Une station de communication de faible puissance dans un seau, par Tunnel Rabbit

(Suite de la partie 2.)

Puissance photovoltaïque (PV)

L’énergie peut être fournie par une source interne ou externe. Pour une installation fixe à long terme, une seule paire de fils peut fournir de l’énergie à partir d’un panneau photovoltaïque de 12 à 24 vdc à une batterie stockée à l’intérieur ou placée à l’extérieur, ou directement au convertisseur abaisseur de tension à l’intérieur. Un éliminateur de batterie Baofeng peut accepter la tension plus élevée d’un panneau PV et l’abaisser à 7,4 volts dont l’émetteur-récepteur a besoin. Cependant, il n’y a pas de batterie présente à charger et à consommer après le coucher du soleil, alors que le convertisseur abaisseur de tension charge la batterie de l’émetteur-récepteur. Il s’agit de l’utilisation la plus efficace de l’énergie photovoltaïque.

Chaque fois que l’énergie électrique est convertie en une forme chimique, puis ramenée à des électrons (lors de la décharge), il y a une perte d’énergie lors de la conversion, d’environ 15 % selon certaines estimations. Le fait de contourner une batterie de stockage et un régulateur de charge, ainsi que les longs câbles de courant continu qui peuvent représenter une perte supplémentaire de 5&%, améliore considérablement l’efficacité d’un petit système photovoltaïque. De plus, il n’est pas nécessaire d’utiliser un contrôleur de charge MPPT coûteux qui peut améliorer le rendement pendant les périodes nuageuses. Le convertisseur de tension abaisseur est un article fait maison, et est détaillé dans mon article SurvivalBlog Commo for Family, Group, and Community, Part 5. Cela permet d’utiliser soit l’énergie solaire directe, soit la batterie, soit les deux.

Pour les six mois les plus ensoleillés de l’année, lorsqu’aucune batterie de stockage n’est utilisée, 10 watts d’énergie photovoltaïque sont un minimum pour chaque émetteur-récepteur portable qui doit fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et quand et où un émetteur-récepteur est allumé et reçoit, tandis qu’un second émetteur-récepteur est éteint et se recharge à partir de la même source d’énergie. Un minimum de 10 watts est nécessaire pour les latitudes septentrionales, car le répéteur interbande a deux émetteurs-récepteurs qui sont allumés 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Idéalement, les deux émetteurs-récepteurs devraient être équipés de grandes batteries de 3800Mah qui fourniront de l’énergie pendant les journées couvertes lorsque la production du panneau photovoltaïque chute à 10 ou 20% de la production totale.

Il s’agit d’une méthode alternative à la construction standard de répéteurs interbandes que l’on peut voir sur YouTube, et qui est détaillée dans le livre Le Guide du Guérillero pour la Radio Baofeng qui utilise un panneau de 5 watts et une batterie plomb-acide scellée de 7 Ah. En général, ces répéteurs interbandes sont construits à partir d’une petite batterie plomb-acide scellée et d’un panneau photovoltaïque de 5 à 20 watts. Sauf pour les mois d’été, leur alimentation électrique ne serait pas adaptée à des latitudes proches de 48 degrés. En hiver, 200 watts seraient nécessaires pour produire suffisamment d’énergie pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pendant les longs mois sombres de l’hiver où il n’y a pas de batterie de stockage, mais seulement une batterie d’émetteur-récepteur utilisée pour stocker de l’énergie. Une batterie à décharge profonde de 100 Ah ajoutée au répéteur réduirait la puissance requise pour les latitudes septentrionales.

