Il paradosso delle Batterie al litio 1,5V nelle Radio PMR446

Da tempo volevo provare le batterie al litio AAA da 1,5V che, sulla carta, promettono durata triplicata rispetto a delle normali ricaricabili da 1,2V e che soprattutto mantengono un’efficienza pressoché identica per tutta la durata della scarica.

Ma (ebbene sì, c’è un “ma”), le batterie al litio sono celle da 3,7V portate a 1,5V tramite un convertitore elettronico che, IMHO, crea qualche problema alle radio. Di seguito un test (senza strumenti professionali o basi scientifiche) e le conclusioni che ne ho tratto.

La durata

L’efficienza energetica e l’autonomia estesa

Le celle al Litio vantano una densità energetica significativamente più alta rispetto alle controparti NiMH di pari formato (AAA). Ma il vero segreto della loro longevità nei WT500 risiede proprio nel circuito DC-DC. Mentre una batteria tradizionale vede calare la propria efficienza man mano che la tensione scende (costringendo i circuiti della radio a lavorare in condizioni non ottimali), la batteria al Litio fornisce 1,5V costanti fino all’ultimo joule disponibile.

Il tutto si ripercuote anche in fase di trasmissione (TX), il walkie-talkie richiede un picco di corrente elevato e le batterie al Litio gestiscono questi transienti con estrema disinvoltura, mantenendo stabile lo stadio finale di potenza. Questo si traduce in un’autonomia che, in termini di ore di utilizzo attivo, nel test può superare del 30-40% quella delle comuni ricaricabili NiMH da 600-900 mAh fornite di serie.

Il “Blind Spot” dell’indicatore di carica e lo spegnimento improvviso

Un aspetto critico emerso dai test riguarda la gestione dell’energia e la sicurezza operativa. I circuiti di protezione e regolazione delle batterie al Litio da 1,5V presentano un comportamento dicotomico che trae in inganno l’elettronica del WT500.

Tensione piatta vs curva di scarica

Le batterie NiMH e alcaline hanno una curva di scarica naturale: la tensione scende gradualmente man mano che l’energia si esaurisce. Il software del PMR446 legge questo calo di voltaggio e lo traduce nelle “tacche” dell’icona batteria sul display, avvisando l’utente con l’ultima tacca lampeggiante o un segnale acustico prima dello spegnimento.

Al contrario, il circuito DC-DC delle batterie al Litio mantiene forzatamente l’uscita a 1,5V costanti fino all’ultimo istante di vita della cella interna.

Il rischio del “Blackout” improvviso

Per la radio, la batteria risulta sempre “carica al 100%”, anche quando la cella al litio è quasi scarica. Questo crea un falso senso di sicurezza:

L'indicatore sul display segnerà sempre il massimo della carica.

Non ci sarà alcun preavviso sonoro di batteria scarica.

La radio si spegnerà istantaneamente e senza appello non appena il circuito di protezione della batteria (BMS) taglierà l'erogazione per evitare danni alla cella.

Se ne deduce che, in un contesto outdoor, dove la comunicazione può essere vitale, l’uso di queste batterie può introdurre un’incognita rilevante. Mentre con le NiMH l’utente può gestire il rientro o il cambio batterie vedendo l’icona calare, con le Litio da 1,5V ci si ritrova con un dispositivo completamente inerte senza alcun segnale preventivo.

L’obiettivo del test era inoltre verificare se l’utilizzo di batterie Li-ion da 1,5V con circuito di regolazione integrato potesse influenzare le prestazioni dei portatili Forclaz WT500. Il test è stato condotto su tre unità identiche, scambiando ciclicamente i set di batterie (NiMH 1,2V e Litio 1,5V) per isolare ogni variabile legata a possibili difetti hardware dei singoli dispositivi.

La “sordità” del ricevitore

Nei test effettuati, i risultati sono stati univoci: indipendentemente dalla radio utilizzata, l’unità equipaggiata con batterie al Litio da 1,5V ha mostrato, nel test, una riduzione evidente della sensibilità in ricezione. Mentre le radio con batterie NiMH (1,2V) ricevevano segnali distanti in modo chiaro, la radio con le Litio, nelle prove effettuate, rimaneva muta o apriva lo squelch solo in presenza di segnali molto forti e vicini.

L’evidenza empirica e le possibili cause

Il convertitore DC-DC e l’EMI

A differenza delle batterie tradizionali, le Li-ion da 1,5V ospitano un micro circuito DC-DC step-down (solitamente di tipo buck converter). Questo componente trasforma elettronicamente la tensione nativa della cella (3,7V) in 1,5V tramite uno switching ad alta frequenza. Se il circuito non è schermato adeguatamente, emette interferenze elettromagnetiche (EMI) all’interno del vano batteria.

Innalzamento del Noise Floor

Le emissioni del convertitore agiscono direttamente sull’elettronica della radio, innalzando il cosiddetto noise floor (tappeto di rumore). Quando il rumore generato internamente dalla batteria supera il livello del segnale radio in arrivo, quest’ultimo viene letteralmente “annegato”.

Desensibilizzazione del Front-End

Il ricevitore del WT500, pur essendo un ottimo prodotto per la sua fascia economica, si ritrova con il front-end (lo stadio d’ingresso del segnale) saturato da queste spurie a radiofrequenza. La radio diventa “sorda” non perché sia un prodotto poco sensibile ma perché il suo “udito” è accecato dal rumore elettronico a pochi millimetri dall’antenna e dai circuiti di sintonia.

Nonostante il vantaggio di una tensione costante a 1,5V e della leggerezza, le batterie al Litio con circuito integrato, sulla base di quanto osservato, risultano sconsigliate per l'uso radiofonico critico. La stabilità del voltaggio non compensa la perdita di sensibilità, che in contesti montani o di emergenza può fare la differenza tra ricevere una chiamata di soccorso o restare isolati.

Mirko 1LOM377
Progetto PMR