Home De Avalon Pagina's Grotten in Belgie The Avalon Pages Caving in Belgium

Custom Search
 


Ecological Chemistry:


Caving & Climbing gear:

Outdoor and Innovation

Gemeente Edegem:

 
SDWorx:


Omhoog/Up

Hotnews Welkom bij Avalon! Wat doen wij? Jaaroverzichten Jaar tot Jaar Straffe verhalen Europese grotten Onze ontdekkingen Grotbescherming Techniek Software Memoires holenmens Explo's Anialarra Fotogalerijen Artikels & Docs De Avalon Flash Video Zone

TECHNIEK EN TOPOGRAFIE
De grotradio



SAMENVATTING:
Een beschrijving van de eerste Belgische "grottofoon", waarmee draadloos stemcontact mogelijk is tussen de oppervlakte en een ploeg die zich ondergronds bevindt. (auteur: Herman Jorens)

INLEIDING

Diegene die al eens geprobeerd heeft om met een Walky-Talky een verbinding te maken tussen speleologen onder de grond en op de oppervlakte, weet dat dit niet mogelijk is. Ook verbinding in een grot is op deze manier zo goed als onmogelijk.
Hiervoor bestaan de zogenaamde grotradios, die door hun speciale techniek in staat zijn om signalen door rots te zenden.
In Engeland zijn ze reeds een aantal jaren in gebruik, maar hier op het vasteland hoor je er bitter weinig van. In België zijn, zover ik weet, nog geen grotradios gebouwd of in gebruik. In Frankrijk weet ik enkel dat er reeds enkele experimenten werden uitgevoerd met gewone zenders.

 

WAT GESCHIEDENIS

Radioverbindingen doorheen vaste stoffen of vloeistoffen zijn niet eenvoudig. Hoe hoger de frequentie van de zender hoe meer en hoe sneller de radiogolven door de omringende materie worden geabsorbeerd. Het resultaat is dat het bijvoorbeeld onmogelijk is om met walky-talkies een verbinding tussen een grot en de oppervlakte te maken. Ook is het onmogelijk om met normale zenders in een grot met elkaar te communiceren. Enkel wanneer de zender en de ontvanger elkaar kunnen "zien" is er een verbinding mogelijk.

Hoe lager de frequentie waarop wordt uitgezonden hoe beter de golven doordringen in vaste stoffen. Onderzeeërs maken reeds lang gebruik van zeer lage frequenties, die ze uitzenden met antennes die ze achter zich aanslepen, om radioverbinding te maken met stations aan de oppervlakte. Het nadeel is echter dat om te kunnen zenden op zeer lage frequenties de antennes extreem groot worden. Daarom wordt bij grotradios gebruik gemaakt van de induktie die opgewekt wordt in kleine cirkelvormige (loop) antennes.

Midden de jaren zeventig ontstond bij een aantal Engelse speleologen het idee om te gaan experimenteren met zenders op zeer lage frequentie (VLF) om te trachten zo een radioverbinding te kunnen maken tussen speleologen boven de grond en speleologen onder de grond. Na enkele jaren van bouwen en herbouwen van zenders en ontvangers en het uitvinden van geschikte antennes kwam de eerste radioverbinding tot stand tussen grot en de oppervlakte. Deze eerste zenders hadden nog forse afmetingen en verbruikten veel stroom zodat grote batterijen moesten meegesleept worden in de grot. Geleidelijk aan verbeterden de zend/ontvangers en werden de Ogofone en de Molofone gebouwd. De diepten die werden bereikt waren ongeveer 150 à 180m.

De Molofone werd commercieel gemaakt en is nu nog steeds te koop. Het ontwerp is geheim. Het ontwerp van de Ogofone werd openbaar gemaakt, wie wil en er de moed voor heeft kan deze "cave radio" nabouwen. De antenne is een cirkelvormige antenne (loop) van één meter diameter opgebouwd uit 64 windingen flatkabel, zoals gebruikt in computers. De zend/ontvanger zit in een munitiekoffer (de Engelsen sleuren nu eenmaal graag met die dingen door een grot). De batterij zit in een aparte kist.

 

HUIDIGE TOESTAND

Op dit moment is de toestand nu zo dat in Engeland de "cave radio" algemeen in gebruik is bij de lokale Speleo Secours (Cave Rescue Organisation). Voor hen is er geen gesleur meer met telefoondraden doorheen een grot naar de plaats van het onheil. Eenvoudig twee ammo kisten meenemen, de boel monteren en er is radiokontakt met de oppervlakte. Desnoods wordt de zend/ontvanger ook nog verbonden met de telefoon en kan de reddingsploeg onder de grond in kontakt komen met bijvoorbeeld een ziekenhuis.

In Canada werd een zender gebouwd waarmee diepten tot 350m worden bereikt. De meeste zenders bereiken echter nog maar steeds een diepte van ongeveer 150m.

In Engeland bestaat er ook een groep van geïnteresseerden in grotradios die zich de CREG (Cave Radio & Electronics Group) noemen. Zij zijn een onderdeel van de BCRA (British Cave Research Association). Deze mensen zijn intens bezig met experimenten op het gebied van radioverbindingen in grotten. Hier is ook de lokatiezender geboren. Een zender die werkt op zeer lage frequenties(3KHz) en waar zeer nauwkeurig een plaatsbepaling aan de oppervlakte mee kan gebeuren. Jan Geboers heeft zulk een zender en ontvanger gebouwd en hij speelt het klaar om aan de oppervlakte tot op enkele decimeters nauwkeurig de plaats en de diepte te bepalen waar zich de zender, die ondergronds staat, bevindt (zie Spelerpes 79).

 

DE BOUW VAN EEN GROTRADIO

Door omstandigheden liep ik reeds geruime tijd met het idee rond om een grotradio te bouwen. De Ogofone is echter te ingewikkeld om zo maar te bouwen (wie ooit eens een spoel heeft moeten wikkelen voor een ontvanger weet waarover het gaat). Zo kwam ik dan afgelopen winter in kontakt met de CREG. In het blad dat de CREG uitgeeft ontdekte ik een ontwerp van een nieuwe grotradio. Opgebouwd met moderne onderdelen bood deze zender alles wat je van zo'n ding mag verwachten. Klein, robuust, geen spoelen die je zelf moest wikkelen en vooral een redelijke beschrijving van de schema's.

En zo nam ik kontakt op met de auteur, John Hey, speleoloog, radioamateur (G3TDZ), ingenieur elektronica en vooral, zo zou later blijken, een bereidwillig persoon.

De bouw van de zend/ontvangers was niet eenvoudig. Niettegenstaande de schema's van John moesten er nog enorm veel problemen van allerlei aard opgelost worden. Mensen in mijn omgeving geloofden niet in de haalbaarheid van het projekt, hetgeen mij nog meer motiveerde om door te zetten. In de eindfase werkte ik elke avond aan de zenders, soms tot 2 uur in de morgen. John en ik faxten tot tweemaal per week met elkaar om problemen op te lossen die zich tijdens de bouw voordeden.

Op 2 juni 1996 was het dan zover en werd de eerste veldtest in een grot uitgevoerd. Samen met Patrick van onze club heb ik dan een radioverbinding gemaakt doorheen 60m rots. De verbinding was zeer goed wat wil zeggen dat we elkaar probleemloos konden verstaan. Het was voor zover ik weet de eerste keer in België dat er een draadloze verbinding werd gemaakt tussen iemand in een grot en iemand aan de oppervlakte.

Telefoneren op -100 m!Aan de ontvanger diende echter nog wat te gebeuren om het resultaat optimaal te maken. Na nog wat soldeerwerk en een fax naar John werd er dan op 16/6 een tweede test gedaan tussen de oppervlakte en de sifon van de Trou Weron. 106m diepte werden er overbrugd (zie foto hiernaast). De grot ligt echter onder de hoogspanningslijnen die boven de wei lopen. De storingen hierdoor veroorzaakt maakten dat de verbinding niet optimaal was. Een derde test werd gedaan tussen de sifon in de Grotte St.Anne en het bos erboven. Er werd zonder problemen kontakt gemaakt, de diepte werd door Jan Geboers gepeild en bedroeg 95m.

Onlangs, in oktober '96, zat onze club in Engeland en namen we deel aan een "field-meet" van de CREG. Plaats van het gebeuren was een oude kopermijn nabij Richmond. Met verschillende grot-radio's werd geëxperimenteerd en de mijne haalde een bereik van 140 m doorheen pure rots. Dit wil zeggen dat de stem nog net verstaanbaar is, zij het zwak. Gaat men nog verder dan overstemt de ruis de stem volledig.

 

HOE ZIET ZO'N DING ER NU UIT?

De zend/ontvanger heeft de grootte van een flinke autoradio, echter minder diep. Op de front zitten de bedieningsknop en schakelaars en de aansluitingen voor microfoon, antenne en de batterij. Dit alles past in een munitiekoffertje waarin ook nog een vak gemaakt is waarin de batterij past met de microfoon en een doekje om de boel proper te houden. In de munitiekoffer zit er rond de zend/ontvanger schokdempend materiaal. De koffer sluit waterdicht af.

