STEP #28 - La sintesi finale

Fino a 3 mesi fa non conoscevo l'esistenza del rosmetro, e ad oggi alla fine di questo percorso, dopo aver scritto molti articoli, su ambiti anche ben diversi da quelli del suo campo di applicazione, sono riuscito ad avere una visione che va al di là del singolo utilizzo di un oggetto e a capirne la storia e le esigenze che hanno portato allo sviluppo dello stesso. Questo blog ha anche contribuito ad aumentare la mia capacità di ricerca delle informazioni ed anche a variare il mio punto di vista sulle singole cose che mi circondano. Ho iniziato studiando il nome e l'immagine dello strumento, e dopo essere riuscito ad analizzare le sue parti grazie ad un glossario, un anatomia e un analisi dei suoi materiali sono passato a descrivere la scienza, il principio fisico e anche quello chimico che vi è dietro al suo funzionamento. Ne ho percorso la storia grazie ai suoi inventori e costruttori, la sua pubblicizzazione, i simboli, i marchi  e inoltre ho identificato i diversi brevetti e le varie norme che ne hanno caratterizzato la sua evoluzione nel tempo. Ho inoltre analizzato parole grazie anche ad un abbecedario, i numeri dell'oggetto ed effettuato una ricerca sui libri attinenti ad esso. Ho scoperto di poter associare il rosmetro in contesti ben differenti come nel cinema, nei francobolli, nei fumetti, e perfino nel mito. In sintesi ho poi racchiuso i suoi concetti in una mappa concettuale e in un albero tassonomico.

Infine lascio un link per chi volesse sapere come autocostruirsi un rosmetro : https://ludens.cl/Electron/swr/swr.html

STEP #27 - La mappa concettuale

 

STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

Un rosmetro è formato anche da condensatori. Il funzionamento dei condensatori ha alla base un fenomeno dovuto alla presenza, e quindi alla natura chimica di un materiale dielettrico. Si chiamano isolanti o dielettrici i materiali che non hanno idealmente cariche libere e quindi non conducono l'elettricità. Faraday si rese conto che inserendo un materiale isolante tra le armature di un condensatore a facce piane e parallele la capacità del condensatore aumentava.

Il motivo del perché la capacità aumenta con l’inserimento del dielettrico sta nel fenomeno della polarizzazione.L’applicazione di un campo elettrico, in un conduttore, produce uno spostamento di cariche. Lo stesso campo applicato ad un dielettrico non produce alcun moto ma, gli elettroni risentono di una forza opposta al campo e i protoni risentono di una forza concorde al campo. Il fenomeno può essere spiegato considerando la struttura microscopica dei dielettrici. Gli atomi o le molecole si deformano assumendo una configurazione di equilibrio come un dipolo (non potendosi le cariche muoversi liberamente) (sostanze non polari).

STEP #25 - Cose personali

Memento:

La ps2 regalata da mio padre nel 2004.

Utensile:

Il mio pc, che uso tutti i giorni, soprattutto in questo periodo in cui la didattica è a distanza.

Feticcio:

Un aereo giocattolo acquistato anni fa, dopo circa tre anni dall'acquisto sono riuscito a trasformarlo in un modello radiocomandato.

STEP #24 - Le parole nella storia

 

Dal grafico possiamo notare come il termine "rapporto onda stazionaria" sia comparso dopo il 1820 (Approssimativamente quando faraday scoprì le onde stazionarie) per poi scomparire e ritornare a essere usato a partire dal 1930 fino ad avere un picco nel 1960, ovvero il periodo di massima di diffusione delle radiocomunicazioni.

Il termine "Rosmetro" invece come si vede nel grafico compare a partire dal 1953 fino ad avere un picco nel 1990, momento in cui era uno strumento ampiamente utilizzato. Oggi il termine come anche lo strumento (rimpiazzato da analizzatori di antenna più completi) è abbandonato.

Osservando il grafico del termine "Radioamatore" che figura a partire dal 1930, possiamo notare come successivamente sia molto simile al grafico del termine "rosmetro" con la differenza che raggiunge il picco con un leggero ritardo rispetto allo strumento.

STEP #23 - Le norme

Le norme legate allo strumento e al suo impiego sono racchiuse all'interno della norma IEC 60512-25-7 che descrive le norme che regolano i metodi per misurare l'impedenza, il coefficiente di riflessione , e il Rapporto onde stazionaria nel tempo e il dominio della frequenza.

Le norme più generali legate alle misurazioni nel campo dell'elettromagnetismo le troviamo invece nella norma UNI CEI EN 80000-6:2009.

