lunes, 21 de febrero de 2011

Baliza WSPR autónoma (1ª Parte)

Desde que descubrí WSPR gracias a mi amigo Antonio EA1YE, mi idea siempre ha sido el poder transmitir una baliza WSPR sin necesidad de tener un equipo de HF y un PC dedicados a este menester. La posibilidad de disponer de un interface único, conectado directamente a la antena, que lo haga todo de forma autónoma, siendo plug and play, era mi objetivo primordial.
La idea es que cualquier radioaficionado, expedición DX o radioclub con indicativo, desde cualquier lugar del mundo, pueda emitir una baliza de baja potencia (0,5 Wat como máximo) desatendida en modo WSPR de manera permanente y autónoma. De esta forma poder aportar al mundo de la radio ese pequeño granito de arena, imprescindible para estudiar la propagación.
Sin necesidad de estar en radio, tendríamos un mapa de "cobertura" por propagación en cualquier banda, en tiempo real las 24h del día. Pudiendo detectar y analizar todas las aperturas de propagación a nivel mundial con sólo consultar a través de internet este Mapa.
En el caso de expediciones DX, sabríamos en tiempo real si hay condiciones de propagación para ese DX, en que banda y con qué calidad de señal.

Mapa de recepción de la baliza (0,1 Wat en TX)


Para lograr esto necesitaríamos un generador de mensaje de baliza con tonos WSPR, que fuera capaz de modular y encapsular nuestro indicativo, locator, y potencia de emisión en una trama WSPR. Para ello siempre hemos hablado de la importancia del sincronismo con la hora mundial con una exactitud de al menos +- 1seg, sino WSPR no funcionaría. Para nuestro proyecto de baliza WSPR autónoma, se hace imprescindible tomar esta referencia horaria por alguno de los medios siguientes:

- GPS (nos proporciona una exactitud 100% permanente y posibilidad de actualización de locator automático)
- Reloj DCF77 controlado por radio (Exacto siempre y cuando recibamos la señal de actualizacion, y estemos dentro de la cobertura de los emisores).
- Reloj estándard (dependemos de su exactitud, pero hay que sincronizarlo "a mano" cada 2 o 3 días mínimo).

Está claro que lo ideal es usar el GPS como medio de sincronismo, ya que funciona en cualquier parte del mundo permitiendo que dicha baliza sea autónoma 100%. Con los datos del GPS podemos también actualizar nuestro locator e incluirlo en la trama enviada. Los costes de un GPS hoy en día son bastante accesibles, y su consumo energético está sobre los 70mA, con lo cual sería posible alimentar el conjunto con paneles solares y baterías si fuera preciso.
Descartaremos por tanto el reloj DCF77, ya que dependemos de la cobertura de la señal de sincronismo, con lo cual solo se actualizaría en Europa, y la baliza ya no nos valdría para llevar a otro continente.

¿Qué tecnología se podría usar?.
Para este proyecto lo mejor es utilizar un PIC con la suficiente capacidad interna para poder programar el software necesario para generar la trama WSPR. A la vez necesitamos un reloj interno por si fallara el GPS o para usos de muy bajo consumo. El PIC nos permite un bajo consumo, potencia de procesamiento software, y elevadísimas prestaciones, simplificando mucho la implementación del dispositivo.
Para las comunicaciones GPS-PIC (rs232--> TTL) necesitamos un dispositivo controlador RS232 del tipo MAX232.
Como alimentación de todo simplemente un 7805 (+5v 1Amp) sería más que de sobra, ya que el conjunto no superaría los 20mA de consumo. Este regulador nos permite alimentar el conjunto con tensiones comprendidas entre 5v-15v.


Documentándome sobre el tema encontré en la red justo lo que estaba buscando:

Pulsa sobre la imagen para ampliar.


El diseño y el software del PIC es original del amigo Gene, W3PM. En su web de proyectos podreis descargaros toda la documentación necesaria sobre este WSPR VCXO Controller.

Este montaje incluye todas las características planteadas anteriormente:
- Reloj interno.
- Entrada GPS con actualización de locator automática.
- Generación automática de trama WSPR por software.
- Modulación de 4 tonos FSK para excitación de un VCXO (Oscilador de cristal controlado por corriente).

...¿Para que esperar más?, Manos a la obra!!
Primeramente necesitamos programar el PIC16F628A. Para ello podemos montar fácilmente el siguiente esquema:

Pulsa sobre la foto para ampliar.


Se trata de un simple interface denominado JDM para poder volcar el software a nuestro PIC, pero que también nos servirá para programar otros PIC de manera sencilla con el programa IC-PROG. Este programa es de fácil manejo, y os lo podeis bajar de la web del autor de forma gratuita. También es posible leer software de otros PIC previamente grabados.

El esquema de montaje no tiene apenas complicación, y lo podemos realizar en una placa board de prototipos, o directamente sobre una placa taladrada con nodos de cobre para dejarlo definitivo. Hay que tener la precaución de instalar un zócalo para poder poner y quitar el PIC comodamente.

En mi caso, en vez de seguir las instrucciones de esta Web, he optado por un montaje más sencillo sobre placa taladrada, haciendo las "pistas" uniendo los nodos con el soldador. El resultado es muy bueno, estética y funcionalmente.

Aquí podeis observar el acabado de mi grabadora de PIC, JDM. Fácil, sencilla y muy económica.

Circuito grabador ya montado sobre placa de nodos de cobre. Pulsa sobre la foto para ampliar.


Vista por la cara de las pistas. Pulsa sobre la foto para ampliar.


La conexión al PC ha de realizarse a través del RS232, no vale el puerto USB, ojo!. Existen grabadoras ya montadas en Ebay a buenos precios, que si aceptan la conexión USB, pero la nuestra no sale por más de 3€. Para nuestro proyecto, de sobra!.

Para una mejor comprensión del ic-prog, y como grabar el PIC, podéis consultar este enlace de ayuda en español.
Mucha atención a la configuración del puerto serie en windows, que debe ser:
Bits por Segundo: 2400
Bits de Datos: 8
Paridad: Ninguna
Bits de Parada: 1
Control de Flujo: Xon/Xoff

Para poder grabar nuestro PIC sin problemas debemos estar atentos a la configuración del IC-Prog usando los siguientes parámetros:
Reloj XT
- PWRT
- MCLI

En ocasiones el buffer de grabación se puede quedar bloqueado, con lo cual, si vemos que no nos graba, reiniciar el PC para liberarlo.

Con todo esto preparado ya podemos ponernos manos a la obra con el resto del montaje de nuestra baliza WSPR autónoma.

....Continua aquí.!
Actualizado Oct 2011

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada