LE RADIOSONDE

Desideriamo Esprimere la nostra più sincera gratitudine al relatore, IN3WZS Pio Nicolodi, per la serata e tema radiosonde del 31/10/2025.
La sua chiarezza espositiva e la sua conoscenza hanno reso l’argomento non solo accessibile, ma estremamente affascinante.
Ringraziamo per aver condiviso con noi la sua preziosa documentazione, che costituisce la base di questo articolo.
Il suo contributo è stato fondamentale e di grande valore per tutti i partecipanti.

Vi lasciamo all’artico… Buona lettura

LE RADIOSONDE

Ci sono 12 stazioni regolari di radiosondaggio in Italia:

  • Brindisi Casale
  • Cagliari Elmas
  • Cameri
  • Cuneo – Levaldigi
  • Decimomannu
  • Galatina
  • L’Aquila
  • Potenza
  • Pratica di Mare
  • S. Pietro Capofiume
  • Trapani – Birgi
  • Udine – Rivolto

Descrizione materiale di lancio

Il pallone in latex (diametro 1 m)  pesa 700 grammi, è gonfiato con Elio, fino a 1,8 metri di diametro e quando scoppia si trova nella stratosfera, ad un’altezza di circa 32000/36000 metri e misura 6,7/9 metri di diametro. Il paracadute che può essere colorato (rosso) è collocato all’esterno sotto il pallone, oppure bianco, più leggero, è contenuto all’interno del pallone e liberato al momento dello scoppio dello stesso.
Collegato al pallone, o al paracadute se esterno, vi è un rocchetto sul quale è avvolto un filo di nylon o seta molto resistente, della lunghezza di circa 50 metri, che si srotola al momento del lancio; all’altro capo è fissata la sonda. La funzione di questo distanziamento ha lo scopo di diminuire l’interferenza, che il pallone o il paracadute hanno, di influenzare i rilevamenti dei sensori.

 

LA RADIOSONDA RS-41

Caratteristiche:

  • Trasmissione 400-406 Mhz
  • Larghezza di banda 4,8 KHz in GFSK
  • Potenza 100mW
  • Peso 80g con 2 batterie stilo al litio da 1,5 V
  • Durata circa 10/12 ore con tensione > 2V poi si spegne
  • Durata del volo circa 2:30 più o meno a seconda delle variabili: vento, pallone esploso o meno, quantità di brandelli rimasti appesi durante lo scoppio ecc.

Dati trasmessi:

  • Temperatura
  • Umidità
  • Pressione atmosferica
  • Altitudine
  • Velocità
  • Direzione in gradi
  • Coordinate GPS in GRADI, e decimali di grado

Identificazione della sonda:

Componenti principali:

  1. Microcontrollore (STM32F100C8T6) di STMicroelectronics
  2. Connettore sensori esterni
  3. Pulsante on / off
  4. Bobina antenna NFC
  5. Led di stato
  6. Antenna GPS
  7. GPS U-Blox (UBXG6010)
  8. Unità trasmittente per invio dati Silicon Labs (SI4032), che può trasmettere segnali da 300 a 900 MHz
  9. Connettore a 10 pin per connessione sensore ozono (Amphenol 89361-710SLF) e per eventuale programmazione

 

Un piccolo modulo chiamato RPM411 è attaccato alla parte posteriore della sonda.
Questo è un modulo sensore di pressione opzionale. Questo modulo è installato solo nel modello RS41-SGP. Il modulo ha un MCU STM32F100C8T6 aggiuntivo, è collegato all’MCU della sonda tramite una connessione SPI con una linea di selezione del chip separata.
I parametri vengono letti ogni secondo. La pressione è misurata da un Barocap ™ con un condensatore di riferimento da 15pF.
Il modulo dispone anche di un sensore di temperatura NTC.

 

 

Kit con sensore di ozono per utilizzo con Radiosonde Vaisala RS41-SG o RS41-SGP.

 

ATTIVITA’ DALL’ABITAZIONE

Questa è l’attività che permette la raccolta e la condivisione dei dati trasmessi dalle sonde, che sono ricevibili dalla propria stazione ricevente e trasmessi via internet ai centri di raccolta.

La mia stazione è costituita da un Raspberry su cui è installato un programma scaricato da https://radiosondy.info/ dopo essermi registrato. A questo sono collegate tre SDR che tramite il settaggio sono sintonizzate su frequenze scelte opportunamente per ascoltare le radiosonde che possono entrare nella zona di mia ricezione ( max 8 frequenze per SDR). Ogni SDR è collegato ad un’antenna ad elica autocostruita (QFH), tarata a 403 MHz, che ha lobi di sensibilità particolari rispetto alla GP: è sensibile anche alla ricezione di sonde che sono sulla verticale dell’antenna. 

