SONOTRIGGER SOFTWARE: julio 2024

RTTY en bandas de radioaficionados

RTTY es un protocolo asíncrono y sin conexión, que trabaja en modo simplex y sin corrección de errores.

Parámetros más frecuentes

Velocidad: el modo RTTY 45 (45.45 baud) siendo también frecuentes las velocidades de 50 y 75 bauds .
Desviación:170 Hz, aunque los sistemas comerciales usan tambien los desplazamientos de 425 y 850Hz
Codificación y conjunto de caracteres: ITA-2

Cada carácter se transmite con un carácter de arranque al inicio y uno de parada al final.

Referencias

Amateur Radio RTTY Frequencies, Bands & Channels

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Decodificadores morse

Cuando la transmisión de código Morse se realiza mediante una máquina es imposible su decodificación a oido y es necesario usar un programa de ordenador, vamos a probar algunos

SDRAngel

Plugin decodificador Morse de SDRAngel. Esperaba más

Morse Code World

Es un programa web capaz de detectar el sonito del microfono o de un fichero y parece que detecta algo mas. Con audio decoder expert se dispone de un análisis mas completo

Multimode Cocoa

Hay que usar VB Cable pero aun así he conseguido que funcione

ESP32-Morse-Decoder

Este programa para decodificar el Código Morse en vivo en la pantalla

solamente usa:

una placa de desarrollo ESP32 con pantalla OLED
un micrófono básico (Módulo sensor de sonido MAX4466 MAX9814 para Arduino KY-037)

Puedes usar el ESP8266, pero necesitarás experimentar con sampling_frequency, pruebe 30000

Si necesitas reducir el ancho de banda de audio del decodificador; actualmente alrededor de 320Hz para lidiar con bandas/audio muy ruidosos, entonces ajusta estas líneas:

float sampling_freq = 45000;
float target_freq = 558.0; // ajusta según tus necesidades, mira arriba
int n = 128; // si cambias aquí, cambia también la siguiente línea

n = 128 determina la cantidad de muestras, intenta obtener esto lo más alto posible para reducir el ancho de banda, se optó por un compromiso con 128.

La frecuencia de muestreo es una función de la velocidad de la CPU, por lo que es en gran parte fija, pero se puede reducir a aproximadamente 30000, se necesita algo de experimentación con tu configuración.

La frecuencia objetivo es la frecuencia de audio recibida, si prefiere un ritmo más alto para los tonos Morse, ajústelo en consecuencia y recuerde sintonizar su radio para intentar que coincida con la frecuencia elegida.

Cableado

Se le han visto dos problemas a la hora de probar este proyecto:

El programa está pensado para una pantalla SH1106 OLED de 1,3" sin embargo las que uso habitualmente son las SSD1306 OLED de 0,96" (son mas baratas) por lo que ha habido que modificar el programa
El hecho de que la entrada sea un micrófono obliga a adquirir uno y además se introduce ruido, se prueba con inyectar la señal de una salida de auriculares atenuada (Bajo su responsabilidad)

Podria probarse cambiar el microfono por una conexión directa a la salida de auriculares (sin probar)

(En pruebas)

Para leer mas sobre el código Morse

Referencias

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Señales de intervalo - interval signal

Tradicionalmente antes de inicial las emisiones de radiodifusión se emitían de forma repetida una sintonía o señal de intervalo (Interval signal) que ayudaba al oyente a sintonizar correctamente la emisora. Normalmente se extraian de melodias conocidas o de moda en aquella época.De la misma forma antes de comenzar las emisiones de un canal d TV se emitia la immagen de una carta de ajuste que ayudaba a su correcta sintonía.

Aquí algunas señales de intervalo que nos retraen a otras épocas:

Radio Moscú (Широка страна моя родная, amplia es mi patria)
Radio Beijing (东方红, El oriente es rojo. Canción de la opera del mismo nombre famosa durante la revolución cultural)
RSA- Radio Sudafrica
Radio Praga
Radio Tirana
Radio España Independiente - Estación Pirenaica (Himno de riego o de la IIª repúblicaEspañola)
Radio Nederland (Merck toch hoe sterck , Mirad con qué fuerza interpretada por un típico carrillñon neerlandes que fue una canción patriótica de durante la Guerra de los Ochenta Años).

