lunes, 30 de diciembre de 2013

Transmisor autónomo Ultimate 3 para WSPR, FSKCW, QRSS, DFCW, Hell, CW -- 2ª Parte --


Ya en el anterior post Transmisor autónomo Ultimate 3 para WSPR, FSKCW, QRSS, DFCW, Hell, CW -- 1ª Parte -- expliqué como montar el Kit U3 de Hanssumers de una forma sencilla para evitar problemas en su montaje a los más neófitos con la electrónica.

Una vez montado, al suministrarle corriente (+5v) veremos la versión de software que tiene la CPU. En estos momentos la versión más moderna es la v3.01a del 8 de diciembre de 2013.


Primeramente comentar que para su uso en wspr o wspr-15 es más que recomendable la utilización del GPS que nos ofrecen en la misma web del U3. Este GPS funciona estupendamente en el U3. Es muy barato comparado con los que se venden para APRS tipo ratón con base de imán. Este solo cuesta unos 20€, que habría que sumarlos al coste del kit U3, pero merece mucho la pena. También se puede utilizar cualquier GPS con salida de protocolo NMEA. Otro dato a tener en cuenta es que ha de ser un GPS con salida de datos TTL, ya que si es de salida RS232 habría que añadirle un pequeño circuito con un MAX232 para convertir RS232 en TTL, que es lo que por defecto lee la CPU de nuestro U3 kit.

El GPS que nos ofrece Hanssumers se presenta con dos distintos cableados:

Cableado tipo 1 que tiene un hilo blanco en un lado y amarillo en el otro lado.
Este es el más común que suele venir.

En este caso el U3 kit se ha de conectar de la siguiente manera:

- El cable NEGRO al "gnd" o masa del Kit U3
- El cable ROJO al +5v del Kit U3
- El cable AZUL al "RxD" del Kit U3
- El cable BLANCO al "PPS" del Kit U3

Cableado tipo 2 que tiene un hilo rojo en un lado y blanco en el otro lado.

En este caso el U3 kit se ha de conectar de la siguiente manera:

- El cable AZUL al "gnd" o masa del Kit U3
- El cable NEGRO al +5v del Kit U3
- El cable AMARILLO al "RxD" del Kit U3
- El cable ROJO al "PPS" del Kit U3


Es muy recomendable adquirir un cable fino apantallado de 3 hilos y malla exterior, para poder situar el GPS cerca de una ventana o en el exterior si fuese necesario. Dependiendo de nuestra situación, el GPS sincronizará o no con los satélites correspondientes. Tarda alrededor de 1 minuto en arrancar en frío, y unos 20-30s el arranque en caliente. Sabremos que nuestro GPS está sincronizado cuando el led verde parpadee cada segundo.

CONFIGURACIÓN:
Me voy a centrar en la configuración para WSPR, ya que es quizá la configuración que más dudas podría haber o menos intuitiva es para muchos.

Situando el display hacia nosotros tendremos a mano los dos pulsadores para su configuración. Un botón a la izquierda y otro a la derecha al otro lado del display.

El menú consta de los siguientes elementos:


Pulsando el botón izquierdo pasaremos de uno a otro secuencialmente hasta llegar al final, donde grabará automáticamente todos los datos que hemos configurado.

El manejo de los caracteres es muy intuitivo:


No obstante hay que tener en cuenta que hay algunos caracteres especiales:


Enter, finaliza o graba los datos introducidos
Borra todos los datos
Borra un caracter a la izquierda del cursor


Vamos a empezar con una configuración standard, para poder funcionar a la primera. Mejor lo explico con un ejemplo sencillo.
Para el modo wspr normal, por ejemplo en la banda de 30m, para que transmita cada 6 minutos sería la siguiente:

Modo 0: WSPR (para wspr, siempre se usa el modo 0, ojo!)
Modo 1:
Modo 2:
Frec. 0: 10.140.050 (frecuencia para el modo 0, en la que se transmitirá la portadora de wspr)
Frec. 1:
Frec. 2:
Speed:
Calsign: TU INDICATIVO (en mayúsculas y sin símbolos tipo - / etc..)
Message:
Frame: 6 (Indica cada cuanto tiempo va a emitir en wspr, cada 6 minutos en este caso, aunque lo recomendado en el standard wspr es cada 10)
Start: 2 (Indica cuando comienza el ciclo)
Locator: IN83 (Poner uno que no sea el vuestro para comprobar que actualiza automáticamente el vuestro de los datos del GPS)
Power: 23 (Es el equivalente de nuestra potencia radiadada, 200mW)
GPS mode: 2 (es el valor más adecuado para el GPS indicado anteriormente)
GPS Baud:GPS Baud: 009.600 (Es la velocidad de comunicación entre el GPS y la CPU, 9.600 en el caso del GPS indicado anteriormente)
Cal Time: 240 (nº de seguntos que usará la CPU para recalibrar la frecuencia de tx, una vez transmitida la trama. Cuanto más tiempo, más exactitud. Pero claro, ha de dar tiempo a calibrar antes de transmitir la siguiente trama. En 6 minutos da tiempo sin problemas. Con esta autocalibración lograremos 1hz de exactitud en nuestras emisiones)
Cal HP: 01 (Calibración Huff Puff, el 01 indica la máxima exactitud en la calibración. Va relacionado con el Valor de "Cal Time: 240", más info aquí.
FSK (Hz): 004 (desviación FSK por defecto, que no afecta a wspr)
Fine FSK: Off
Sys. Frq.: 20.000.00 (Frecuencia del sistema, que en modo wspr recalibra usando la señal del GPS)
Ref. Frq.: 125.000.00 (Frecuencia de referencia del DDS)
Park Mode:Park Mode: 2 (el DDS se cambia de frecuencia donde le indiquemos en "Park Frec." hasta la siguiente transmisión)
Park Freq: 10.100.000 (Frecuencia a donde puedes desplazar el DDS para el Park Mode: 1 y 2 sin apagarlo)
Set Time: lo que ponga por defecto (nos mostrará la hora obtenida del GPS)

Cuando la CPU detecta el GPS, un icono de un corazón aparece en el display. Y cuando el GPS ya ha captado señal de satélites y está sincronizado, ese icono parpadea cada segundo. Ese icono dejará de parpadear 240 segundos despues de cada transmisión, para el recalibrado automático de la frecuencia de emisión ("Cal Time: 240").

Con esta configuración ya podríamos comenzar a emitir en wspr, sin realizar ningún ajuste. En caso de que todo vaya bien, podríamos cambiar el parámetro "Frame" por 10, con lo cual emitiríamos cada 10 min en vez de cada 6. Para valores más bajos a 6, habría que cambiar el "Cal Time" a un valor más bajo, aunque perderíamos en exactitud de frecuencia de transmisión.

Si quisiéramos emitir en cualquier otra banda solamente tendríamos que cambiar "Frec. 0:" a la frecuencia de wspr que quisiéramos. Teniendo en cuenta que es muy recomendable usar un filtro pasabajos para cada frecuencia.

Este kit no solo nos permite transmitir en wspr sin necesidad de tener el equipo de HF encendido y el ordenador, sino también poder hacerlo en CW emitiendo mensajes, balizas de forma desatendida a la velocidad que queramos. También cabe la posibilidad de hacerlo en FSK, Hell, QRSS, y demás modalidades de forma secuencial.

Una información más detallada en inglés la tienes Aquí

En fín, un mar de posibilidades para el cacharreo y la experimentación de la propagación en tiempo real.

73's y Feliz 2014.




sábado, 7 de diciembre de 2013

Transmisor autónomo Ultimate 3 para WSPR, FSKCW, QRSS, DFCW, Hell, CW -- 1ª Parte --


Ya tardaba en enchufar el soldador y ponerme manos a la obra con algún kit. Esta vez se trata de uno de los que denomino "pata negra". Un transmisor autónomo de 150mW de salida (modificable facilmente a 5W) con cobertura continua desde 0 a 62,5Mhz, que es capaz de emitir mensajes configurables por el usuario hasta 250 caracteres en las modalidades: FSKCW, QRSS, DFCW, Hell, CW. Y también capaz de emitir balizas wspr y wspr-15. Las configuraciones de las opciones se realizan de manera sencilla mediante dos pulsadores, no siendo necesario el PC ni programadores externos para poderlo configurar.

El Ultimate 3 diseñado por el amigo Hans G0UPL, posee un DDS a 125 Mhz de frecuencia de referencia, que permite hacerle emitir de 0 a 62,5 Mhz con tan solo configurar su frecuencia de salida mediante un sencillo menú. Una auténtica maravilla de la técnica, a un precio irrisorio; unos 21€ puesto en casa.

Componentes del Kit (Pulsa la foto para agrandar)

Mi interés sobre todo se centra en las balizas wspr y su utilidad para el ajuste y comparativas de antenas en tiempo real. Para ello este kit es un elemento fundamental y un arma infalible para saber cómo funciona una antena y compararla con otra mediante reportes de señal desde todas las partes del mundo mientras se transmite a la vez con ambas antenas.

Detalle del DDS (Pulsa la foto para agrandar)

Ya hace tiempo fabriqué una baliza autónoma para wspr siguiendo el diseño de uno de los pioneros en el wspr sin PC, Gene, W3PM. También Aquí puedes leer el post que en su día publiqué sobre ella y su construcción. Pero quizás alguien se pregunte ¿Qué demonios es WSPR y para qué sirve?. Pues no problem, Aquí podrás saber más sobre esa modalidad y sus utilidades prácticas, leyendo otro post que publiqué al caso.

El kit U3, lo puedes solicitar en la web en la tienda virtual y puedes abonarlo con Paypal. En 6 días lo tendrás en tu casa.

Nada más llegar el paquete, soprende lo pequeño que es, y las pocas piezas que lo componen. Lo cual es bueno para principiantes, ya que no requiere de grandes conocimientos en electrónica. Para más facilidad, el DDS, viene ya montado en SMD, con lo cual no hay que tocarlo para nada. Otra placa es el display, que también viene montado, y otra placa es la de los componentes: transistores, chip CPU, condensadores, etc... También al pedir el kit, hay que especificar la banda de preferencia que vas a usar, ya que con el kit viene incluido un filtro pasabajos LPF para una banda. Se pueden adquirir también LPF's en kit para todas las bandas. El kit emite en cualquier banda de radioaficionado o rango comprendido entre 0 y 62,5 Mhz, pero aunque la potencia de emisión es muy baja (180mw en según que frecuencias), lo adecuado es poner siempre un filtro pasabajos para evitar emisiones espúreas que pudieran molestar a otros servicios de comunicaciones. Si le queremos añadir dos transistores más en paralelo, para lo cual la placa ya viene preparada, obtendríamos 5W fácilmente. Ya con esa potencia, el LPF es imprescindible.
Pues como diría aquel: "al tajo".

Montaje
Primeramente hay que tener a mano el manual de instalación o imprimirlo, y seguirlo paso por paso para no cometer errores.

Resumo paso por paso:
- Montar zócalo del circuito integrado, observando la dirección de la muesca que nos indica el chip.
- Montar cristal de cuarzo y condensadores cerámicos. No tienen polaridad.
- Insertar pulsadores S1 y S2, con cuidado en las esquinas quede hueco libre para poner los separadores de plástico más tarde.
- Bobinar el toroide con el alambre de cobre suministrado y darle 25 vueltas. Ni más ni menos, 25.

Detalle de la placa (Pulsa la foto para agrandar)

Detalle de la placa pulsador y toroide ya bobinado (Pulsa la foto para agrandar)

- Soldar los micropuentes indicados en el manual y la foto dejando una curva y hueco por encima de ellos, por si hubiera que cortarlos después según tus necesidades.

Detalle de la placa condensadores, transistores, toroide etc... (Pulsa la foto para agrandar)

- Soldar los zócalos de espadines hembra, con cuidado de que queden totalmente perpendiculares a la placa, y no torcidos.
- Soldar el micro potenciómetro R1, y ajustar ya mismo a tope favor de las agujas del reloj. (se usa para ajustar la intensidad del dislpay azul)
- Soldar, respetando su polaridad, los dos transistores. Hay hueco para dos más en caso de querer más potencia en un futuro.
- Montar las barras de conexión de 16 pines dejando un pequeño espacio entre la placa y el plástico de los pines. Este espacio es muy importante para que luego se pueda ensamblar el display y encaje sin problemas. (Ver documentación del kit y foto)

Detalle de los huecos que han de tener los zócalos (Pulsa la foto para agrandar)

Detalle de los huecos que han de tener los zócalos (Pulsa la foto para agrandar)

- Soldar los dos puentes de cable por la parte de las soldaduras.


