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domenica 18 dicembre 2022

CAT per Yaesu FRG-8800

 

La possibilità del controllo via computer della radio permette di aggiungere nuove possibilità di utilizzo, soprattutto se si opera con i modi digitali.

E questo vale anche se si tratta di un ricevitore.

La cosa fondamentale è che il ricevitore abbia una porta di comunicazione seriale, UART o USB, che ne permetta il controllo delle funzioni.

Il ricevitore

Il ricevitore è un vecchio ma ancora efficiente Yaesu FRG-8800. E' un ottimo apparato giapponese prodotto tra il 1985 ed il 1993. Copre le frequenze da 150 kHz a 30 MHz e, con l'opzione VHF, da 118 a 174 MHz, in AM (SSB e CW) ed FM.

Ha un'ottima resa sonora, che lo rende adatto all'ascolto del broadcasting.

Completato con il preselettore FRT-7700, permette l'ascolto con antenne filari o dipoli attenuando contemporaneamente i segnali fuori banda e, di conseguenza, possibili intermodulazioni o desensibilizzazione.


Il CAT

Il controllo via CAT fornito da questo apparato è alquanto semplificato. Le specifiche sono piuttosto scarne: dal manuale d'uso si sa che è disponibile un connettore DIN a 6 poli, del quale riporta lo schema:

Di utile ha soltanto l'ingresso dati (SI, Serial IN) e funziona con l'interfaccia proprietaria Yaesu FIF-232:




Non ha nulla di particolare. Ha un convertitore di livelli da RS-232 a UART ed invia questi segnali all'apparato tramite un opto isolatore.

Gli opto isolatori ed i trasformatori di isolamento per i segnali analogici sono fondamentali per evitare i ground loop e proteggere il lato ricevitore da scariche ESD o tensioni pericolose. Quindi, io evito sempre di collegare direttamente il PC a qualsiasi radio, se non usando una interfaccia isolata.

I comandi disponibili sono una manciata. Vi è il controllo della frequenza, del modo, attua l'accensione e lo spegnimento della radio ed ha il comando di inizializzazione ed uscita del modo CAT.


Si sa inoltre che le impostazioni della seriale sono:

  • Bit rate 4800 Baud;
  • 8 bit;
  • Nessuna parità;
  • 2 bit di stop;
  • Nessun controllo di flusso.
Le scansioni sono prese dal manuale d'uso della radio.

L'interfaccia

Senza voler rifare l'interfaccia originale, che peraltro vuole una RS-232 dal computer, qui si può usare tranquillamente un convertitore USB-UART della FTDI.

Il problema sta infine nella logica dei segnali, se invertiti o meno.

Nella stragrande maggiornaza dei transceiver, la logica dei segnali UART è non invertita rispetto alla RS-232. Generalmente Yaesu implementa la logica invertita.

Per verificare se anche questo ricevitore rispetta lo standard, diamo un'occhiata allo schema elettrico, reperibile sul Service Manual:

Il processore è un Hitachi HD63A05, percisamente la versione a 64 pin. Dal datasheet si scopre che il pin 26 corrisponde a C6/RX, il pin 39 a D6/INT3. Sembra poi che, da come lavora il clock (fronte di discesa), la logica sia invertita.

La traccia in blu arriva all'uscita di uno stabilizzatore 7805, realizza quindi un pull-up per l'ingresso SI attraverso un resistore da 680 Ω.

Dovremmo avere quindi tutto per realizzare l'interfaccia. Il convertitore FTDI è un TTL-232R-5VWE** con uscita su sei fili (ma va benissimo anche la versione a 3 V, usare un resistore da 330 Ω ).


Resistori da 0.25 W tipo SMD package 1206 oppure, se a componenti tradizionali, usare un 2N2222. Il collegamento con il plug DIN va fatto obbligatoriamente con un buon cavo schermato lungo al massimo 30 cm e possibilmente con una ferrite snap-it materiale 46.

