OK1HDU (Hamradio, electronics, travelling, photography, ok7u...)
599.cz - Homepage 599.cz - Homepage Memorial OK1WC SOTA - Vrcholy v éteru Optimalizováno pro web... Než něco pošlete dál, přečtěte si ... hoax.cz
     Dnes: 03. 07. 2020    fotogalerie na 599.cz spaceweather.com Bouřky v Česku v novém okně Bouřky v Evropě v novém okně Ionogram Průhonice v novém okně Contest calendar WA7BNM v novém okně RSS summary of the last 7 articles    
O   Hlavní menu
Hlavní stránka

Zajímavé odkazy

Download

Zasílání novinek

O   Seznam rubrik
mínus technika, bastleni
mínus provoz, závody
mínus Od krystalky k SSB
mínus ostatní


time.is in new window


f e e d b a c k

O   Počasí v Holicích
JO70XC


O   VOACAP KV Online

O   VOACAP pro CB
Šíření na CB

PHPRS fórum

<a1>technika, bastleni</a1>

Zpět FM transceiver s DRA818V nebo DRA818U a OLED displejem

Vydáno dne 29. 12. 2019 (1639 přečtení)

FM TRX with DRA818V

Switch to an English version   version in Czech language

Pamatuji se, jak v 90. letech minulého století byly FM převáděče permanentně v provozu, ve dne, v noci. Pokud člověk potřeboval někoho nutně zavolat, vyžadovalo to dost trpělivosti. I na simplexních FM kanálech bylo stále živo. Pár kanálů zabíralo i Packet-radio.


Z důvodu přeplněného pásma 2m, ale možná že z důvodu udržení úrovně prodeje FM radiostanic se muselo na pásmu 2m přejít na poloviční kanálový krok 12,5kHz a rozlišení vstupů převáděčů pomocí subtónů (CTCSS, PL). Také se dost intenzivně stavěly převáděče na pásmu 70cm. Jenže pak přišlo zlevnění mobilních telefonů a tarifů za volání a FM úseky pásem se během velmi krátké doby "vylidnily". Dneska tam uslyšíme tak maximálně ráno kroužky s hlášením o počasí, a navečer pár lokálních kroužků. (Znalci říkají, že podobný vývoj prodělalo i CB pásmo, ale s tím nemám osobní zkušenost.)

Občas mám pocit, že někteří radiomatéři dodnes nepochopili, že se již 20 roků používá v pásmu 145MHz kanálový krok 12,5kHz a že k polovičnímu kanálovému kroku patří také užší MF filtr a hlavně snížení FM modulace. Rada pro ty, co se zúčasňují různých závodů na FM: Řvát do mikrofonu, nebo přidávat na modulaci moc nepomůže. To není SSB. Pokud má protistanice zapnutý úzký filtr, tak ji váš široký signál zavírá squelch a koktáte mu z reproduktoru, takže překvapivě ubrání na modulaci zvýší srozumitelnost.




Vzhledem k upadajícímu zájmu o FM komunikaci na amatérských pásmech mě docela překvapil zájem o stavbu jednoduchých FM transceiverů s DSP moduly Dorji DRA818V (DRA818U), jejichž, do této chvíle, poslední verzi jsem zveřejnil v září 2016. Již vloni v létě jsem tedy začal s pokusy s novou verzí. Celý TRX je opět rozdělen na dva plošné spoje. Obě desky jsou propojeny dvěma řadovými (hřebínkovými) pětipinovými konektory. Odpadla tedy docela nepříjemná práce s propojováním pomocí kablíků.

Stručně parametry DRA818V.
UHF verze DRA818U má pouze jiný VF rozsah.

