|
Di seguito gli interventi pubblicati in questa sezione, in ordine cronologico.
I (don’t) take a fake again…
Da qualche tempo su ebay e’ possibile acquistare un analizzatore di spettro dotato di un generatore secondario di segnale. Si tratta di uno scatolotto di dimensioni paragonabili ad un pacchetto di sigarette disponibile in due versioni, da 35 MHz a 4,4 GHz e da 138 MHz a 4,4 GHz.
Fig 1 analizzatore di spettro cinese
Lo scatolotto fa uso di un generatore di segnale costituito da un AD4350 nella versione con frequenza di lavoro minima di 138 MHz o da un AD4351 nella versione che parte da 35 MHz. Il mixer e’ costituito da un IAM 81008 (marcato sulla scheda come M810) ed il rivelatore e’ un chip logaritmico AD8307.
Il tutto e’ governato da un microcontrollore ATmega che colloquia con il mondo esterno mediante un FT232RL.
Il prezzo, comprese le spese di spedizione, si aggirano sui 60 euro per la versione che parte da 138 MHz e sui 90 euro per la versione che parte da 35 MHz.
Incuriosito dalle prestazioni dichiarate in relazione al basso costo di acquisto, ho comprato la versione da 138 MHz, la piu’ economica, insieme ad un generatore di rumore offerto a poco piu’ di 20 euro.
Il pacchetto, fornito di codice di tracciamento internazionale, e’ stato spedito gratuitamente e mi e’ arrivato, senza spese doganali, in circa 40 giorni ( ci ha messo 10 giorni solo per lasciare Hong Kong verso le poste cinesi…).
Nella confezione, molto accurata, ho trovato lo scatolotto, il noise sourge con relativo alimentatore, un cavetto USB del tipo stampante, due cavetti da circa 20 cm l’uno intestati con connettori SMA e un dischetto con i driver ed il software di gestione.
Appena aperto il pacchetto ho subito collegato lo scatolotto al PC di casa, su cui gira win7, dopo aver in precedenza installato i driver ed il software di gestione (WinNWT4).
Tutto e’ andato liscio, i driver sono stati riconosciuti ed il software di gestione , dopo una breve fase di configurazione, mi ha permesso di pilotare la scansione in ingresso e di utilizzare il sintetizzatore di frequenza in uscita.
Bello! La cosa sembrava promettente, ma per mancanza di tempo scollego il tutto e rimando al giorno successivo ulteriori verifiche.
L’indomani provo ad installare il dispositivo su un notebook, ma nonostante tutti i tentativi ed il reperimento dei driver aggiornati, ottengo sempre l’avviso che il sistema non e’ riuscito a trovare i driver adatti.
Al momento del collegamento del dispositivo alla porta USB viene riconosciuto come FT232 USB to UART ma i driver non vengono trovati.
I misteri dell’informatica sono tanti e quindi, pensando ad un problema relativo al notebook provo l’installazione su altri due PC portatili e su uno fisso ottenendo sempre gli stessi risultati. Provo allora su un PC dotato di winxp ed i risultai non cambiano…..
Infine collego lo scatolotto sull’unica macchina sulla quale aveva funzionato al primo colpo e….. niente, anche qui i driver si sono persi.
Passo una giornata a provare driver alternativi, stravecchi, vecchi e nuovi. Niente da fare.
Comincio a documentarmi su internet.
Fake o non fake?
Il fenomeno dei componenti elettronici fasulli “Made in China”, e’ una vecchia storia. Mi ricordo una scheda madre di tanto tempo fa con i chip di memoria cache saldati sopra costituiti da pezzi di plastica con piedini metallici ( il firmware abilmente contraffatto faceva credere al sistema che il materiale amorfo fosse puro silicio dotato di memoria…). Noti e reperibili in rete sono documentati casi di condensatori elettrolitici ad alta tensione di lavoro costituiti da un cilindro di alluminio con relativo tappo ed un piccolo condensatore all’interno.
La diffusione di componenti elettronici fasulli, perloppiu’ cinesi, non e’ limitata purtroppo ai prodotti cinesi in quanto detti componenti raggiungono i mercati internazionali e vengono impiegati anche in apparechiature militari ed industriali. Un esempio: http://www.bbc.com/news/world-us-canada-18155293
Corre voce che i meccanici di una nota casa di motori marini fuoribordo, la cui elettronica di controllo e fatta in Cina, non riescano a stabilire la comunicazione tra il programma di diagnostica ed il motore stesso….
Problemi di comunicazione con il PC sono stati riscontrati anche su alcuni esemplari di Arduino 2009 che montavano chip FT232, come si puo’ evincere dal seguente post: http://hackaday.com/2014/02/19/ft232rl-real-or-fake/#comment-1947068
Che e’ successo al mio analizzatore?
In pratica, il chip FT232RL che ha il compito di adattare i segnali della porta USB al livello TTL dell’ATmega semplicemente non e’ un FT232RL…. ma un microntrollore opportunamente programmato e mascherato (e ritargato FT232RL) in modo da far credere al computer che si tratti di un chip genuino.
La cosa ha funzionato per un po’ di tempo, finche’ il il produttore del chip originale non ha scoperto la frode ed ha messo in giro driver aggiornati che si rifiutano di riconoscere come originali i chip cinesi contraffatti.
Ed e’ cosi’ che da un giorno all’altro aggeggi funzionanti (quasi) perfettamente sono stati messi fuori uso.