La stessa interfaccia, senza il BJT, andrebbe bene per pilotare un Kenwood. Mancherebbe solo la linea TX.

Il segnale, misurato tra il collettore e l'emettitore dell'LVT827 sarà questo:

Non ci sono tarature. Se correttamente costruito, deve andare al primo colpo.

Buon divertimento!

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:

* Obsoleto, è stato sostituito dal TTL-234X-5V-WE


mercoledì 12 dicembre 2018

Un Server NTP

L'ora esatta fatta in casa

In un mio precedente post ho decritto come ricevere segnali di tempo e frequenza campione con un semplice ricevitore radio.


Seguendo alla vecchia i tic dei secondi, è possibile regolare manualmente un qualsiasi orologio, anche quello del proprio PC, in assenza di internet.
Per le normali operazioni quotidiane, è più che sufficiente avere l'ora del pc regolata con uno scarto anche di alcuni minuti. Programmi, come i browser internet o i compilatori software, non si accorgono neanche di uno scarto, in ritardo, di qualche secondo.

Regolare l'ora del pc via Internet

Nei vari settaggi dell'orologio del pc, uno riguarda la sincronizzazione dell'ora e della data via Internet. L'ora viene prelevata da uno dei vari server di tempo sparsi nel mondo (ad esempio INRiM in Italia) e salvata nell'orologio del pc.


I server utilizzano il Network Time Protocol (NTP) per comunicare i dati. Ma per un Radioamatore ci può essere sempre un problema: "E se non fosse disponibile Internet?"

L'ora precisa per poter comunicare

Moderni sistemi di comunicazione, come FT-8, WSPR, MSK144, JT65, JT9 ed altri, necessitano di un preciso sincronismo per effettuare il collegamento. E con preciso, intendo con un errore inferiore al secondo.


Un metodo tutto sommato economico è quello di collegare un GPS al computer. Ma volendo poi anche condividere nella rete domestica l'ora esatta...

Il server NTP fatto in casa

Trovando nel cassetto dei GPS della Siemens e le relative schede di gestione, ho pensato di unire questa tecnologia alle schede microcontroller Arduino.
La scheda è un clone Arduino Mega 2560 della Elegoo. Uno shield ethernet completa il tutto.
Per far lavorare correttamente il GPS, ho dovuto mdificare un paio di alimentazioni nella scheda di gestione, poichè dopo una decina di minuti il GPS si spegneva.



Altra modifica, ho dovuto correggere un errore nel montaggio dello shield ethernet: le resistenze di carico lato connettore, anzichè da 49 Ω, erano da 510 Ω. Ovviamente non poteva funzionare. Ho dovuto saldare un paio di resistori da 47 Ω in parallelo tra la linea RX e TX e massa.


Il software è un adattamento di ciò che ho trovato in rete, dovendo gestire una scheda Arduino Mega (e non Arduino Uno), un circuitino Real Time Clock (RTC) Epson RX-8025 (lo stesso usato nei comuni orologi digitali) ed il display, 8 caratteri su una linea.
Da dire che il sincronismo non deriva dalla stringa NMEA fornita dal GPS, ma dal clock ad 1 Hz presente sul connettore del GPS stesso. Questo segnale è estremamente preciso, e viene fornito dalla scheda solo con la completa acquisizione dei satelliti.


La sincronia interna al sistema avviene ogni minuto, risincronizzando il circuito RTC con il GPS.


Al momento, la precisione del sistema è inferiore a 500 millisecondi. Può andar bene per FT-8. E' comunque allo studio un metodo per migliorare questa performance.
Altra modifica futura, fornire il clock ad 1 Hz, magari via buffer, per sincronizzare oscillatori esterni e strumenti di misura.