"La estación de la alegria" programa dominical en español de Radio Nederland conducido por de Tom Meyer (¡Que recuerdos!)

También al terminar las emisiones sonaba el himno nacional .

Estas costumbres se han ido abandonando y son pocas las emisoras que mantienen a dia de hoy las señales de intervalos, como por ejemplo

RNE - Radio Nacional de España
Radio Rumania Internacional

Referencias

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Libro diario

Antiguamente las estaciones de radioaficionados estaban obligadas a mantener un libro diario en el que se anotaban todas las comunicaciones realizadas a imitación de los Diario del Servicio Radioeléctrico (SMSSM) - GMDSS Global Maritime Distress and Safety System Radio Log Book de las estaciones de radio de los navios. En la actualidad no es obligado, al menos en España, y se puede mantener en formato papel o electrónico en local o en alguna de las aplicaciones disponibles en Internet (Ver QSL- El acuse de recepción: II - Presente y futuro)

Reglamento de Estaciones de Radioaficionados de españa (Deorgada).
https://www.boe.es/eli/es/o/1986/03/21/(7)

Modelo de GMDSS RAdio Log. Gobierno de Australia.

Reglamento de las radiocomunicaciones marítimas (Vigente) Texto

En las aeronaves se mantiene la caja negra que tiene en parte estas funciones de registro de las radiocomunciaciones

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Dipolos sencillos y multiples

Dipolo - dipolo sencillo

Un dipolo es un conductor, tipicamente un cable, una varilla o un tubo, de media longitud de onda alimentado en su centro.

Es una antena direcccional en la dirección perpendicular a la del conductor a modo de toroide (donut).

Un dipolo se puede instalar verticalmente (dipolo vertical) y horizontalmente (Dipolo horizontal) , por temas prácticos pueden acercarse sus extremos para formar una "V" (La mas extendida es la V invertida pues solamente requiere un mastil en su centro), tambien se puede instalr inclinada (sloped).

Tambien se pueden enfasar dos o mas dipolos (arrays y cortinas de dipolos)

El ancho de banda del dipolo depende del diámetro del conductor, por eso se usan las Antena en jaula - Cage antenna para aumentar el ancho de banda

La impedancia teórica para la frecuencia de resonancia en el punto de alimentación es de 52 Ohms, pero varia con la altura relativa sobre el terreno

Fuente: ARRL Antenna Book

La velocidad de propagación de un conductor de cobre es del 0,90

Se puede calcular la longitud pero teniendo en cuenta que hay un mix de velocidades de propagación

Carta de Smith. No hay 50 ohms puesto que influye la altura sobre tierra, objetos circundantes, la conductividad del terreno.

Dipolo 28m

Dipolos de 28m (aprox 5 MHz) y 14m (aprox 10 Mhz), se aplana la impedancia.

En 14 y 28MHz se acerca a la resonancia este conjunto

Los dipolos de media onda pueden alimentarse en un punto distinto al centro o mitad de su longitud, por ejemplo en aproximadamente situado a un tercio de uno de sus extremos (Off-Center-Fed Dipole - OCFD)

Dipolos múltiples (Fan Dipole - parallel dipole)

Dipolo multiple (bigotes de gato) compuesto por dos dipolos que resuena en tres bandas de radioaficionado

Dipolo multiple (bigotes de gato) compuesto por 4 dipolos que resuena en cinco bandas de radioaficionado

En un dipolo multiple las frecuencias de los dipolos de frecuencia alta tienen que ser un multiplos pares de las frecuencias de los dipolos de frecuencias mas altas. Pues dado que se comportan como un conjunto de impedancias en paralelod e esta forma el que resuena presenta una frecuencia baja (52 ohmios) y el resto una impedancia muy alta, por lo que no afecta a la impedancia del conjunto. es por esto que si hacemos un dipolo de 7MHz podemos poner uno de 14 y uno de 28 MHz pero nunca uno de 21 MHz que sería multiplo impar.

