SX9V Περιγραφή, αυτοματισμοί και λειτουργία του remote σταθμού

Ιστορία

Τα τελευταία χρόνια αφενός του αυξημένου θορύβου στις πόλεις, ειδικά στις χαμηλές μπάντες και αφετέρου ο περιορισμένος χώρος για την τοποθέτηση  αποδοτικών κεραιών,  με ώθησαν στην αναζήτηση εναλλακτικής θέσης χαμηλότερου θορύβου. Μετά από αναβολή δύο ετών και μετά από πειραματισμό με κεραίες λήψης μέσα στην πόλη, η ανάγκη για την ανεύρεσή εναλλακτικού QTH έγινε πιο επιτακτική. Πήρα την απόφαση να ξεκινήσω κάτι κοντά στο χωριό μου, στη νότια πλευρά του νησιού, πολύ κοντά στην Ιεράπετρα. Επέλεξα το καλύτερο σημείο που είχα διαθέσιμο, 700 μέτρα από την θάλασσα και 170 μέτρα υψόμετρο, μέσα σε ελαιώνα, μακριά από σπίτια, γρήγορο ίντερνετ και εξαιρετική γωνία take off από 70 έως 290^ο  (πάνω από την θάλασσα) και τα βουνά στα βόρεια να βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη των 10 Κm.

Η απόφαση

Εφόσον πλέον είχα την τοποθεσία, άρχισα να συζητάω τα σχέδιά μου με φίλους συναδέλφους, τις ανησυχίες μου για το όλο εγχείρημα, αν και πόσο καλό QTH θα ήταν. Καταλυτικό ρόλο στην απόφαση μου έπαιξε ο αδερφικός μου φίλος Γιώργος SV9GPV.

Ορόσημο στο όλο εγχείρημα ήταν η «εμπλοκή» του καλού μου φίλου και κουμπάρου Κωνσταντίνου SV9OFS που βρήκε την ιδέα πολύ καλή και έκτοτε μοιραστήκαμε ένα κοινό όραμα: Το χτίσιμο ενός εναλλακτικού σταθμού μακριά από την πόλη που μελλοντικά θα μπορούσε να εξελιχθεί σε contest station, που θα μπορεί να φιλοξενεί συναδέλφους από την Ελλάδα αλλά και από όλο τον κόσμο, είτε με φυσική παρουσία είτε απομακρυσμένα!. Κάτι που χρειάστηκε ιδιαίτερα τον τελευταίο χρόνο που λόγω καραντίνας κλειστήκαμε στα σπίτια μας, χωρίς να έχουμε την δυνατότητα μετακίνησης σε κάποιο οικείο contest σταθμό. Σημαντική επίσης θα έλεγα ότι ήταν και η δυνατότητα συμμετοχής στην ομάδα ενός συναδέλφου από την υπόλοιπη Ελλάδα ή τον κόσμο που δεν μπορεί να είναι μαζί μας.

Τα τελευταία χρόνια αφενός του αυξημένου θορύβου στις πόλεις, ειδικά στις χαμηλές μπάντες και αφετέρου ο περιορισμένος χώρος για την τοποθέτηση  αποδοτικών κεραιών, με ώθησαν στην αναζήτηση εναλλακτικής θέσης χαμηλότερου θορύβου. 

Σχεδιασμός-υλοποίηση

Μαζί πλέον αρχίσαμε να σχεδιάζουμε την κατασκευή του σταθμού. Τα δεδομένα που είχαμε ήταν τα εξής: Καλή τοποθεσία, ιδιόκτητη και 10 λεπτά μακριά από το πατρικό μου που επισκέπτομαι τουλάχιστον μία φορά την εβδομάδα, μακριά από κατοικίες, αρκετός χώρος, απουσία υψηλής τάσης, γρήγορο ιντερνέτ (OTE Rural 50Mbps Down / 30Mbps Up), δυνατότητα εγκατάστασης Isobox για φιλοξενία χειριστών και τέλος κοντά στο Ηράκλειο (λιγότερο από 50 λεπτά οδικώς).

