Realizzazione tecnica

Le soluzioni tecniche alla base del progetto OrfeoTV sono state dettate da molteplici esigenze e problematiche. Per chi è interessato ad approfondire l’argomento, in questo documento cercheremo di descrivere le scelte che sono state fatte, le eventuali alternative prese in considerazione e i criteri su cui queste scelte si basano.

Prima di tutto diremo che le tre esigenze primarie da soddisfare erano:

1. 1. Massima economicità
   2. Facilità di installazione utilizzo
   3. Copertura di un’area ridottissima ed evitando al massimo disturbi ad utenti e ad altre emittenti

 

Scelta della frequenza

Il primo problema che ci siamo posti è stato: “ma su quale frequenza (canale) possiamo trasmettere, che tutte quelli esistenti sono già assegnate ad emittenti molto più grosse di noi, dal piano nazionale delle frequenze?”

Di sovrapporsi ad altre emittenti neanche a pensarci! Dal punto di vista etico, ci sembrava scorretto, da quello tecnico, perdente (la più piccola è 1000 volte più potente, avremmo disturbato un po’ senza farci vedere da nessuno).

Poi ci siamo resi conto che a salvarci era proprio la scelta che avevamo fatto di impiantare una TV microscopica:
perchè, a causa della portata ottica del segnale televisivo, un trasmettitore quando è nascosto da ostacoli o da dislivelli del terreno non è più ricevibile, quindi la copertura di un impianto si presenta sempre a macchia di leopardo.

Questo si può facilmente verificare prendendo un televisore e guardando uno ad uno tutti i 48 canali utilizzabili (dal 21 al 69); spostandosi per la città si scoprono dei canali in cui non c’è segnale, canali diversi a seconda della zona in cui si è.

Ecco perché quasi tutte le emittenti trasmettono su più canali (a Bologna, ad esempio, RAI Uno trasmette sui canali 5 (d VHF) e 31 e Canale5 sui canali 23, 24 e 39), con più trasmettitori posti a Nord, Sud, Est od Ovest delle città, possibilmente su colline o tralicci altissimi.

Quindi installando il nostro piccolissimo trasmettitore sul canale 51, che nella zona di via Orfeo risulta assolutamente libero, possiamo trasmettere senza disturbare nessuno: il nostro segnale è troppo debole per uscire dalla macchia nera.

 

Scelta del trasmettitore

In commercio ci sono svariati tipi di trasmettitori adatti alle trasmissioni televisive, ma, sulla base dei requisiti di cui sopra, abbiamo scelto di utilizzare come trasmettitore, non un vero apparato televisivo per broadcasting, che ha costi e potenze eccessive, bensì degli apparecchiature nate per la distribuzione del segnale video all’interno dei condomini. Insomma degli amplificatori di antenna del tipo che usano tutti gli antennisti, in tutte le case.

Queste apparecchiature sono molto diffuse, costano pochissimo, sono costruite per stare accese per anni con poca manutenzione e sono facili da utilizzare.

Per comporre un trasmettitore con questi oggetti occorrono tre differenti moduli:

• • Il modulatore: l’apparecchio che genera la frequenza base della trasmissione (portante), cioè quello che determina il canale su cui si trasmette, e che a questa portante aggrega i contenuti audio e video (modulazione) che costituiscono il nostro messaggio televisivo.

• • L’amplificatore: che prende il debolissimo segnale prodotto dal modulatore e lo invia all’antenna fornendo la potenza necessaria alla trasmissione.

• • L’alimentatore: che serve a dare l’energia necessaria all’amplificatore, trasformando la corrente elettrica di casa (220 Volts in alternata) in quella adatta a questi apparati (continua a 12 Volts).

Questi i prodotti che abbiamo scelto fra quelli che abbiamo visionati:

Modulatore:

Marca: AxoSat LineModello: AVM200E/u

dettagli

Distributore: Antenna Club Srl Via Castelvetro 16 20154 Milano http://www.antennaclub.itCosto: 70 Euro

Consente di definire il canale di lavoro semplicemente spostando dei microinterruttori sul pannello. Abbiamo eliminato la resitenza di automiscelazione (piccolo cappuccetto sul connettore a fianco di quello di ingresso) per aumentare la potenza.

Amplificatore:

Marca: HelmanModello: 1D161

dettagli

Distributore: http://www.helman.itCosto: 135 Euro

Livello d’uscita: 125 dBuV (Pari a 200 mW teorici, 80 mW reali di potenza)

Alimentatore:

Marca: HelmanModello: 1G452

dettagli

Distributore: http://www.helman.itCosto: 55 Euro

Tensione:: 12 VoltsCorrente: 1 A

Ecco come abbiamo montato i tre componenti che formano l’apparato trasmittente su di una basetta da 6 moduli (Helman 1J780) fatta apposta per ospitarli.