Dipolo con trampas

Fuente: HAm Radio School

Dipolo Bazooka

Una variante del dipolo es la antena bazooka que juega con las impedancias y velocidades de propagación del cable coaxial que se utiliza para construir las ramas del dipolo, con lo que se consigue una antena mas compacta.

Bazooka para 128 MHz y coaxial de 0,66 de factor de velocidad. Fuente; https://www.merseyradar.co.uk/airband-radio/home-made-coaxial-dipole-antenna-for-civil-airband/

Cada rama del dipolo bazooka mide en metros 300/MHz siendo la parte interna de la rama 66% de la longitud y la externa 33% de la longitud, esto es así si el factor de velocidad del coaxial es de 0,66%.

Dipolo plegado

Para alimentar un dipolo de media onda alimentado en su centro (simetrico) con un cable coaxial (asimétrico) se necesita un BalUn 1:1

El dipolo simple tiene una impedancia en su punto central de 52ohmios, mientras que el dipolo plegado la tiene de 300 ohmios por lo que se necesitaria un BalUn 6:1

Ver también

Comparando antenas multibandas

Referencias

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Emisoras del mundo

WRTVH - World Radio TV Handbook

Se trata de una publicación que recopila información sobre las emisoras de radio y Tv pensada para los aficionados a las mismas

Frequency Handbook for Radio Monitoring: Edition 2024

Emisoras de Onda Corta tanto de radiodifusión (publica y probada) como utilitarias, ordenadas por horas y actualizada a septiembre de 2024 consultable via web con https://shortwave.live/

ADMIRALTY List of Radio Signals

Se trata de una publicación que recopila información sobre señales de radiofrecuencia de interés para la navegación marítima.

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Hackenado - I

La curiosidad es el motor del aprendizaje, por ello cada vez que veamos una antena debemos preguntarnos ¿Para qué?

Una farola con dos dispositivos diferenciados uno (A) con una antena y otro (B) con dos antenas (diversidad para mejorar cobertura en una zona)

Ambos están interconectados y el (B) dispone de un micrófono y logo de la empresa IMATEK

Espectro radioelectrico en la proximidad de los dos dispositivos (no se pueden discriminar las señales locales de las remotas al no disponerse de una antena direccional) pero en principio vemos señales en 538, 602 y 665 MHz, 393 y 390 MHz (DMR) y 925 MHZ(802.15.4).
El fabicante dice usar los siguientes sistemas de raiocomunicación: 802.15.4 (De 868-915 MHz no se aprecian señales), WiFi (2,4 y 5 GHz, no se aprecian señales ), 4G (800, 1.500, 1.800 y 2.600 MHz no se aprecian señales), Sigfox (862 to 928 MHz, se aprecia una señal) y LoRaWAN (433 MHz no se aprecian señales)

El (B) es un detector de ruido IOT de IMATEK

Adicionalmente ademas de las etiquetas de la Generraliat Valenciana, Red.Es , etc, en una se puede leer UDCVAL-XXX-NNN que nos lleva con google a una web demo de control centralizado de red de IMATEK

Resumiendo seguramente se trata de un receptor de distintos sensores instalados en la zona (A) que junto aa la medida de ruido de (B) se envían a un punto centralizado remoto.

Hemos aprendido y pasado el rato.

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Aisladores para antenas

Los aisladores para las antenas tienen dos funciones:

Soportar mecanicamente la antena
Aislar las corrientes de la antena de los elementos circundantes para lo cual el diseño esta pensado para:

Que no empape el agua de lluvia y se conviertan en conductores (Superficies satinadas)
Evitar la creación de arcos eléctricos entre el conductor y el soporte (oposición entre el cable del soporte y el de la antena, o distancia de separación)
Soportar los altos voltajes que se generan en las antenas cuando se utilizan como antenas transmisoras evitando su perforación.