Cosa fare?
La soluzione che subito viene in mente e’ quella di sostituire il finto FT con uno genuino.. Facile a dirsi.
Intanto bisognerebbe accertarsi che il chip in sostituzione sia genuino, e comunque dissaldare e risaldare un chip a montaggio superficiale dotato di 28 microscopici piedini non e’ impresa da tutti. E comunque non e’ impresa economica.
Riportiamo in vita il cadavere.
Cosa fare quindi? Aperto lo scatolotto ci si rende conto che dei 28 piedini dell’FT232 ne vendono impiegati solamente 4: 2 per interfacciarsi alla porta USB e due (TX ed RX) per colloquiare con il processore. La linea in trasmissione e quella in ricezione non sono direttamente collegati all’ATmega ma mediante resistenze da 1000 ohm a montaggio superficiale, una per linea.
L’idea e’ quindi quella di isolare l’FT232 dall’ATmega dissaldando e togliendo le due resistenze e portare fuori, mediante due nuove resistenze, le linee RX e TX del processore che erano originariamente pilotate dal piedino 1 TXD e dal piedino 5 RXD del FT232.
Contemporaneamente deve essere resa accessibile dall’esterno l’alimentazione a 5 V della scheda, saldando due conduttori sulle piazzole dello stampato dove e’ collegato il connettore originale USB.
Le fotografie qui sotto illustrano in maniera semplice il concetto:
Fig2: resistenze R55 e R56 da togliere
Fig. 3 Piazzole dove collegare i fili di alimentazione
Fig 4 Vista di insieme dove intervenire
Fig 5 Collegamento fili alimentazione rosso=positivo marrone= negativo
Fig 6 TXD mediante resistenza da 470 ohm
Fig 7 RXD mediante resistenza da 470 ohm
Fig 8 Vista d’insieme dei 4 fili da portare fuori. Il filo arancione non e’ collegato
Bene, adesso che abbiamo saldato le nostre due resistenze ed i nostri 4 fili provvediamo a fissarli ed isolarli con poche gocce di colla a caldo. Attenzione a non esagerare se no la scheda non entra piu’ nel suo contenitore.
Ricordiamoci di controllare con il tester, prima di incollare, che non vi siano cortocircuiti.
Fig 9 Fissaggio ed isolamento saldature con colla a caldo
E Adesso?
Terminata l’operazione abbiamo 4 fili riportati al di fuori dello stampato. Di questi, 2 sono necessari per l’alimentazione a 5 V originariamente fornita dalla porta USB e gli altri 2 trasportano i segnali utili per il colloquio tra la scheda ed il PC.
A questo punto abbiamo varie posiibilita’ di interfacciamento:
- Possiamo usare una scheda esterna FT232RL
- Possiamo usare un’interfaccia seriale mediante un chip MAX 232
- Possiamo usare qualsiasi altra schedina di interfaccia che converta i segnali da USB a TTL
Avendo a disposizione alcune economicissime schedine USB - TTL basate sul chip CP2102 della Silicon Labs ho optato per l’utilizzo di una di queste.
Queste piccolissime schede sono reperibili in varie versioni , alcune che rendono accessibili solo le line TX ed RX ed altre che rendono accessibili tutti i segnali di una porta seriale.
Per il nostro scopo e’ sufficiente una delle prime schede:
Fig 10 interfaccia CP2102 avanti
Fig 11 interfaccia CP2102 retro
Fig 12 Altra schedina CD2102 utilizzabile
Come si vede dalle immagini, dal pettine dell’interfaccia sono direttamente accessibili l’alimentazione a 5 V ed i segnali TXD e RXD (la D sta per direct).
Se per prelevare i segnali e l’alimentazione dal nostro dispositivo abbiamo utilizzato il cavetto in dotazione alla scheda CD2102 abbiamo gia’ dall’altro lato i connettori necessari al collegamento:
Fig 13 fili collegati all’interfaccia
Attenzione: abbiate cura di collegare adeguatamente i fili di alimentazione, il filo di massa al GND ed il positivo al +5V dell’interfaccia. Questi fili non vanno in alcun modo invertiti, pena distruzione del nostro dispositivo. Per quanto riguarda i segnali TX e RX alcune schede riportano TXD e RXD altre TXC e RXC. In quest’ultimo caso la C sta per “crossed” ed i fili, solo questi, vanno invertiti. Comunque se invertite l’RX con il TX non succede nulla, dovrete solo ricollegarli correttamente nel caso il programma sul PC non riesca a dialogare con la scheda. In ogni modo io personalmente non mi assumo nessuna responsabilita’ di quello che fate.
Conclusioni
Collegare la spina USB dell’interfaccia CP2102 al PC ed installate i driver scaricati da Silicon Labs. A questo punto prendete nota, dal pannello di controllo, del numero di COM assegnato dal PC alla vostra interfaccia per poterlo inserire nella configurazione del programma di gestione dell’analizzatore di spettro. Se avete fatto le cose come si deve il vostro scatolotto tornera’ magicamente a funzionare.
Il funzionamento e l’utilizzo dell’analizzatore di spettro cinese verra’ illustrato in un prossimo articolo.
L’interfaccia proposta costa pochi euro ( 2 – 3 euro) ed e’ utilissima per resuscitare cadaveri elettronici deceduti a causa di chip FT232 fasulli. Si tratta solo di individuare i collegamenti che vanno dal piedino 1 e dal piedino 5 dell’FT, isolarli e riportare i segnali all’esterno mediante una resistenza da 470 – 1000 ohm.