Επέλεξα το καλύτερο σημείο που είχα διαθέσιμο, 700 μέτρα από την θάλασσα και 170 μέτρα υψόμετρο, μέσα σε ελαιώνα, μακριά από σπίτια, γρήγορο ίντερνετ και εξαιρετική γωνία take off…

Περιορισμοί και παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη

H “Κορφή”, που είναι το τοπωνύμιο, δεν διαθέτει ρεύμα (220m από τον κοντινότερο μετασχηματιστή), το μοναδικό χτίσμα είναι αρκετά παλιό και χρήζει συντήρησης, ενώ επιπλέον δεν είναι της πλήρους ιδιοκτησίας μας, απόμερο και ευάλωτο σε κλοπές, εκτεθειμένο σε δυνατούς άνεμους, με συχνή πτώση κεραυνών στην ευρύτερη περιοχή. Ως δεδομένο θεωρούμε ότι ο σταθμός πρέπει να είναι κυρίως προσβάσιμος από μακριά και θα πρέπει να μπορούμε να τηλεχειρίσουμε τα πάντα: Πομποδέκτη(ες), κεραίες TX, κεραίες RX, φίλτρα, stacks, γεννήτρια, ενισχυτής(ες), τηλεμετρία, αυτοματισμούς και το βασικότερο, να γίνονται… όσο το δυνατό αυτόματα! Επίσης έπρεπε να ληφθεί υπ’ όψιν η μεγάλη καθυστέρηση λόγω COVID19 και καραντίνας, τόσο στην προμήθεια εξοπλισμού, όσο και στην πρόοδο των εργασιών και μετακίνησης. 

Επιλογή εξοπλισμού

Βάση των παραπάνω, ήταν πλέον ξεκάθαρο, τόσο για την ποιότητα του εξοπλισμού όσο και για την επιλογή τους, ότι θα πρέπει είναι contest grade προδιαγραφών. Εξασφαλίσαμε σταθερό πύργο 27μ κινητής  (τελικά χρησιμοποιήσαμε τα 22μ λόγω του φόβου των κεραυνών). Για κεραία επιλέξαμε την Optibeam ΟΒ 12-4. Για ρότορα επιλέχθηκε ο Prosistel PST61  (LAN module). Η στήριξη του πύργου έγινε σε τρία σημεία, στα 9μ με συρματόσχοινο Μ14, στα 15μ με Mastrant και στα 21μ με παραφίλ. Οι βάσεις σκάφτηκαν 1,2 μ και τα αγκύρια  που χρησιμοποιήθηκαν ήταν 1,5 μ.

Τοποθετήσαμε τριγωνικές γειώσεις στην βάση του πύργου και στα αγκύρια με διασύνδεση πολύκλωνου χαλκού 50mm2, με όλα τα παρελκόμενα της ΕΛΕΜΚΟ. Η κάθοδος για την κατευθυνόμενη κεραία είναι Andrew 7/8” HELIAX (προσφορά του εργολάβου!). Για τις χαμηλές συχνότητες τοποθετήθηκαν Double Bazookas στα 20m ύψος. Η επιλογή έγινε λόγω του χαμηλού θορύβου, του μεγάλου εύρους αλλά και για το DC ground που θα παρείχε μια επιπλέον ασφάλεια σε στατικά. Οι κάθοδοι γειώθηκαν στην κορφή του πύργου, καθώς και στη βάση και οδηγούνται σε lightning arrestors PolyPhaser. Ανάλογα και ο ρότορας όπου χρησιμοποιήθηκε ιδιοκατασκευή του φίλου Θωμά SV2CLJ μαζί με τα patch RF καλώδια! Το CCTV security κομμάτι επιμελήθηκε και πάλι ο SV9GPV με τα καλύτερα συστήματα καμερών και καταγραφής. Το συναγερμό φρόντισε ο Φραγκίσκος SV9DJR. Το δικτυακό κομμάτι είναι βασισμένο σε Mikrotik routing/switching/VPN/LTE backup & Mimosa backbone, για να μεταφέρουμε την γραμμή VDSL στο σημείο. Συνολικά χρησιμοποιήθηκαν 4 p2p low latency links.