73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

sabato 22 settembre 2018

Filtro audio per cuffie

L'idea di questo progetto nasce dalla difficoltà di distinguere correttamente il parlato durante i contest.
Nei contest, le frequenze sono spesso molto affollate, e le interferenze dovute a splatters o QRM disturbano l'ascolto.
I filtri aiutano; banda stretta a 2,7 kHz e magari giocando con il notch ed il filtro roofing; ma questo riduce la banda passante, spesso togliendo proprio quelle frequenze che l'udito di un cinquantenne riesce a distinguere meglio.
Come risultato, diversi QSO non possono venir effettuati proprio perchè non si riesce a capire il nominativo del corrispondente ed il resto del QSO.

Un esaltatore di intelligibiltà audio.

Tra i vari progetti esemplificativi riportati nell'ARRL Handbook for Radio Communications, uno descrive un "Audio Intelligibilty Enhancer", ovvero un "high pass shelving filter", una sorta di equalizzatore audio.
Si basa su studi e misure effettuate sull'intelligibilità del parlato in funzione dell'udito.
Il filtro passa alto inizia ad amplificare attorno ai 425 Hz sino a guadagnare 10 dB/decade a 2550 Hz.

Il circuito è inteso per due canali audio, non tanto per la riproduzione stereo, ma quanto per poter collegare due cuffie a due ricevitori.
La sezione filtro comprende due operazionali per canale, entrocontenuti in un LM324; l'audio viene quindi amplificato da una coppia di LM386.

Ho poi aggiunto un interfacciamento per microfono preamplificato a FET, presente nelle comuni cuffie per PC, preso da un'idea di Ivo I6IBE, ed un collegamento per il PTT esterno, uno switch a pedale.
Due relè scollegano il circuito connettendo direttamente la cuffia alla radio.

Le regolazioni sono per il livello cuffia, enfasi del filtro (+3 dB e +10 dB) e livello del microfono.

La prova.

Effettivamente, durante l'ascolto, già una parte del rumore di fondo scompare. Il parlato diviene più squillante e la comprensibilità ne risente in maniera positiva.
Inoltre, la possibilità di disinserire il tutto spegnendo il dispositivo e la regolazione della preamplificazione microfonica rende facile l'uso con cuffie diverse.

Ora trova posto a fianco del mio Kenwood TS-850S; anche a piena potenza (100 W) non ci sono rientri in cuffia.
E' pronto per il prossimo esame, il contest CQ WW SSB di fine ottobre.


73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:


martedì 18 settembre 2018

Smartphone APRS

Si può fare APRS anche con lo smartphone. Semplice, si usa la solita applicazione per Android, e via internet usando la rete cellulare, si invia la propria posizione.


Se non si ha rete...

Se non si ha rete si può utilizzare allora la radio. Ci si deve interfacciare in qualche modo; vedere ad esempio il mio post precedente.

Quella che descriverò oggi è una interfaccia audio/PTT autoalimentata per smartphone e radio.
Lo schema è quello usato nella "WolphiLink interface".



Per rendere il tutto miniaturizzato, ho utilizzato per la maggior parte componentistica SMD.
E' un separatore audio (ricorda un pò la "forchetta telefonica") ed un generatore di PTT: preleva la bassa tensione presente dal lato MIC della presa sul telefono e la applica ad un BJT.

Le prove

Il tutto è stato provato con un tablet della Lenovo ed uno smartphone Samsung. I programmi usati sono quelli scaricabili dal sito Wolphi Solutions, ovvero DroidRTTY, DroidPSK e DroidSSTV; in più ho effettuato delle verifiche con APRSDroid, PSKMail e AndFlmsg.

Prove APRS con APRSDroid

Test invio modulo con AndFlmsg

Ricezione PSK31
Da considerare che l'interfaccia funziona solo se lo smartphone fornisce un discreto livello audio in trasmissione ed è presente la Vcc-mic (2...3 V).
Due trimmer agevolano la regolazione dell'audio; tenere al massimo l'uscita sonora del telefono.


73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

lunedì 9 luglio 2018

Interfaccia audio e CAT per modi digitali

Scoprendo le varie possibilità del comando via PC della radio, ho pensato fosse utile riunire in un unico accessorio sia il controllo harware che il collegamento audio.
 

Inoltre, questo accessorio deve occupare una sola presa USB del computer.