Par beau temps, un panneau de 100 watts serait suffisant pour maintenir tous les émetteurs-récepteurs et répéteurs en fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, lorsqu’une batterie d’accumulateurs est également en cours de charge. En hiver, j’ajouterais 100 watts supplémentaires, et je ne ferais pas fonctionner plus de 2 Baofeng UV5R, ou un transceiver mobile pendant cette période. Pendant les mois les plus ensoleillés, un panneau pliable de 21 watts de Ready Made Resources et une batterie de stockage fonctionneraient bien pour un émetteur-récepteur mobile ou jusqu’à 4 émetteurs-récepteurs portatifs, ou 2 émetteurs-récepteurs portatifs et un répéteur interbande. Pendant les longs mois sombres de l’hiver à des latitudes proches de 48 degrés, un panneau de 200 à 300 watts et une batterie de stockage seraient nécessaires si un seul mobile, un scanner et deux émetteurs-récepteurs portatifs devaient fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Nous pourrions également utiliser une fenêtre de communication pendant les heures de pointe du « midi solaire » si une batterie de stockage n’est pas disponible, et éteindre les émetteurs-récepteurs pour économiser de l’énergie. Une station de base devrait cependant avoir un récepteur allumé pour recevoir un appel d’un poste d’observation à tout moment. Si un seul panneau de 100 watts était disponible, je chargerais deux Baofeng UV5R directement avec le convertisseur abaisseur de tension, et un seul des émetteurs-récepteurs serait allumé 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, et j’alternerais entre les deux émetteurs-récepteurs au fur et à mesure que leur batterie est épuisée. C’est l’utilisation la plus efficace de l’énergie photovoltaïque disponible. Dans la mesure du possible, dépassez les exigences minimales estimées pour le réseau photovoltaïque. Chaque emplacement et des variables impossibles à prendre en compte entrent dans l’équation, et nous ne voudrions pas être déçus par l’échec d’un plan qui est essentiel pour une opération de sécurité. Il est toujours préférable d’avoir un plan et de ne pas en avoir besoin, plutôt que l’inverse.

Réparation des panneaux photovoltaïques endommagés

Le plus grand panneau photovoltaïque représenté est un nouveau panneau de 100 watts, et le plus petit est un panneau de 10 watts qui a environ 10 ans. Le verre a été brisé et réparé. Un panneau peut être endommagé pendant le transport, par une intrusion d’humidité ou par une balle. Nous devrions disposer des matériaux et des connaissances nécessaires pour réparer un panneau photovoltaïque. Si le verre est brisé, nous pouvons le réparer en appliquant des couches superposées de ruban adhésif d’emballage transparent et, comme protection supplémentaire, en appliquant plusieurs couches d’un polyuréthane transparent qui a une certaine résistance à la dégradation par les UV. S’il a été touché par une balle, il faut retirer le verre brisé et contourner la cellule endommagée à l’aide d’un fil de connexion. Dans les deux cas, la durée de vie utile peut être prolongée en plaçant une feuille de verre ou de plexiglas sur la face du panneau et en la scellant au cadre. Pour être sûr qu’aucune eau ne s’infiltre, orientez le panneau directement vers le haut. Dans les régions austères où le réseau électrique est incertain ou indisponible, les panneaux photovoltaïques, quelle que soit leur taille ou leur état, sont très recherchés et difficiles à remplacer.

Alimentation par batterie

Voici un convertisseur de tension alimentant une vieille batterie de voiture pour charger simultanément 4 émetteurs-récepteurs Midland GXT Talk About et deux émetteurs-récepteurs Baofeng UV5R. Notez que l’un des émetteurs-récepteurs Midland GMRS est modifié). Avec un dispositif abaisseur de tension, nous pouvons utiliser n’importe quelle source d’alimentation de 10 à 24 vdc, y compris une batterie automobile « fatiguée » ou faible. Une batterie suffisamment bonne est une batterie qui maintient au moins 12,1 volts lorsqu’elle est soumise à une charge créée par l’émission sur le réglage de puissance le plus élevé. Si l’on utilise une batterie automobile pleine grandeur d’une capacité de 500 ampères de démarrage à froid (CCA) ou plus, ou une batterie à décharge profonde d’une capacité de 100ah, un panneau photovoltaïque de 20 watts ou moins peut être connecté directement. sans l’utilisation d’un contrôleur de charge.

