Paolo Gianoglio

SPELEOINTRUDER 2.0

(Prima pubblicazione su Labirinti 15 - Novara 1995 - Testo rivisto 04. )

Divagando con Claudio (Claudio Vaselli ndr.) su cosa potesse trovarsi al di là della stretta diaclasi della "Grotta di Lussito" (piccola cavità sita in periferia di Acqui Terme), giungemmo alla acuta conclusione che il modo più semplice per soddisfare la nostra curiosità era quello di cacciare un occhio dall'altra parte e guardare.
Data l'ora piuttosto piccola, fu possibile giungere a quanto sopra solo grazie ai fumi della birra ed alle esalazioni di senape e ketchup provenienti dai nostri hot-dog.

Decidemmo così di valutare la possibilità di mandare un occhio elettronico a vedere cosa ci fosse, o per lo meno di sapere come fosse la diaclasi oltre la nostra visuale.
L'idea ci piacque e così iniziammo a studiare le caratteristiche che avrebbe dovuto avere un simile marchingegno, volendolo fare, già che c'eravamo, come meglio ci fosse possibile.
Parlammo della cosa a Giorgio (Giorgio Bertero ndr.) e questi decise di partecipare al progetto; così prese il via la progettazione dello SPELEOINTRUDER, poi giunto, in seguito a varie modifiche, alla versione da noi chiamata 2.0.

Ovviamente il sistema, dato l'impiego, doveva possedere sufficienti requisiti di affidabilità, leggerezza e maneggevolezza, unitamente a un'autonomia minima di alcune ore e facilità di ricarica dell'accumulatore.
Inoltre doveva essere in grado di produrre luce sufficiente a rendere osservabili oggetti piuttosto distanti dalla telecamera e possibilmente avere un peso non eccessivo.
Preparammo quindi quello che doveva essere il capitolato del sistema, ed io mi feci carico della realizzazione e soluzione dei vari problemi di carattere meccanico ed elettronico che potevano presentarsi durante le fasi di progettazione e costruzione

In partenza scartamo le telecamere a sigaro, data la qualità appena accettabile delle immagini che forniscono, e abbiamo optato per la Bitron mod. C 804/12 (dotata di bensore CCD 1/3", 280.000 Pixel, ottica fissa 4.3 mm e tensione di alimantazione di 12 V CC 140 mA) completa di microfono a condensatore ed altoparlante.

La telecamera e il TV appena giunti sul banco del mio laboratorio...

Considerate le caratteristiche del sistema di ripresa, per la visione delle immagini ritenemmo insufficiente l'uso di un monitor da 5", per cui utilizzammo un televisore B/N portatile da 7" debitamente modificato.
Per l'alimentazione, decidemmo di utilizzare un accumulatore ricaricabile sigillato da 12 V 10 Ah, in grado di alimentare il sistema per circa sei ore (tempo variabile in funzione della corrente assorbita dal faretto alogeno da 15 W; la cui luminosità è regolabile).

Ovviamente la telecamera non poteva essere fissa, per cui la dotammo di due motori (degli eccellenti e costosi motoriduttori Buhler" con corpo in pressofusione di alluminio), uno per la rotazione della testa, poco meno di 360 gradi, ed uno per il basculaggio, 210 gradi circa.

Come contenitore per monitor, accumulatore ed elettronica di controllo impiegammo, con risultati superiori alle aspettative, una valigetta per pescatori in robusta plastica.
Per le modifiche al contenitore per renderlo idoneo ad ospitare quanto necessitava io e a Claudio, passammo praticamente due nottate tra misure, piegatura a mano e con mezzi fortuna dei profilati di alluminio e assemblaggio della parti costituenti il mobile.
Per far comprendere la difficoltà di esecuzione del contenitore basti pensare fra monitor e coperchio, e fra zoccolo del tubo catodico e fondo della valigetta vi è uno spazio di soli due millimentri.

Il contenitore ultimato.