Παροχή ενέργειας

Με δεδομένη την έλλειψη δικτύου 220V, σ’ ένα τέτοιο σύνθετο project, η κατανάλωση και η διαχείριση του αποτελεί πρόκληση και απαιτεί  σωστό power budget σχεδιασμό. Ξεκινήσαμε με την τοποθέτηση 2 πάνελ 245W έκαστο που τοποθετήσαμε πάνω στην στέγη του Isobox. Η τροφοδοσία λειτουργίας επιλέχθηκε στα 12V αντί για 24, επειδή το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού είναι στα 12V με εξαίρεση κάποια relays @5V και το link που δουλεύει με DC2DC inverter @24V.

Για ρυθμιστή φόρτισης χρησιμοποιήσαμε τον Victron MPΡT 100/30 που παράγει με ευκολία 30A (σε μία καλή μέρα αποδίδει πάνω από 2.5KWh) σε τέσσερις μπαταρίες PowerSafe 92Ah εκάστη, παράλληλα συνδεδεμένες. Η συνεχής κατανάλωση είναι περίπου στα 5Ah κατά την διάρκεια της ημέρας και 7Ah την νύχτα λόγο των υπέρυθρων από τις κάμερες. Με τον παραπάνω εξοπλισμό ενδεικτικά τρέξαμε το πρώτο μας CQ WW contest 48H χωρίς ηλιοφάνεια για περίπου μιάμιση μέρα (μόνο την Κυριακή για 4 ώρες). Αρκετά καλά για τον μήνα Νοέμβριο που ήταν και ο πιο δύσκολος μήνας από άποψη ηλιοφάνειας. Την ώρα που γράφω το άρθρο αυτό παραλάβαμε και την γεννήτρια που θα βοηθήσει όποτε χρειαστεί και κάνει δυνατή και την χρήση ενισχυτή κυρίως για κυνήγι DX. Μελλοντικά προβλέπεται και η σύνδεση με το δίκτυο 220V.

Αυτοματισμοί

Για τον απομακρυσμένο έλεγχο του σταθμού είναι απαραίτητο όλες οι συσκευές να ελέγχονται, και μάλιστα αξιόπιστα. Επίσης λόγω, προς το παρόν, της έλλειψης ρεύματος δικτύου, δεν αξίζει ενεργειακά η εγκατάσταση Η/Υ. Συνεπώς, έπρεπε να επιλέξουμε αυτόνομες συσκευές wifi ή LAN relays για τον έλεγχο του πομποδέκτη, των προενισχυτών, του ρότορα, των κεραιών RX και φυσικά της γεννήτριας.

Ενδεικτικά χρησιμοποιήθηκαν SONOFF 4ch PRO, Denkovi 16 relays module din, και GPIO relays από το raspberry PI που θα εγκατασταθεί στο μέλλον on site. Όλα τα παραπάνω έπρεπε είναι  προσβάσιμα από μία και μόνο σελίδα, τόσο για ευκολία όσο και για αποφυγή τυχόν λάθους. Το πρόγραμμα που εγκαταστάθηκε και πειραματίστηκα αρκετά κατά την διάρκεια της πρώτης καραντίνας ήταν το nodered κι έχει εγκατασταθεί σε Raspberry PI 3. Υπάρχει αρκετή βιβλιογραφία για πολλά είδη αυτοματισμών και αξίζει τον κόπο να ασχοληθεί κάποιος.

Band switching – Antenna switching

Η επιλογή κεραιών εκπομπής πραγματοποιείται αυτόματα από USB Relay συνδεδεμένο κατευθείαν στο FlexRadio που διαβάζει την συχνότητα και ενεργοποιεί τον 6 σε 2 διακόπτη κεραιών. Με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται η λάθος επιλογή κεραίας.