STEP #22 - Un manuale d'uso

COME UTILIZZARE UN ROSMETRO:

Grazie alla misurazione del ROS l’utente viene informato sulle condizioni di funzionamento della propria antenna e del cavo. Per ottenere la massima potenza irradiata dall’antenna, il cavo e l’antenna devono essere adattate al trasmettitore. Siccome è praticamente impossibile arrivare all’adattamento perfetto, questo disadattamento può essere misurato tramite la misura del ROS. Per effettuare la misurazione del valore ROS accendere lo strumento mettendo il tasto “power” su “on” e spegnere il trasmettitore, scollegare il cavo coassiale e collegarlo al connettore dello strumento marcato “ANT”(vedi foto) poi collegare un cavo coassiale fra il trasmettitore ed il connettore dello strumento marcato “TX”. Accendere il trasmettitore e visualizzare il valore del ROS sul display. Se il valore di ROS è superiore a 2, potrebbe essere necessario regolare l’antenna o potrebbero esistere problemi nel sistema d’antenna.

Link Videotutorial: https://www.youtube.com/watch?v=10yFIuEGnNw&ab_channel=409shop409

STEP #21 - Nei fumetti

 

In questo fumetto è visibile un sintonizzatore di antenna (rosmetro), che presenta un valore di ros alto, infatti vengono rappresentati dei malfunzionamenti nelle apparecchiature.

STEP #20 - Il marchio

 

Logo della Albrecht, azienda costruttrice nel campo elettrico e dell'automazione.

Link sito azienda: https://www.albrecht-elektrotechnik.de/en/

Link post dei costruttori del rosmetro: https://sc259310.blogspot.com/2020/10/step-11-i-costruttori.html

STEP #19 - L'abbecedario

 

A come antenna 

B come baracchino 

C come circuito 

D come diagnostica 

E come elettromagnetismo 

F come formula 

G come Guglielmo Marconi 

H come hertz 

I come impedenza 

L come linea di trasmissione 

M come misurazione 

O come operatore radio 

P come potenza 

Q come quantistica 

R come rapporto onda stazionaria 

S come SWR 

T come trasmissione 

U come uno 

V come voltaggio 

Z come Zetagi (casa produttrice)

STEP #18 - Il francobollo

Ecco 3 francobolli correlati allo strumento rosmetro:

Francobollo raffigurante Guglielmo Marconi e un circuito per la trasmissione dati, Monaco

Francobollo raffigurante un antenna per la trasmissione radio per celebrare il cinquantenario della radio, Italia

Francobollo raffigurante delle onde elettromagnetiche e delle scale di misurazione, Stati Uniti

 

STEP #17 - I brevetti

 In questo brevetto del 1970 il rosmetro era un semplice circuito da applicare ad una linea di trasmissione per la misurazione: 

Link brevetto: https://patents.google.com/patent/US3683274?oq=swr+meter

In questo brevetto del 1991 invece il rosmetro è un vero e proprio strumento di misura per la misurazione del valore ros:

Link brevetto: https://patents.google.com/patent/US5157338?oq=swr+meter

 

I brevetti più moderni si riferiscono ad altri strumenti dotati di funzione misurazione del ros come l'analizzatore di antenna.

STEP #16 - Anatomie

R1-2-3-4 = 100 ohm
R5-6 = trimmer da 47 Kohm
C1-2 = 8,2 pF ceramici
C3-4-5-6- = 10.000 pF ceramici
C7-8 = passante da 10.000 pF
Jaf 1-2 = impedenze da 10 microH
D1-2 = diodi Schottky 1N5711
T1 = FT50.43 - 10 spire bifilari filo ∅ 0,4
T2-3 = FT50.43 - 20 spire filo ∅ 0,4

STEP #14 - La tassonomia

 

STEP #15 - I numeri

 Se utilizziamo il rosmetro il primo numero a cui pensiamo è il numero 1, ovvero il numero che lo strumento dovrebbe misurare per avere un antenna tarata perfettamente. I numeri riportati sulla sua scala graduata sono solitamente 1, 1.5, 2, 3, 5, 10 e ∞.

In foto sono presenti anche altri numeri, riferiti però alla funzione wattametro dello strumento.

STEP #13 - La pubblicità

Come abbiamo già visto il rosmetro è spesso abbinato ad un wattmetro. Qui in foto una pubblicità presa da un vecchio giornale di elettronica di un wattmetro con funzione anche di rosmetro (scala per lettura del valore VSWR).

