Manhattan Style

Ho trovato, per chi si occupa di autocostruzione, due oggetti a mio parere interessanti.

Io fino ad ora ho usato per fare il PCB il metodo classico: piastra ramata presensibilzzata sulla quale con il bromografo “fotografo” il circuito che poi sviluppo e passo in acido. Leggendo e sopratutto vedendo parecchi articoli mi sono interessato ad un metodo completamente diverso che va sotto il nome di “Manhattan Style”. Questo metodo usa una piastra ramata che costituisce la base, la massa del circuito, su cui vengono incollate dei piccoli “coriandoli” di piastra ramata nei punti dove nello schema elettrico ci sono dei nodi.

Il metodo a mio parere va bene per circuiti che lavorano ad alta frequenza. Infatti con il metodo classico le varie piste del PCB affiancate possono portare a capacità parassite che a tali frequenze diventano importanti. Con il metodo Manhattan Style invece si possono tenere i collegamenti abbastaza corti.

L’unica difficoltà per realizzare questo metodo sta nel produrre questi “coriandoli”. Inizialmente avevo trovato su ebay una punzonatrice, tipo quella usata dai bigliettai per intenderci, che poteva a partire dal foglio di piastra ramata produrli. Purtroppo deve aver fatto gola a qualcuno e quindi si è perduta durante il viaggio dagli USA a casa.
Leggendo però su una rivista a cui sono abbonato ho scoperto due sistemi per produrre queste isole. Uno più economico e l’altro un poco più professionale ma più costoso. La rivista si chiama “SPRAT” ed è dedicata a progetti che riguardano il QRP.
Nel catalogo di componenti che la rivista mette a disposizione dei soci ho trovato:
- Pad cutter
- MePads
- MeSquares
potete vedere questi articoli nelle foto che vi allego.

Il primo si usa con un trapano di quelli piccoli da hobbista e crea delle piccole isole circolari direttamente sulla piastra evitando così la scocciatura dell’incollaggio dei “coriandoli”.
MePads sono invece rispettivamente delle isole già presagomate per saldare per esempio vari integrati
Me Squares sono invece dei piccoli quadratini che si posso staccare dal foglio e incollare sulla piastra ramata.

Queste sono le immagini relative ai tre articoli

Spero che questo articoletto sia stato utile. Se volete informazioni su come reperirli scrivetemi

Buon divertimento!

ARDUINO NATALIZIO

Quando la passione non dorme mai…..

Avevo un alberello di Natale a cui mia moglie voleva aggiungere delle lucine. Sarebbe stato facile acquistarle ma….
Ho preso 6 led mini, sei resistenze da 560 Ohm, un microprocessore montato sulla scheda ARDUINO, qualche filo, connettori quanto basta. Ho mescolato il tutto ed è uscito quello che potete vedere. Il primo filmato allegato è l’alberello, il secondo filmato la tecnologia che c’è dietro. Non è un grosso progetto ma come sempre il tutto mi serve per tenere in allenamento la mente e non dimenticare quello che ho imparato.
Ecco la tecnologia:
i sei led sono connessi ad altrettante porte digitali (acceso, spento) tramite le resistenze di protezione (le porte hanno un livello logico alto di 5V mentre i led lavorano a tensione inferiore) Il tutto alimentato per evitare collegamenti alla rete da due batterie piatte in serie.
Il software, scritto in C++, prevede quattro sequenze di accensione dei singoli led che vengono richiamate da una funzione che genera numeri random da 1 a 4.Naturalmente si possono creare nuove sequenze o modificare quelle esistenti variando il codice.
Quando si decide di fare le cose in casa a volte si devono risolvere piccoli problemi che non consentono una soluzione diciamo ” commerciale”,ovvero andare al negozio. A me in questo caso si è presentato quello di fissare i piccoli led all’alberello.
La soluzione l’ho trovata usando del filo di ferro di quello usato per il giardino, di colere verde, e del collante rapido. Vi allego la sequenza delle operazioni più che altro a scopo “didattico”.
Sto cercando di migliorare il software aggiungendo un codice che mi consente di dimmerare un led posto sulla punta in modo da dare l’idea di una stella (ho già una idea) e, cosa un pò più sfidante, quella di aggiungere una musichetta natalizia generata sempre dal “caro” ARDUINO. A proposito se non lo conoscete andatevi a vedere qualche cosa in rete.

Buon Natale 2012

/Questo software gestisce 6 led in quattro sequenze di accensione diverse.

#define led1 13 // definizione delle variabili usate
#define led2 12
#define led3 11
#define led4 10
#define led5 9
#define led6 8
int brightness1;
int brightness2;
int brightness;
int ritardo = 200;
int i;
int fadeAmount = 5;
long randNumber;

void setup(){

randomSeed(analogRead(0));
pinMode(led1, OUTPUT); //settaggio delle porte
pinMode(led2, OUTPUT);
pinMode(led3, OUTPUT);
pinMode(led4, OUTPUT);
pinMode(led5, OUTPUT);
pinMode(led6, OUTPUT);
}

void sequenza1(){ // prima sequenza di accensione
digitalWrite(led1, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led1, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led3, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led3, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, LOW);
delay(ritardo);
}

void sequenza2(){ // seconda sequenza
digitalWrite(led1, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led1, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led3, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led3, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, LOW);
delay(ritardo);
}

void sequenza3(){ // terza sequenza
digitalWrite(led3, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led1, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, HIGH);
delay(ritardo);
digitalWrite(led3, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led2, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led5, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led1, LOW);
delay(ritardo);
digitalWrite(led6, LOW);
delay(ritardo);
}

void sequenza4(){ // quarta sequenza
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, HIGH);
digitalWrite(led6, HIGH);
delay(10000);
digitalWrite(led1, LOW);
//delay(ritardo);
digitalWrite(led2, LOW);
//delay(ritardo);
digitalWrite(led3, LOW);
//delay(ritardo);
digitalWrite(led4, LOW);
//delay(ritardo);
digitalWrite(led5, LOW);
//delay(ritardo);
digitalWrite(led6, LOW);
}

void loop(){
randNumber = 4; // generazione del numero random da 1 a 4
//Serial.println(randNumber);

delay(500);
if (randNumber = 1){ / richiama le sequenze di accensione
sequenza1();
delay(500);
}
if(randNumber = 2){
sequenza2();
delay(500);
}
if(randNumber = 3){
sequenza3();
delay(500);
}
/*if(randNumber = 4){
sequenza4();
delay(500);
}*/