Sans régulateur de charge, un groupe de panneaux de 100 watts peut être utilisé pour charger une batterie si la progression est surveillée de près à l’aide d’un multimètre. Déconnectez temporairement le panneau photovoltaïque et recherchez un maximum de 14,6 vdc tout au long de la journée solaire. Lorsque la valeur relevée dépasse 14,6 vdc, déconnectez le panneau photovoltaïque. Bien que fastidieuse, cette méthode permet de maintenir la batterie chargée et la station en fonctionnement. Les batteries au plomb peuvent tolérer une surcharge, dans une certaine mesure. Mais attention au risque d’explosion dû à l’accumulation d’hydrogène, et placez les batteries à l’extérieur pour cette méthode de charge.

Trojan propose une batterie à décharge profonde de 12vdc. Elle est trop grande pour tenir dans la benne, mais elle aurait une longue durée de vie dans ce rôle et continuerait à fournir de l’énergie lorsque la plupart des autres options seraient épuisées. Deux batteries de voiturette de golf de 6 volts provenant d’une grande surface ou d’un magasin de pièces automobiles fourniraient la plus grande puissance et une longue durée de vie pour un petit poste de communication, pour un investissement minimal. Une petite batterie de tracteur de pelouse – Sealed Lead Acid (SLA) – disponible dans un magasin de pièces détachées automobiles local et coûtant entre 30 et 50 dollars est idéale si une batterie doit être stockée à l’intérieur du seau. Elle aura une durée de vie relativement courte si elle est utilisée pour autre chose que le fonctionnement d’un répéteur de faible puissance. Une petite batterie SLA peut être installée au-dessus de la boîte métallique située à l’intérieur qui isole les émetteurs-récepteurs de l’intérieur du contrôleur de charge qui doit être situé sur le dessus de la boîte métallique et protégé dans un sac en plastique. Une batterie AGM compacte ou une batterie SLA standard sont les meilleurs choix. La boîte métallique contient l’émetteur-récepteur et le boîtier du répéteur, et protège le contrôleur de charge des radiofréquences qui peuvent perturber son fonctionnement.

Il est nécessaire de maintenir tout appareil à l’écart de la corrosion qui se produit sous l’effet des vapeurs contenant de l’acide sulfurique qui s’échappent d’une batterie standard à l’acide de plomb. Sur cette photo d’une batterie Portalac, il convient de mentionner qu’elle est disponible pour ceux qui peuvent se permettre cette batterie AGM 28Ah (SLA) coûteuse, mais excellente, conçue pour une très longue durée de vie en tant que source d’alimentation de secours pour les télécommunications. Ces batteries tiennent la charge pendant ans sans être entretenues, et peuvent être stockées à l’intérieur du seau. Je pense que ces batteries constituent un choix supérieur pour cette application particulière. Cependant, pour le même prix, nous pourrions presque acheter deux batteries de voiturettes de golf à cycle profond de 6 volts d’une capacité de 100 à 140 Ah. Bien entendu, ces batteries seraient beaucoup plus encombrantes et lourdes à transporter.

Pour obtenir la durée de vie la plus longue possible des batteries à décharge profonde, ne les déchargez pas à plus de 20 % par jour. Selon la documentation de Trojan Battery Company, la durée de vie de ses batteries à décharge profonde serait d’environ 8 ans. D’après mon expérience, les estimations de Trojan sont exactes. Les batteries vieillissantes qui ont connu une profondeur de décharge de 50 % par jour peuvent fournir ce niveau de puissance pendant environ 3 ans. Elles peuvent toutefois rester utiles pendant de nombreuses années dans un rôle moins exigeant si la profondeur de décharge est considérablement réduite. La station de communication qu’est le Commo Bucket pourrait utiliser des batteries vieillissantes pendant plusieurs années supplémentaires si elles étaient soutenues par un réseau photovoltaïque de taille adéquate. La batterie Portalac présentée a environ 15 ans, voire plus, et a largement dépassé sa durée de vie annoncée de 13 ans. Lorsqu’elle est complètement chargée, sa tension n’est que de 12,5 V c.c. au lieu de 12,6 V c.c., ce qui peut indiquer qu’une batterie neuve est complètement chargée. Un test de charge artisanal de faible technicité a révélé qu’elle avait encore une capacité suffisante pour être utilisable).

