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

Mucho, con poco!

Que sería de nosotros si nos limitáramos solamente a la teoría, y nada de práctica... Toda esta labor de investigación respecto a toroides, hilos invisibles y demás inventos tienen un objetivo, y es salir al aire, transmitir nuestras ondas, y llegar lo más lejos posible con la mejor calidad de audio.

Para ello estoy utilizando 30m de hilo de cobre invisible (0,3mm de espesor), 100 watios de salida, y por supuesto mi balun magnético 1:9 mencionado en anteriores posts.

Histórico de niveles de propagación (Pulsa sobre la foto para ampliar).


Niveles de propagación del mes (Pulsa sobre la foto para ampliar).


Ultimamente la señora propagación está muy inestable, y el famoso ciclo 24 no acaba de llegar del todo, pero de vez en cuando nos da alguna que otra alegría, y hoy ha sido ese día.

Después de contactar varias estaciones europeas con buenas señales de 9+10, el salto se empezó a alargar. Pero antes, un colega, EA4DBS Tony, me llama y me comenta que lee el blog y me anima a seguir con él, gracias por leerlo!.
Al finalizar el QSO me dispongo a barrer la banda, cuando de repente escucho Japan Hotel one Alfa Juliet Tango QRZ?, como?, señal de 8-9? japón?....rápidamente digo mi indicativo, espero, y nada, lo repito, espero... y nada....y a la tercera... Bingo!!, el colega "Zorro" (se hace llamar así...¿?) me contesta indicándome un reporte de 5/5. Le paso el 5/8 5/9 con QSB, nombre, antena y demás datos... completando el comunicado perfectamente. Increible!! Japón en 40m!! y con la antena invisible y 100w... Estos pequeños grandes placeres son inigualables.



Y es que la "CDV Spyderman invisible wire" llega muy lejos, y para muestra os hago un pequeño resumen de lo más destacado trabajado ultimamente en fonía sin grandes esfuerzos, ya que apenas dispongo de tiempo para hacer radio. Querer, es poder!.

Sin ir más lejos, he superado el brutal pile up en 40m de la expedición a la isla Sal, en Cabo Verde.


Pero para brutales pile ups, el de 1A0KM, el cual ha costado algo más. A veces es complicado el poder hacerse hueco en 80m entre tanto Kw europeo, con solamente 100w.


Otra buena tangana montada en 80 era la de la activación especial Suiza. Pero tampoco se resistió, y cayó a la saca.


Otro QSO memorable es el realizado con Puerto Rico en 40m, poniendo señales de 5/7 5/8 pudiendo saludar en castellano a los operadores Puerto Riqueños.


Otra buena captura es Omán en 17m, trabajado sin ninguna dificultad y con buenas señales:


Y siguiendo en la banda de 17m, memorable dx también con Francisco desde Guatemala


Siguiendo en 17m también el pile up de europeos pude sobrepasarlo a la primera, trabajando Martinica con señales de 5/7. También la Isla Guadalupe FG5DH trabajada en 40m.


Los 15m andan muy pobres ultimamente pero a veces dan muy buenas sorpresas como este QSO con Madagascar.


Ni que decir que los 12m apenas están activos, pero la ocasión de llevarse a la saca Nigeria no se podía desperdiciar, así que aunque un poco justo de señal, fuí capaz de trabajarlo facilmente.


Pues esto solo es una pequeña muestra de lo que una antena de 6€ y un transmisor de 100w pueden lograr, a pesar de que la propagación está aún muy muy baja. No obstante cabe destacar también varias estaciones de USA en 40m, México en 40m y algunas otras Africanas sobre todo en 15m y 17m. Respecto a Europa, Azores, Rusia, Norte de Africa y Medio Oriente, todo trabajado perfectamente en fonía en diversas bandas.

Lo dicho, mucho ánimo, y larga vida a la antena CDV.
73!

Ensayo con toroides 4C65, T100 y Ferrita

En este post anterior hablé sobre el toroide a utilizar para "ir al grano" en cuanto a la fabricación de balun magnéticos o mejor llamados transformadores de impedancias. Hay que tener en cuenta que en realidad un balun es un adaptador de una linea "unbalanced" (desbalanceada ej:Dipolo) a "balanced" (balanceada ej:Cable coaxial) de ahí lo de BAL-UN. Con lo cual, lo nuestro es un transformador de impedancias, o bautizado comercialmente y a precio desorbitado, "balun magnético".

