switch to an english version     Vloni jsem napsal několik článků o možnostech využití modulů FM transceiverů Dorji DRA818x. Docela mne překvapil zájem o články ale i o plošné spoje, které jsem v těch konstrukcích použil. Nedalo mi to, a letos jsem si navrhl upravenou verzi, ve které jsou odstraněny některé nedostatky z původní konstrukce. Udělal jsem to s VKV verzí DRA818V.

Aby nebylo nutné otevírat původní články a hledat v nich potřebné informace, rozhodl jsem se popsat zde podrobně znova vše, tedy nejenom ty nové úpravy.

Nejprve nějaké základní informace o modulu DRA818V.

	foto DRA818V rozměry	popis pinů

maximální hodnoty	některé parametry	VF parametry (brát s rezervou)

---

---

---

TRX se skládá ze dvou destiček plošných spojů.
Ty jsou mezi sebou propojeny stíněnými kablíky s konektory PSH.

Menší destička obsahuje:
• Stabilizátor napájecího napětí
• Vlastní SDR modul Dorji DRA818V(U)
• Filtr (dolní propust) harmonických kmitočtů na VF výstupu
• Nízkofrekvenční zesilovač LM386N-4 pro připojení reproduktoru
• Spínací tranzistor pro přepínání výstupního VF výkonu

Schéma ve vyšším rozlišení	Kontrola gerber souborů v online vieweru	DPS vyrobena v Seeedstudio.com	Osazená DPS

Z napájecího konektoru označeného 12V je přes ochrannou diodu připojen jednak výstupní konektor (označený AUX) ze kterého je napájena druhá destička a jednak stabilizátor 5V. Použil jsem typ pro proud 2A. Výrobce DRA818V píše, že odběr při vyšším výkonu je 750mA. Já jsem naměřil při plném výkonu odběr celého TRXu přes 900 mA. Na stabilizátoru se ztrácí poměrně veliký výkon a nutně potřebuje chladič. Vstupní napájecí napětí by stačilo asi 7.5V, takže potom by nebyla ztráta na stabilizátoru tak veliká. Za stabilizátorem je další dioda, která snižuje napájecí napětí asi na 4.3V. Modul DRA818V pracuje podle datasheetu v rozsahu 3.3V - 4.5V. Evidentně je navržen pro napájení z jednoho LiPol článku.
Těsně u napájecího pinu DRA818V jsou tři blokovací smd keramické kondenzátory 100n, 10n, 1n.

K anténnímu vstupu/výstupu DRA818V je připojen filtr vyšších harmonických. Ten je tam nutný, bez něj by nežádoucí vyzařování nesplňovalo předpisy. Cívky filtru jsou vinuty na průměru 5.5mm (Použije se válcová část vrtáku). L1 a L2 mají 4 závity a L3 má 3 závity měděným lakovaným drátem průměru 0.5-1mm. V první verzi jsem filtry dolaďoval kapacitními trimry. Ty jsou však poměrně drahé a dnes i špatně dostupné. Proto jsem v této verzi použil jenom pevné kondenzátory C3=C6=33pF a C4=C5=56pF a filtr jsem naladil roztahováním závitů cívek. Kondenzátory musejí být kvalitní. Použil jsem keramické z hmoty NP0. C4 a C5 jsem neměl vývodové, tak jsem použil smd, velikosti 1206, které mezi pájecí plošky přesně pasují (viz fotografie provedení filtru).

Filtr jsem v domácích podmínkách ladil pomocí anténního analyzátoru miniVNA. Ten sice funguje jenom do 180MHz, ale útlum na kmitočtu 145 MHz a sklon je tam ještě vidět. (Nová verze - miniVNA-Tiny údajně funguje až do 3GHz a v rozsahu až 70dB, neměl jsem zatím možnost ho vyzkoušet) Potlačení harmonických a výstupní výkon jsem pak ověřil na USB spektrálním analyzátoru SA44-Signalhound.