Η κονσόλα διαχείρισης

Σε οποιονδήποτε browser ανοίγουμε την σελίδα διαχείρισης και έχουμε μπροστά μας να επιλέξουμε κεραίες λήψης – κατεύθυνσης, συνδεδεμένους χρήστες, συχνότητα, ισχύ, mode, Flexradio status και ο ρότορας με προκαθορισμένες μνήμες, click on map, χειροκίνητη επιλογή ή ακόμα με auto track από το N1MM+ για παράδειγμα.   

Επίσης βλέπουμε σημαντικά στοιχεία κατάστασης του δικτύου που είναι χρήσιμα:

Γιατί Flexradio;

Η επιλογή του FlexRadio (FLEX-6400 Signature Series SDR Transceiver) έγινε με κριτήριο, πέρα από τα χρηστικά, κυρίως για τον λόγο ότι έχει το πιο ολοκληρωμένο,  προς το παρόν, remote software που δεν απαιτεί χρήση Η/Υ στο απομακρυσμένο σημείο. Επίσης, υποστηρίζει SO2R – OTRSP λειτουργίες για τα contests κι έχει πληθώρα προγραμμάτων (υποστηρίζει ΑΡΙ) που προσθέτουν επιπλέον ευκολίες και ενσωμάτωση με άλλα προγράμματα όπως skimmer, digital modes και άλλα με πιο σημαντικό βοήθημα, μεταξύ άλλων, το FRstack!!

Με το συγκεκριμένο πρόγραμμα έχουμε δυνατότητα να ελέγξουμε: flex menus, status overview, SteppIR, SPE ή PGXL linear και το βασικότερο το πιο αξιόπιστο foot switch για τα SSB contests. Επίσης κατά την διάρκεια ενός διαγωνισμού τρέχει πάντα σε κάθε Η/Υ, για να βλέπουμε πού είναι ο RUN και ο S&P σταθμός.

How to και Real world experience…

Καλά όλα αυτά αλλά πώς είναι η εμπειρία ενός remote station με τον παραπάνω εξοπλισμό; Τι χρειάζεται ο χρήστης;

Πέρα από την πρόσβαση των άμεσα εμπλεκομένων, ο σταθμός έπρεπε να είναι ελεγχόμενα προσβάσιμος από συναδέλφους, ώστε να μπορούμε να τρέξουμε από κοινού έναν διαγωνισμό, ειδικά στην περίοδο που διανύουμε, χωρίς τη δυνατότητα μετακίνησης σε κάποιο υφιστάμενο contest station, αλλά και να επιτρέπει τη συμμετοχή σε μικρότερους διαγωνισμούς που σε κανονικές συνθήκες δεν θα τρέχαμε. 

Απαραίτητη προϋπόθεση για τα παραπάνω, πέρα από την χρήση του πομποδέκτη και των περιφερειακών, είναι και η μεταξύ μας διασύνδεση για την χρήση του logging software (Ν1ΜΜ+ στην δική μας περίπτωση) και πρόσβαση στην κονσόλα διαχείρισης. Η διασύνδεση επιτυγχάνεται με δύο τρόπους:

• Διασύνδεση μέσω hardware L2 VPN. Σε αυτήν την περίπτωση, ο κάθε χρήστης έχει έναν VPN router στην κατοχή του και είναι σαν να είμαστε όλοι συνδεδεμένοι σε ένα τοπικό δίκτυο.
• Διασύνδεση με OPEN VPN client στον κεντρικό server που παρέχει επίσης πρόσβαση σε τοπικό επίπεδο.

Πρακτικά, η διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω τρόπων διασύνδεσης είναι ότι στην πρώτη περίπτωση χρειάζεται επιπλέον εξοπλισμός αλλά παρέχει χαμηλότερο latency (<40msec σε μία καλή VDSL) ενώ στη δεύτερη, που απευθύνεται κυρίως σε ευκαιριακούς χρήστες, δεν απαιτεί επιπλέον εξοπλισμό άλλα έχει μεγαλύτερο latency >80msec.