     
DRA818V
photo DRA818V bottom (dimensions)
pinout DRA818V
foto DRA818V
rozměry
popis pinů
     

     
limit values DRA818V
parameters DRA818V
radio parameters DRA818V
maximální hodnoty některé parametry VF parametry
(brát s rezervou)
     

Změny oproti předešlé verzi:

Na desce s řídící elektronikou (přední subpanel) jsem použil OLED displej, mechanický rotační enkodér a čtyři tlačítka. Jako řídící počítač jsem použil Atmega328PB (lze použít i Atmega328P) v smd pouzdře. Pájení pouzdra TQFP32 se není třeba obávat, popsal jsem to v tomto článku. Vzhledem k malým rozměrům displeje a processoru jsem mohl tuto DPS trochu zmenšit. Také jsem vypustil předzesilovač pro mikrofon a umístil jsem ho přímo do krabičky mikrofonu, viz. tento článek. Také jsem vypustil generování nahazovacího tónu 1750Hz (nevím, že by to některý náš převáděč potřeboval).
V podstatě jen pro parádu jsem přidal dvě LED. Červená indikuje vysílání (PTT), žlutá indikuje otevřený squelch (příjem nosné).

Upravil jsem i druhý plošný spoj s vlastním transceiverem, a nf zesilovašem. Trochu jsem ho zvětšil, takže se výkonový stabilizátor s chladičem přišroubuje přímo na DPS. Abych se zbavil nutnosti použít logaritmický potenciometr na regulaci hlasitosti, použil jsem napětím řízený nf zesilovač, který ovládám napětím, generovaným jednočipem. Ve filtru - dolní propusti za vysílačem (LPF) jsem použil pouze pevné kondenzátory v smd provedení a vinuté cívky. DPS v této části jsem upravil tak aby byl filtr jednoduše nastavitelný (v minulé verzi byl trochu problém s parazitní kapacitou DPS hlavně v pásmu 430MHz).

Když jsem si tak hrál s vytvářením firmware, přidal jsem tam nejprve možnost skenování vybraného úseku pásma, potom 20 pamětí na uložení oblíbených kmitočtů (kmitočet TX, RX a CTCSS) a jejich pojmenování a nakonec také skenování těchto pamětí. Udělal jsem univerzální firmware pro obě pásma (2m, 70cm). Při prvním zapnutí po nahrání do jednočipu zvolíme, pro které pásmo to bude (i později to jde změnit).




Deska VF/NF části:

Je univerzální pro VKV 2m, nebo UKV 70cm podle toho, jestli ji osadíme modulem DRA818V nebo DRA818U a podle toho, jaké použijeme součástky LPF filtru.

     
FM TRX DRA818V
PCB DRA818V side B
PCB DRA818V side A
Schéma
ve vyšším rozlišení
Kontrola gerber souborů
jedna strana
Kontrola gerber souborů
druhá strana
     

    Destička VF/NF části obsahuje:
  • regulátor napájecího napětí (stabilizátor)
  • SDR modul Dorji DRA818V (DRA818U)
  • LPF filtr harmonických na VF výstupu
  • SMA anténní konektor
  • NF zesilovač TDA7250A v DIL pouzdře (výstup 8 Ohm na PSH konektor)
  • spínací tranzistor PTT
  • spínací tranzistor přepínání výkonu (1W/Low)
  • 2 pětipinové konektory na přímé propojení s druhou deskou

  • Seznam součástek

Napájení a stabilizace napětí

Z napájecího konektoru označeného -V+ je přes ochrannou diodu připojen stabilizátor 5V/2A, nízkofrekvenční zesilovač a také jeden pin konektoru JP2, přes který je napájena druhá deska. DRA818V odebírá při vyšším výkonu (1W) a dobrém přizpůsobení antény asi 630mA. Pokud však je horší přizpůsobení (třeba nevhodně umístěná magnetická prutová anténa), může být odběr až přes 1A. Proto jsem použil stabilizátor 5V/2A. Ve schématu je napájecí napětí 12V. To je však zbytečně vysoké a vyžaduje dost intenzivní chlazení stabilizátoru. Ideální napájecí napětí je tvrdých 8V. Dioda D2 ještě snižuje napájecí napětí, protože modul snese podle datasheetu maximálně 4,5V.

Abych šetřil energii a nepotřeboval chladič na stabilizátoru, vyzkoušel jsem spínaný regulátor s obvodem LM2596. Rušení od spínání bylo ale tak intenzivní, že jsem se ani nepokoušel, nějak to filtrovat, nebo stínit a tento spínaný regulátor jsem zavrhl.

