. E’ piccolo, economico ed affidabile. E’ regolabile da 10V a 14V ed eroga oltre 2A continui di uscita, il tutto con un peso “piuma” contenuto in soli 341g.

Completata ora l’analisi delle attrezzature, cerchiamo di ricapitolare la situazione:

A quanto finora calcolato, occorre sempre aggiungere almeno uno zainetto che contenga il tutto e specie nel caso di gita in quota o particolarmente lunga un po’ di vestiti di ricambio e viveri di scorta. Ma quanta fatica ci costa portare in cima tutto questo bagaglio? La domanda non ha ovviamente una risposta univoca: dipende dall’allenamento, dal dislivello, dalla difficoltà del percorso e dalle condizioni climatiche.

Vi auguro buone camminate e tanti QSO!

Bibliografia:

http://www.exideworld.com/

http://www.gpbatteries.it/

http://www.okkey.com/peso/calorie.htm

http://www.saftbatteries.com/000-corporate/include-content/index_gb.html

http://www.sanyo.com/batteries/faq.cfm