Návrh LPF filtru v AADE filter design 4.5	Provedení LPF filtru	Nastavení pomocí MiniVNA	Kontrola PSV výstupu

Výstupní výkon +30.3dBm	Kontrola potlačení harmonických	Nastavení modulace 1750Hz

Audio výstup DRA818V vede přes odpor R1 na potenciometr hlasitosti. Potenciometr je fyzicky umístěn na druhém plošném spoji (subpanelu) a je připojen stíněným kablíkem přes třípinový konektor PSH (volume). Hodnota potenciometru by měla být někde v rozsahu 5kΩ až 50kΩ a pro plynulou regulaci hlasitosti by měl mít logaritmický průběh. Odpor R1 bude někde v řádu kΩ a jeho hodnotou nastavíme rozumný rozsah regulace hlasitosti v závislosti na hodnotě potenciometru a úrovni NF výstupního signálu z DRA818V. (Úroveň NF signálu na výstupu DRA818V je navíc možné softwarově nastavit v osmi úrovních, což je popsáno níže v článku).

Nízkofrekvenční výkonový zesilovač je běžné katalogové zapojení LM386N. Ve schématu uvedený LM386N-4 snese napájecí napětí až 18V, zatímco LM386N-1 jenom 12V. Kondenzátor C16 není potřeba osazovat, hodnota C7, 100nF je více než dostatečná.

Tranzistor T1 spíná pin PWR_H/L modulu DRA818V na zem. Při sepnutém tranzistoru je podle datasheetu výrobce výstupní výkon nižší o 3dB, tedy poloviční. Může zde být použit jakýkoliv malý univerzální NPN tranzistor. Plošný spoj jsem navrhl na 2N3904. Pokud bychom použili některý z typů BC54x nebo BC337, nebude pravděpodobně souhlasit obrys pouzdra nakreslený na plošném spoji (došlo by k prohození kolektoru a emitoru).

---

---

---

Druhá deska plošného spoje slouží mimo jiné jako subpanel a jsou na ní:
• Stabilizátor napájecího napětí
• Jednočip Atmel AVR Atmega 328(P)(případně ATmega88, ATmega168)
• LCD alfanumerický displej 2x16 znaků
• Šest tlačítek
• Potenciometr hlasitosti
• Konektor pro mikrofon
• Mikrofonní zesilovač

Schéma ve vyšším rozlišení	kontrola gerber souborů přední strana	kontrola gerber souborů zadní strana

částečně osazeno přední strana	částečně osazeno zadní strana	částečně osazeno

Způsob stabilizace napájecího napětí je podobný jako na první desce. Pokud přivedeme napájecí napětí z výstupu AUX první desky, není nutné použít vstupní ochrannou diodu (nahradíme ji kouskem drátu). Tato deska má maximální odběr okolo 100mA (záleží hlavně na proudu LED diod podsvětlení displeje, který nejde přes stabilizátor). Proto bohatě stačí 1A stabilizátor a nepotřebuje chladič.

Jako hlavní řídící a ovládací centrum celého transceiveru je použit jednočipový počítač Atmel AVR Atmega328(P). V první verzi jsem použil Atmega48. V podstatě by tu bylo možné použít kterýkoliv z řady Atmega8, 48, 168, 328. Rozmístěním vývodů a funkcemi jsou pro toto použití identické, liší se jen velikostí paměti. Pouze by bylo nutné zkompilovat program pro konkrétní typ. Atmega328 jsou dnes velmi hojně používany v populárním Arduinu a proto je jejich cena často nižší, než těch ostatních s menší pamětí. Občas se dají velmi levně koupit Atmega328P s nahraným bootloaderem na Arduino. Bootloader prostě v programátoru smažeme a součástku můžeme použít pro naši konstrukci.