LPF filtr harmonických na výstupu

     
DRA818V assembled
LPF for VHF band
LPF for UHF band
Osazená DPS Detail LPF
pro pásmo 2m
Detail LPF
pro pásmo 70cm
     

Mezi VF vstup/výstup DRA818.. a anténní konektor je připojen filtr vyšších harmonických (LPF). Bez něj by TRX nesplňoval předpisy o nežádoucím vyzařování.

    Součástky filtru pro pásmo 2m (145MHz):
  • všechny tři cívky: 4 závity drátem 0,8mm na trn (vrták) 5mm, rovnoměrně roztáhnout na délku 5mm (podle pájecích otvorů).
  • krajní kondenzátory: 33pF, smd velikost 1206 z hmoty NP0
  • vnitřní kondenzátory: 56pF, smd velikost 1206 z hmoty NP0

Při měření byl zařazen útlumový článek 30dB. Zobrazené hodnotě výkonu 0dBm tedy ve skutečnosti odpovídá hodnota +30dBm.

     
DRA818V PWR 1W
DRA818V LOW PWR
DRA818V CTCSS modulation
Výstupní výkon 1W Nastaven Low Power Modulace CTCSS (PL)
     

     
DRA818V LPF Harmonics 1W
DRA818V LPF Harmonics Low Pwr
DRA818V LPF High Pwr 159MHz
Potlačení harmonických
při výkonu 1W
Potlačení harmonických
při Low Power
Pokles výkonu na 159MHz
(útlumem filtru)
     

    Součástky filtru pro pásmo 70cm (430-440MHz):
  • všechny tři cívky: 2 závity drátem 0,8mm na trn (vrták) 4,5mm, rovnoměrně roztáhnout na délku 5mm (podle pájecích otvorů).
  • krajní kondenzátory: 2,4 pF (paralelně 2 x 1,2 pF), smd velikost 1206, hmota NP0
  • vnitřní kondenzátory: 10pF, smd velikost 1206, hmota NP0

Při měření byl zařazen útlumový článek 30dB. Zobrazené hodnotě výkonu 0dBm tedy ve skutečnosti odpovídá hodnota +30dBm.

     
DRA818U PWR 1W
DRA818U Low Pwr
DRA818U modulation CTCSS (PL)
70cm Výkon 1W 70cm Low Power Modulace CTCSS (PL)
     

     
DRA818U Harmonics 1W
DRA818U harmonics Low Pwr
DRA818U High Pwr 470MHz (LPF)
70cm potlačení harmonických
výkon 1W
70cm potlačení harmonických
Low Power
Pokles výkonu na 470MHz
(vlivem LPF)
     

Pokud přesně dodržíme výše uvedené hodnoty, bez dalšího dolaďování by měl výstupní signál odpovídat obrázkům ze spektrálního analyzátoru.

Zesilovač pro reproduktor

NF signál z SDR přijímače jde přímo do vstupu NF zesilovače TDA7052A. Reproduktor na výstupu by měl mít minimálně 8 Ω. Zesílení je regulováno stejnosměrným napětím na vstupu CTRL. To je vytvářeno jednočipem jako PWM signál. Jako filtr (integrační článek) slouží R2+C11 (a také R11+C8 na druhé desce). Bez změny v zapojení lze použít i TDA7052B, i když má trochu odlišné některé parametry.

Na tomto místě NELZE POUŽÍT TDA7052 (bez A nebo B na konci), protože ten nemá vstup pro řízení hlasitosti stejnosměrným napětím.

Na výstupu NF zesilovače není žádný oddělovací kondenzátor. Integrovaný obvod spolehlivě zničíme, pokud tam omylem místo reproduktoru připojíme napájecí napětí. (Mám tam stejné konektory a tak se mi to stalo.)