NOTA: le modifiche proposte, benche’ semplici, devono essere effettuate da persone con un minimo di esperienza in montaggi elettronici. Se non vi sentite in grado di fare queste modifiche, o non siete adeguatamente attrezzati, fatele fare ad un amico esperto oppure ad un tecnico qualificato. Il sottoscritto ha redatto il presente articolo a solo scopo divulgativo e non puo’ essere ritenuto responsabile di eventuali danni arrecati agli apparati oggetto di modifica. Chi effettua queste modifiche lo fa a proprio rischio e si assume la piena responsabilita’ dei danni eventualmente arrecati.
Detto questo, vi do i miei migliori
73 de iw0dvv Mariano
La fabricazion d'une lampe triode,
eccezionale documento di F2FO - Claude Paillard
Le VLF rappresentano un ottimo campo di sperimentazione per l’OM che non si limiti ad operare sulle bande HF. Dove le HF sono il regno di apparati commerciali piu o meno costosi , regno in cui il radioamatore si limita spesso, quando lo fa, alla costruzione di antenne piu’ o meno performanti, le VLF ( ed anche le microonde per essere onesti) sono il campo incontrastato della sperimentazione. Qui bisogna fare i conti con le caratteristiche peculiari delle frequenze in gioco, in primis l’enorme lunghezza d’onda, e con la mancanza pressoche’ assoluta di ricevitori e trasmettitori commerciali.
Per ricevere le VLF abbiamo bisogno di un sistema d’antenna efficace che, per ragioni pratiche, non puo’ essere minimamente confrontato con le lunghezze d’onda in gioco.Abbiamo bisogno anche di un buon ricevitore in grado di estrarre segnali di limitatissima larghezza di banda, anche pochi Hertz, in mezzo ad un marasma di segnali di origine naturale ed artificiale.
Per quanto riguarda l’antenna risulta conveniente rivolgersi a sistemi attivi sensibili al campo elettrico ( miniwhip, maxiwhip) oppure a quello magnetico (loop sintonizzati o aperiodici). Nel web, ed anche in questo sito, si trovano sistemi di antenna economici da autocostruire.
Per il ricevitore, difficilmente il nostro RX di stazione scende sotto i 100 KHz , e le prestazioni a queste basse frequenze lasciano sovente a desiderare.
Anche se la soluzione migliore, a mio avviso ed ad avviso di molti, e’ quella di impiegare la scheda audio del nostro PC e di utilizzare i numerosi e validissimi software di analisi spettrale reperibili in rete, convertire i segnali VLF in un segnale ricevibile e decodificabile dal nostro RX di stazione mantiene comunque una sua validita’, se non altro per setacciare e separare i vari segnali presenti in gamma mediante le piu’ o meno sofisticare caratteristiche ( filtri stretti CW ed SSB oppure capacita’ DSP) del medesimo.
La successiva elaborazione mediante analisi spettrale risulta a mio avviso comunque quasi indispensabile, pur limitandosi ad una larghezza di banda di circa 2-3 KHz tipica del canale audio dell’RX operante in SSB.
In commercio esistono pochi convertitori VLF ( per esempio il Palomar), ed in rete possono essere reperiti schemi di convertitori facenti uso di transistor, fet, mosfet, integrati dedicati, mixer a diodi in qualita’ di mescolatore di frequenza.
Ad ogni modo il principio di funzionamento e’ sempre schematizzabile come segue:
Questa figura rappresenta un tipico convertitore di frequenza dove il segnale proveniente dall'antenna e selezionato mediante il circuito accordato di ingresso viene mescolato atteaverso un dispositivo che chiamiamo genericamente mixer con un segnale proveniente da un oscillatore locale a freuenza variabile.All'uscita del mixer sono presenti : il segnale d'antenna, il segnale dell'oscillatore locale, la somma e la differenza del segnale d'antenna e di quello dell'oscillatore locale. Mantenendo la frequenza dell'oscillatore locale ad un valore fisso costantemente piu' basso (o piu' alto) di quello del segnale sintonizzato potremo facilmente separare, all'uscita del mixer il segnale differenza ( ad un valore fisso esempio 455 KHz) per amplificarlo mediante un circuito selettivo e quindi rivelarlo: abbiamo a che fare con quello che comunemente viene chiamato ricevitore a conversione di frequenza o supereterodina, cioe' con la totalita' dei ricevitori commerciali.
Bene, se applichiamo lo stesso pricipio utilizzando un oscillatore locale a frequenza fissa e sostituiamo la media frequenza con il nostro ricevitore di stazione sintonizzato sulla frequenza somma del segnale in ingresso al mixer e quello di oscillatore locale ( ... o sulla differenza, ma la somma risulta piu' pratica) abbiamo il seguente risultato:
Qui di seguito riporto lo schema elettrico del converter proposto, il circuito stampato e la disposizione dei componenti. L'insieme rappresenta la mia interpretazione "minimalista" dei principi riportati. Il circuito non fa uso di bobine da autocostruire, e' dotato di un ottimo filtro passa basso in ingresso, usa un mixer digitale costituito da un cmos facilmente reperibile, permette di convertire frequenze da pochi Hz a circa 70-80 KHz.