Aisladores tipo huevo "egg" de porcelana.
El diseño hace que la tensión de los cables se convierta en una fuerza de compresión

Para los aisladores se han usado los materiales

Vidrio: Todavía se encuentran aisladores de vidrio en los antoguos postes de teléfono, apra soportaar los cables desnudos de cobre
Porcelana: se siguen usando en las instalaciones eléctricas de media y alta tensión, y también en las bujias de los motores de combustión.
Polímeros no conductores (plasticos): se han generalizado en las las instalaciones eléctricas de baja tensión, y son mas resistentes a la rotura y mas ligeros que los de vidrio y porcelana, por contra soportan peor la temperatura y se degradan mas rapidamente que vidrio y cerámica.

Aisladores tipo huevo de plastico usados en las cercas eléctricas apra el ganado pero utilizables para antenas.En Aliexpress salen a menos de 0,5€ la unidad

Aislador tipo hueso para perros "dog bone" de plástico, usado en RF

Referencias

The Benefits of Plastic Electrical Insulators Over Traditional Materials

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Prácticas con antenas de hilo muy largo: II - Beverage

Para las pruebas de una antena Beverage dipusimos:

Un cable de 100m (flexible de 1,5mm)
Un balun 1:9 DIY
Una carga de 600 Ohms

Curva de respuesta de la resistencia de 600 Ohmios, contrariamente a lo previsto no es plana y el valor de la misma disminuye con la frecuencia de forma importante

Curva de respuesta del BALUN 1:9 DIY

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Analisis de las curvas de respuesta de distintos BALUN 1:9 comercializados para HF

Curva obtenida con nanoVNA del A - BALUN de antena 1:9 con carga de 50 ohmios

Curva obtenida con nanoVNA del B - BALUM de antena 1:9 con carga de 50 ohmios.

Es mas plana de 0-30 Mhz

Curva obtenida con el nanoVNA del DIY C - BALUM DIY 1.1 1.4 1:9.
(T-130-18 hoja, el T-130-17 tiene un rango d e trabajo de 20 MHz - 200 MHz)
Se comporta peor que el mediano

Los BALUM (B y C) no incorpora ninguna capacidad que corrija la inductancia que aparece con la frecuencia, que hace que sean poco lineales.

El BALUN - A aparentemente si pero es un micorcondensador de superficie dificil de conocer su capacidad real (en caso de que lo sea)

Se ha visto en algún esquema de BALUM la incorporación de un condensador de 150pF en paralelo con la salida para mejorar la respuesta en HF y estos son los resultados

Curva obtenida con el nanoVNA del DIY B - BALUM DIY 1.1 1.4 1:9.

SIN CONDENSADOR

Curva obtenida con el nanoVNA del DIY B - BALUM DIY 1.1 1.4 1:9.

CON CONDENSADOR DE 150 pF

Corrige la impedancia a 120 Mhz un 66%

Curva obtenida con el nanoVNA del DIY B - BALUM DIY 1.1 1.4 1:9.

CON CONDENSADOR DE 300 pF (2x150 pF)

Aplana la curva por debajo de 30 MHz

Para el C - BLUM de antena 1:9 no se aprecia mejora con un condensador en paralelo

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SIGFOX vs LORA

Sigfox y LoRa son dos tecnologías para IoT (la comunicación con pequeños dispositivos dispersos en el espacio).

La integración del modulo LoRa (banda ancha con redes del usuario que tiene que crear) es mas compleja pero permite semiduplex de mensajes de cualquier longitud, la Sigfox (banda estrecha con red única del propietario de la tecnología pero ya existente) es mas sencilla no permite semiduplex y los mensajes están limitados a 12bytes identificando y autentificando los dispositivos que se conectan

Referencias

¿Qué es más recomendable, LoRa o Sigfox? Estas son las ventajas y las desventajas...

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Toroides de ferrita: guia de compra

Han siso desalentadoras las curvas de respuesta obtenidas con nanoVNA de varios balun comerciales y baratos adquiridos ultimamente.