STEP #12 - Nel cinema

Esistono diversi film in cui figurano strumenti e apparecchiature da radioamatore tra cui il rosmetro. Qui il riferimento link per il download dell'intera lista:

https://rodolfo-parisio.jimdofree.com/app/download/8446697985/Lista+tutti+i+FILM+Serie+Tv+Cartoni+animati+e+Documentari+sui+Radioamatori+by+IW2BSF+2016.pdf?t=1599911438

STEP #11 - I costruttori

 Il rosmetro essendo un apparecchio fondamentale per le radiocomunicazioni viene prodotto da molte aziende; eccone citate alcune con il relativo indirizzo alla storia dell'azienda:

-ALBRECHT : https://www.albrecht-elektrotechnik.de/en/index.php/philosophy/

-LAFAYETTE: https://www.lafayetteelectronicsupply.com/

 

-NISSEI: https://www.nissei-el.co.jp/english/company/history/

STEP #10 - I libri

Monografia: Reg IRISH , SWR Explained, Radio Society of Great Britain 30 Dicembre 2014

Monografia: Nerio NERI, Radiotecnica per radioamatori. Con elementi di elettronica e telecomunicazioni, C&C 1 Gennaio 2006

Articolo di periodo scientifico: Francesco SILVI, http://www.ariroma.it/docs/projects/vhf_ros.pdf 

STEP #9 - Gli inventori

L'invenzione del rosmetro nasce dalla necessità di tarare un antenna per la trasmissione delle onde elettromagnetiche e quindi di dati. L'invenzione del rosmetro è relativamente recente, dato che durante la 2° guerra mondiale venivano usati altri metodi per calibrare la potenza delle antenne, non sappiamo di preciso chi sia l'inventore di tale strumento, sappiamo però che a partire dal 1950 furono creati da Warren Bruene, un ingegnere della "Collins radio", dei misuratori che saranno poi dei veri e propri "precursori" del rosmetro.

In foto: Warren Bruene

Fonti e approfondimenti:

1) https://www.collinsradio.org/wp-content/uploads/2015/05/Understanding-the-Bruene-Coupler-Transmission-Line-Bold.pdf

2) https://forums.qrz.com/index.php?threads/ive-always-wondered-and-never-found-the-answer.619686/

3)http://zs6wr.co.za/documents/SWR.pdf

STEP #8 - I materiali

 Il rosmetro è costituito da semplici materiali, un circuito stampato, costituito da un materiale elettricamente isolante su cui vengono realizzati dei collegamenti elettrici tra i resistori, i condensatori e gli induttori, che a loro volta sono realizzati con materiali conduttori come i metalli. Nei rosmetri più datati vi è una lancetta in plastica che indica il valore su una scala graduata. I modelli più moderni invece, presentano un display digitale che fornisce una misurazione più precisa ed attendibile, sulla quale viene riportato il valore misurato in forma numerica.

In alto: rosmetro con misurazione analogica.

In basso: rosmetro con misurazione digitale.

STEP #7 - Il mito

 https://it.wikipedia.org/wiki/Temi

L'oggetto del mito è la bilancia, simbolo di equilibrio e giustizia, associata al mio oggetto di studio: il rosmetro.

L'analogia tra i due oggetti sta nella ricerca di un equilibrio; la prima ricerca un equilibrio tra due pesi, in modo tale da riuscire a ricavarne una misura univoca; la seconda, ricerca un equilibrio nel rapporto delle onde stazionarie, così da assicurare un corretto funzionamento delle apparecchiature.

STEP #6 - Il Simbolo

 

Simbolo che rappresenta la radiazione elettromagnetica emessa da un antenna, il rosmetro viene utilizzato per tarare l'antenna per la trasmissione di tali radiazioni.

STEP #5 - Il principio fisico

Il ROS viene calcolato come il rapporto tra la tensione massima e la tensione minima di un onda stazionaria.

Il ROS si calcola in ragione del logaritmo del rapporto tra la potenza inviata in antenna e la potenza resistuita al trasmettitore. In condizioni ideali, con l'antenna perfettamente accordata, tutta la potenza emessa dal trasmettitore viene irradiata, con un rapporto di onde stazionarie pari a 1.

Man mano che il disaccoppiamento aumenta, ovvero l'antenna non è più accordata per la frequenza in uso, il ROS cresce a 2, 3 fino ad infinito.