Από χρηστικής άποψης το πρόγραμμα ελέγχου του πομποδέκτη είναι ελεύθερο για τα windows αλλά δυστυχώς η χρήση του με την καλύτερη κάρτα ήχου (asio) ακόμα και σε τοπικό επίπεδο εισάγει καθυστέρηση περί τα 180msec σε σχέση με την απευθείας έξοδο του ασυρμάτου (προτείνεται μόνο για ευκαιριακή χρήση ή χρήση καφενείου). Λύση και για αυτό υπάρχει αλλά και κοστίζει! Αγορά ενός MACbook Pro/MacMini στην καλύτερη περίπτωση refurbished και 150€ για τη αγορά του SmartSDR για το MAC. Η απόδοσή του είναι αξιοσημείωτη, σχεδόν μηδενικό latency. Πρακτικά το latency (καθυστέρηση) είναι μόνο ο χρόνος μετάδοσης του πακέτου στα δύο άκρα (περί τα 40msec) ανάλογα τον πάροχο, και είναι αναγκαία για τα CW contests. Η παραπάνω τεχνογνωσία χρησιμοποιήθηκε και στον σταθμό του Λεωνίδα SV2DCD @ J42L σε αρκετούς διαγωνισμούς εν μέσω καραντίνας!

Σε καμία περίπτωση δεν θα συγκρίνω την χρήση του παραπάνω τύπου απομακρυσμένης πρόσβασης με τα remote SDR’s ανά την υφήλιο που χρησιμοποιούνται ευρέως για τη λήψη ενός DX σταθμού, όπου τίθεται και θέμα ηθικής.

Γιατί το ονομάσαμε Project Vedema;

Βεντέμα: τοπική έκφραση της Κρήτης που σημαίνει μεγάλη καρποφορία των ελιών.  Tο «Βεντέμα» είναι λατινογενής λέξη. Στην Κρήτη χρησιμοποιείται όταν έχουμε μεγάλη καρποφορία στις ελιές. Όταν λοιπόν μεταφέρθηκε ο πύργος, ο εργολάβος, μόλις είδε το χωράφι είπε «εμά βεντέμα!!!!» Έκτοτε καθιερώθηκε!!!

Είναι το μέλλον του χόμπι το remote;

Η προσωπική μου άποψη είναι ότι τα ραδιοερασιτεχνικά δρώμενα οδεύουν προς τα εκεί. Σιγά σιγά ο καθένας ενεργοποιεί το εξοχικό του στο χωριό, εγκαθιστώντας έναν πομποδέκτη ή έστω ένα SDR δέκτη και μια κεραία χαμηλού θορύβου για να μπορεί ν’ ακούσει ένα χαμηλό σταθμό. Εξοχή συνήθως σημαίνει περισσότερος χώρος για μεγαλύτερες κεραίες, ίσον καλύτερη λήψη. Σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να συγκριθεί με τον σταθμό που είναι δίπλα σου στο shack και την επαφή που έχεις κανείς με το μηχάνημα, αλλά αντίστοιχα το ίδιο ισχύει και για την απόδοση τους, βέβαια! Εδώ θα έλεγα ότι είναι ευχή να μπορείς να έχεις ένα σταθμό κάπου στο… χωριό, στο εξοχικό κλπ, και να μπορείς να τον δουλεύεις και από την πόλη, από την δουλειά, από οπουδήποτε. Ακόμα κι αν δεν διαθέτει κάποιος εναλλακτικό σταθμό είναι ωραίο να μετατρέψει τον υφιστάμενο σταθμό σε remote. Σε καμία περίπτωση δεν θα συγκρίνω την χρήση του παραπάνω τύπου απομακρυσμένης πρόσβασης με τα remote SDR’s ανά την υφήλιο που χρησιμοποιούνται ευρέως για τη λήψη ενός DX σταθμού, όπου τίθεται και θέμα ηθικής. Εν κατακλείδι, θα έλεγα ότι το remote είναι ένα κοφτερό μαχαίρι που ανάλογα την χρήση του είναι, είτε φοβερό εργαλείο, είτε φονικό όπλο κατά του χόμπι…