K jednočipu je připojen Alfanumerický displej 2x16 znaků. Displeje je možné koupit v různých provedeních. Tento konkrétní typ, na který je navržen plošný spoj, má vnější rozměry 80x36mm. Rozteč mezi dírami pro přišroubování je 75x31mm a vývody má v jedné řadě vlevo nahoře při pohledu zepředu (viz fotografie). Displej má podsvětlení LED diodami. Odporovým trimrem R2, 10kΩ se nastavuje kontrast displeje (úhel pohledu). Tranzistor T1 (BC337-40) spíná proti zemi katody podsvětlovacích LED diod. Opět je možné použít jakýkoliv univerzální NPN tranzistor (TUN), pouze je potřeba dát pozor na rozmístění vývodů. Proud LED diod je dán odporem R1 (zvážit jeho výkonové zatížení s ohledem na napájecí napětí). Odpor R12, paralelně s tranzistorem T1 není nutné použít. Pokud však máme displej, na kterém není bez podsvětlení nic vidět (obvykle modře podsvícené displeje s bílými znaky), rozsvítíme nepatrně LED podsvětlení tímto odporem, takže ho lze číst i při "zhasnutých" LED.

Celý transceiver se ovládá pomocí šesti tlačítek a PTT spínače na mikrofonu. Jako tlačítka jsou použity mikrospínače Switronic celkové délky 17mm, aby dosáhly skrz přední panel.

Zapojení zásuvky mikrofonu	Pohled na TRX zepředu	Pohled na TRX shora

Na připojení mikrofonu je použita osmipinová přímá zásuvka RJ45. Zapojena je tak aby do ní šel připojit mikrofon pro Yaesu FT817. Tlačítka na mikrofonu jsou propojena s mikrospínači na subpanelu a fungují tedy podobně jako na FT817:
Dwn-ladění dolů, Up-ladění nahoru, podržením prostředního Fst se zvětší ladící krok.

V minulé verzi jsem měl problém s promodulováním, protože dynamická vložka v mikrofonu nedává dostatečné nízkofrekvenční napětí. Přidal jsem tedy mikrofonní zesilovač s jedním tranzistorem T2. Může tam být v podstatě jakýkoliv malý univerzální NPN tranzistor. Z těch, co jsem měl po ruce nejméně šuměl BC546-B. Pokud bychom použili třeba 2N3904, tak nejspíš nebude souhlasit obrys pouzdra tranzistoru nakreslený na plošném spoji (došlo by k prohození kolektoru a emitoru). Hodnoty součástek ve schématu zesilovače odpovídají použití mikrofonu od FT817 s dynamickou vložkou.

Pokud bychom použili jiný mikrofon (třeba nějaký elektret) bude nutné upravit zesílení předzesilovače změnou odporu R7 v emitoru tranzistoru (zvětšováním hodnoty se snižuje zesílení a naopak). Také by bylo dobré změnit hodnotu C7 (omezení vyšších kmitočtů) podle výstupní impedance mikrofonu. V případě připojení elektretu se na jeho napájení použije vývod 3 na mikrofonním konektoru, kam je vyvedeno stabilizované napětí přibližně 4.3V.

Oproti minulé verzi jsem také přidal možnost spuštění "nahazovacího tónu" 1750Hz. To se stále ještě používá na některých VKV převáděčích, u nás například na OK0C. Kmitočet 1750Hz je generován jednočipem na pinu 24, port_C.1. Trimrem R9, 100Ω se nastaví správná úroveň jeho modulace. Tón se spustí pokud podržíme tlačítko PTT na mikrofonu a přitom krátce stiskneme tlačítko BT6 (Alt). Generování tónu trvá cca 2 sekundy. Pro tento účel jsem do schématu přidal tranzistor T3 (BC337-40) a součásky okolo, díky kterému jednočip pozná stiskuté PTT.