La telecamera, il faretto alogeno e il motoriduttore preposto al basculaggio della testa furono alloggiati in un leggero ma robusto scatolato composito in alluminio.
Per motivi di ingombro il motoriduttore preposto al basculaggio della testa lavora al contrario, nel senso che l'albero di uscita rimane fermo mentre il corpo gira.
Anteriormente, sopra l'obiettivo fu posizionato un led verde, indicante l'accensione delsistema e con funzione di conforto psicologico per chi dovesse trovarsi in sua prossimità (anche se la luce della telecamera fosse spenta il ed indicherebbe che il sistema è in funzione).
Con riferimento a quanto appena esposto, ad esempio è possibile seguire a distanza le operazioni di altri compagni, oppure, caso decisamente meno simpatico e auspicabile, monitorare un infortunato (chissà perché mi viene in mente Vermicino...).
Anteriormente al faretto è posto un diffusore da flash, amovibile, per adeguare l'apertura del fascio luminoso della lampada alla focale della telecamera.
Il diffusore lo si può rimuovere, per migliorare il funzionamento della telecamera in ambienti particolarmente stretti o per raddoppiare la distanza utile di illuminazione (max 12 m circa).

l motoriduttore per la rotazione, invece, fu fissato su una struttura realizzata in alluminio e polimero autolubrificante.
Il particolare meccanico in polimero oltre a fungere da supporto per il motoriduttore svolge la funzione anche di terzo punto di appoggio dell'albero di uscita opportunamente prolungato, accoppiamento questo rivelatosi piuttosto critico da realizzare (gli altri due punti, ovviamente, sono rappresentati dalle bronzine dell'albero stesso).
Il peso della testa completa della telecamera è di 750 grammi: 540 grammi il gruppo telecamera - faretto - motoriduttore per il basculaggio, il resto per la meccanica preposta alla rotazione.
Il tutto è collegato all'unità di controllo tramite due cavi lunghi 18 metri: uno provvede all'alimentazione della telecamera, del faretto, del motore per il basculaggio e porta i segnali segnali del microfono e per altoparlante.
Avendo utilizzato il cavo originale, il quale aveva un numero insufficiente di conduttori per le nostre necessità, sul rettro della telecamera è posto un deviatore per selezionare l'inserimento dell'altoparlante o la funzione di basculaggio.
Un deviatore con analoga funzione è presente sull'unità di controllo.
Il microfono invece è sempre attivo (la "valigetta" incorpora altoparlante e controllo del volume).
Il secondo cavo, di tipo extra flessibile 3x1, oltre a svolgere funzione portante per l'uso nelle verticali provvede ad alimentare il motore per la rotazione della telecamera ed il rivelatore di gas.
Per quest'ultimo fu utilizzato il kit LX 787 di Nuova Elettronica, anch'esso leggermente modificato per adattarlo alle nostre necessità.
Utilizzando un'asta telescopica per pennelli a rullo fu possibile realizzare un supporto estensibile fino a tre metri su cui fissare la telecamera, la quale richiede che l'apertura in cui inserirla abbia le dimensioni minime di 5 x 10 cm; ma del resto chi ha voglia di rendere percorribile una fessura 10 x 5 cm lunga un paio metri?

Il primo problema da superare fu che la telecamera smetteva di funzionare con tensioni di poco inferiori a 12 Volt, per cui fu necessario alimentarla tramite un convertitore CC-CC (DC-DC per gli anglofili) stabilizzato. Quello che ho realizzato fornisce alla telecamera 12 V quando la batteria è a 9 V (completamente scarica) e 13.5 V quando la batteria è almeno a 12,5 Volt.

Elettronica al completo.

Il secondo problema da risolvere fu come alimentare i motoriduttori in modo da avere i due sensi di rotazione in barba alla carenza di conduttori, del resto un cavo con più di tre conduttori anche per il sistema di rotazione era inutile, volendo mantenere l'indipendenza dalla testa vera e propria della telecamera (le due parti, infatti, all'occorrenza si possono anche separare).
La soluzione adottata fu quella di utilizzare un altro convertitore CC-CC con il positivo a massa per cui, tramite il controllo di rotazione o basculaggio si invia al motoriduttore interessato tensione positiva o negativa rispetto a massa.
Ovviamente questo convertitore è attivato e quindi alimentato solo utilizzando la funzione che ne richiede l'intervento.

Dall'unità di controllo è possibile effettuare le seguenti operazioni: rotazione e basculaggio telecamera, con indicatore led di "telecamera in asse"; regolazione continua della luminosità del faretto; funzione intenfonico (escludendo il basculaggio, avendo utilizzato per la telecamera il cavo originale: come già spiegato, mancavano dei conduttori per poter avere tutte le funzioni attive contemporaneamente).
In ogni caso il microfono è sempre attivo, potendo svolgere funzione di vigilanza.
Vi è poi la possibilità di videoregistrare quanto ripreso, prelevando i segnali audio e video tramite apposita uscita.