  

Scelta dell’antenna di trasmissione e ubicazione

L’antenna è l’elemento principale di un impianto di trasmissione, più importante del trasmettitore stesso, in quanto è questa che diffonde nell’aria il segnale del trasmettitore.

 

La scelta di OrfeoTV è stata quella di un’antenna di tipo omnidirezionale posizionata nel cuore dell’area geografica che si voleva coprire (via Orfeo e strade limitrofe).

Questa scelta, un po’ più sporca tecnicamente di quella di un’antenna direttiva posta fuori dall’area prescelta, è stata dettata sostanzialmente da tre fattori:
a) un’antenna direttiva avrebbe richiesto un luogo in cui posizionare il trasmettitore in una zona in cui non avevamo disponibilità alcuna.
b) un’antenna direttiva avrebbe da una parte ampliato la copertura geografica della nostra emittente, ma dall’altra ridotto la percentuale di quelli in grado di ricevere nell’area che avevamo prescelta, aumentando contemporaneamente la possibilità di creare disturbi.
c) i costi sarebbero decisamente lievitati in quanto sarebbe stato necessario un trasmettitore più potente e un ponte-radio per raggiungerlo dal nostro studio.

[Questo è un concetto che vale la pena di essere approfondito]

Abbiamo detto prima che per OrfeoTV è stata installata un’antenna omnidirezionale, in verità questo non è esatto, l’antenna è multidirezionale con una prevalenza di emissione ad Est e un lato buio a Ovest. Questo lo si è potuto ottenere accoppiando fra loro quattro diverse antenne direttive (1 diretta a Nord, 1 a Sud e 2 a Est), ognuna delle quali utilizza un quarto del segnale emesso dal trasmettitore, quindi il 50% viene inviato ad Est [per approfondimenti sugli accoppiamenti vedi: Installazione Antenne].

Tutto questo perché era nostro interesse coprire al meglio quell’area (via Orfeo), che è fortemente penalizzata dal fatto che le antenne sui tetti della zona puntano in tutt’altre direzioni rispetto alla nostra sede.

 

Anche per procurarci l’antenna di trasmissione abbiamo fatto ricorso a prodotti comuni, basandoci su di un concetto tecnico fondamentale: in linea teorica non esiste nessuna differenza fra un’antenna di trasmissione ed una di ricezione, salvo la quantità di segnale (potenza) che la può attraversare.

Cioè un’antenna di ricezione con certe caratteristiche di frequenza, guadagno ed angolo di copertura, ha caratteristiche esattamente identiche e speculari se usata in trasmissione, purché venga percorsa da qualche centinaio di milliWatt e non dai 100, 1000, 10000 Watt dei sistemi professionali.

Quindi, abbiamo selezionato la nostra antenna fra quelle che si installano comunemente sui tetti per ricevere, spendendo poche decine di Euro, avvantaggiati anche dal fatto che queste antenne sono leggere e non richiedono speciali tralicci per essere installate, ma normali pali televisivi.

 

Esistono parecchi tipi di antenne, ma, secondo noi, due erano quelle adatte al nostro uso: le antenne Log-Periodiche e quelle a Pannello.

Le Log-Periodiche mediamente sopportano un po’ più di potenza e sono un po’ più direttive (quindi guadagnano un po’ di più per chi riceve dalla giusta direzione), ma, alla fine, la scelta di OrfeoTV è caduta sull’utilizzo di antenne a pannello.
Questo perché, come abbiamo detto, era nostro interesse irradiare il segnale in più direzioni; e, per fare ciò, occorreva accoppiare più antenne ed è particolarmente difficile riuscire ad accoppiare come si deve le antenne Log-Periodiche.

Inoltre, a Bologna d’inverno, spesso le antenne si ricoprono di neve e ghiaccio e, quando la neve cortocircuita i due elementi longitudinali dell’antenna Log-Periodica, questa smette di trasmettere.

Questi i prodotti che abbiamo scelto fra quelli che abbiamo visionati:

Log-Periodiche:

Marca: FracarroModello: LP45HV Canali: 21 – 69 Guadagno: 10 dB

dettagli

Produttore: Fracarro Radioindustrie S.p.A., via Cazzaro 3, Castelfranco Veneto TV http://www.fracarro.itCosto: 30 Euro

.