I dati ricevuti e condivisi sono visibili su un display. Fra questi vi è la telemetria della sonda (Identificativo sonda, progressivo trasmissione dati, tensione batterie, temperatura dispositivo, potenza trasmissione, N° satelliti ricevuti dalla sonda, se presente il sensore per Ozono, la Tensione, la corrente e la Temperatura del sensore ecc.)

 

ATTIVITA’ DI RICERCA E RECUPERO

Dall’attività residente e dal sito radiosondy.info si hanno a disposizione i dati del percorso fatto dalla sonda fino all’ultimo rilevamento possibile. In pianura si riesce a seguire la sonda fino a quote molto basse, in montagna spesso l’ultimo rilevamento può essere a quote elevate 3/4000 metri.
Valutando i dati di velocità di discesa, velocità trasversale del vento e l’orografia del territorio si cerca di individuare la possibile posizione di atterraggio.

 

 

Strumenti utili alla ricerca:

  • Antenne direttive e omnidirezionali accordate sulla frequenza 400 – 406 MHz
  • RTX sintonizzato sulla frequenza di trasmissione della sonda
  • TTGO MySondyGO con APP di IZ4PNN
  • Computer possibilmente con connessione internet
  • Radiosonde Tracker sito internet radiosondy.info di SQ6KXY
  • Programma di decodifica RS41 Tracker
  • Sito aprs.fi
  • Navigatore satellitare
  • Smartphone o meglio un tablet con applicazione MySondyGo

Materiale che può essere utile per il recupero:

  • Giubbotto alta visibilità
  • Canna da pesca da 10/12 m
  • Un coltello e/o segaccio
  • Binocolo
  • Fionda con rocchetto di bava da pesca al quale è applicata una sfera di acciaio
  • Guanti da lavoro
  • Scarponi o stivali e calze di ricambio
  • Ramponi (non servono solo sul ghiaccio ma anche su terreni scivolosi)
  • Radio ricetrasmittente (il cellulare non sempre riceve)
  • Tanta attenzione e precauzione

Con il materiale sopra descritto si prepara l’autoveicolo che utilizzeremo nella ricerca:

MySondy GO aiuta nella ricerca sul campo di RadioSonde. Connettendosi via Bluetooth ad un TTGO Lora 32 (433Mhz) é in grado di ricevere il segnale radio direttamente dalla Sonda rappresentando in una mappa la posizione, la posizione dello smartphone e tutti i dati ricevuti. Per ulteriori informazioni e per scaricare la bin da installare nel TTGO: http://mysondy.altervista.org

Montaggio di antenna omnidirezionale con base magnetica al centro del tetto del veicolo, a questa viene collegato il TTGO che, con l’installazione del programma ideato dal radioamatore Mirko Dalmonte (IZ4PNN), riceve la posizione in diretta e la visualizza sull’applicazione MySondyGo installata sullo smartphone, o meglio se su tablet. L’applicazione intanto visualizza la propria posizione, attraverso il tablet si configura il ricevitore sulla frequenza della sonda e sul tipo di sonda. Questa operazione ha predisposto il necessario per individuare la posizione quando la sonda sarà ricevibile. Si sintonizza anche il RTX del veicolo sulla frequenza.

 