De antenne bestaat uit een zeskant van 22 windingen soepele draad van 0,75mm², en heeft een diameter van 1 meter. De antenne is gemonteerd op drie kruiselings gemonteerde houten latten. Alles is zodanig gebouwd dat de antenne kan opgevouwen worden en kan vervoerd worden in een PVC rioolbuis van 110mm , voorzien van een waterdicht deksel.

De zender werkt op 87KHz, in SSB modulatie en geeft een uitgang van 10W. In feite moeten we praten over induktiezenders, omdat het de induktiegolven zijn die in de aarde doordringen.

 

DE WERKWIJZE

De zender is voorzien van een "baken". Wanneer men dit inschakelt zendt de zender automatisch een soort van morse-signaal zodat het mogelijk is om met de ontvanger de zender op te sporen. Dit baken is zeer krachtig zodat het over een grote afstand kan worden opgevangen.

De ene zender wordt in de grot geplaatst, de antenne wordt plat op de grond gelegd. Als dit klaar is wordt het baken ingeschakeld. De zender begint nu te zenden in morsecode. Aan de oppervlakte wordt dit signaal met het andere toestel ontvangen. De antenne aan de oppervlakte wordt vertikaal gehouden. Door te draaien met de antenne kan de plaats bepaald worden waar de zender zich bevindt. Wanneer er geen signaal ontvangen wordt wijst de antenne in de richting van de zender. Eens deze plaats bepaald is, begeeft men zich er zo dicht mogelijk naartoe. Dan wordt ook deze antenne plat op de grond gelegd en wordt er stemkontakt gemaakt.

 

PRAKTISCH NUT

Wat kun je nu met zo'n zend/ontvanger doen?

- Tijdens reddingen onder de grond: het voordeel van radio kontakt tussen de redders ondergronds en de oppervlakteploegen spreekt voor zich. Daarbij is het makkelijker om een zender door een grot te dragen dan een telefoonlijn te moeten leggen. Bovendien is het mogelijk om de bovengrondse zend/ontvanger te koppelen aan de telefoon of aan een andere zender zodat ondergrondse redders in kontakt kunnen komen met bv. een arts of een expert.

- Tijdens exploraties in zeer crue gevoelige systemen kan het nuttig zijn dat de ploeg onder de Beam us up, Scotty!grond op de hoogte wordt gehouden van de weersomstandigheden boven de grond.

- Tijdens duik-exploraties. De zend/ontvanger werkt ook tussen twee delen van een grot of twee verschillende grotten. Zo kan er een zend/ontvanger opgesteld worden voor een sifon en kan het andere toestel meegegeven worden met een duiker die het dan opstelt achter de sifon. Aldus is er stemkontakt tussen de duiker en de niet-duikers. Dit is zeer geruststellend (voor beide partijen) en laat de duiker toe om eventuele problemen te signaleren.

- Een ondergrondse ploeg kan haar terugkeer aankondigen zodat de oppervlakteploeg het bier te koelen kan zetten...

- Voor het maken van plaats- of diepte bepalingen. Het toestel laat immers toe om op identieke wijze als met het "radio-lokatieapparaat" een plaatsbepaling te doen (waarbij men het "baken" opzet). Hierbij heeft men het enorme voordeel dat er stemkontakt is tussen beide ploegen wat het mogelijk maakt om op één dag, meerdere plaatsbepalingen te doen. Zonder stemkontakt moet men dit alles vooraf afspreken en in een strak tijdschema gieten, dat dan ondergronds vaak onhaalbaar blijkt.

Het maken van een diepte-bepaling gebeurt door het meten van de hoek van de golven. Dit gaat als volgt: Allereerst wordt de plaats aan de oppervlakte zo nauwkeurig mogelijk bepaald en gemarkeerd (antenne vertikaal; zoals beschreven in Spelerpes 79). Dan verwijdert men zich enkele meters van dit nulpunt, houdt men de bovengrondse antenne horizontaal en kantelt ze traagjes naar beneden, tot het signaal verzwakt en uitdooft. Men meet met een clinometer, bij voorkeur een elektronische clinometer, de helling van het frame van de antenne. De diepte kan dan afgeleid worden uit deVeldlijnen van een molofoon formule:

Diepte = 2L / V((9tanÀ²) + 8-3tanÀ))

waarbij:

V=vierkantswortel
L= afstand tussen nulpunt en centrum van de antenne
À= hoek tussen antenne en aarde (helling van de antenne)
Een eenvoudiger alternatief is om de plaats te zoeken waar de hoek van de antenne 45° bedraagt. De diepte is in dat geval 1,77 maal de afstand tot het nulpunt . Dit is op het terrein benaderend te bereken door de afstand te vermeningvuldigen met 2 en er dan 10% van af te trekken...bv:

22 m x 1,77 = 38,9 m

of.. 22 m x 2 = 44 m -10% = 39,6 m.