Na subpanelu je také fyzicky umístěn potenciometr hlasitosti, který je stíněným kablíkem přes třípinový konektor PSH-PFH připojen na druhou desku.
Dalším stíněným kablíkem s konektorem je propojen výstup mikrofonního zesilovače s modulačním vstupem DRA818V a také spínač PTT.

Většina komunikace mezi deskou subpanelu a deskou s modulem DRA818V probíhá sériově pomocí HW UART, který je součástí jak jednočipu, tak DRA818V. Fyzické propojení je opět pomocí stíněného kablíku a konektoru PSH. Komunikace je pouze jednosměrná, Atmega328(P) data posílá, DRA818V je přijímá. Software v jednočipu nijak nevyhodnocuje, zda byly příkazy akceptovány. Pokud bychom tedy nastavili například kmitočet mimo rozsah DRA818V, tento se sice zobrazí na displeji ale DRA818V ho nepřijme.

Přepínání výkonu je pomocí logické úrovně na pinu 18, Port_B.4 jednočipu. Využije se na to konektor, který je určen pro programování jednočipu (pin 2 na programovacím konektoru). Signál je jednožilovým kablíkem veden na druhou, menší destičku kde přes odpor R4, 2k2 spíná tranzistor T1 a tím přepíná výstupní výkon. Podle datasheetu výrobce by mělo být snížení výkonu o 3dB, tedy na polovinu. Podle mého měření je výkon nižší o 8dB. Snížený výstupní výkon je tedy něco přes 150mW a zdá se, že se u různých kusů DRA818V docela liší.

---

Program jsem napsal v mém oblíbeném editoru/kompilátoru BASCOM_AVR, verze 2.0.7.7 (možná dnes již nabízejí novější verzi). Zkompilovaný kód zabírá asi 16% paměti Atmega328(P). Pravděpodobně by se tedy již nevešel do Atmega48, který má jenom 4kB programové paměti (nezkoušel jsem). Editor BASCOM_AVR má možnost jednoduše vytvořit ze zdrojového kódu pěkně zformátovaný .html soubor, takže je dobře čitelný v internetovém prohlížeči. (Zdrojový text je možné z obrazovky prohlížeče zkopírovat, vložit do editoru BASCOM_AVR a upravit si program podle vlastních nápadů.)

Zdrojový text (snažil jsem se ho dostatečně okomentovat), zkompilovaný .hex soubor i zkompilovaný .bin pro ATmega328P jsou, spolu s dalšími soubory, zabaleny v .zip souboru, který je uložen v Download sekci tohoto webu.

	Nastavení konfiguračních bitů ATmega328(P) (fuses)

Program využívá vnitřní RC oscilátor jednočipu. Během programování je tedy potřeba nastavit konfigurační bity (fuses) tak, aby byl použit vnitřní oscilátor 8MHz, a vypnout dělení kmitočtu osmi (defaultně je dělení zapnuto). Také je dobré nastavit "brown_out" na 2,7V (nastane reset při poklesu napájení pod toto napětí).

---

---

---

---

Popis ovládání:

Po nahrání programu do paměti jednočipu je nastaven kmitočet 145,500 MHz, je zapnuto CTCSS na vysílači (ale není nastaven žádný tón) a je nastaven vysoký výkon.

Upozornění: Dokud je připojen programátor, neměli bychom přepínat výkon, protože pin, kterým ovládáme výkon je zároveň jedním z programovacích vstupů.