}

Buon Natale 2012

Visualizza il video dell’Alberello

Matrice RF

Cari amici,
eccomi qui nuovamente a raccontarvi l’ultimo progetto terminato.
Un breve antefatto. Nella mia stazione ci sono 3 apparati che uso a rotazione secondo le circostanze, poi ci sono 3 antenne diverse per le 8 bande HF. Non vi sto a raccontare quante volte mi sono sbagliato a collegare l’antenna giusta sull’apparato in uso, fortunatamente senza danni ma non è mai troppo tardi per combinare qualche pasticcio. Ho deciso di costruire una matrice RF in grado di scegliere in modo autonomo la antenna giusta semplicemente prendendo l’informazione dai miei apparati. In questo modo non mi devo più preoccupare di commutare le antenne per essere certo di avere il giusto carico per la banda in uso.
Il primo approccio è stato quello di usare un PIC precisamente Arduino. Dopo averlo acquistato ho capito che Arduino lavora su stringhe seriali e per questo usa una UART mentre i dati dai miei apparati escono con una struttura binaria parallela su 4 o 6 bit. Giocoforza ho dovuto accantonare Arduino e ripiegare su un microcontrollore parallelo. Con i microcontrollori ci ho giocato agli inizi della mia carriera (8080 e 8086) ma questo tipo oggi non è più disponibile sul mercato, così la scelta è caduta sullo Z80 della Zilog.Usando questo processore ho capito che molte cose sono diverse da quello che avevo usato tanti anni fa e così ho dovuto ripartire da zero.
Lo Z80 è contemporaneo dello 8086 ma contrariamente a quest’ultimo è ancora disponibile sul mercato e così dicasi delle sue periferiche. Con un poco di pazienza si riesce ad avere a prezzi contenuti (6/8 euro), lo stesso dicasi dei PIO e delle EPROM.

Una volta scelta la CPU ho dovuto reperire le porte di interfaccia, dette PIO che sono dei chip piuttosto grossi con 2 porte programmabili ad 8 bit. Con questa architettura occorrevano 2 PIO, per avere in totale 4 porte delle quali 3 in ingresso, una per ogni apparato, e 1 in uscita per la matrice di commutazione.
Lo schema è classico con un generatore di clock a 2 MHz, una EPROM 27C256 a 32 Kbyte e una RAM 62256.
Il programma è stato sviluppato in Basic, poi assemblato dal software Z80IDE che genera il file *.HEX per programmare la EPROM. Per questo uso ho fatto uso di un programmatore di EPROM messomi a diposizione da Eugenio, IW0BEC che ha avuto la pazienza di cancellare con gli ultravioletti le EPROM usate durante il debugging.
Il programma occupa circa 1 kbyte ed effettua un polling dei 3 apparati finchè trova su una delle 3 porte un dato utile diverso da zero (se è zero l’apparato è spento). Una volta letto il dato lo decodifica e genera un codice su 6 bit dove informa la matrice RF su quale antenna/banda deve commutare. Ho previsto un display con dei LED per dare conferma visiva di quale apparato è in uso e quale antenna. Il tempo di aggiornamento del dato è di 40 millisecondi e per raggiungerlo è stato necessario mettere una routine di WAIT per rallentare l’esecuzione dello Z80 che sarebbe stata troppo veloce.

Il codice generato viene inviato al decoder IC7 che pilota 7 driver in grado di fornire la 12V sulle linee che comandano la matrice. La matrice RF è un blocco di 5 banchi di filtri RF passa basso tipo Chebichef o Cauer secondo la banda, in grado di abbattere drasticamente la 2° armonica. Le bobine sono costruite in rame argentato in aria e sono montate su un grosso stampato formato A4 in vetronite con i condensatori di accordo a 1000 V in mica argentata. Il dimensionamento dei filtri è stato fatto per una RF di 2 KWatt quindi c’è ampio margine nell’utilizzo. I relays sono i 6561 in grado di portare una corrente di 30 A sui contatti ed hanno un contatto a bassa induttanza che garantisce una minima alterazione di impedenza sulla linea. Ogni relay assorbe circa 100 mA quindi un totale di 200 mA per ogni filtro inserito. Tutto il circuito è stato inserito dentro una scatola blindata di ottone di spessore 1.5 mm per assicurare una elevata schermatura verso l’esterno. Le uscite sono state raggruppate secondo la configurazione delle mie antenne quindi una uscita per i 40/80, una per le WARC e una per i 10/15 e 20 metri.

I filtri sono dei Chebitchef del 5° ordine per gli 80, i 40 e i 30 metri mentre sono dei Cauer del 5° ordine per i 20/17 metri e per i 15/12/10. Il taglio della seconda armonica è 20 dB a 7 Mhz, 25 dB a 14, 25 dB a 20.4, 25 dB a 28 e 16 dB a 42 MHz. Con queste rejezioni qualunque apparato/PA sta 50 dB sotto alla fondamentale in qualsiasi banda.
Per concludere oggi basta accendere uno dei 3 apparati connessi alla matrice che questa si posiziona sulla banda prescelta e la mantiene finchè l’apparato non viene spento inseguendo i cambi gamma con le varie antenne, comodo!