Pannelli:

Marca: FracarroModello: PU4 Canali: 21 – 69 Guadagno: 9 – 12 dB

dettagli

Produttore: Fracarro Radioindustrie S.p.A., via Cazzaro 3, Castelfranco Veneto TV http://www.fracarro.itCosto: 30 Euro

Ha una buona costruzione meccanica (in acciaio anziché in alluminio).

 

 

Installazione e posizionamento dell’antenna, accoppiamenti e partizioni

Dal punto di vista tecnico e anche da descrivere, l’installazione dell’antenna di trasmissione è l’operazione più complessa di tutta l’operazione di costruzione di un emittente televisiva; per semplificare suddivideremo il discorso in più argomenti.

 

Montaggio di più antenne su di un palo

Con tutte le antenne viene fornito all’atto dell’acquisto anche una specie di morsetto che permette di fissarle al palo e, quando si deve installare un’unica antenna, basta seguire le istruzioni del costruttore per ottenere un risultato perfetto, ma quando si debbono montare più antenne accoppiate il problema si complica notevolmente.

Infatti le antenne non possono essere semplicemente fissate sul palo una sotto l’altra e, se occorre coprire più lati, direzionarle propriamente, occorre anche rispettare alcuni criteri fisici.

Prima di tutto, occorre sapere che le antenne si interferiscono fra loro, per cui occorre mantenere una certa distanza fra un pannello e l’altro sulla base della lunghezza d’onda specifica del trasmettitore e dell’angolo di irradiazione scelto.

Per quelli che amano un po’ di teoria, diremo che, dovendo posizionare due pannelli orientati a 90° gradi fra loro, la distanza massima tra il centro del palo e il riflettore (la griglia posteriore) del pannello non deve e raggiungere la lunghezza d’onda (lambda) tipica della nostra frequenza di trasmissione.
Mentre la distanza minima dal palo, deve essere tale che i due riflettori non si sovrappongano o tocchino.

Per quelli che preferiscono la pratica alla grammatica, diremo solamente che noi abbiamo mantenuto un bel ditone di distanza fra i bordi dei pannelli, curando che i riuflettori fossero equidistanti dal palo.

Per realizzare l’installazione di OrfeoTV abbiamo quindi costruito una struttura di supporto di questo tipo: al palo principale abbiamo collegato un piccolo palo aggiuntivo orizzontale alle cui estremità abbiamo accoppiato altri due tubi verticali, su questi due paletti abbiamo fissato due pannelli contrapposti direzionati uno a Nord e l’altro a Sud.

Poi abbiamo fissato al palo principale le estremità di un tubo a forma di “C”, rivolto ad Est, e su questo abbiamo posizionato uno sotto l’altro gli altri due pannelli, centrati verticalmente rispetto agl altri due.

  

Accoppiamento di più antenne e partizionamento della potenza

Esistono due ragioni per cui si può decidere di collegare al trasmettitore più di una antenna:

1. 1. La necessità di suddividere la potenza del trasmettitore quando questa superi la capacità della singola antenna.
   2. La necessità di dirigere il segnale su più direzioni (la ragione principale di OrfeoTV).

Qualunque sia la ragione, le due, le tre o le quattro antenne che sono utilizzate debbono essere assolutamente identiche, tanto che, per la realizzazione di OrfeoTV, ci siamo presi la briga di controllare la siglatura del modello stampigliata sulle basette delle antenne, controllando anche che fossero dello stesso lotto di produzione.

Per suddividere il segnale però non basta semplicemente collegarle insieme come fossero due altoparlanti, ma occorre accoppiarle con un circuito apposito detto partitore.

 
Per OrfeoTV, che trasmette con bassa potenza, abbiamo scelto ancora una volta un partitore commerciale destinato alla suddivisione del segnale fra le varie prese d’antenna di appartamento, l’ S02-04 della TEKO (che è poi identico al PAR 410 della Mediasat).
Per un eccesso di cautela e così essere sicuri di non avere problemi in futuro, abbiamo aperto il coperchietto del partitore, che è sotto l’etichetta, e abbiamo tolto i quattro diodi che si trovano all’interno e che servono per i ricevitori satellitari.

Se avessimo avuto un trasmettitore di maggior potenza, invece, avremmo costruito il nostro partitore utilizzando un particolare metodo di collegamento fatto con soli cavi raccordati.

 

Cavi e connessioni

Installazione del trasmettitore ai piedi dell’antenna

Il cavo che dal trasmettitore porta il segnale in antenna ha purtroppo il difetto di mangiare una grossa fetta della potenza in proporzione alla sua lunghezza (il decadimento equivale a 18 dB per 100 metri, come dire che su 30 metri di cavo si butta via il 50% della potenza).