Test des batteries plomb-acide

Bien qu’un multimètre puisse indiquer un niveau de tension permettant de conclure que la batterie est en bon état, les relevés de tension ne sont qu’une mesure indirecte de la puissance réelle stockée à l’intérieur. Au fur et à mesure que la batterie vieillit, ses plaques de plomb deviennent de plus en plus sulfatées, de sorte que l’utilisation des relevés de tension comme méthode de détermination de la capacité devient de moins en moins précise. L’hydromètre est un moyen peu coûteux et précis de déterminer l’état de charge de la batterie. Il s’agit d’un outil peu coûteux et précieux lorsqu’il n’est plus possible d’apporter une batterie dans un magasin de pièces détachées automobiles où elle peut être testée en charge et analysée. Nous pouvons également effectuer un test de charge à l’ancienne qui peut s’avérer tout aussi utile, car il démontre la capacité de la batterie à fournir de l’énergie à un appareil à faible courant au fil du temps.

Le test fait appel à une ampoule à incandescence ordinaire de 12vdc, ou à une autre charge résistive d’un ampérage connu, à une horloge et à un voltmètre. Une lampe automobile de type 1156 est une ampoule à élément unique qui consomme 33 watts par heure, soit 2,75 Ah (ampères par heure). Si la consommation de courant est inconnue, utilisez un multimètre pour déterminer la quantité de courant consommée par la charge. Ensuite, connectez la charge, démarrez l’horloge et surveillez la tension jusqu’à ce qu’elle tombe à 12,1 Vcc. Si la charge reste connectée pendant seulement 1 heure, nous pouvons maintenant estimer combien de temps elle peut alimenter une charge particulière telle qu’un scanner en faisant quelques calculs, 2,75Ah divisé par 0,075Ah (le scanner ou le Baofeng UV5R) = 36,6 heures. Pour chaque heure où l’ampoule de type 1156 est allumée et où la tension de la batterie reste supérieure à 12,1 vdc, le Baofeng UV5R peut fonctionner pendant une période de 36,6 heures. En raison de sa rareté, toute batterie qui peut être trouvée est potentiellement précieuse et peut être mise en service. Disposer de plusieurs méthodes pour l’évaluer est une compétence précieuse.

Batteries à cycle profond et batteries de démarrage

Obtenez la plus grande batterie à décharge profonde qui soit abordable, et au moins 200 watts de puissance PV pour une utilisation pendant les mois d’hiver, et la durée de vie sera jusqu’à 8 ans si la profondeur de décharge n’est pas plus de 20% sur une base journalière. Un panneau photovoltaïque suffisamment grand doit être utilisé pour maintenir une batterie au plomb de n’importe quel type et de n’importe quelle taille chargée à pleine capacité, idéalement à midi chaque jour. En hiver, un groupe électrogène peut être nécessaire pour fournir une charge complète avant l’aube du jour suivant, alors que les panneaux photovoltaïques sont un moyen beaucoup plus efficace de recharger la batterie. Nous devons budgétiser et réguler la puissance utilisée, et dimensionner le système en fonction de la puissance minimale estimée dont nous prévoyons d’avoir besoin pendant les jours les plus courts et les plus sombres de l’hiver, de sorte qu’un générateur et le carburant nécessaire pour le faire fonctionner ne soient pas nécessaires.

Ici, dans le Montana à haute latitude, j’utilise une règle empirique d’un minimum de 4 watts de puissance photovoltaïque pour chaque 1 Ah de capacité de la batterie lorsqu’une batterie à décharge profonde est utilisée. BTW, une batterie Marine/RV n’est pas une batterie à décharge profonde. Si une batterie est évaluée en CCA (Cold Cranking Amp-hours), on considère qu’il s’agit d’une batterie de démarrage conçue pour avoir une faible résistance interne, afin de fournir un maximum d’ampérage nécessaire pour faire tourner un moteur assez rapidement et assez longtemps pour démarrer un moteur. S’il ne s’agit pas d’une batterie à décharge profonde, j’utiliserais plus de watts de puissance photovoltaïque par capacité nominale en Ah pour prolonger la durée de vie de ce type de batterie. Nous devons pouvoir la recharger complètement au cours de la journée suivante, même par temps couvert.