Un ROS infinito si riscontra quando l’antenna è fisicamente sconnessa dalla linea, tutta la potenza emessa viene resituita al trasmettitore e si corre il rischio di “bruciare” l’amplificatore finale di potenza.

Con un ROS di circa 3 si osserva un progressivo riscaldamento dello stadio finale del trasmettitore, che può portare alla rottura in pochi minuti.

Di norma, è considerato accettabile per la trasmissione un ROS tra 1 e 1.5, anche se raramente si riscontra un ROS minore di 1.2.

Se il ROS supera il 2 occorre tarare (o accordare) l’antenna.

STEP #4 - La Scienza

Il rosmetro è uno strumento di misura utilizzato nel campo delle radiocomunicazioni. La radiocomunicazione è un sistema di comunicazione che consiste nella trasmissione di informazioni realizzata fra due o più operatori, dislocati anche a grande distanza, tramite l'irradiazione e la captazione di onde elettromagnetiche. In tale definizione rientrano sia le trasmissioni di segnali audio (nel qual caso di parla più propriamente di radiofonia), sia le trasmissioni video (televisione), sia le trasmissioni di dati in generale. La data più significativa nel sistema delle radiocomunicazioni è il 12 dicembre 1901 giorno in cui Guglielmo Marconi, presso San Giovanni di Terranova in Canada, riuscì a captare segnali radioelettrici trasmessi attraverso l’Atlantico da una stazione trasmittente che aveva installato in Cornovaglia. Questo fu l’inizio di un processo molto rapido che in breve tempo portò la radiocomunicazione nella quotidianità, trasformando attività umane e modificando cultura e costumi, ed ebbe un ruolo decisivo nelle situazioni di emergenza in cui poter trasmettere informazioni rapidamente era ed è di primaria importanza. Oggi molte persone, dette radioamatori, operano con le radiocomunicazioni per comunicare con altre persone in tutto il mondo per hobby o a scopo di studio senza fini di lucro. L'attività radioamatoriale, viene classificata a livello internazionale come un servizio, prevede quindi dei diritti e doveri ben precisi. I radioamatori, sono inoltre spesso attivi nell'ambito della protezione civile, tramite numerose associazioni riconosciute e organizzate a livello nazionale, dotate di mezzi adibiti a sala radio mobile e di altre svariate apparecchiature, in modo da poter essere operativi su tutto il territorio, in caso di necessità, nel minor tempo possibile.

In foto: Guglielmo Marconi

BIBLIOGRAFIA:

https://www.sapere.it/enciclopedia/radiocomunicazi%C3%B3ne.html

https://www.salvarelettronica.it/2017/07/12/la-radiocomunicazione-professional-sul-campo/

STEP #3 - Un glossario

 

Un classico ros-metro è composto da un sistema di resistori, condensatori e induttori opportunamente collegati tra di loro.

ROSMETRO:

RESISTORE

Il resistore (anche chiamato impropriamente resistenza per metonimia), è un tipo di componente elettrico destinato a opporre una specifica resistenza elettrica al passaggio della corrente elettrica.

INDUTTORE

L'induttore è un componente elettrico destinato a provocare dei fenomeni di induzione, in particolare genera un campo magnetico al passaggio di corrente elettrica.

CONDENSATORE

Il condensatore è un apparecchio formato da due superfici conduttrici (dette armature) disposte in modo che tra esse ci sia induzione completa e separate da un dielettrico; è utilizzato per immagazzinare energia ed è caratterizzato dal valore della capacità elettrica.

SCALA GRADUATA

La scala graduata è quella parte di uno strumento di misura su cui l'operatore fisicamente effettua la lettura del valore di misura. Spesso i rosmetri commerciali sono composti di due scale di lettura, dove su una si legge il valore di onde stazionarie (misura in percentuale %), mentre sull’altra viene indicato il valore di potenza irradiata (watt W).

STEP #2 - L'immagine

 

In foto un vecchio ros-metro dotato anche di wattametro.

Fonte: https://www.qsl.net/n9zia/wireless/pwr-mtr-pics.html

STEP #1 - IL NOME

Il Ros-metro, è uno strumento usato in radiotecnica che misura il rapporto di un onda stazionaria in una linea di trasmissione. Viene prodotto quasi esclusivamente insieme a un wattametro. Il suo nome deriva dall'unione di due parole: ROS (ovvero la sigla di Rapporto Onda Stazionaria), e METRO [dal greco μέτρον «misura»]. In inglese è detto SWR-Meter dato che il rapporto di un onda stazionaria è detta standing wave radio (SWR).

In foto un moderno rosmetro con display digitale.