73 Godifredo I0GOD

Alimentatore duale regolabile

Alimentatore stabilizzato duale

Volevo dare il mio contributo di autocostruttore presentando il R.I.P.S. (Remoted.Intelligent,Power,Supply) da me interamente progettato come compito finale del corso serale di Elettronica e Telecomunicazioni presso l’ITIS “E.Fermi” di Frascati al quale mi ero iscritto tre anni fa.
Le caratteristiche più interessanti sono:
• Alimentatore duale regolabile stabilizzato da 1,5V a 30V
• Corrente massima 2 A per canale
• Alimentatore fisso stabilizzato da 5V
• Lettura dei valori della tensione dei due canali su schermo LCD
• Controllo della temperatura raggiunta dai regolatori
• Ventola di raffreddamento gestita da microcontrollore con due velocità
• Accensione dell’alimentatore duale mediante pulsante indipendente dall’interruttore generale
• Possibilità di accensione da PC mediante la porta seriale del microcontrollore
• Lettura dei dati di temperatura e degli eventi su monitor seriale
• Allarme sonoro della temperatura al raggiungimento dei livelli di attenzione della temperatura

Attualmente sto realizzando un controllo a catena chiusa della tensione di ingresso al regolatore per abbassare la potenza dissipata dallo stesso ed eliminazione dei transistor di bypass.

Il progetto deve intendersi come un compito di esame per testare le competenze raggiunte nella comprensione di alcuni concetti di elettronica e programmazione e quindi sicuramente la sua realizzazione non è delle migliori in riferimento al cablaggio. C’è da dire che questo alimentatore è cresciuto intorno ad un progetto iniziale che era l’alimentatore duale. Poi man mano che le competenze crescevano sono stati aggiunti altri componenti. Diciamo che il mio è “un panino con la porchetta…..”

Sono benvenuti i vostri commenti

Cordiali 73

PTT EMERGENCY FOR HEX

Da qualche tempo che avevo qualche problemino col il veicolare: Il PTT del microfono palamre del IC208E è passato a miglior vita e quindi, avevo optato per una soluzione d’emergenza e provvisoria, ovvero questa:

ma dopo alcune volte, questo microswitch ha iniziato pero’ a darmi noia, incastrandosi a sua discrezione lasciando quindi l’apparato in trasmissione… con le relative burle dei corrispondenti che vi lascio immaginare (HI!)

Bene, con il tempestivo aiuto di Paolo IW0GWT abbiamo risolto il problema installando il suo famoso “scatolicchio” in vesrione “/mobile”:

con  una piccola scatoletta, posizionata sopra alla radio, con due uscite e relative prolunghe per PTT e MIC esterno la cosa è stata risolta.

in pratica ora ho un interruttore sul cambio e il microfono posizionato in alto al montante dello sportello di guida. Con opportuna posizionatura dello snodabile del microfono poi si otterrà il miglior risultato di modulazione!

un intervento stile “PLUG & GO”: Paolo aveva già preparato tutto e con meno di 10 minuti abbiamo montato il tutto preoccupandoci anche di non far vedere nessun filo penzolante ..!!

una IW0GWT Production! hi!

73′s

IW0HEX – Pasquale

 

“LITTLE BOX AUDIO” – ( Lo scatolicchio )

Girando qua e la per la rete ho trovato spunti interessanti per autocostruire un kit che mi consente di ascoltare , con un’unica cuffia di quelle per il PC dotate anche di microfono, quelle che si usano per Skype per intenderci,, tutte le radio nella mia stazione e di commutarle anche su un unico speaker esterno.

Al “kit”, per farlo funzionare al 100%, va aggiunto ovviamente un piccolo circuito di alimentazione per utilizzare il microfono della cuffia con la radio HF.  Quella che segue è la descrizione di come realizzare il tutto. Questo piccolo kit puo’ essere adattato su qualsiasi radio, infatti dalle foto si vede che è stato collaudato per lo yaesu FT950, ma oggi lo utilizzo con eccellenti risultati anche sul mio Icom IC7600 nonchè sul IC7000.

veniamo al dunque, ecco la “ricetta” con i componenti necessari:

- 1 scatolina di plastica di adeguata dimensione

- 2mt di cavo schermato ( 2 poli + schermatura)

(aggiugnere eventualemtne altri mt di cavo per i cavetti di collegamento tra la radio e la scatolina secondo esigenze e 2 jack 3,5 maschi per ogni cavetto da collegare

- alcune clip di ferrite (due per ogni cavetto da collegare come sopra)

- 5 jack da pannello 3,5mm stereo femmina.

- 1 deviatore per selezionare cuffie o l’altoparlante esterno (due vie due posizioni se preferite lasciare la modalità Stereo, ma tanto le radio hanno uscita mono…)

- 1 connettore 8poli o plug RJ adeguato alla vs radio… (qui vi servirà lo schema di collegamento ovviamente nel mio caso è per lo Yaesu FT-950)

- qualche spezzone di filo da 2mm per le connessioni interne alla scatolina

- un padio di VK-200

- connettore per PTT a pedale o per altro PTT da voi scelto.

- i componenti riportati nello schema della figura piu’ in basso(le resistenze sono da 1/4 di watt)

Il circuitino è veramente semplice, nella scatolina saranno collegati la massa in comune ed i positivi delle varie entrate audio al deviatore che a sua volta selezionerà o l’uscita verso casse esterne o verso le cuffie. Sulla massa in comune inserite le VK200 .

Cosa invece importante è la massa del microfono da mantenere separata con quanto detto sopra. L’uscita che andrà poi alla radio (quindi alla presa microfono) sarà composta da due spezzoni di cavo schermato indipendenti: su uno passerà solo l’alimentazione e la massa, sull’altro il Microfono e la massa microfonica. All’interno della scatolina, inserite sui cavi schermati le ferriti come vedete in figura in modo da evitare lo “strappo” dei cavi e eventuali difetti di RF.

ora non vi resta che collegarvi lo spinotto ( 8 poli o RJ) piu’ adatto, a questo punto non dimenticate di inserire un’altro spezzone di cavo schermato da collegare al PTT, nel mio questo caso, essendo a pedale, è stato suffciente inserire un pezzettino di cavetto ed una femmina jack mono da 5mm. In caso ci sia troppa RF vagante, non dienticate di inserire le ferriti a clip lungo i cavetti audio che vanno dalla radio alla scatolina e al cavetto in uscita per lo speaker esterno

Le cuffie che ho utilizzato sono di una marca sconosciuta, ma sembrano dare ottima resa. Unica verifica da fare è la resa della capsula, nel mio caso ad esempio l’ho sostituita con una di quelle degli auricolari dei cellulari, piu’ performante e con risposta in frequenza piu’ adeguata.

Sviluppando questo progettino potrete anche inserire un piccolo amplificatore per il microfono ad esempio ed utilizzarlo in auto come kit mani libere inserendo un PTT al cambio o addirittura sul volante… ovviamente invece delle cuffie potrete usare la presa AUX IN della vs auto per convogliare l’ascolto… Il tutto con circa 30 euro (cuffia, pedale, componenti per il circuito e scatolina). La resa ? beh, saro’ lieto di farmi ascoltare per un vs giudizio.!!!

ecco alcune foto di altri MAGIC BOX realizzati per amici OM della zona Zero che ascoltando la modulazione hanno, incuriositi, voluto provare la stessa esperienza:

1) Versione MAGIC BOX singola per IC706 / IC7000 e tutti gli apparati con plug RJ45 a 8 poli, il pulsante rosso è il PTT (interruttore on-on), i due cavi che partono dalla scatola vanno  uno alla presa EXT PSEAKER della radio e l’altro al connettore MIC.

2) Versione estesa per apparati con plug a 8 poli standard (nello specifico per Icom IC7600). Da sinistra a destra, Presa per il mic, presa cuffia (stereo), deviatore speaker esterno / cuffie, PTT

Versione estesa vista dal retro, da sinistra a destra, due prese per ingresso speaker out, una presa per collegare uno pseaker esterno, il cavo che va alla presa microfonica.

scusate per la qualità delle foto ma non avevo di meglio con cui poterle fare… HI!

73 e alla prossima realizzazione.

Radiocaccia in 80 metri

Radiocaccia in 80 metri

Questo progetto è nato qualche anno fa leggendo Antenna Book che avevo appena acquistato alla ARRL. Fino ad allora avevo creduto che le gare della caccia alla volpe venissero svolte solo sui 2 metri con antenne abbastanza piccole per essere trasportabili. Leggendo l’articolo capii che si poteva costruire una antenna molto direttiva anche sui 3.6 MHz sfruttando il principio del radiogoniometro Adcock e una barretta di ferrite combinata con uno stilo telescopico di 50 centimetri.

Tutto il progetto ruota attorno alla somma vettoriale di due segnali, uno proveniente dalla bacchetta di ferrite e l’altro proveniente dallo stilo verticale. Per fare questa somma si sfrutta un toroide con avvolgimento trifilare che forma una ibrida in grado di sommare i due vettori provenienti dalle antenne che con fase opportuna  creano un nullo esattamente a 90 gradi con la direzione dell’asse della bacchetta di ferrite. Fuori da questo nullo il diagramma è quello a cardioide con il massimo a 180 gradi rispetto al nullo.

La prima cosa da fare è quella di procurarsi la ferrite. La lunghezza tipica è quella di 20 centimetri ma più è lunga e meglio è. Poi bisogna trovare i toroidi che serviranno per la ibrida e per i trasformatori RF interstadio del circuito amplificatore. Qui bisogna spendere due parole in merito alle caratteristiche del circuito che forma il diagramma a cardioide.

Trattandosi degli 80 metri, con le dimensioni delle antenne usate è evidente che il segnale raccolto è piccolo. Aggiungo che essendo il segnale una somma di due segnali uguali in ampiezza ma sfasati di 180 gradi la risultante è ancora più piccola quindi per rivelare il debole segnale emesso dalla volpe occorre un robusto amplificatore accordato. Vorrei dire debole segnale emesso dalla volpe perché nella mia idea di volpe avevo assimilato la potenza del piccolo trasmettitore codificato a 10 – 20 milliwatt e pertanto avevo dimensionato il guadagno del circuito pensando di trattare segnali molto piccoli. Grande è stata la mia sorpresa quando nel campo di gara ho scoperto a mie spese che le volpi tiravano fuori 1 watt di RF! A quel punto tutto il sistema saturava impedendo di discriminare la direzione di provenienza della volpe. Da qui l’introduzione di un attenuatore a step con almeno 60 dB di attenuazione.

Il circuito prevede un primo stadio separatore tra l’ibrida e il circuito, ottenuto con un Fet e successivamente due stadi in cascata aventi circa 20 dB di guadagno ognuno. Questi due stadi sono in classe A e quindi assorbono una quindicina di mA ognuno per avere una bassissima distorsione. Analizzando il circuito troviamo la ferrite da 20 centimetri accordata esattamente sui 3.6 MHz accoppiata con un link induttivo alla ibrida.

Lo stilo da 50 centimetri entra sulla ibrida attraverso una induttanza che allunga elettricamente la antenna al valore di ¼ d’onda ovviamente con un rendimento molto basso. Successivamente troviamo il Fet che effettua una prima debole amplificazione ma soprattutto mantiene  alto il Q del circuito e infine il doppio stadio amplificatore che fornisce il grosso del guadagno. Tutto è stato montato in una scatola 15 x 8 centimetri con un PCB a singola faccia in vetronite.

Per la taratura occorre un segnale di riferimento che può essere prelevato da un amico compiacente che trasmette a 3.6 MHz oppure il vostro trasmettitore regolato a bassa potenza (pochi watt) collegato alla vostra antenna degli 80 metri o ad un carico fittizio. Si regolano i compensatori per il massimo dopo avere collegato l’uscita all’ingresso di un RX che poi vi servirà per la caccia (ottimo l’FT817). Fatta quasta prima regolazione occorre bilanciare l’ibrida agendo sul potenziometro per ottenere un nullo quando l’antenna in ferrite è perpendicolare alla direzione di provenienza del segnale (attenti alle riflessioni spurie). Per fare questo bilanciamento occorre avere uno spazio aperto senza pareti, o ostacoli che possono falsare il fronte d’onda generato dalla vostra emittente.

Il segnale risulterà abbondante già con pochi milliwatt alla distanza di qualche centinaio di metri.Si regola il potenziometro per avere il nullo più piccolo possibile quando l’antenna è puntata verso la sorgente del segnale.

Per attenuare il segnale occorre una attenuatore a scatti da 60 dB (3 scatti da 20 ognuno vanno benissimo.) Questi possono essere fatti con un attenuatore esterno alla scatola oppure messo all’interno, tutto azionabile con 3 piccoli switch, io ho usato un attenuatore esterno.

L’interruttore che si vede accanto allo stilo serve ad escluderlo rendendo il lobo della antenna bidirezionale, diagramma ad otto, tipico delle antenne a ferrite.

La ferrite, dopo avere montato i due avvolgimenti e il condensatore di accordo, è stata messa in un tubo di PVC per proteggerla dagli urti.

Il tutto richiede una pila a 12 Volt con una capacità di un paio d’ore (le cacce alla volpe non durano di più).

Per il circuito stampato monofaccia posso inviarvi il disegno in scala 1:1 ma a quel punto dovete utilizzare i componenti che ho usato io.

I  toroidi sono T50-61 per i trasformatori dei transistor e del Fet  e T68-2 per l’ibrida.

La ferrite ha una permeabilità di 300 è lunga 200 mm e ha un diametro di 10 mm

Sulla ferrite sono avvolte 8 + 8 spire connesse in serie e poste agli estremi della bacchetta. Il segnale si preleva con un link di 4 spire avvolte al centro della bacchetta. Per trovare la risonanza della ferrite usate un piccolo condensatore variabile e dopo avere trovato la capacità necessaria mettetene uno fisso (circa 90 pF).

L’ibrida ha 21 + 21 spire bifilare al secondario (avvolgimento ben stretto e distribuito sul toroide); al primario ci sono 10 spire avvolte sopra al secondario.

Il trasformatore del Fet è un trifilare di 6 spire

I trasformatori dei transistor sono dei bifilari da 12 spire

Una volta costruita la antenna occorre effettuare delle prove sul campo per capire come si comporta unitamente all’attenuatore da 60 dB. L’interruttore che esclude lo stilo è utile per identificare la direzione del segnale e poi inserendo lo stilo si risolve la ambiguità determinando il verso sfruttando il nullo del diagramma cardioide.

Scarica da QUI lo scshema elettrico

Per info potete scrivere a godifredo@alice.it

73 Godifredo I0GOD

 

 

 

Commutatore 3 antenne 2 Rtx

Salve

vi mostro qui la mia ultima creazione, niente di che ma un oggetto che penso possa essere utile ed interessante.

Si tratta di un commutatore di antenna per 3 antenne su 2 radio. Nel mio shack ho sia un IC7700 che uso con l’expert 1K-FA, sia un IC7600 che uso con il valvolare.

Ogni volta ero costretto a staccare i cavi delle antenne (ho 3 discese per 3 antenne diverse che coprono le varie bande) per attaccarli o all’una o all’altra radio e questo alla lunga, sopratutto per veloci QSY tra l’amplificatore allo stato solido ed il valvolare, poteva essere fastidioso.

Allora ho pensato di costruirmi un commutatore che mi permettesse di scegliere una delle 3 antenne e collegarle ad una delle 2 radio, senza ogni volta muovermi con i connettori.

La mattina, parlando in VHF dalla macchina durante il tragitto lavorativo, I0GOD mi parla di un suo progetto e dei rele’ che ha scelto per le sue commutazioni, un FINDER serie 65, 2 scambi (uno normalmente aperto ed uno normalmente chiuso) , 20 ampere con bobina di eccitazione a 12 volt.

Direi perfetto, regge anche in QRO !!! I0GOD mi parla benissimo di questi rele’.

Qui trovate il datasheet

http://www.finder-relais.net/en/fin…eries-65.pdf

Visto il costo (circa 10 Euro l’uno) ne ordino 4 presso RS Components.

Lo schema è semplice; per commutatore le 3 antenne servono 2 rele’; con un commutatore 3 vie, 2 posizioni, do l’alimentazione dei 12 volt ai 2 rele per avere le 3 combinazioni; con l’altra via del commutatore accendo un diodo led rosso di spia.

Per commutare le 2 radio uso gli altri 2 rele. Ne ho usati 2 perchè, per evitare che l’RF entrasse nella radio con commutata, il secondo rele mette a massa la radio non selezionata. Con un normale deviatore a 2 posizioni, do l’alimentazione a questi rele’.

Dentro la scatola ho messo un alimentatorino a 12 volt, 2 Ampere, per dare energia a tutto il circuito.

Ecco qualche foto

Tuono un Pa molto atteso – II° parte

Tuono, un PA moto atteso – II° parte

Nella prima parte vi ho descritto come è partito il progetto TUONO, ora vi farò vedere come ho proceduto per arrivare al risultato finale.

All’inizio sono stati spesi circa 6 mesi tra ordini, manifatture e transiti doganali e alla fine sul tavolo c’erano questi componenti:

Qui si vedono il tubo GU84B con il suo zoccolo ceramico, la turbina PAPST da 120 cfm, il commutatore ceramico, i due condensatori variabili sotto vuoto e parti minori.

Qui sotto c’è il trasformatore e l’induttanza, di questa induttanza parlerò dopo.

Il trasformatore è stato costruito su misura su miei requisiti ed è un mattone da 33Kg in grado di fornire per servizio continuo 2300 Vac con 1.3 A. Alla luce dei risultati finali si sarebbe potuto fare con 1.2 A anziché 1.3 ma questo dato nella fase di impostazione non era noto. Purtroppo la Svetlana che costruisce il tubo, non fornisce le curve caratteristiche fino alla tensione di 3000 V e questo ha creato qualche incertezza nel definire la richiesta esatta di potenza dal trasformatore. Per contro il trasformatore rimane perfettamente freddo per lunghi periodi e non si “siede” sotto carico.

Due parole sulla induttanza. Nel progetto originale il filtro di regolazione doveva essere del tipo induttivo risonante. Per fare questo chiesi al costruttore di realizzare una L senza traferro che avesse 10 Henry di valore fino a 300 mA e poi andasse in saturazione per correnti superiori presentando una L di 7/8 Henry. Purtroppo questa tecnica costruttiva non era nota al fabbricante che ha realizzato una induttanza molto precisa ma che non saturava con la corrente richiesta. Il filtro pertanto non funzionava ed è stato abbandonato ricorrendo a un più comune filtro capacitivo. Per raffreddare il tubo occorreva realizzare una scatola stagna per accoppiarci la turbina che contenesse sia lo zoccolo che il circuito driver, la vedete qui sotto:

e poi qui sotto, montato:

Per la parte RF è stato realizzato uno chassis di alluminio anodizzato che poggia su un supporto sempre in alluminio saldato ad argon da una officina che esegue questi lavori, con il risultato che vedete:

La parte più impegnativa si è rivelata quella RF che oltre ai già noti problemi di disaccoppiamento con i vari circuiti dei servizi, doveva gestire elevate tensioni a RF con rischi di scariche e surriscaldamenti. Ho provato diverse configurazioni di bobine sia in aria che avvolte su toroidi, trovando ogni volta che il progetto poteva essere migliorato, per arrivare alla soluzione finale che trovate qui sotto.

Dalla immagine si può notare la disposizione molto compatta delle bobine con i collegamenti cortissimi dei 10 metri poste al di sopra dei due variabili in vuoto. Il toroide sulla destra è la bobina per gli 80 metri.
Nella parte sinistra dello chassis trovano posto i circuiti del filamento, delle griglie e delle protezioni, sono 3 moduli separati. Nella foto successiva si vede la parte sottostante che contiene la alimentazione in alta tensione e la protezione contro il “flashover”. In questa foto la configurazione del filtro è ancora quella induttiva risonante poi abbandonata per quella capacitiva.

Il PA richiede per funzionare a piena potenza 50 W massimi su tutte le bande dai 10 agli 80 metri. La sintonia è molto stretta in ragione del Q sotto carico scelto che va da 11.7 in 80 metri a 18 sui 10 metri. Il motivo di questi valori è da ricercare nella capacità di uscita del tubo che con i suoi 110 pF non consente l’utilizzo di valori per la L del PI greco più elevati e questo innalza il Q sui 10 e 15 metri.
Un punto che va ricordato è che l’utilizzo di condensatori a vuoto di tali dimensioni ha creato delle capacità parassite non trascurabili per la sintonia, in particolare sui 10 metri. Questo è stato risolto con un trucco circuitale ponendo la presa del condensatore di placca 1 spira “dentro” la bobina.

In questa immagine c’è il particolare della sintonia ottenuta con una lettura digitale della rotazione dei variabili.

Il risultato finale è questo:

Conclusione

Questo progetto è alla portata di chi ha esperienza nel campo della RF ma molto di più di colui che abbia una certa esperienza nelle costruzioni elettroniche poiché tocca molte discipline che richiedono attenzione: alte tensioni, circuiti digitali, circuiti lineari. Dalla impostazione del progetto alla configurazione finale sono passati circa 18 mesi nei quali alcune soluzioni sono state provate e poi scartate perché rivelatesi instabili o quantomeno deboli.

Una soluzione che invece si è rivelata subito vincente è stata quella della costruzione meccanica, soluzione che garantisce un fortissimo disaccoppiamento tra ingresso e uscita del tubo. Questo parametro, con tubi ad alto guadagno come i tetrodi ceramici, garantisce che il circuito resti stabile in tutte le condizioni di sintonia a qualunque frequenza, cosa non facile da ottenere.
Alcune soluzioni circuitali sono state introdotte dopo prove sul campo che hanno consigliato l’introduzione di circuiti che all’inizio non sembravano necessari. Ne cito uno per tutti, la protezione contro il flash-over. Il primo tubo impiegato è andato totalmente distrutto da una scarica interna avvenuta all’accensione con lo stesso tubo ancora freddo e interdetto.

La sola applicazione della anodica ha generato la scarica che la resistenza di limitazione non ha fermato. Per concludere posso affermare che il progetto oggi risulta affidabile e ben funzionante e se vogliamo trovare un aspetto da migliorare, quello potrebbe essere la regolazione vuoto/carico della anodica che con il suo filtro capacitivo presenta una variazione di circa 350V, complice anche la rete elettrica un poco debole che cade di 13 volt dal valore misurato in Stand-by.

Ho preparato il prototipo del regolatore PWM che potrebbe risolvere il problema ma questo sarà oggetto di un prossimo articolo.

Scarica da qui lo schema elettrico di Tuono.

Scarica l’articolo in PDF

 

Per informazioni scrivete a Godifredo, I0GOD godifredo@alice.it

Tuono, un Pa molto atteso I parte

TUONO un PA molto atteso

Questo progetto è nato nella mia testa molti anni fa, circa 30, quando per cause condominiali non avevo nessuna antenna e sono stato QRT per 10 lunghi anni. All’epoca il lavoro non mi dava tregua e rimandando ogni volta l’inizio del progetto sono arrivato alla fine della mia carriera professionale.
Oggi, con molto tempo a disposizione ho riorganizzato la mia vita e ho realizzato il mio progetto.
Costruire un PA moderno con i tubi ceramici, oggi presenta il problema del reperimento dei componenti. Molti di questi non sono reperibili in Italia o lo sono con caratteristiche non soddisfacenti quindi il progetto deve essere impostato tenendo presente queste difficoltà.