Une batterie automobile standard conçue pour démarrer un véhicule, y compris les tracteurs de pelouse, n’est pas conçue pour des décharges profondes régulières et de longues périodes de décharge. Ces batteries seront endommagées et leur capacité sera réduite car leurs plaques de plomb se sulfatent relativement rapidement lorsqu’elles sont utilisées dans ces applications. Si une batterie de démarrage marine/véhicule utilitaire est complètement déchargée une seule fois, 20 % de sa capacité peut être perdue. Chaque fois qu’une batterie de démarrage est vidée de son énergie, une partie importante de sa capacité est perdue. Après trois ou quatre décharges à près de 100 %, la batterie de démarrage peut ne plus avoir assez de capacité pour remplir le rôle pour lequel elle a été conçue. Une batterie marine n’est pas une batterie à décharge profonde, pas plus que certaines batteries commercialisées comme batteries de voiturettes de golf. L’acheteur doit se méfier des stratagèmes commerciaux et des vendeurs mal informés.

Cette batterie AGM est pas une batterie à décharge profonde. C’est un meilleur choix qu’une batterie SLA (Sealed Lead Acid) standard, car son taux d’autodécharge est très faible, ce qui la rend idéale pour de longues périodes de stockage. La batterie est présentée comme étant retirée de l’intérieur du seau et posée sur le sol à côté du seau. Cela permet aux émetteurs-récepteurs qui fonctionnent sur les répéteurs et qui sont utilisés pour le numérique sur ordinateur portable d’être stockés à l’intérieur où ces émetteurs-récepteurs et les accessoires de rechange peuvent rester protégés des éléments. 2 microphones peuvent être fixés à l’aide de crochets sur le côté du seau, ce qui permet d’utiliser au mieux l’espace de travail limité).

Répéteurs de faible puissance

Le recours à des répéteurs pour compléter un circuit de communication comporte des risques inhérents, car ils peuvent tomber en panne à cause d’une EMP ou d’une autre défaillance du matériel, ou être rendus inopérants juste avant une attaque. Un répéteur ne devrait être utilisé que s’il est conservé dans un endroit sécurisé. Par ailleurs, un répéteur augmente l’empreinte RF. Dans les régions montagneuses où des parties de la population locale sont séparées par le terrain, il peut être nécessaire, en particulier lorsque des émetteurs-récepteurs FRS/GMRS à très faible puissance, l’émetteur-récepteur le plus courant, sont les seuls émetteurs-récepteurs disponibles. Dans cette situation, un répéteur de très faible puissance peut apporter le plus d’avantages avec le moins de risques d’interception.

L’un des avantages de l’utilisation d’émetteurs-récepteurs FRS est que leur propagation est limitée. Les radios FRS émettent avec seulement 1/2 à 2 watts au maximum, au lieu des 4 watts possibles avec le Baofeng UV5R. Je serais plus à l’aise avec l’utilisation d’un répéteur si les émetteurs FRS/GMRS étaient dominants, ce qui sera probablement le cas. L’utilisation d’une puissance très faible, d’antennes directionnelles et d’un masquage du terrain peut réduire l’impact négatif sur le COMSEC. Si le répéteur est à très faible puissance et n’est pas utilisé comme répéteur tactique, c’est moins préoccupant. I ne utiliser une fréquence FRS ou GMRS pour des opérations tactiques, puisque n’importe qui peut écouter.

En tant que système de communication de substitution, à l’instar d’une ligne de parti à l’ancienne, le bavardage quotidien peut en fait submerger un effort de SIGINT par son volume d’informations marginales obtenues au cours d’interminables heures de surveillance d’un trafic radio indiscipliné. Ce type de bavardage routinier peut également servir de canal de désinformation ou de diversion pour amener des attaquants potentiels à lancer leur assaut là où nos défenses sont les plus fortes, ou à feindre la force alors que nos défenses sont en réalité faibles. Ou encore, il pourrait servir de camouflage distrayant pour d’importantes communications radio qui pourraient être numériques. S’il n’y a pas d’autres fréquences, d’émetteurs-récepteurs plus puissants ou d’antennes directionnelles disponibles, le même répéteur pourrait être utilisé par une équipe de sécurité. Idéalement, ils utiliseraient l’un des 150 modes numériques de FLdigi, ou au moins un code de concision, si ce n’est les deux.