Per mantenere il segnale nella sua integrità è indispensabile quindi installare il trasmettitore quanto più possibile vicino dell’antenna.
Non disponendo di un sottotetto agibile, per OrfeoTV abbiamo dovuto installare il trasmettitore in una scatola stagna fissata direttamente sul palo.

Abbiamo utilizzato una scatola in vetroresina (marca Lume, Serie Londra, modello IP65 (16209), da 30 x 50 x 20 cm.) in maniera tale che intorno al trasmettitore rimanesse una buona quantità d’aria, sufficiente a non farlo riscaldare più di tanto sotto il sole estivo.

 All’interno della scatola abbiamo fissato i tre moduli del trasmettitore e il partitore, facendo entrare tutti i cavi dal basso, curando bene che non fosse possibile l’ingresso di umidità.

In questa maniera la caduta di segnale lungo i 30 metri di cavo che collegano lo studio al trasmettitore e i due metri da questo all’antenna è poco significativa, mentre se avessimo tenuto il trasmettitore in studio, che si trova a pianterreno, come abbiamo detto, avremmo perso il 50 % della potenza.

L’altra faccia della medaglia è che abbiamo dovuto portare sul tetto tre differenti cavi:
– Il cavo per l’alimentazione a 220 Volts.
– quello per il segnale video
– e infine quello per l’audio.

Naturalmente, a pianterreno, alla partenza del cavo di rete a 220 Volts, abbiamo installato una valvola magneto-termica con differenziale da 6 Ampere, perché non è saggio far correre per il palazzo un cavo di corrente senza adeguata protezione.

Il modulatore ha un ingresso SCART, che è quella spinona rettangolare che oggi sta su tutti i televisori e VCR, ma noi abbiamo preferito saldare sui cavi dei connettori di tipo RCA dorati (gli stessi degli impianti Hi-Fi) e utilizzare un adattatore RCA-SCART, anche lui dorato, piuttosto che saldare i fili cercando i piedini giusti fra i 21 dello SCART.

Per fortuna che c’era chi sapeva saldare i connettori!!

I cavi utilizzati

Per cercare di fare le cose al meglio, come piace a noi, abbiamo studiato a fondo anche quale tipi di cavi utilizzare per ottenere i migliori risultati, considerando al solito i costi e la facilità.

Per collegare le antenne al partitore e questo al trasmettitore abbiamo utilizzato del cavo SAT300 della ITC; avremmo potuto usare anche altre marche, tipo l’H12 della Microtek o il SAT703 della Cavel, purché a 75 Ohm, a doppia schermatura e di colore nero (che resiste meglio ai raggi UV).

Per montarlo correttamente ci siamo allenati ad installare i connettori F (quelli che stanno sul partitore) perché i quattro cavi che vanno alle antenne debbono essere perfettamente uguali, un millimetro in più o in meno al massimo, siamo come lunghezza che come dimensione della spellatura per le connessioni.

Inoltre va detto che i quattro cavi (come anche il cavo che va dal trasmettitore al partitore) debbono avere una lunghezza pari ad un multiplo dispari della lunghezza d’onda diviso 2 e moltiplicata per il fattore di velocità del cavo utilizzato.
Per intenderci, considerando il canale 51 di OrfeoTV (frequenza: 714 MHz) e un fattore di velocità del cavo (da chiedere al fornitore del cavo, tipicamente 0,84) il calcolo è:

[velocità della luce] / [frequenza di lavoro in MHz] / 2 * [fattore di velocità]
ovvero:
300000 / 714 / 2 * 0,84 = 176,47 mmQuesta misura è stata moltiplicata per 11, che è un valore dispari, ed era sufficiente per collegare il partitore alle antenne.

Per la bassa frequenza (dallo studio al trasmettitore), c’erano molti meno problemi, ma comunque abbiamo utilizzato cavo di qualità:

• • RG58 per il segnale video (anche detto Banda-Base).

• • Della piattina schermata della Tasker, a bassa capacità e con dielettrico in espanso, per il segnale Audio.

• • Del cavo vinilgomma 3 x 1,5 mm². per l’alimentazione.

 

Gli apparati di bassa frequenza

Quella che volevamo raccontare era la storia dell’installazione dell’impianto di trasmissione di OrfeoTV, ma per dovere di completezza vi diremo anche quali attrezzature di bassa frequenza abbiamo utilizzato in studio, anche se queste stavano fuori dalla scommessa dei 1000 Euro.

 

• 2 Videoregistratori VHS
• 1 piccolo mixer
• 1 PC (Pentium III, 128 MB, 8 GB, Windows 98)
• 1 Web-Cam Creative PC-Cam 600
• Le nostre videocamere personali