El uso de toroides inadecuados o de baja calidad puede ser una de las causas de este resultado tan decepcionante.

Una posibilidad de mejora podria ser cambiar los toroides de serie por alguno mas adecuado apra lo cual necesitamos conocer las caracteristicas de los distintos toroides que se comercializan (Tabla) para poder elegir el sustituto por tamaño que en recepción no suele ser problemas (En transmisión el uso de conductores mas gruesos, en función de la potencia, obliga a diametros mayores) y sobre todo del material con el que está compuesto que determina la frecuencia de trabajo.

Tabla de compuestos de los toroides

‐2, ‐5, ‐6 & ‐7 Materials:
These are the most popular carbonyl iron mixes. They will provide High Q up to 40 MHz and the most popular for amateur radio and variety of other communication applications.
They are also useful for moderate band transformers in the 200 to 400 MHz frequency range

‐1, ‐3, ‐8 & ‐15 Materials: These materials are annealed carbonyl irons providing the highest carbonyl permeability.
They are useful for high Q applications below 1 MHz and will provide the broadest band transformers covering a typical range from 50 to 500 MHz.

‐10 & ‐17 Materials:
These materials are the highest frequency carbonyl irons. They will provide high Q up to 150 MHz and are a popular material for cable television applications.
They will produce moderate band transformers covering 400 to 700 MHz.

‐0 Material: This is a non‐magnetic material. It provides a solid winding form for winding air coils. It has excellent temperature stability and will provide high Q up to the highest frequencies.
It is also useful for moderate band transformer applications covering a typical range from 600 MHz to 1 GHz.

La composición del toroide es la que va a influir en el la banda de frecuencias de trabajo, a mayor permeabilidad (Micrometal mix number) mayor frecuencias de trabajo como transformador de impedancias

T50.6 (amarillo, 3 MHz - 40 MHz) Disponible en Aliexpress

FT-50-43 (sin color, 5 - 400 MHz9 Disponibel en Aliexpress

Variación de la permeabilidad de un toroide con la frecuencia.
En este caso el T130-18. Comienza a caer a los 2 MHz y para 20 MHz cae un 10%

Referencias

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La caza del zorro (Transmitter Hunting o Foxhunting)

La caza del zorro (Amateur Radio Direction-Finding - ARDF, Transmitter Hunting o Foxhunting, Fuchsjagd en alemán) es una actividad de los aficionado de la radio consistente en localizar un emisor de radio que se pone en funcionamiento para ello.

Tradicionalmente se ha usado la frecuencia de 27MHz para CB y la de 144 MHz para radioaficionados, sin embargo en laactualida lo mas práctico es usar 430 MHz pues permite antenas directivas mas manejables.

Si se trata de localizar varios transmisores, esos se identifican con códigos en morse: MOE, MOI, MOS, MOH y MO5,

Las antenas deben ser direccionales por lo que se usan:

HB9CV: es una antena de dos elementos cuyo reflector se alimenta con un desfase de 225°. La distancia entre los dos elementos es de 1/8 Lambda (45°), con las dos líneas de fase cruzadas de 180° se obtiene un resultado de 225°. Se obtiene una ganancia de nos 4 dB

Yagui de 2 ó 3 elementos (Aqui la formula de cálculo)

Construir una baliza para la caza del zorro es muy facil, y aquí hay un ejemplo ESP32 LoRa for dummys - Baliza (Beacon)

Aspectos prácticos

Recientemente he participado en la organización de unna caza del zorro y hay varios temas a tener en cuenta:

Es preferible la emisión de un tono de 10' a un mensaje morse con el fin de facilitar la búsqueda
Se necesita un medidor de campo para hacerlo (Quiero desarrollar uno usando LoRa) pues los walkie-Talkie llevan AGC (Control Automático de Ganancia) por lo que "contaminan" el nivel de señal recibida y por tanto discernir la dirección donde se encuentra la baliza

Referencias