- Montar el kit LPF según la tabla correspondiente a la banda para el cual necesites filtro pasabajos.

Tabla de inductancias para los filtros pasabajos (Pulsa la foto para agrandar)

Componentes y montake del LPF para 30m (Pulsa la foto para agrandar)

Componentes del LPF para 30m (Pulsa la foto para agrandar)

Montaje del LPF para 30m (Pulsa la foto para agrandar)

LPF para 30m montado(Pulsa la foto para agrandar)

Y finalmente ensamblar todos los módulos con cuidado de no doblar las patillas y de que encaje bien.
- Atornillamos los separadores plásticos, y ya esta!!!, kit montado.

Detalle de los separadores plásticos (Pulsa la foto para agrandar)

U3 listo para funcionar a falta del LPF (Pulsa la foto para agrandar)

U3 listo para funcionar a falta del LPF (Pulsa la foto para agrandar)

U3 listo para funcionar LPF montado(Pulsa la foto para agrandar)

U3 primeras pruebas en cw (Pulsa la foto para agrandar)

U3 primeras pruebas en cw (Pulsa la foto para agrandar)

Recalcar que el DDS viene ajustado de fábrica, con lo cual no es recomendable tocarlo para nada, a pesar de que tiene un potenciómetro de ajuste fino por si resultara necesario alguna vez.
Otro detalle importante a tener en cuenta es que el U3 va alimentado a 5v CC, con un consumo mínimo, con lo cual podríamos alimentarlo desde la fuente de 13,8v y un reductor de tensión como es el 7805.
Impresiona lo pequeño que es, y las increibles prestaciones que ofrece... Super compacto, y ese display azul que le da un toque muy moderno.

Para echarlo a andar así de primeras, conectaremos los +5v y Gnd a las patillas correspondientes según el manual, y en la salida del LPF pondremos una resistencia de 50 ohm a masa para hacer de antena.

Le damos corriente al sistema, y se enciende el display presentando la versión de software que tenemos. El primer ajuste a realizar es el potenciómetro R1 para darle más brillo o contraste al display azul. Una vez puesto a nuestro gusto, con el display de frente a nosotros, pulsaremos el botón izquierdo para ir navegando por los menús.


Calibración
De primeras no es necesaria ninguna calibración y es recomendable no hacerla al principio. Y si usas GPS tampoco, ya que con los pulsos del GPS obtenidos del satélite se autoregula el sistema. Si los vas a usar en otras modalidades distintas a wspr, y no usas GPS, existe una pequeña calibración disponible.
Para ello hay que introducir el correcto valor del oscilador de 125Mhz del DDS simplemente etrando en el menú “Ref. Frq.” (Frecuencia de referencia).

El método más fácil es establecer la frecuencia de salida a algo conveniente tal como 12.500000 MHz , y medirlo. La medida puede ser o bien mediante el uso de un contador de frecuencia calibrada con precisión , o en un receptor calibrado con precisión y con el programa Argo.

Una vez que se ha introducido la frecuencia de salida actual , se puede calcular la corrección necesaria a la Frecuencia de referencia 125 MHz. Por ejemplo , supongamos se establece la frecuencia de salida para 12.500000 MHz pero en realidad se mide 12.500075 . En la salida frecuencia es de 75 Hz por encima de lo que debería ser. Debido a que su frecuencia de salida es 10 veces menor que la de 125 MHz (frecuencia del oscilador de referencia) , esto significa que el valor real del oscilador de referencia es 750Hz demasiado alto . Así que lo corregimos ingresando 125.000.750 en el menú “Ref. Frq.” (Frecuencia de referencia).

Bueno, pues esta es la primera review del U3 de Hans. En el siguiente post publicaré más detalles sobre la configuración en WSPR, utilización de GPS para su sincronismo y más cosas que se me vayan ocurriendo.

Actualizado: Ya tienes Aquí la 2ª parte.

73's, y a disfrutarla!. Merece mucho la pena.