Setup utilizado para las mediciones.


Ahora quiero comentar las capacidades de diversos toroides utilizados para la alimentación de nuestros hilos invisibles. Primeramente dar las gracias a EA1HVW, el amigo Valentín, que me ha prestado estos toroides ya montados y preparados, con lo cual el trabajo simplemente ha consistido en analizarlos con el analizador Sark100 y volcar los datos capturados al PC para obtener las gráficas. Como podeís ver el amigo Valentín se ha currado el acabado dejándolos perfectos de estética y funcionamiento.

Como una imagen vale más que mil palabras, vamos allá con los datos obtenidos. Hay que tener en cuenta que se ha utilizado una resistencia de 450ohm no inductiva, para emular la impedancia de un hilo. Otro dato importante es que todos los toroides han sido bobinados con 7 vueltas como siempre he mencionado.

Existen dos maneras de bobinar trifilarmente los toroides, y es con las espiras juntas, o separadas y esparcidas uniformemente por todo el toroide.

Toroide bobinado trifilarmente con las vueltas juntas made in EA1CDV (pulsa sobre la foto para ampliar).

Toroide bobinado trifilarmente con las vueltas juntas made in EA1CDV(pulsa sobre la foto para ampliar).


Toroide bobinado trifilarmente con las vueltas separadas made in EA1CDV (pulsa sobre la foto para ampliar).


Las diferencias físicas son evidentes, pero en el campo de batalla, ¿En qué nos afecta esta diferencia?. Aquí os muestro las gráficas, y como se puede observar las diferencias son muy pocas, salvo una pequeña diferencia, y es que en las vueltas juntas se aprecia una bajada de impedancia entre los 16mhz a los 50 mhz. Por el contrario con las espiras esparcidas uniformemente se percibe que las respuesta es casi plana. Con lo cual concluyo que optaremos siempre por esparcir las espiras uniformemente. Creo que es lo mejor en estos casos.

Resultado 4c65 espiras JUNTAS (pulsa sobre la foto para ampliar).



Resultado 4c65 espiras SEPARADAS (pulsa sobre la foto para ampliar).


Seguimos analizando los casos posibles, y lo siguiente sería, ¿Utilizo cable gordo forrado de aislante, o hilo esmaltado con menos aislante?. Pues los resultados nos indican una mejor respuesta, y más plana usando cable esmaltado de 1,2mm de espesor, frente al cable de 2mm de grosor con abundante forro. Resaltar que hasta 250w no habría problemas, pero con más potencia, es preferible sacrificar un poco lo "ideal" y utilizar cables gruesos para evitar posibles arcos voltaicos entre espiras. Las espiras en estos casos, separadas salvo que se indicara lo contrario.

Análisis de toroide 4c65 con cable de 2mm (pulsa sobre la foto para ampliar).



Análisis de toroide 4c65 con cable de 1mm (pulsa sobre la foto para ampliar).


Y como colofón a todas estas experimentaciones, os muestro la comparativa de 3 toroides habituales en los montajes: 4c65, T100 y ferrita.

Los "3 tenores" a análisis, gentileza de Valentín EA1HVW (pulsa sobre la foto para ampliar).


El mejor en respuesta, el 4c65!! No hay duda! (pulsa sobre la foto para ampliar).


La ferrita se comporta bien hasta 14Mhz, y medio se mantinene aceptable hasta 30mhz. Cabe resaltar que las ferritas tienden a calentarse bastante variando imprevisiblemente los varores de esta gráfica. Con lo cual para rx, muy bien, pero para tx de banda ancha, no!.(pulsa sobre la foto para ampliar).


Esta es la gráfica del T100, especial para 1Kw. Le pasa lo mismo que a la ferrita, hasta 14Mhz, sin problemas, pero a partir de ahí, mal asunto!. Cabe destacar que la permeabilidad de este toroide hace que no se caliente, conservando los valores de adaptación en todo momento incluso con grandes potencias.(pulsa sobre la foto para ampliar).