Analizziamo il circuito:
Il segnale d'antenna viene applicato al primario del trasformatore TR1, un normale trasformatore di isolamento audio 600:600 ohm. Perche'questa scelta? Semplice, questi trasformatorini, impiegati normalmente nelle interfacce di separazione per modi digitali, hanno una banda passante che si estende da pochissimi Hz a 60- 70 KHz (testato con generatore di segnali e oscilloscopio). Tutto cio' che e' superiore viene inesorabilmente bloccato. Un componente del genere e' di per se un ottimo filtro PB per la porzione di VLF di nostro interesse.
Il secondario del TR1 viene applicato al IC1, un cmos 4053N che contiene all' interno 3 switch X, Y e Z azionabili mandando a livello logico alto rispettivamente i piedini A,B e C. In condizioni di default, con gli ingressi A,B,C a livello logico basso, il secondario del TR1 e' collegato in modo che il terminale 4 vada sull'uscita Z ed il terminale 3 vada in parallelo sulle uscite X e Y. Mandando alti gli ingressi A,B,C il secondario del trasformatore viene invertito, per cui avremo il terminale 3 sull'uscita Z ed il terminale 4 in parallelo sulle uscite X e Y. Applicando il segnale generato da QG1 ( a 1, 2, 3 o 4 MHz) agli ingressi A,B e C otteniamo che il segnale presente al secondario di TR1 (virtualmente lo stesso presente sul primario salvo filtraggio) venga invertito di fase alla frequenza dell' oscillatore. L'uscita Z e' mantenuta a meta' tensione di alimentazione attaverso le resistenze R1 ed R2 ed a massa per l'alternata mediante C2 e C3. Al parallelo delle uscite X e Y sono presenti i segnali somma e differenza (ingresso + o - oscillatore locale) applicati al carico costituito da R3. Da qui il segnale potrebbe essere direttamente mandato all'ingresso dell'antenna dell'RX, ma, per recuperare le perdite dovute alla conversione, viene applicato attraverso C4 alla base del Q1 che lo restituisce amplificato all'uscita mediante il C5.
L'alimentazione del circuito (max 6 V) viene applicata ai morsetti x4-1 (positivo) e x4-2 (negativo) mentre al morsetto x4-3 e' presente la frequenza dell'oscillatore locale oppure, omettendo l'oscillatore locale dal circuito, e' possibile iniettare un segnale generato da un oscillatore esterno.
Componenti:
TR1= trasformatore di isolamento audio 600 600 ohm
QG1= oscillatore 4 MHz ( o inferiore, vedi testo)
IC1= 4053 (oppure 40HTC53 se utilizzato un oscillatore a frequenza maggiore di 4 MHz)
Q1= BC547
R1,R2,R3,R4= 10 Kohm
R5= 680 ohm
C1,C3,C4= 100 KpF poliestere
C5= 10KpF poliestere
C2= 10 microF 16 Vl
Di seguito la fotografia del prototipo montato:
Come utilizzare il converter:
Per utilizzare il converter bisogna applicare il sistema di antenna al primario di TR1 e l'uscita x2-1 al connettore di antenna dell'RX di stazione.
Selezionare USB oppure CW e sintonizzare a 4 Mhz.
Data alimentazione al circuito dovreste sentire un fishio nell'altoparlante del ricevitore dovuto ai residui a 4 MHz dell'oscillatore locale. Salendo in frequenza di 1 o 2 KHz il fischio dovrebbe scomparire .
A questo punto, se avete selezionato il modo CW dovreste sentire il battimento a 600 Hz ( oppure alla freuenza della nota CW che avete impostato nel vostro RX) e le ultime cifre della frequenza letta sul display ci daranno indicazione del reale segnale sintonizzato ( esempio se leggiamo 4001,50 avremo sintonizzato un segnale a 1,5 KHz).Se invece avremo impostato il modo USB sentiremo nell'altoparlante tutte le frequenze corrispondenti al valore letto piu' 2-3 KHz (esempio se leggiamo 4001,50 sentiremo da 1,5 KHz a 3,5- 4,5 KHz, in dipendenza della larghezza di banda del canale audio SSB del nostro ricevitore). La precisione della lettura dipende naturalmente dalla precisione dell'oscillatore locale, tenetene conto.
In ogni caso consiglio vivamente di utilizzare un programma di analisi spettrale sul vostro PC mandando l'audio dell'RX alla scheda audio mediante la normale interfaccia per modi digitali.
Di seguito riporto alcuni segnali captati con questo converter e l'antenna loop descritta in un altro articolo con relativo preamplificatore. Il programma utilizzato e' Spectran
Segnale bitonale a 31,14 KHz:
Segnale impulsivo a 15,69 KHz
Rumore elettrico a 57 KHz
Segnale MSK stazione militare (RDL):
Programma Spectrum Lab
Buona realizzazione, buon acolto.
73 de iw0dvv Mariano
Dunque… chiunque desideri utilizzare il proprio RTX per comunicare in PSK31, RTTY od altri modi digitali si imbatte certamente nel problema dell’interfacciamento del computer al proprio apparato.
Di interfacce in vendita ce ne sono molteplici, quasi tutte caratterizzate da un comune denominatore: costano troppo.
Facendo un giretto per il web ci si imbatte in una moltitudine di schemi elettrici relativi ad interfacce piu o meno economiche adatte allo scopo.
Quasi tutte fanno uso di 2 trasformatori di isolamento 1:1 600 ohm di derivazione telefonica per “separare o isolare elettricamente “ l’ingresso e l’uscita della scheda audio del pc dall’ingresso TX e dall’uscita RX del trasmettitore.