Deska ovládání (sub-panel)

     
Schema of Control panel for DRA818V
PCB controll panel DRA818V
PCB controll panel DRA818V
Schéma
ve vyšším rozlišení
Kontrola gerber souborů
jedna strana
Kontrola gerber souborů
druhá strana
     

    Destička předního subpanelu obsahuje:
  • stabilizátor napájecího napětí
  • jednočipový počítač Atmega328PB (nebo Atmega328P)
  • grafický OLED display 128x64 pixelů
  • konektor RJ45 pro mikrofon
  • 4 tlačítka (mikrospínače)
  • mechanický rotační enkodér 20 pulzů na otáčku
  • 2 LED spínané dvěma tranzistory (Busy, PTT)
  • 2 pětipinové konektory pro přímé propojení s druhou deskou.
  • 6 pinový programovací konektor ISP

  • Seznam součástek

Napájení, regulace napětí

Z pinu 5 konektoru JP2 přichází z druhé desky napájecí napětí na stabilizátor 5V/100mA. 5 Voltů je přes filtraci (R2, C11, C12) přivedeno na konektor mikrofonu (v mikrofonu napájí operační zesilovač).
Diodou D1 je napětí sníženo na přibližně 4,3V a tím jsou napájeny všechny obvody na této desce.

Zapojení PTT tlačítka

Oproti předchozí verzi jsem spínání PTT udělal "skrz procesor". Při sepnutí jednoho vstupního portu MCU na zem (PTT-IN) se software na základě dalších podmínek rozhodne změnit logickou hodnotu jiného portu (PTT-OUT) a přes tranzistor přepnout na vysílání. Máme tak více možností ovládání (Tlačítko PTT může mít v určité situaci i jinou funkci).

OLED displej 128x64 pixelů

Napájení OLED displeje musí být přes další oddělovací diodu a mít vlastní filtrační kondenzátory C4 a C7. Jinak rušení na napájení od multiplexu displeje způsobovalo silný brum v modulaci (brum tak silný, že prakticky překryl užitečnou modulaci). Těmito kondenzátory se ale zpomalil náběh napájecího napětí při zapnutí a některé displeje mají problém se správně zresetovat při zapnutí. Použil jsem displej 128x64 pixelů velikosti 1,3 palce. Displeje nakupuji na ebay.com. Na obrázku níže vpravo je fotografie vhodných a nevhodných displejů.

     
partially assembled
partially assembled
suitable and unsuitable displays
Částečně osazeno
zadní strana
Částečně osazeno
přední strana
Vhodný a nevhodný
displej (128x64px /1.3 inch)
     

Připojení mikrofonu

Přímo na desce není žádný mikrofonní zesilovač a modulační signál jde pouze přes vazební kondenzátor přímo do modulačního vstupu DRA818.. Zesilovač je přímo v krabičce mikrofonu, viz tento článek. Pro připojení mikrofonu jsem si oblíbil osmipinové konektory RJ45. Je potřeba použít konektor, který má díru kolmo k DPS (třeba tento). Plošný spoj je navržen přesně na tento typ. Pokud použijeme přední panel v provedení DPS, který popisuji dále, je potřeba konektor mírně upravit. Odřízneme oba výstupky po stranách, na plastovém těle konektoru.

Rotační enkodér

Ten je možné připájet zepředu, vývody přímo pasují na pájecí plošky. Já ale preferuji druhou možnost - centrální maticí upevnit enkodér do díry v DPS a vývody propojit s DPS kousky drátu. Potom enkodér nevyčnívá tak moc dopředu a přední panel může být blíže.

Spínače A a B rotačního enkodéru jsou připojeny do MCU přes JP4. Tam můžeme udělat propojky křížem, pokud by rotační enkodér fungoval obráceně.

Indikace PTT a Busy (otevřený squelch)

Tranzistory T2, T3 jsou v podstatě jakékoliv PNP, NPN tranzistory. Pouze rozsvěcují LED diody. Změnou hodnot R7 a R9 upravíme jas LED.

Firmware v Atmega328PB (Atmega328P)

Firmware jsem vytvořil v editoru/kompilátoru MCS-Basom-AVR, verze 2.0.8.1. Nezaručuji, že je bez chyb. Běží na kmitočtu 8 MHz vnitřního RC oscilátoru. Při programování je potřeba v konfiguračních bitech zrušit dělení kmitočtu osmi. Také doporučuji nastavit Brown-Out na 2,7V (reset při poklesu napájecího napětí). Do sekce DOWNLOAD jsem uložil zkompilovaný hex a bin kód pro oba typy Atmega. Plánuji uložit tam i zdrojový kód, ale až ho celý nějak srozumitelně okomentuji.

DOWNLOAD




Mechanické provedení, krabička:

     
FM trx with DRA818V
FM TRX with DRA818V
FM TRX with DRA818V
Mechanické provedeníTRXu ... ...
     

Obě desky jsou propojeny dvěma 5 pinovými konektory a v rozích distančními sloupky vhodné délky.

Když jsem si stavěl Stereo FM rádio s obvodem RDA5807M zalíbila se mi možnost nakreslit si přední panel jako DPS a nechat ho vyrobit v Číně. Tuhle možnost jsem zvolil i teď. Destička předního panelu přesahuje na všech stranách destičku subpanelu asi o 2mm a ze zadní (vnitřní) strany nemá po okrajích nepájivou masku. Přímo k ní můžeme připájet cuprextit a tím vytvořit celou krabičku. Sestavu obou DPS (subpanel+VF/NF) k ní z vnitřní strany v rozích přišroubujeme přes distanční sloupky. Okénko před displejem by bylo dobré vyplnit nějakým "plexisklem" ale zatím tam mám díru (a asi to tak zůstane, :-). Na mikrospínače jsem nasadil hmatníky koupené na ebay.com. U prodejců v Čechách jsem žádné podobné nemohl sehnat. Na jejich průměr jsou přizpůsobeny i díry v DPS předního panelu (mohly by být o 1mm menší).

       
DRA818V FM TRX in case
FM TRX with DRA818V
DRA818U FM TRX Front panel
DRA818V FM TRX front panel back side
Hotový TRX
Externí reproduktor od starého hansfree NOKIA
... DPS přední panel DPS přední panel
zezadu
       
Přední panel jsem nakreslil jako plošný spoj a nechal vyrobit v Číně.




Stručně k ovládání:

Z původně docela jednoduchého zařízení jsem se přidáváním dalších funkcí dostal do situace, že by popis ovládání zabral více místa, než technický popis. Proto jsem vytvořil video, kde jsem to všechno ukázal názorně. Tady je alespoň přehled funkcí ovládacích prvků.

Při prvním zapnutí po nahrání kódu do paměti jednočipu si musíme zvolit pásmo (2m nebo 70cm, podle toho jaký máme hardware). Pokud bychom později změnili hardware (jinou desku VF/NF bychom připojili ke stejné desce ovládání) musíme to změnit podržením tlačítka BT4 při zapnutí napájení.