Všechna tlačítka BT1 až BT5 mají dvě různé funkce, podle toho zda je spolu s nimi podrženo tlačítko BT6 (označené ALT)

Funkce tlačítek v základním režimu:
• BT1 - krokuje kmitočet nahoru po 12,5 kHz
• BT2 - krokuje kmitočet dolů po 12,5 kHz
• BT3 - krokuje subtóny (CTCSS) nahoru
• BT4 - krokuje subtóny (CTCSS) dolů
• BT5 - zapíná odskok pro převáděč, případně poslech na vstupu (střídají se dokola tři stavy)

Funkce tlačítek při podržení tlačítka BT6 (Alt)
• BT1 - krokuje kmitočet nahoru po 25 kHz
• BT2 - krokuje kmitočet dolů po 25 kHz
• BT3 - zapnutí/vypnutí CTCSS (3 stavy: bez CTCSS, pouze Tx, oba Tx i Rx)
• BT4 - zapnutí/vypnutí podsvětlení displeje
• BT5 - přepínání výkonu (1 W/Low)
• PTT - Spustí generování modulačního tónu 1750Hz asi na 2 sekundy. Během této doby svítí podsvětlení displeje.
  (Funguje to i obráceně - nejprve stisknout PTT a potom krátce BT6)

Při stisku kteréhokoliv tlačítka (kromě BT6) se rozsvítí podsvětlení displeje. Pokud asi 8 sekund nic nestiskneme, podsvětlení displeje zhasne a právě v tom okamžiku se všechny, právě zobrazované hodnoty (kromě nastavení výkonu) uloží do EEprom paměti. Odtud jsou načteny při příštím zapnutí.

Pokud je uložena hodnota kmitočtu, kde se běžně nepoužívá FM modulace, nebo je mimo amatérské pásmo (pod 144,500 MHz a nad 145,800 MHz) při resetu (vypnutí a zapnutí napájení) se nastaví hodnota kmitočtu 145,500 Mhz.

Při nastavování kmitočtu (tlačítky BT1 a BT2) se mezi hodnotami 145,600 MHz a 145,800 MHz automaticky zapíná odskok pro převáděče. Tlačítkem BT5 lze ale nastavit jiný stav.

Kmitočty CTCSS tónů se na displeji zobrazují bez desetinných míst.

---

PWR ON nastavení

Volume a Squelch

• Pokud těsně po zapnutí napájení podržíme tlačítko BT1, skočíme do nastavení základní úrovně hlasitosti a úrovně šumové brány (Squelch).
• BT3 - přidávání hlasitosti (maximální hodnota 8)
• BT4 - snižování hlasitosti (minimální hodnota 1)
• BT5 - zvyšování hodnoty squelch (maximální hodnota 8)
• BT6 - snižování hodnoty squelch (minimální hodnota 0 = trvale šumí)
• BT2 - návrat k normální funkci TRXu

K uložení hodnot do EEprom (trvalé uložení) dojde, pokud asi 8 sekund nestiskneme žádné tlačítko a zhasne podsvětlení displeje.

Během nastavování hlasitosti a squelch TRX normálně funguje (kromě spuštění tónu 1750 Hz) na tom kanále, na kterém byl předtím vypnut (pokud byly hodnoty uloženy do Eeprom), takže lze nastavování provádět třeba při poslechu na převáděči.

Nastavení základní hlasitosti a squelche	Nastavení NF filtrů

Audio filtry
• Pokud těsně po zapnutí napájení podržíme tlačítko BT3, dostaneme se do nastavení audio filtrů.
• BT2 - přepínání preemfáze/deemfáze On/Off
• BT4 - přepínání High-Pass filtru On/Off
• BT6 - přepínání Low-Pass filtru On/Off
• BT5 - návrat k normální funkci.

K uložení hodnot do EEprom (trvalé uložení) dojde, pokud asi 8 sekund nestiskneme žádné tlačítko a zhasne podsvětlení displeje.

Poznámka: Modul DRA818V povely k nastavení audio filtrů akceptuje ale nikdy jsem nepozoroval žádnou změnu na přijímaném signálu. Můj dojem je, že tato funkce prostě nefunguje. Pokud mi něco uniklo nebo jsem nepochopil, jak má toto nastavení fungovat, budu rád, když mi to někdo vysvětlí. Nedávno jsem zjistil, že to funguje. ;-)

Jarda, ok1hdu