 

SLOT

Waarom ben ik aan de bouw van deze toestellen begonnen?

Simpel omdat het me mateloos interesseert en ook omdat het tijd werd dat er eens zo'n toestel werd gebouwd in België. Ik hoop dat er door de bouw van deze zend/ontvangers meer mensen komen die willen experimenteren met elektronica voor de speleologie.
In Engeland experimenteren ze nu met zogenaamde Cave Pagers. Een soort speleopieper waarmee verschillende ondergrondse ploegen tegelijkertijd kunnen gewaarschuwd worden.
Ik ben er dan ook van overtuigd dat binnen enkele jaren zend/ontvangers in de speleowereld gemeengoed zullen zijn. Ze zullen altijd kleiner worden en dieper kunnen doordringen in de aarde. Misschien komt er een dag dat er iemand op -1000 draadloos praat met iemand aan de oppervlakte...
Ik heb ook nog een artikel geschreven met een uitleg over de werking van het fenomeen "induktieradio". Hierin staan de werkingsprincipes van induktieradio en de uitleg waarom één en ander juist zo moet of juist zo niet mag zijn. Indien er mensen geinteresseerd zijn kunnen ze mij hieromtrent steeds kontakteren. Mensen die meer informatie hebben over induktieradio, over experimenten die in België reeds werden uitgevoerd of die zelf geïnteresseerd zijn in induktieradio kunnen mij steeds kontakteren

Jorens Herman, Randerode 68, 2940 Stabroek, Belgie
tel:03/568.16.45 fax:03/561.40.56 (t.a.v. Jorens H.)

 

Wil je meer weten over grotradio's, en dan meer bepaald het in Frankrij ontwikkelde "Nicola" systeem, surf dan naar de pagina's van Graham Naylor, de ontwerper ervan:

http://naylorgr.perso.cegetel.net/cave_radio/


LAATSTE NIEUWS!! 350 m bereikt!

Actueel experimenteren we met totaal andere antennes. Deze bestaan stomweg uit twee electriciteitsdraadjes die in tegengestelde richting op de grond worden uitgezet en aan de uiteinden in de grond worden vastgeprikt. Hoe langer de draden, hoe dieper men kan communiceren.  In april 98 werd door ons, met draden van 17 m lang, in een zuid-franse grot een test uitgevoerd. Een verbluffend kristalheldere stemcommunicatie werd aldus tot stand gebracht, op 350 m diepte!  Wat een gevoel om Herman droogweg te horen zeggen: "ik lig hier in het gras te zonnen, en naar de vogeltjes te luisteren"... terwijl voor ons de weg omhoog nog héél lang was.
Dit nieuwe systeem opent enorme perspectieven. Allereerst zijn deze antennes supercompact: een handvol opgerold electriciteitssnoer volstaat.  Tevens halen we nu dieptes die er mogen zijn, en 't bijlange niet de limiet: ook de Fransen hebben John Hey's grotradio nagebouwd en in de Dent de Crolles werden er dieptes mee gehaald boven de 600 meter (met antennedraden van 80 m lang weliswaar)!  Het is duidelijk dat deze radio's de komende jaren tot de standaarduitrusting zullen behoren van elk exploratie-team dat in grote of diepe grotten werkzaam is of er bivakkeert. Wordt vervolgd, wij houden U op de hoogte!

 
Contacteer/contact us:  SC Avalon vzw
Privacy beleid: Wij maken gebruik van externe advertentiebedrijven om advertenties weer te geven wanneer u onze website bezoekt. Deze bedrijven gebruiken mogelijk informatie (niet uw naam, adres, e-mailadres of telefoonnummer) over uw bezoek aan deze of aan andere websites om advertenties weer te geven over goederen en services waarin u wellicht geïnteresseerd bent. Als u hierover meer informatie wenst of als u wilt voorkomen dat deze bedrijven deze informatie gebruiken, klikt u op deze link: http://www.google.nl/privacy_ads.html