Ovládání z předního panelu

    Tlačítko BT1:
  • krátký stisk: Přepíná ladění (krokování kanálů) a hlasitost (vrátí se samo, nebo znova stisknout)
  • delší stisk: Skočí do nastavení úrovně squelch. (vrátí se samo, nebo znova stisknout)
  • podržení při zapnutí: zatím nic
  • při nastavení rozsahu skenování: spodní kmitočet skenování
  • při ukládání jména kanálu do paměti: potvrzení jména a uložení do paměti (uloží se samo po 7. znaku)
    Tlačítko BT2:
  • krátký stisk: Přepne na nastavení CTCSS kmitočtu. (vrátí se samo, nebo znova stisknout)
  • delší stisk: změna režimu CTCSS (jen nosná / CTCSS-TX / CTCSS-TX+RX)
  • podržení při zapnutí: zatím nic
  • při nastavení rozsahu skenování: horní kmitočet skenování
    Tlačítko BT3:
  • krátký stisk: režim převáděče (direct, RPTR-, RPTR+, poslech na vstupu)
  • delší stisk: přepínání výstupního výkonu (1W / Low)
  • podržení při zapnutí: nastavení kontrastu (vlastně jas OLED displeje)
    Tlačítko BT4:
  • krátký stisk: přepne z ladění (krokování kanálů) na krokování pamětí
  • delší stisk: přepne na nastavení skenování (krokování kanálů)
  • podržení při zapnutí: změna pásma (podle hardware DRA818..)
  • během skenování kmitočtů nebo pamětí: zastaví skenování
  • při ukládání kanálu do paměti: zrušení ukládání nebo uložení bez zadání jména paměti
  • při ukládání jména paměti: zrušení jména při chybném znaku a zadávání od začátku
    Rotační enkodér:
  • nastavení kmitočtu (kanálu), CTCSS (PL) kmitočtu
  • nastavení hlasitosti (volume), úrovně squelch (umlčovač šumu)
  • nastavení rozsahu skenování (horní a dolní limit)
  • nastavení paměťové pozice
  • nastavení každého znaku jména paměťové pozice při ukládání
    Spínač v ose enkodéru:
  • krátký stisk: změna jasu displeje (2 hodnoty High/Low)
  • delší stisk: zahájí ukládání kanálu do paměti
  • během ukládání kanálu do paměti: potvrdit uložení, potvrdit každý znak jména paměti
  • při nastavení skenování: spustí/zastaví skenování kmitočtů (pamětí)
  • v režimu krokování pamětí: spustí/zastaví skenování pamětí
  • podržení při zapnutí: Vymaže všechny uložené kanály v paměti (bez ptaní či potvrzování)

Ovládání tlačítky na mikrofonu

    Tlačítko CH-Up na mikrofonu:
  • krokuje kmitočet nebo paměti nahoru
  • po stisku BT2 nebo FN krokuje CTCSS (PL) nahoru
    Tlačítko CH-Dwn na mikrofonu:
  • krokuje kmitočet nebo paměti dolů
  • po stisku BT2 nebo FN krokuje CTCSS (PL) dolů
    Tlačítko FN na mikrofonu (prostřední):
  • krátký stisk: přepne na nastavení CTCSS (PL) kmitočtu
  • podržet + CH-Up, CH-Dwn, enkodér: zvětší krok ladění (2m - 100kHz, 70cm - 1MHz)
  • podržet + PTT: změna režimu CTCSS (jen nosná / CTCSS-TX / CTCSS-TX+RX) jako BT2
  • v režimu krokování pamětí: spustí skenování pamětí
    Tlačítko PTT na mikrofonu:
  • přepne z příjmu na vysílání
  • v režimu skenování pamětí: zastaví skenování (jako BT4), dalším stiskem začne vysílat.
  • spolu s FN na mikrofonu: změna režimu CTCSS (jen nosná / CTCSS-TX / CTCSS-TX+RX) jako BT2
Během skenování (kanálů nebo pamětí) se skenování zastaví asi na 4 sekundy, pokud se objeví nosná, případně se správným CTCSS subtónem. Rotačním enkodérem můžeme nastavit hlasitost, případně tlačítkem PTT skenování úplně zastavit a na zastaveném kanálu vysílat. Tlačítkem FN (prostřední) na mikrofonu, nebo v ose enkodéru můžeme pokračovat ve skenování.

Další detaily viz video na Youtube:

Jarda, ok1hdu



   | Celý článek |      e-mailtisk clánku
 

Zpět (klikni)

O   Novinky
05.07.2019:
Update fotoalba
Do fotoalba jsem přidal pár fotografií ze:
Slovinska (červen 2019).

05.12.2018:
Update fotoalba
Do fotoalba jsem přidal pár fotografií ze:
Slovinska (jaro 2018)
a ze:
Suchého Vrchu (zima 2005/2006).

24.11.2017:
Update na webu DXFC
Dneska jsem updatoval info na webu DXFC

24.11.2017:
Update fotoalba
Do fotoalba jsem přidal fotky z letošní dovolené v Tureckém Oludeniz.

20.11.2017:
RSGB IOTA contest 2017
Výsledky IOTA contestu 2017 v CW QRP kategorii.

O   kalendář
<<  Červenec  >>
PoÚtStČtSoNe
  1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31   

O   Radary ČHMU

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.