J’éviterais d’utiliser un répéteur à des fins tactiques car c’est un maillon faible, et je préférerais utiliser un réglage de puissance plus élevé, ou mieux encore, une antenne directionnelle, ou des bandes telles que la VHF haute (MURS), ou mieux encore la VHF basse (CB, 6-mètres, ou 10-mètres) comme les meilleurs choix. Il est peu probable qu’un répéteur soit nécessaire à des fins tactiques, car la plupart des activités se déroulent dans une zone de moins d’un kilomètre ou deux. Un répéteur à bande croisée serait le meilleur type de répéteur à choisir, quand et où une défense doit être étendue. Les avantages et les risques liés à l’utilisation d’un répéteur au lieu d’un système de relais de faible puissance ou d’un émetteur-récepteur de plus grande puissance sur des fréquences qui s’accommodent bien d’un terrain montagneux doivent être soigneusement examinés. Il n’est pas nécessaire d’utiliser une seule méthode à l’exclusion d’autres méthodes permettant de résoudre un problème similaire. Une combinaison créative de méthodes peut également permettre de résoudre le problème.

Répétiteur simplex

En tant que répéteur de très faible puissance (200Mw à 2,5 watts), le Midland GXT950 est attaché au répéteur simplex Argent Data Systems et émet via son antenne fixe. L’ajout d’une « queue de tigre », c’est-à-dire d’un contrepoids, à l’émetteur-récepteur améliore la portée). C’est le type de répéteur le plus facile à utiliser, car il est prêt à l’emploi et n’utilise qu’un seul émetteur-récepteur, et parce que n’importe quel émetteur-récepteur peut l’utiliser sans être programmé. Il est appelé répéteur « simplex », car il utilise une seule fréquence. Il s’agit essentiellement d’un enregistreur vocal numérique qui répète ce qu’il entend ou transmet ce qu’il a entendu. La solution la plus pratique consiste à utiliser des émetteurs-récepteurs qui ne sont pas capables de fonctionner en mode « duplex » et qui n’exigent pas que l’opérateur programme son émetteur-récepteur pour utiliser ce type de répéteur.

Il pourrait être nécessaire là où la plupart des anciens modèles d’émetteurs-récepteurs FRS/GMRS émettent avec un maximum de 1/2 watt (500Mw) ERP avec une antenne fixe. Un répéteur serait nécessaire en tant que relais pour aider certaines parties d’une communauté éloignée qui s’étend sur plusieurs kilomètres et est séparée par un terrain montagneux. Après 2017, la dernière génération de radio/émetteurs-récepteurs FRS sera autorisée à utiliser jusqu’à 2 watts ERP sur FRS. Il s’agit d’une amélioration significative. Sur un terrain idéal, où un répéteur n’est pas nécessaire, un appareil portatif GMRS de 2 watts a une portée de 1 à 5 miles lorsqu’il communique d’un appareil portatif à un autre. Une station de base de 4 watts peut communiquer avec un émetteur-récepteur GMRS de 2 watts jusqu’à 8 miles de distance, sur mon terrain.

Un Baofeng UV5R de 4 watts connecté à une antenne externe peut être utilisé avec ce répéteur simplex pour desservir une zone de 1 à 10 miles carrés. Un émetteur-récepteur Midland GXT utilisant son réglage de puissance le plus faible, à savoir 200 Mw, peut desservir une zone de moins de 1 mile de diamètre. Contrairement à la pratique habituelle qui consiste à essayer de desservir la plus grande zone possible, nous devrions essayer de desservir la plus petite zone possible pour atteindre nos objectifs. Étant donné que les services MURS et GMRS/FRS sont des services radio auxquels une menace locale aurait accès, utilisez un PL, ou une tonalité, sur le répéteur pour empêcher d’autres personnes d’y accéder.

Quelques liens utiles

Notez qu’il existe des câbles similaires pour Yaesus et d’autres mobiles.

(Suite demain, dans la partie 4)