Bueno, pues esto es lo que he podido investigar sobre toroides para transformadores de impedancias. Espero que os sirva de ayuda, ya que el mundo "toroidal" es harto complicado y lleno de discrepancias.

Otro de los experimentos en mente sería trenzar los hilos trifilares, y luego con esa trenza de cables, darle vueltas sobre el toroide. Algunos autores han publicado sobre ello, pero aún no lo he probado. No obstante, si tienes algún toroide que quieras que sea analizado, házmelo llegar y lo compruebo con el analizador.

Suerte en los montajes, y buenos Dx's, 73!.

Lanzador de hilos invisibles

Ya hace tiempo que le llevo dando vueltas a la cabeza para ir más allá en cuanto a los hilos invisibles. Una de las cuestiones importantes es: ¿Cómo lanzo el hilo?. Para esta labor existen dos métodos: a mano y con el lanzador de hilos invisibles aquí propuesto.
A mano, nuestro alcance dependerá de la pericia al lanzar el plomo al árbol correspondiente, y del peso del plomo a usar. Pero cuando queremos un "algo más", y alcanzar la copa de ese árbol de 30m o 50m de altura la cosa se complica con un lanzamiento tradicional. Para ello me he fabricado un "lanzador de hilos invisibles" imitando la idea Americana de EZ Hang (100$ de "ná"):



Para ello se necesita, un tirachinas (15€), un carrete de pescar (10€), hilo de nylon fino (0,20mm), hilo de cobre invisible (0,20mm o 0,30mm máx.), y unos cuantos plomos de diveros calibres (5 a 10g).
Respecto al tirachinas comentar que está prohibida su venta en España, con lo cual es difícil su adquisición, salvo que lo tengas de antes o te lo contruyas tú mismo.

Una vez mecanizado todo el conjunto el resultado del lanzador "made in EA" es el siguiente:

Lanzador de hilos (pulsa sobre la foto para ampliar)



Respecto al uso del lanzador, es muy recomendable usar gafas de protección, asegurarse que el hilo sale perfectamente del carrete, y no hacerlo cuando haya gente alrededor, para evitar accidentes.

Existen mil maneras de lanzar el hilo. Una de ellas sería bobinar el carrete con el nylon, y encima del nylon, bobinar el hilo de cobre invisible (0,2mm o 0,3mm). Si bobinamos hilos más gruesos, al lanzar el plomo, el hilo no correrá bien, y limitará nuestro alcance. El carrete debe estar muy lleno de hilo, para permitir su salida sin rozamientos que limiten el alcance.

Otra utilidad del lanzador es la de lanzar solamente un nylon por encima del árbol, farola, o similar, y atar la punta de nuestra "CDV Invisible Wire Antenna" para alzarla después como si de una bandera se tratara.
Para explicar esta técnica, os dejo este excelente video:



Lo dicho, mucha precaución para evitar accidentes.

Nota: EA1CDV declina toda responsabilidad dimanada de los daños o perjuicios que este invento pudiera causar al que lo utilizase o su entorno. El que use este sistema será el único responsable del mismo.

End feed CDV invisible wire

Feliz año!. Parece increíble que ya estemos en el año 2011, el tiempo pasa volando. Se me hace muy cercano el día que lancé mi primer hilo invisible, como alternativa una instalación “supuestamente decente” en el tejado.

Muchos son los colegas seguidores de este blog, los cuales han probado a usar el “end feed CDV invisible wire” con excelentes resultados. Con algunos he tenido la suerte incluso de contactar en 40m/80m, y comprobar las buenas señales con las que les estaba recibiendo en mi QTH. Con otros más allegados, incluso hemos compartido los nervios del lanzamiento inicial del hilo, e incluso comparamos su hilo, con el mío. Se trata del colega EA1YE, Antonio, que lo está gozando de lo lindo con el hilo invisible. Se trata de 45m de hilo de cobre esmaltado de 0,20 mm de espesor. Tan fino como un pelo, y tan eficiente o más, que kilos de aluminio. Por supuesto, siempre alimentado en su extremo con el balun 1:9 (Toroide 4C65).