Inoltre, se non si vuole fare uso del VOX del RTX, molte interfacce incorporano un optoisolatore che traduce i livelli RS232 in un segale utile a pilotate il PTT.
Molte interfacce sono di una semplicita’ estrema, non prevedendo alcun sistema di adattamento del livello del segnale tra pc ed apparato, altre risultano inutilmente complicate.
Questo mio lavoro nasce dalla necessita’ di realizzare una interfaccia il piu’ possibile semplice che offra comunque le caratteristiche indispensabili al buon funzionamento dell’insieme.
Vedremo poi che, alla fine dell’articolo, si proporranno anche soluzioni per cosi’ dire “controcorrente”.
Prima di tutto alcune considerazioni:
Primo: un RTX o e’ in trasmissione oppure e’ in ricezione, mai contemporaneamente in ricezione e trasmissione.
Secondo: l’adattamento dei livelli audio tra pc e rtx e’ indispensabile, anche in considerazione del fatto che l’uscita audio della scheda pc offre livelli di segnale molto alti rispetto a quelli necessari all’ingresso tx e viceversa l’uscita rx del trasmettitore presenta livelli molto alti rispetto a quelli necessari all’ingresso della scheda audio, soprattutto se si utilizza l’ingresso microfonico e non il line-in.
Terzo: durante la fase di trasmissione potrebbe essere necessario evitare rientri di radiofrequenza verso il PC.
Partiamo dalla prima considerazione. I trasformatori di isolamento 1:1 600 ohm non sono sempre facilmente reperibili. E visto che non sara’mai necessario utilizzarli tutte e due contemporaneamente vediamo di razionalizzarne l’utilizzo impiegandolo solo uno che funzioni sia in ricezione che in trasmissione. Se poi non e’ da 600 ohm ma di altro valore ed anche non simmetrico, la cosa importa relativamente.
La seconda considerazione ci porta a realizzare una rete resistiva di adattamento sia in ingresso che in uscita mediante resistenze e potenziometri. Potremo cosi regolare i segnali in gioco in modo da non provocare fenomeni di distorsione deleteri per la decofica dei segali ricevuti e fonte di sblateramenti in fase di trasmissione.
La terza considerazione ci induce a prevedere un adeguato sistema di fuga a massa della RF che eventualmente raggiunge l’interfaccia.
Il tutto si traduce nel seguente schema:
Vediamo un po’ di analizzarlo.
L'interfaccia e' incentrata su di un classico trasformatore di isolamento 600 ohm 1:1, utilizzato in questo caso sia in ricezione che in trasmissione, con conseguente risparmio di un trasformatore. Sembra poco, ma questi componenti sono diventati di difficoltosa reperibilità. In ogni modo un RTX non funziona mai contemporaneamente in ricezione ed in trasmissione, quindi.....
Durante la fase di ricezione il segnale passa dal RTX al trasormatore di isolamento attraverso l'impedenza L5. Sull'altro avvolgimento del TR1 il segnale viene prelevato da R1 e regolato in livello mediante il cursore del medesimo. Il segnale viene quindi inviato all'ingresso audio del PC attraverso l'induttanza L2.
Durante la fase di trasmissione il segnale passa dall'uscita audio del PC attraverso l'induttanza L1 e la resistenza R3 che con il potenziometro R1 costituisce un partitore resistivo di circa 10:1 ( anche di piu' in realta' visto che R1 e' in parallelo all'avvolgimento del TR1). Sull'altro avvolgimento, lato RTX, il segnale viene prelevato da R2, regolato in ampiezza ed inviato alla presa di ingresso attraverso C3 ed L4.
Come potete notare siu tutti gli ingressi e su tutte le uscite sono state collocare delle impedenze VK200 per impedire passaggi di disturbi a RF. I condensatori C1 e C2 costituiscono un ulteriore cortocircuito per la RF.
La seconda parte dello schema elettrico, opzionale, costituisce un classico isolamento ottico per permettere di pilotare il PTT dell'RTX mediante la porta seriale del PC. Il circuito, rispetto alla quasi totalita' dei circuiti reperibili in rete, e' inoltre dotato di un trasistor finale, il Q1, che permette il pilotaggio di carichi esigenti in termini di corrente assorbita. Non e' raro che molte interfacce, anche commerciali, non siano in grado di pilotare correttamente il PTT di apparati datati: questa interfaccia pilota correttamente anche vecchi RTX.
Di seguito viene riportato il circuito stampato in scala ed il piano di montaggio.
la parte relativa all'optoisolatore come gia' detto e' opzionale. Potete pilotare il PTT vantaggiosamente mediante un cavo CAT per porta USB adatto al vostro apparato, La soluzione e' consigliabile in quanto in questo modo si possono sfruttare appieno i programmi di pilotaggio ed inoltre risulta l'unica praticabile, oltre all'uso del VOX, qualora il vostro PC, come avviene sempre piu' frequentemente, risultasse sprovvisto di porta seriale RS232.
Di seguito riporto le fotografie del prototipo montatto ed in funzione tra un FT897 ed una scheda audio USB di produzione cinese.