La soluzione è alquanto semplice:
  • La parte audio viene assolta da una comune ed economica scheda audio USB, acquistabile su Ebay per pochi euro;
  • La parte di isolamento audio è assegnata ai soliti trasformatori 1:1 da 600 Ω, cannibalizzati da vecchi modem analogici;
  • La conversione da USB ad UART (o RS232) la fa una scheda FTDI;
  • Per collegare tutte queste interfaccie ad una unica USB basta utilizzare un economico HUB.
 
Pochi altri collegamenti per aggiungere una regolazione del livello di trasmissione, quindi per regolare la potenza di uscita TX, e per collegare alcuni LED (utili per verificarne il funzionamento), ed il gioco è fatto.

Da rispettare alcune regole:
  1. Separare le masse tra ingresso ed uscita; si ottiene così l'isolamento galvanico per impedire loop di massa tra PC e radio.
  2. Se il convertitore è USB-UART, i livelli logici vanno invertiti
  3. L'interfaccia è stata concepita per ricetrasmettitori Yaesu. Per altre case, potrebbe essere necessario invertire i livelli logici verso la radio (vedi i Kenwood, per esempio...).
  4. Prevedere un interruttore per la disconnessione dei dati verso l'RTX: usando un FT-817, quando spento con il suo pulsante, ma alimentato dalle sue batterie, il connettore dati è comunque alimentato, si rischia di scaricare inutilmente le batterie.


Le regolazioni della scheda audio sono semplici:
  • Regolare il volume RECORDING AUDIO per la minima distorsione, vedere eventualmente i suggerimenti dati per programmi come FLDigi e WSJT-X.
  • Regolare il volume PLAY AUDIO a tre quarti.
  • Andando in trasmissione con un tono (funzionalità TUNE dei vari programmi software usati), regolare il volume TX (e quindi la potenza in trasmissione) sino al valore desiderato. Generalmente non deve intervenire l'ALC.

L'interfaccia è stata adoperata con successo sia con l'FT-817ND che con FT-600, effettuando un migliaio di collegamenti in RTTY, PSK, SSTV ed FT8. La regolazione del livello TX si è rilevata utile soprattutto per compensare la banda passante in trasmissione.

73 de Andy IV3ONZ

Link utili:

FTDI
Yaesu FT-817
Yaesu FT-600
FLdigi
WSJT-X
MultiPSK
Hamsoft MMSSTV

lunedì 2 luglio 2018

Accordatore d'antenna Z-Match

Per l'attività in QRP, ed avendo antenne filari, quindi a banda stretta, è necessario un sistema di adattamento tra trasmettitore e linea di antenna.
Le caratteristiche richieste sono:
  • Frequenze di utilizzo tra 3 e 30 MHz;
  • Potenza di lavoro massima 5 W;
  • Evitare l'utilizzo di un commutatore di bobina.
  • Visualizzazione della potenza diretta e riflessa su uno strumento.
La scelta è caduta su una configurazione tipo Z-Match, ovvero un sistema di adattamento a doppio circuito accordato.
Questa scelta è dovuta alla possibilità di adattare, senza commutazioni di banda, su un'ampia porzione di frequenze.
L'unica commutazione è quella che aggiunge capacità al condensatore variabile di ingresso, per operare nella parte bassa delle HF.
I condensatori variabili sono di recupero, prelevati da vecchi telai di ricevitori a valvole.


La bobina è un toroide giallo Amidon T200-6.


La misura della potenza diretta e riflessa viene fatta da un Tandem Match, ovvero dal classico sistema a due trasformatori su spezzone di linea caricati a 50 Ω, rivelatore a diodo al germanio e con due trimmer per la taratura del fondo scala.


In particolare, si deve isolare l'alberino del variabile di ingresso, in quanto è collegato in serie al sistema (isolato da massa).


L'adattatore di impedenza si è dimostrato veramente utile con antenne tipo inverted V e filari end-feed, adattando senza problemi anche dipoli fuori taratura e con bassa impedenza (< 50 Ω).