Vista del hilo de EA1YE (Pulsa sobre la foto para ampliar)


En los siguientes mapas podéis comprobar las estaciones escuchadas durante toda la noche en PSK, en la banda de 40m. El primero es el de EA1YE y el otro el mío.
Como podéis comprobar la recepción de EA1YE es excepcional y superior a la mía, dado que el umbral de QRM local mío es de S7, y el de EA1YE es S1-S2. Desconozco si influirá que yo tengo la mitad de metros de hilo o que él está en Santander y yo en Madrid. Se invesigará. Cabe destacar, que todas estas estaciones escuchadas, son trabajables perfectamente en el 100% de los casos, comprobado!.

Estaciones recibidas por EA1YE en Santander (Pulsa sobre la foto para ampliar)


Estaciones recibidas por EA1CDV en Madrid(Pulsa sobre la foto para ampliar)


Los hilos funcionan, no?.
73's y buenos Dx's

Más antenas de Hilo con Balun 5:1

El domingo pude hacer un magnífico QSO con el colega EA8CUM desde Tenerife. A lo largo de las casi 3 horas de QSO, fueron apareciendo diversas estaciones de toda la geografía Española.

Una de estas estaciones era el amigo Ernesto, EA3ERD. Muy amablemente intervino en el QSO, al oir el tema del los hilos invisibles, toroides, y demás soluciones Buenas Bonitas y Baratas. Su señal en Madrid 5/9 en la banda de 40m. Después de explicarme su sistema radiante, me mandó un mail muy claro sobre ello que, con su permiso, me gustaría compartir con todos vosotros:

Soy Ernesto EA3ERD, hemos mantenido un breve QSO esta tarde cuando estabas en rueda con EA1HTC y EA8CUM, que he tenido que abandonar porque "la jefa" me reclamaba, muy a mi pesar, dado lo interesante del tema de las antenas de hilo fino.

Antes de continuar, quiero felicitarte por tu blog, resulta muy interesante e ilustrativo.

Por si es de tu interés, a modo de curiosidad, te informo del sistema que estoy utilizando como antena de hilo "medio invisible", en sustitución de mi antena principal averiada (una modesta vertical multi banda ECO HF-6) en tanto la bajo y reparo, aunque no se..... la verdad es que el hilito funciona igual, o incluso en ocasiones mejor, y desde luego resulta mucho mas barato.

* Antena de 11 m de cablecillo (18 x 0,05 mm diám.) forrado de plástico, muy resistente, de 0,5 mm de diám. total, montado en sloper en el terrado del edificio.
* Radial de 8 m del mismo hilo extendido por el suelo.
* UN-UN 5:1 de bajas pérdidas, basado en la descripción de G8JNJ en su blog, al que he añadido un UN-UN 1:1 como choque de RF, y alimentado con 22 m de coaxial RG58 desde el acoplador de antena situado junto al transceptor en el cuarto de radio, en un sexto piso.
* 100 W de potencia con ICOM IC-735, 3 W en QRP con YAESU FT-817 ó 2 W con OHR QRP SPRINT y 200 mW en QPPp con un PIXIE 2.
* SWR entre 1,1 a 2,3 (antes de acoplar) según la banda, operando de 10 a 80 m.

Te adjunto en archivo anexo dos fotos del UN-UN 5:1 de construcción casera.

Espero volver a mantener QSO contigo, te mando mi QSL vía bureau.

Un saludo,

Ernesto EA3ERD

Pulsa sobre la foto para ampliar.


Pulsa sobre la foto para ampliar.


Se agradece que los colegas de radio compartan sus experiencias, y así enriquecer los conocimientos de todos. Si quieres colaborar y compartir tus ideas no dudes en mandarme un e-mail para publicarlo en este espacio.

73 y buenos Dx's

Mecanizado del Interface para digitales

La lluviosa tarde de domingo se preveía soporífera, así que en vez de dormir la siesta, mecanicé el amasijo de cables soldados que era mi interface de digitales. El esquema y montaje del interface lo puedes ver aquí.

Los materiales son sencillos de encontrar, baratos, y con el potenciómetro puedo regular el volumen de micro que le entra al equipo, para no meterle demasiada señal al ALC. Me da vergüenza subir la foto de como estaba antes.....jejej.

Vista Interior (pulsa sobre la foto para ampliar)


Vista Exterior (pulsa sobre la foto para ampliar)