Conclusioni
L'uso di interfacciare l'RTX al PC mediante trasformatori di isolamento e' pratica generalizata in tutti i dispositivi amatoriali e commerciali. Tutti le interfacce in circolazione fanno uso di 2 trasformatori, uno lato RX e uno lato TX. Spesso viene del tutto trascurata la rete di adattamento dei livelli dei segnali che e' invece molto importante nella pratica dei modi digitali. Questo circuito fa uso di un solo trasformatore che risulta sufficiente per isolare il PC dall'RTX sia in ricezione che in trasmissione. Inoltre e' stato prevista la possibilità di regolare i segnali di ingresso ed uscita mediante potenziometri. Particolari accorgimenti sono stati presi per impedire ritorni di radiofrequenza.
Per altri versi il trasformatore di isolamento, in questa come in tutte le interfacce che ne fanno uso, risulta essere la causa di eventuali captazioni di segnali audio parassiti che possono, in alcuni casi, disturbare le regolari operazioni di trasmissione.
Vedremo in un prossimo articolo come si possa ovviare a tale problema e come, in maniera molto economica, si possa rendere il collegamente tra PC e RTX virtualmente immune da disturbi.
Intanto costruite questa interfaccia ed utilizzatela: non ha nulla da invidiare a dispositivi commerciali costosi e blasonati.
Spero di avervi fatto cosa gradita.
73 de iw0dvv Mariano
Da qualche anno fa parlare di se una piccola scheda con nicrocontrollore ATMEL. La scheda, progettata interamente in Italia, si chiama ARDUINO.
Non staro' qui a soffermarmi troppo su cosa essa sia e sul perche' sia diventata di fatto uno standard di riferimento mondiale per quanti intendano con poca spesa e relativamente modesto impegno dedicarsi alla progettazione e realizzazione dei piu' disparati circuiti elettronici. Potete trovarte ottimo materiale divulgativo su wikipedia e sul sito ufficiale di Arduino .
Qui si vuole descrivere, in maniera piu' possibile didattica, la realizzazione di un semplice keyer utilizando una scheda Arduino UNO.
Un keyer e’ un circuito elettronico di supporto ad un manipolatore cosidetto “iambic” formato da due palette azionanti due switchs. L’insieme manipolatore-keyer inviera’ al trasmettitore una sequenza alternata di punti e di linee in relazione a quale delle due palette venga premuta o alla depressione contemporanea delle medesime (squeeze).
Un operatore non mancino, utilizzera’ il manipolatore premendo con il pollice la paletta sinistra (producendo in tal modo una serie di punti) e premendo con l’indice la paletta destra (producendo una serie di linee).
Fig 1 Esempio di tasto a due palette
La depressione contemporanea delle due palette produrra’ una serie di punto-linea o linea-punto in relazione a quale delle due palette viene premuta per prima. Alcuni tasti sono dotati di una singola paletta che aziona lo switch dei punti se spostata con il pollice verso destra e lo switch delle linee se spostata con l’indice verso sinistra. E’ chiaro che questo tipo di manipolatore non potra’ essere utilizzato per la manovra di squeeze (produzione di sequenze automatiche di pinto-linea).
Fig 2 esempio di tasto a singola paletta.
Vediamo ora come realizzare un keyer con Arduino.
E’ evidente che avremo bisogno di 2 ingressi digitali ed una uscita digitale. Chiameremo il primo ingresso “pp” (paletta-punto) ed il secondo ingresso” pl” (paletta- linea). L’uscita la chiameremo semplicemente “uscita”. Metteremo inoltre a livello logico 1 i due ingressi mediante delle resitenze di pull-up verso il positivo dei 5 V. Con questa configurazione collegando il manipolatore ai due ingressi ed alla massa (negativo della scheda) manderemo a 0 logico “pp” e/o “pl” premendo le palette. Sara’ necessario tenere conto di questo nella stesura del programma di funzionamento.
L’uscita sara’ invece a livello logico 0 in condizioni di riposo ed a livello logico 1 quando attiva. Questo ci permettera’ di simulare la trasmissione di punti o linee visualizzando il lampeggiamento del LED di sistema posizionato sul pin 13 del connettore di Arduino. Se vogliamo utilizzare questa uscita per pilotare un RTX dovremo interporre un rele’ oppure un transistor NPN.
Nella logica del programma utilizzeremo tre variabili:
vel = variabile che conterra’ il valore di velocita’ di trasmissione in car/min
dp = variabile durata-punto che conterra’ la durata in ms del punto
dl = variabile durata –linea che conterra’ la durata in ms della linea (normalmente 3 volte il punto).
Adesso e’ necessaria una analisi dei dati di funzionamento per stabilire la durata del punto e della linea in relazione alla voluta velocita’ di trasmissione.
Partiamo dai seguenti presupposti:
·la durata del punto e’ uguale ad un Bit
·la durata della linea e’ uguale a 3 Bit
·la durata dello spazio tra i singoli elementi di un carattere e’ uguale a 1 punto = 1 Bit
·la durata dello spazio tra i singoli caratteri e’ uguale ad una linea = 3 Bit
·la durata dello spazio tra le parole e’ uguale 7 Bit
Per la determinazione della velocita’ di trasmissione faremo riferimento allo standard PARIS nel quale la durata media del singolo carattere viene determinata analizzando appunto la parola PARIS con le relative spaziature.
Quindi
P
di da da di
1 1 3 1 3 1 1 + (3) = 14 Bit
A
di da
1 1 3 + (3) = 8 Bit
R
di da di
1 1 3 1 1 + (3) = 10 Bit
I
di di
1 1 1 + (3) = 6 Bit
S
di di di
1 1 1 1 1 + [7] = 12 Bit
Total = 50 elements
Nello schema precedente si assume:
() = spazio tra carattere
[] = spazio tra parole
Quindi abbiamo determinato che per trasmettere la parola PARIS occorrono 50 Bit. Essendo la parola PARIS composta da 5 caratteri diremo che mediamente ogni carattere avra’ una lunghezza di 10 Bit (o punti che dir si voglia)
Per trasmettere un carattere al minuto dovremo spedire 10 punti, per cui ogni punto avra’ una durata, in secondi 60/10 ovvero in ms 60000/10 ovvero 6000 ms. Generalizzando possiamo dire che la durata di un punto alla velocita’ di n car/min sara’ uguale, in ms, a 6000/n. Per esempio alla velocita’ di 60 car/min la durata di un punto sara’ uguale a 100 ms.
Bene ora abbiamo tutti gli elementi per scrivere il nostro programma:
Disegnamo per prima cosa il flowchart.
Adesso traduciamo in “Arduinese”:
/* Arduino keyer
Autore: Mariano Mezzetti iw0dvv
Revisione: 1.0
Scopo: Semplice keyer: il programma controlla ingresso punto ed ingresso linee
e genera uscita punti e linee ripetuti fino al rilascio chiave
Il calcolo della velocita' e' basato sullo standard PARIS
*/
#define pp 2 //paletta punti ingresso 2
#define pl 3 //paletta linee ingresso 3
#define uscita 13 //piedino uscita 13
int vel = 40;//variabile contenente valore car.min
int dp = 0 ; //variabile durata punto in ms
int dl = 0 ; //variabile durata linea in ms
void setup() {
pinMode(pp,INPUT);
pinMode(pl,INPUT);
pinMode(uscita,OUTPUT);
dp = 6000/vel; //calcola durata punto
dl = dp * 3 ; // calcola durata linea
}
void loop() {
if(!digitalRead(pp)) {
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dp);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
if(!digitalRead(pl)) {
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dl);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
}
Nell'esempio che segue le istruzioni per generare i punti e le linee sono raggruppati in due funzioni( routine) chiamate rispettivamente punto() e linea(). Nel loop pricipale in questo caso basta richiamare le due funzioni in sequenza. Altra particolarita' e' che non sono dichiarati gli ingressi e le uscite (pinMode) in quanto non strettamente necessario assegnando il compilatore autonomamente il modo di funzionamento.
/* Arduino keyer
Autore: Mariano Mezzetti iw0dvv
Revisione: 1.0
Scopo: Semplice keyer: il programma controlla ingresso punto ed ingresso linee
e genera uscita punti e linee ripetuti fino al rilascio chiave
Il calcolo della velocita' e' basato sullo standard PARIS
*/
#define pp 2 //paletta punti ingresso 2
#define pl 3 //paletta linee ingresso 3
#define uscita 13 //piedino uscita 13
int vel = 40; //variabile contenente valore car.min
int dp = 0 ; //variabile durata punto in ms
int dl = 0 ; //variabile durata linea in ms
void setup() {
dp = 6000/vel; //calcola durata punto
dl = dp * 3 ; // calcola durata linea
}
void loop() {
if(!digitalRead(pp)) punto();
if(!digitalRead(pl)) linea();
}
void punto(){
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dp);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
void linea(){
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dl);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
Tuttavia nei due esempi precedenti la velocita' di trasmissione viene definita una volta per tutte al seup nella riga di comando
val= 40;
Quindi per modificare la velocita' occorera' modificare tale valore e successivamente ricompilare il tutto: piuttosto scomodo!
Allora, visto che abbiamo abbondanza di linee di input-output decidiamo di utilizzarne 4 per implementare un controllo di velocita' digitale mediante un contraves binario.
Utilizziamo le linee 4, 5, 6,7 per collegare il contraves con il comune a massa. Anche in questo caso saranno necessarie delle resitenze di pull-up verso il positivo dell'alimentazione.
Il listato che ne consegue e' il seguente:
/* Arduino keyer
Autore: Mariano Mezzetti iw0dvv
Revisione: 1.0
Scopo: Semplice keyer: il programma controlla ingresso punto ed ingresso linee
e genera uscita punti e linee ripetuti fino al rilascio chiave
Il calcolo della velocita' e' basato sullo standard PARIS
*/
#define pp 2 //paletta punti ingresso 2
#define pl 3 //paletta linee ingresso 3
#define uscita 13 //piedino uscita 13
int vel = 40; //variabile contenente valore car.min
int dp = 0 ; //variabile durata punto in ms
int dl = 0 ; //variabile durata linea in ms
void setup() {
vel=(!digitalRead(4)+ !digitalRead(5)*2 +!digitalRead(6)*4 +!digitalRead(7)*8)*10;
dp = 6000/vel; //calcola durata punto
dl = dp * 3 ; // calcola durata linea
}
void loop() {
if(!digitalRead(pp)) punto();
if(!digitalRead(pl)) linea();
}
void punto(){
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dp);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
void linea(){
digitalWrite(uscita,HIGH);
delay(dl);
digitalWrite(uscita,LOW);
delay(dp);
}
Come si puo' chiaramente vedere la velocita' viene letta come somma pesata su potenza di due delle letture negate degli ingressi 4,5,6,7, dove il contraves pone a massa i pin relativi al numero binario.
Utilizando un solo contraves, la somma viene poi moltiplicata per 10. In questo modo sono possibili velocita' da 10 a 90 car/min (volendo fino a 100 utilizzando in valore zero come se fosse 10,,,,). in passi da 10.
Per il momento e' tutto.
Spero di essere stato utile e di aver introdotto argomenti su cui sperimentare.
73 de iw0dvv Mariano
L'nvenzione del PCB ovvero del Printed Circuit Board, circuito stampato nell'italico idioma, e' stata certamente una delle cose che hanno rivoluzionato il modo di assemblare le apparecchiature elettroniche.
Come a tutti ben noto il PCB consiste in piste di rame "stampate" (incollate piu che altro) su di una superfice isolante (bachelite, vetronite o quant'altro), che riproducono fisicamente e fedelmente le connessioni dei componenti elettronici necessari all'espletamento di una determinata funzione piu' o meno complessa.
Il pregio pricipale di un PCB rispetto a qualsiasi altra forma di cablaggio e' indubbiamente la riproducibilita' del medesimo, unito ai ridotti tempi di assemblaggio.
Il passaggio dallo schema elettrico al PCB e' spesso un'arte legata alla capacita' ed alla fantasia del progettista, anche se gli attuali strumenti di CAD e sbroglio elettronico facilitano indubbiamente la cosa.
Alcuni completi strumenti di CAD e sbroglio, di alto livello, sono reperibili tra l'altro in uso personale gratuito: uno tra tutti Eagle scaricabile dal link.
Per la realizzazione fisica dei PCB l'hobbista ha invece a disposizione strumenti che vanno dal disegno diretto su piastra ramata con pennarelli resistenti agli acidi necessari alla corrosione del rame in eccesso, al riporto del disegno su piastra ramata mediante trasferibili e nastrini isolanti fino al metodo piu' professionale della fotoincisione, consistente nel riportare il disegno del PCB su apposite basette presensibilizzate mediante radiazioni ultraviolette con un procedimento che ricalca la stampa fotografica a contatto.
Quest'ultimo metodo e' indubbiamente quello che fornisce i risultati migliori anche se e' necessario possedere attrezzature specifiche e parecchio tempo a disposizione.
Da alcuni anni ha fatto la comparsa sul mercato un sistema per la realizzazione di PCB che fa uso dei cosiddetti Press and Peel transfer sheet.
Sostanzialmente si tratta di stampare il disegno del PCB, mediante stampante laser, su dei fogli dal caratteristico colore blu. Quindi la stampa ottenuta si pone a diretto contatto con il rame della basetta PCB vergine e si attua il trasferimento termico del disegno mediante un volgare ferro da stiro.
Una descrizione del procedimento e' reperibile qui: http://pressnpeel.blogspot.com/
oppure qui: http://www.vincenzov.net/tutorial/stampati/pressnpeel.htm
Per comprendere il procedimento bisogna sapere che il toner delle stampanti laser ( o delle fotocopiatrici) e' costituito da una base resinosa resistente ai liquidi che viene fissata al foglio di carta stampato mediante un rullo riscaldato che provoca la fusione della polvere ed il relativo incollaggio sul foglio di carta.
Il particolare foglio blu e' costituito da una pellicola facilmente separabile dal substrato. Una volta provocata la rifusione del toner presente sul disegno stampato ed il relativo incollaggio del medesimo sul rame del PCB basta tirare il foglio per provocare il distacco del disegno che viene quindi riportato con precisione. A questo punto e' sufficiente immergere la basetta nella soluzione corrosiva per eliminare il rame in eccesso ed avere il nostro bravo PCB pronto per la forature ed il montaggio dei componenti.
Quello che e' interessante notare e' che il metodo, con alcune varianti e con minor precisione, funziona anche utilizzando comune carta patinata (liscia, piu' liscia e' meglio e').
Si stampa il PCB con la laser sul foglio di carta (mi raccomando, va stampata la vista "lato componenti") e si procede alla sistemazione del foglio sulla basetta ramata preventivamente disossidata e accuratamente sgrassata.
Quindi mediante il ferro da stiro si riscalda, esercitando una discreta pressione specialmente sui bordi, il sandwich ottenuto.
Si fa raffreddare pazientemente il tutto e quindi si immerge il sandwich in acqua tiepida.
Se la carta utilizzata e' veramente buona dopo qualche tempo si assiste al distacco della carta dal rame ed e' possibile ammirare il disegno del PCB perfettamente riportato sul rame.
Solito passaggio nell'acido ed il circuito e' pronto.
Se la carta non e' del tutto adatta al procedimento dovrete intervenire meccanicamente con le vostre mani per provocarne il distacco al termine del rammollimento in acqua e magari anche strofinando con le dita e/o con una spazzoletta dura. Non abbiate timore: le piste di toner non si staccheranno dal rame.
Nei punti non perfettamente sgrassati oppure dove non si e' esercitata una sufficiente pressione le piste non saranno presenti: potrete comunque ritoccare il disegno con un pennarello indelebile.
Il toner residuo, dopo l'incisione, puo' essere rimosso con della lana metallica usata comunemente in cucina per far brillare le pentole.
Il procedimento e' piu' facile a fare che a spiegare. Dopo un po' di esercizio vedrete che i risultati non mancheranno.
Parentesi: il procedimento e' impiegabile per riportare in maniera artistica disegni al tratto sul rame ed ottenere, dopo corrosione, un oggetto da appendere od incorniciare.
73 de iw0dvv Mariano
|
(p)Link
Commenti
Storico
Stampa
Feed RSS 0.91
Feed Atom 0.3