Pomocník radioamatéra pro digitální módy a CW

HAM Interface - Front

Při práci s radioamatérským zařízením (RIG – vysílačka) lze kromě hlasové komunikace využívat i telegrafní a datovou. K dispozici je množství protokolů, které slouží pro přenos obrázků, videa nebo psaného textu. V každém případě jde o další možnost využití radioamatérské koncese.

A právě digitální módy spojující výpočetní techniku s radioamatérstvím zpravidla vyžadují nasazení další techniky. Jedním takovým zařízením je audio galvanický izolátor s možností ovládání PTT a CW vstupů přes rozhraní RS-232. Důvod pro použití je jednoduchý – přenáší se nízkofrekvenčně modulovaný signál. Ke zpracování lze využít klasickou zvukovou kartu, kterou lze nalézt téměř v každém PC nebo chytrém telefonu.V následujícím textu uvedu popis mého vlastního návrhu galvanického izolátoru s integrovanou USB zvukovou kartou a převodníkem USB/RS-232. Zapojení je jednoduché a bez problému lze zařízení použít s nejběžněji používaným programovým vybavením pro zpracování digitálních dat v radioamatérském prostředí (MultiPSK, DigiPan, MixW, apod.).

Ham Interface - Block diagram

Popis zapojení

Oddělovací transformátory TR1 a TR2 jsou audio nebo signálové transformátory s transformačním poměrem 1:1. Dříve bývaly použity v telefonních obvodech s impedančním poměrem 600:600 ohm. Tato hodnota ale není kritická a lze použít např. transformátory s poměrem 1000:1000 ohm. Potenciometry R1 a R2 slouží pro nastavení hlasitosti výstupu z oddělovacích transformátorů TR1 a TR2. V případě, že není v konektoru PC SND zasunut kabel, je automaticky přepnuto (šestiúhelník OR na blokovém diagramu) na interní zvukové zařízení (levná USB zvuková karta např. z eBay). Využívá se pouze mono vstup/výstup – levý kanál.

Převodník USB/RS-232 (levný z eBay) pracuje s napěťovou úrovní 5 V. Obsahuje napájecí výstupy 5 V a 3,3 V. Ovládacími signály pro výstupy RIG-PTT a RIG-CW jsou negované RTS_N a DTR_N (tyto signály často nebývají vyvedeny, ale lze je na čipu nalézt a vyvést na vlastní piny). Ty jsou zapojeny na katody LED diod v optočlenech. Na anody jsou připojeny indikační LED diody na předním panelu. Díky využití napájecího napětí 3,3 V není nutné přidávat před LED srážecí odpory, v případě 5 V by to nutné bylo. Výstupy z optočlenů lze ručně zkratovat tlačítky RIG PTT a RIG CW. V takovém případě není ale tento stav LED indikován. Převodním USB/RS-232 lze kromě programového ovládání funkcí PTT a CW využít i k programování paměti a případně upgrade firmware RIG (vysílačky). V takovém případě nedoporučují připojovat konektory RIG PTT a RIG CW. Pokud by ovládací program přepínal signály RTS_N a DTR_N, mohlo by dojít k aktivaci PTT nebo CW a tím pádem k nepředvídatelným událostem.

Izolátor a USB/RS-232 převodník lze využít jak pro většinu digitálních módů, tak pouze pro oddělení dvou audio zařízení. Je potřeba si ale uvědomit, že signálová cesta je pouze mono. Většinou se používá levý audio kanál.

Pracovní režimy

  1. Pokud je v konektoru PC SND připojen kabel, jsou vstupy/výstupy RING SND od PC SND galvanicky odděleny;
  2. pokud není v konektoru PC SND připojen kabel, je jako vstup/výstup pro PC využito integrované USB zvukové zařízení; vstupy/výstupy RING SND jsou od PC galvanicky odděleny; tlačítky na předním panelu lze ovládat zvukové zařízení;
  3. je možné využít převodník USB/RS-232 pro řízení PTT nebo CW, kde PTT je řízeno signálem RTS_N (aktivní v log. 0) a CW je řízeno signálem DTR_N (aktivní v log. 0) – je nutné nastavit toto signály v ovládacím software; případně lze využít ručního řízení stisky tlačítek RIG PTT a RIG CW,
  4. při použití převodníku USB/RS-232 není RIG (vysílačka) galvanicky oddělen od PC; tento režim lze využít pro přenos dat nebo programování RIG.

Konektory

Piny konektorů jsou pojmenovány z pohledu na RIG. Např. mikrofonní vstup vysílačky je ve schématu označen jako RIG-MIC-IN. Rozdíl je pouze u konektoru RIG RS-232 (běžná praxe v označování a propojování rozhraní RS-232).

RIG SND (Jack 3,5) – připojení zařízení RIG (vysílačka). Pin RIG-MIC-IN se zapojí na mikrofonní vstup. Pin RIG-SND-OUT se připojí na audio výstup. Konektor (opletení kabelu) je kompletně oddělen od společného potenciálu zadního panelu.

PC SND (Jack 3,5) – připojení PC. Pin PC-SND-OUT značí mono – levý kanál – audio výstup z PC, lze použít Line-out. Pin PC-MIC-IN je mikrofonní vstup nebo Line-in.

PC-USB->SND – USB port, kde je přítomno USB/Audio zařízení – USB zvuková karta.

PS-USB->RS-232 – USB port, kde je připojen převodník USB/RS-232.

RIG RS-232 (Jack 2,5) – Pin RxD_(RIG-TxD) se připojí na TxD výstup z RIG. Pin TxD_(RIG-RxD) se připojí na RxD vstup do RIG. Pro správnou funkci se musí signály křížit. Pokud je tomu jinak, nebude komunikace fungovat. V takovém případě stačí signály prohodit. Napěťová úroveň RS-232 bývá TTL. Nelze proto připojit klasický RS-232 s ±12 V. Došlo by o poruše některé z komponent převodníku nebo RIG. Velikost konektoru (jack 2,5) byla vybrána záměrně, aby nedošlo k záměně s konektory pro audio.

RIG- PTT – PTT vstup RIG. Často je využíván pro nožní pedál. Konektor (opletení kabelu) je kompletně oddělen od společného potenciálu zadního panelu.

RIG-CW – CW vstup RIG pro telegrafní klíč. Konektor (opletení kabelu) je kompletně oddělen od společného potenciálu zadního panelu.

HAM Interface - Schema

Následující obrázky ukazují pohled na přední a zadní panely. Na zadním panelu si povšimněme oddělení jednotlivých konektorů od sebe (je použit cuprextit s CU fólií, která je na vyznačených místech #1 přeříznuta). USB konektory #2 pro připojení převodníků jsou připájeny z vnitřní strany zadního panelu a propojeny na vnější dvojici konektorů. Je to tedy propoj 1:1.

Níže lze nalézt detailnější fotografie zařízení:

Použité součástky lze vyměnit za jiné typy. Celý článek slouží pouze jako nezávazná předloha toho, jak lze podobné zařízení navrhnout a vyrobit.

Napsat komentář