La scelta del tubo

Ero partito con il tubo 3CX1500 alias 8877 della EIMAC. Questo tubo è diventato estremamente costoso e sul mercato USA si vende oltre gli 800 $. Il tubo presenta una buona scelta per quanto riguarda le prestazioni e la semplicità circuitale ma ha una certa debolezza intrinseca della griglia controllo che non accetta assolutamente corrente di griglia pena la distruzione del tubo stesso. Visto il prezzo e valutata la sua delicatezza costruttiva occorre fare una scelta diversa.A questo punto la scelta è caduta sul tubo Svetlana GU84b, alias 4CX2500.
Questo è un tubo molto robusto, dotato di buon guadagno ed in grado di una dissipazione anodica di 2500 W. All’epoca del progetto si portava a casa con 170 euro, oggi i prezzi sono lievitati e oscilla intorno ai 600 euro, sicuramente molto meno dell’ 8877.
Il tubo si può acquistare presso QRO parts il sito è: http://qro-parts.com/
Una volta trovato il tubo (ricordate di acquistare anche il suo zoccolo) si può iniziare a reperire gli elementi del gruppo RF.
Una cosa che deve essere ben chiara sin dall’inizio è che quando si lavora con alte potenze e quindi con alte tensioni bisogna considerare che molta importanza la acquista il parametro sicurezza. Certe dimensioni sono necessarie per avere la certezza che non avvengano scariche, che le bobine siano abbastanza distanti dalle parti metalliche per evitare gli accoppiamenti capacitivi e che le capacità che si formano per effetto prossimità sono dentro le tolleranze dei componenti. Una induttanza che si trova a 3 cm dal piano di massa introduce una capacità di 10 pF che in 10 metri rovina tutto il funzionamento del Pi greco.

La prima cosa per procedere con il progetto è stabilire il punto di lavoro del tubo in base alle sue caratteristiche. Per il tubo GU84b le caratteristiche disponibili dalla Svetlana sono alquanto modeste e si riducono a una pagina con alcuni dati del funzionamento per una tensione di 2000 V.
Questa tensione anodica è tipica dell’utilizzo del tubo in un radar russo dove viene impiegata con ampi margini. Io ho verificato la potenza di uscita del tubo con questa tensione trovandola in linea con quanto garantito dal costruttore.
Per i nostri usi una tensione anodica tra i 2400 V e i 2800 V è sicuramente una buona condizione, considerando che il tubo non è destinato ad un uso continuo quale potrebbe essere quello di una radio privata o di un radar di sorveglianza.
Applicando al nostro PA una tensione anodica di 2800 V e una tensione di griglia schermo di 375 V avremo bisogno di una tensione di griglia controllo intorno ai meno 60 volt per avere una corrente di riposo (idle) di 300 mA. In queste condizioni il tubo eroga una potenza di 2 Kw con la massima sicurezza e senza problemi di dissipazione assorbendo una corrente di 1.1 A.Scelto il tubo e il punto di lavoro si scelgono i moduli che serviranno per le tensioni del tubo: filamento, griglia controllo, griglia schermo e anodica.

La tensione di filamento è una tensione molto delicata perché il tubo deve essere alimentato con una tensione costante e molto precisa se non si vuole accorciare la vita ( con quello che costa non è proprio il caso). In alcuni progetti che girano in Internet la alimentazione è presa in alternata con un trasformatore in discesa dalla rete a 220 V. Io non ho ritenuto sicuro questo metodo e ho optato per uno stabilizzatore lineare con 2 transistore MJ413 per avere la tensione costante e livellata anche se la rete a 220 se ne va a spasso per cause di assorbimenti di altre utenze.

Su questo punto vorrei spendere due parole per coloro che non hanno mai misurato la rete che fornisce Enel. A norma di contratto Enel assicura di fornire una rete di 220 Volt +/- il 10 %. In realtà questo valore è molto variabile e dipende dalle zone e dalle ore della giornata. Il suo valore oscilla tra i 220 e i 230 Volt ma quello che rompe i nostri apparati sono le brusche variazioni che avvengono quando dei forti carichi vengono connessi o disconnessi. Queste variazioni possono essere di 50 e più volt di durata da qualche millisecondo a 10 millisecondi nei casi più gravi. Questi transienti possono distruggere un apparato perché aumentano le tensioni secondarie al trasformatore oltre i valori tollerabili dai componenti a meno di prendere grossi margini sui valori dei componenti a spese di ingombri e costi inaccettabili. La soluzione è quella di stabilizzare tutte le tensioni con robusti margini ed affidarsi alle capacità di tenuta degli stabilizzatori. Il modulo che alimenta il filamento è stato progettato con questa filosofia; esso fornisce una tensione di 27 Volt regolabile al millivolt con una corrente massima di 4 A limitata allo spunto per evitare stress al filamento.

A freddo, la resistenza di filamento e di circa 2 ohm contro i circa 7 che mostra a caldo, pertanto se non ci fosse la limitazione, allo spunto l’assorbimento sarebbe di più di 10 A con fortissimo stress del tubo e alta possibilità di rottura.
Il modulo della griglia controllo è un semplice raddrizzatore a doppia semionda con uno stabilizzatore a zener, questo perchè la griglia non assorbe corrente, quindi non è necessario uno stabilizzatore controreazionato.come avviene quando il carico è variabile. Nel circuito è previsto un circuito di lettura della corrente di griglia che accende un led rosso se la corrente supera il valore di 0.1 mA. La corrente può anche essere letta nello strumento multifunzione che fornisce le letture di tutti i parametri operativi del tubo.