73 de Andy IV3ONZ

Link utili:

Toroide Amidon T200-6

Bibliografia:
  • ARRL, "24.1 - A 100-W Compact Z-Match Antenna Tuner", The ARRL Handbook 2011
  • ARRL, "The tandem match - An accurate Directional Wattmeter", The ARRL Antenna Book 21th edition

sabato 19 maggio 2018

Un CAT per ricetrasmettitori Yaesu

L'attività in radio diventa ancora più interessante se il computer, oltre ad elaborare i segnali digitali e permettere i QSO, comanda le funzioni del ricetrasmettitore.

Avendo già a disposizione un collegamento audio isolato con PTT autogenerato, ciò che mi mancava era proprio il controllo della radio.

Per far ciò, occorre un collegamento, una interfaccia, tra il pc e la radio.

Il circuito

Per ottenere segnali adatti al protocollo seriale di una qualsiasi radio, si devono "estrarre" i segnali UART (o RS-232) dalla connessione USB del computer.

In commercio esistono diversi convertitori USB/RS232 oppure USB/UART, i più comuni montano un chipset della FTDI o della Prolific (PL2303RA).

Bisogna però far attenzione a quali segnali vengono riportati sul connettore a 9 poli: normalmente sono disponibili RXD e TXD, ma talvolta non sono disponibili RTS e CTS, utili per un eventuale ulteriore controllo del PTT.
Recuperando ciò che avevo nel cassetto, ho trovato un cavo acquistato in fiera diversi anni fa. Problema: invece di uscire con livelli RS232, esce come TTL, come se fosse una UART.
Ed i segnali UART sono invertiti come polarità rispetto agli RS232.

Ecco il perchè dei due transistori PNP in ingresso.


Poi ho messo un isolamento galvanico tra ingressi ed uscite, utile soprattutto per impedire fastidiosi loop di massa.

La parte "radio" lavora quindi con i livelli 0 - 5 V presenti dal lato RTX.

I componenti utilizzati sono due LTV827, doppi optoisolatori, e due BC807, componenti SMD per rendere il tutto miniaturizzato; oltre a tre resistori da 330 Ω, due da 1000 Ω ed una da 4700 Ω.

Tutto qua.

La prova.

L'interfaccia è stata collegata ad un IBM Thinkpad R40, un vecchio ma robusto pc portatile, con sistema operativo Linux Antix e software FLDigi.
Il ricetrasmettitore è come già detto, un Yaesu FT-817 ND.




Il test ha dato subito esito positivo, sia con il file di configurazione XML di FLDigi che con le librerie Hamlib.
Funziona egregiamente sia come selezione della frequenza, che del modo ed anche il PTT funziona in modalità CAT oppure seriale (via RTS).


Conclusioni.


E' tutto sommato un'ottima interfaccia, semplice da costruire e soprattutto economica; ma la soddisfazione maggiore è stata nel realizzarla e vederla funzionare.

73 de Andy IV3ONZ

Link utili:

Cavi FTDI:
http://www.ftdichip.com/Products/Cables/USBTTLSerial.htm
http://www.ftdichip.com/Products/Cables/USBRS232.htm

Sito della Prolific:
http://www.prolific.com.tw/US/

Sistema operativo Linux Antix:
http://antix.mepis.org/index.php?title=Italian

Software FLDigi:
http://www.w1hkj.com/

Standard RS232, USB e Yausu:
https://it.wikipedia.org/wiki/EIA_RS-232
http://www.usb.org/developers/docs/usb20_docs/
https://www.yaesu.com/indexVS.cfm?cmd=DisplayProducts&ProdCatID=102&encProdID=06014CD0AFA0702B25B12AB4DC9C0D27

Componenti attivi utilizzati (BC807, LTV827):
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC807-16LT1-D.PDF
http://optoelectronics.liteon.com/upload/download/ds-70-96-0016/ltv-8x7%20series%20201610%20.pdf