È ora il momento di avviare la ricerca. Portandosi nella zona del presunto atterraggio, attraverso la radioricevente, si ascolta se si sente in sottofondo il segnale della sonda; quando si percepisce anche un debole segnale conviene fermarsi e sostituire l’antenna omnidirezionale del RTX con una direttiva (io ne ho tre, con guadagni diversi) rilevando la direzione per ricevere segnale migliore. Si applica la direttiva al TTGO e si cerca di rilevare la posizione con questo, se il segnale è sufficientemente pulito viene decodificato e trasmesso al tablet, sul quale ora sarà presente la nostra posizione e quella della sonda.
Se quest’operazione non è sufficiente si ha comunque un’indicazione della direzione, si prosegue nella ricerca fino ad avere un segnale migliore. Quando rileviamo la posizione sul tablet si ricollega l’omnidirezionale al TTGO e ci si avvicina alla posizione rilevata.
La posizione rilevata, anche se il segnale non è più presente, permane (con un pallino rosso); quando si è in zona di rilevamento in diretta, il tablet indica la posizione aggiornata della sonda e il segnalino da rosso diventa verde, mentre il segnalino giallo rappresenta la propria posizione.
Se si è in zona aperta e la condizione è favorevole può succedere che il primo rilevamento venga fatto con l’omnidirezionale (per questo mi sono costruito un’antenna ad onda intera (706,7mm) con base magnetica che si è dimostrata molto sensibile).
Importante quando si rilevano le coordinate è annotarle o fotografarle, questo permette nel caso di spegnimento o perdita del segnale di continuare la ricerca con sistemi diversi (GPS, cartine topografiche, ecc.) o di spostare temporaneamente il recupero (maltempo, o per il sopraggiungere della sera) ad un momento più propizio.
Molto probabilmente la sonda non sarà comoda bordo strada, da valutare se attrezzarsi con scarponi o altri ausili (nel mio bagaglio ho anche dei ramponi), se la zona è boschiva è utile portare con se anche la canna da pesca, servirà se il nostro obiettivo è impigliato in qualche ramo alto.
Molto importante è la valutazione della situazione, minimizzare i rischi, spesso si fanno percorsi fuori da sentieri o da luoghi non battuti da altre persone (le condizioni che possono essere ad alto rischio) per questo è bene non essere soli, in due sicuramente la situazione è migliore.
Non fidarsi del cellulare, se non c’è campo è inutile; una radio ricetrasmittente VHF (Radioamatoriale) dà in montagna maggiori garanzie, un ponte radio si riesce sempre ad agganciare.
Il vestiario e, in modo particolare le calzature adatte, aiutano molto… essere sempre previdenti.
Qualche strumento può togliere d’impaccio (cordino, coltello, segaccio, moschettoni, ….).
La ricerca si sa quando comincia, è difficile prevedere quando finisce, può regalarci lunghe camminate e con dislivelli che possono essere anche importanti; non perdiamoci d’animo, ma teniamo d’occhio l’orologio, il sole non si ferma.
Valutando bene la cosa, è bello fare ricerca anche in notturna, con un buon faro o un frontalino in pianura si può fare e con grande soddisfazione, ma evitare nel modo più assoluto di farla in montagna: è troppo pericoloso.
Portarsi la mattina presto sul luogo di ricerca è un buon metodo. La sonda è atterrata alle 3:20 ed essere alle 4:30 già sul posto pronti ad iniziare l’opera, fa iniziare bene la giornata.

Sul cellulare o sul Tablet è opportuno scaricare oltre MySondyGo alcune altre applicazioni che verranno spesso utili:

HamGPS è un’applicazione che inserendo le coordinate della sonda ci indica la direzione (rileva la nostra posizione e indica la direzione del Target), non necessita della rete bastano i satelliti. Quando finalmente si trova il desiderato “Tesoro” è utile rilevarne la posizione nel modo più preciso possibile, a questo è utile l’applicazione Coordinate Converter plus che ci fornisce le coordinate fino all’ottava cifra decimale, equivalente ad una precisione di circa 1,5 – 2 m. Ci servirà per registrare sul sito radiosondy.info di SQ6KXY il ritrovamento, indicandone le coordinate.

L’ APRS, Automatic Position Reporting System è un sistema sviluppato dai Radioamatori per Radioamatori a partire dagli anni ’90. Una stazione mobile può ottenere l’ aggiornamento continuo della propria posizione abbinando un GPS alla radio VHF sintonizzata sulla frequenza dedicata al traffico radioamatoriale APRS  (normalmente la frequenza VHF per il servizio Radioamatoriale APRS è 144,800 MHz). E’  possibile visualizzare su Google Maps sul sito http://aprs.fi  ( dove confluisce in tempo reale tutto il traffico APRS mondiale, generato via radio e via internet ) le icone relative a stazioni di radioamatore fisse o in movimento come ad esempio: auto, moto, bici , stazioni meteo WX, radiosonde ecc. Le radiosonde lanciate, purtroppo, non possono più essere seguite su questo sito (intasavano troppo il sito).

 

LA MODULAZIONE GFSK

La GFSK è un tipo di modulazione FSK che utilizza un filtro gaussiano per smussare l’onda quadra di ingresso ad ogni sua variazione. Viene utilizzata soprattutto nei Bluetooth e nei wireless USB. In sostanza il modulatore GFSK è uguale al modulatore FSK eccetto che nel primo il segnale passa attraverso un filtro gaussiano, determinando una minore occupazione di banda. Il filtro gaussiano è preferito ad altri filtri, perché permette di ottimizzare la potenza, ovvero con minor potenza si riesce a mantenere la stessa efficacia di trasmissione.

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