Il modulo della griglia schermo è un modulo stabilizzatore che può fornire corrente così come può assorbirla, funzionando da carico. Si distingue dagli stabilizzatori lineari canonici, detti stabilizzatori serie, per avere l’elemento di regolazione in parallelo al carico. La regolazione viene effettuata facendo cadere la tensione su una grossa resistenza e leggendo con un integrato comparatore di tensione la tensione in uscita rispetto a un riferimento fisso. Il segnale errore viene inviato come segnale di pilotaggio ad un Mosfet che tira più o meno corrente attraverso la resistenza anzidetta creando quindi un caduta variabile secondo la corrente che viene assorbita/rilasciata dalla griglia schermo.
Infine il circuito anodico che deve fornire la tensione di 2800 V con massimo 1.2 A.
Questo è costituito da un trasformatore in alta tensione con isolamento a 6000 volt in grado di fornire una secondaria di 2300 V alternati con una corrente di 1.3 A va ad alimentare un ponte di diodi per alta tensione con 4 diodi in ogni ramo. Questi diodi sono di nuova generazione e non necessitano dei condensatori di equalizzazione che erano necessari nei vecchi tipi. Segue una batteria di condensatori (10) che messi in serie, con delle resistenze di equalizzazione forniscono la corrente necessaria con basso ripple di tensione. Una scelta più costosa è quella di usare un condensatore in olio da 5000 V. Il filtro ne beneficia ma il costo levita di 150 euro.

Sulla tensione anodica è stata inserita la protezione contro le scariche nel tubo o “flashover”. Questa protezione in caso di assorbimento sopra la soglia, stacca il primario del trasformatore bloccando il rifornimento di energia al banco dei condensatori e cortocircuita verso massa con degli SCR di potenza il banco stesso per scaricarlo prima che la scarica possa distruggere il tubo. Per questo motivo la rete a 220 V è allacciata al trasformatore per mezzo di 2 TRIAC di potenza che operano da interruttore , uno per il soft start e il secondo per la protezione anzidetta.
Un PA di queste caratteristiche deve avere una serie di protezioni che ne mantengono il funzionamento entro i limiti di progetto, quindi in caso di mancanza di filamento, oppure della griglia controllo o della griglia schermo o dell’anodica il circuito va in st-by interdicendo il tubo. Stessa cosa accade per alto VSWR dove un circuito rivelatore misurando la potenza diretta e riflessa fornisce ad un comparatore analogico la tensione proporzionale alla riflessa. Se questa tensione supera la soglia di scatto il comparatore setta un flip flop che blocca il circuito di Griglia 2.
In caso di flash- over ( speriamo mai) il sistema stacca l’anodica e per ripristinarlo occorre spegnere l’interruttore generale e poi riaccendere.

L’ingresso RF sul tubo avviene sulla griglia attraverso un circuito di adattamento a Pi greco; questo è necessario per accoppiare la capacità di ingresso del tubo di 110 pF alla linea a 50 ohm; una resistenza di 50 ohm antiinduttiva garantisce il giusto adattamento alla linea a 50 ohm e aumenta la stabilità del tubo.
Il circuito RF di uscita è realizzato con circuito a Pi greco facendo uso di una bobina in aria con tubo di rame da 5 mm fino ai 40 metri e poi con filo argentato isolato in teflon da 2 mm per gli 80 metri. Sugli 80 metri la bobina è avvolta su un toroide composto da 3 T200/6 della Amidon.
I variabili sono del tipo a vuoto isolati a 10000 volt per la placca e a 5000 volt per il load.
Per la lettura della posizione dei variabili è stato adottato un voltmetro digitale a 4 cifre, 200 mV fondo scala che legge la tensione fornita da un potenziometro a 10 giri trascinato dall’asse del variabile attraverso una cinghietta dentata. Questo sistema è molto preciso e perfettamente ripetitivo.

La costruzione è stata impostata prendendo a riferimento il PA della Henry 4K. Questo modello è il lineare a consolle, ossia con mobile ruotato poggiato a terra che contiene tutto il gruppo alta tensione nel vano stto mentre nella parte superiore troviamo il gruppo RF con le protezioni e gli alimentatori in bassa e media tensione. La costruzione è risultata molto impegnativa per quanto riguarda la meccanica costruita con lamiera di anticorodal da 2 mm di spessore. Si è ricorsi ad una officina solo per la saldatura ad argon delle zampe che sostengono 2 piani di appoggio di anticorodal da 4 mm e il gruppo RF, mentre tutto il resto è stato assemblato con pannelli avvitati. Il peso complessivo dell’apparecchio si aggira sugli 85 Kg buona parte dovuti al trasformatore alta tensione (33 Kg). Il rendimento del PA è 67 % e la corrente di riposo del tubo è stata fissata a 300 mA in classe AB1. Non dispongo di un analizzatore di spettro e quindi non ho misurato i prodotti di intermodulazione ma il costruttore garantisce un IMD di -34 dB per la GU84 in classe AB1. A pieno carico in CW la corrente anodica si ferma a 1.1 A a causa della diminuzione della tensione di rete che perde circa 10 Volt sulla 220 nominale. In condizioni ideali si dovrebbe avere una anodica di 1.2 A con una potenza input di 3200 Watt e 2150 watt output. In modo SSB ci sono circa 200 watt in più per la minore corrente media assorbita.

Le difficoltà incontrate sono solo quelle del reperimento dei componenti che sono stati rintracciati in USA, Russia e Europa, alcuni dopo lunghe attese per i tempi doganali. Per quanto riguarda i costi c’è da considerare che alcuni componenti risentono di spese improprie quali spedizioni e dogana e sono risultati molto costosi a causa della loro provenienza. Alla fine il costo totale si è fermato sui 2300 euro.

Nel prossimo articolo pubblicherò lo schema elettrico del PA e le fotografie dei vari moduli.
Per informazioni scrivete a I0GOD, Godifredo a: godifredo@alice.it