L'unità di controllo e la telecamera per il trasporto trovano posto, in una sacca da progressione.
Oltre alle regolazioni tipiche di un monitor (luminosità e contrasto), sul pannello dell'unità di controllo sono presenti i fusibili, alcuni indicatori di funzione, il led di batteria scarica, la presa jack per poter ricaricare la batteria dello speleointruder a mezzo alimentatore o batteria dell'auto e un led indicante la ricarica in corso, il ed indicante l'inserimento del gas detector, l'indicatore luminoso ed acustico di rilevazione gas, il pulsante per lo zoom (ingrandisce del 20% la parte centrale dello schermo), l'interruttore per la luce di servizio che illumina la zona a destra del monitor, dove il coperchio del vano batteria funge da appoggio per un blocchetto per gli appunti (c'è anche il porta biro), l'interruttore per il faretto della telecamera con relativa regolazione di intensità.
La luce di servizio, così come un orologio LCD a numeri giganti e un astuccio contenente alcuni ricambi ed accessori sono fissati sotto il coperchio, il quale è dotato di arresto all'apertura.
Non poteva mancare un piccolo speleo-gadget, basato sulla seguente filosofia: se è vero che entrare nelle viscere della montagna è un po' come ripercorrere in senso inverso il "viaggio" fatto durante il parto, si può concludere che lo speleologo sia un infante, per cui cosa c'è di meglio di una bella ninna-nanna mentre egli si trova in grotta? AII'uopo, è possibile inviare all'altoparlante della telecamera le note di "dormi dormi mio tesoro", motivo prelevato e corretto nella forma d'onda da un circuitino di quelli che si trovano inseriti nelle buste musicali per auguri, reperibili in cartoleria.

Complessivamente, la spesa fu di circa 1.100.000 lire (circa 570 degli attuali euro, euroarrotondamenti permettendo), di cui 360.000 per l'acquisto della telecamera, 150.000 per il televisore, 80.000 per l'accumulatore, 29.000 lire per due faretti alogeni (uno di ricambio), 25.000 per la valigetta, il resto è costituito da motoriduttori, alluminio, comporenti elettronici, cavi ecc.
Purtroppo alcune scelte hanno condizionato negativamente alcuni dei proponimenti iniziali, quali il fattore ingombro (monitor CRT da 7") ed il peso (accumulatore da 10 Ah) per quanto riguarda l'unità di controllo, mentre per il sistema di ripresa hanno influito il tipo di telecamera ed il faretto, con specchio dicroico e vetro di protezione; ovviamente i (robusti) motori utilizzati con i loro centoquaranta grammi cadauno hanno contribuito sensibilmente al peso complessivo.

La realizzazione dello Speleointruder, oltre che dallo scrivente, fu resa possibile grazie a Giorgio Bertero ed a Claudio Vaselli (ovvero il Claudio ed il Giorgio di cui parlavo all'inizio di questo articolo) i quali hanno collaborato a vario titolo, nonché contribuito economicamente, cosa di cui si sono amaramente pentiti (scherzo) quando presentai loro le pezze giustificative per la divisione delle spese.
L'impiego dello Speleointruder si è rivelò abbastanza agevole; fu ovviamente necesario impratichirsi sull'uso dei comandi di orientamento della telecamera ed abituarsi ad osservare le immagini che a volte si presentano capovolte, in quanto essendo il sistema di visualizzazione analogico non è possibile invertire l'immagine sul cinescopio per presentarla diritta quando la telecamera è capovolta perché la geometrie del tubo sono tarate a mezzo magneti permanenti secondo una precisa disposizione di collegamento del giogo di deflessione.
Più precisamente, se è vero che ottenere l'inversione dell'immagine è cosa semplice assai è altrettanto vero che, per effetto della citata taratura delle geometrie, essa quando invertita risulterà più o meno distorta.
Una prolunga di 12 metri rende possibile portare la telecamera a trenta metri dall'unità di controllo.

Mi è giunta notizia che un Gruppo Speleologico triestino ha realizzato qualcosa di simile, ma purtroppo, al momento della stesura di questo articolo non mi è stato possibile avere informazioni più precise, anche per poterle inserire in eventuali e doverose note bibliografiche.