RM4HQ

Походный однодиапазонный трансивер

Рейтинг: 5.00. Голосов: 5.
Трансивер SWmini - хороший вариант для работы с поля, но как говорится, нет предела совершенству. Представляю вашему вниманию очередную версию походного трансивера, в котором я постарался избавиться от недостатков SW, по возможности не сильно потеряв в параметрах.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6875_1.jpg 
Просмотров:	939 
Размер:	282.4 Кб 
ID:	4795

Самый главный недостаток SWmini - это приличный ток потребления RX (около 350 мА). Версия 2016, в синтезаторе которого использована микросхема SI5351 вместо двух корпусов DDS, позволяет снизить ток примерно до 250 мА, но это все равно многовато. С рядом других недостатков, таких как, плохо читаемый на солнце дисплей, необходимость в защитном футляре, который доводит суммарный вес трансивера почти до 1 кг, не самым оптимальным образом использованное внутреннее пространство корпуса, что отражается на габаритах, а так же не очень подходящим для походной работы форм-фактором передней панели можно смириться и SWmini по праву можно считать одним из самых удачных серийно изготавливаемых трансиверов для полевой работы. Но когда есть возможность, то почему бы не сделать лучше? Пусть это будет не так красиво и не технологично, но зато заточено именно под турпоходы, где главное - вес.

Исходя из этого, и был изготовлен представленный экземпляр.
Анализируя свою работу в поле, пришел к выводу, что работаю в основном в диапазоне 7 МГц. Это связано с несколькими факторами. Во-первых, временем работы. В основном, это вечерние часы, когда дневной переход пройден и можно не торопясь посидеть за трансивером. Во-вторых, используя малую мощность и ограниченное время, охотится за DX нет смысла. Тут выбирать особо не приходится, интереснее за час провести десяток ближних связей, чем докричаться до одного за 1000 км на двадцатке. Этому же способствует и низко подвешенная антенна, и возможность работы зенитной волной из ущелья, и более стабильное прохождение. Здесь следует оговориться, что речь идет о путешествии по густонаселенным районам Европейской части России. Вдалеке за Уралом на сороковке с QRP может быть скучновато. Исходя из этого, и был выбран вариант однодиапазонного трансивера на 40 м. А главное, один диапазон - это простота коммутации, настройки СУ, и опять же - вес.

Что касается форм-фактора, если не использовать столы-стулья, то трансивер обычно расположен на земле, а оператор сидит рядом с ним. В этом случае удобнее переднюю панель сделать сверху. Такое исполнение так же позволяет разместить все необходимые органы управления. Использование в качестве корпуса герметично закрывающегося пищевого контейнера позволяет отказаться от какой-либо дополнительной защиты, что так же экономит габариты и вес.

Итак, представленный экземпляр изготовлен на базе основной платы Аматор-SA от US5MSQ. Для исключения лишних коммутаций используются раздельные 3-х контурные диапазонные фильтры. В походном трансивере не нужен приемник с супер параметрами. В поле индустриальных помех нет, соседей-киловаттчиков тоже, поэтому и радиотракт может быть достаточно простым. В качестве АТТ стоит сдвоенный потенциометр по входу приемника.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Аматор_1.GIF 
Просмотров:	2938 
Размер:	21.6 Кб 
ID:	4819

Синтезатор выполнен с использованием модуля Arduino Pro Mini, который управляет генератором на SI5351. Синтезатор формирует оба сигнала (VFO и BFO), выходы которых программно переключаются RX/TX. Тут следует упомянуть об одной особенности SI5351. При использовании обоих выходов при отключенной антенне слышны пораженные частоты, но при подключении антенны, они заглушаются шумом эфира и никак не мешают. При одночастотной работе микросхемы пораженок гораздо меньше. Если кого это факт напрягает, можно использовать дополнительный внешний генератор BFO на кварце, а для коммутации сигналов - реле. Это плата за простоту синтезатора и малый ток потребления.

При настройке синтезатора придется подобрать параметр коррекции частоты SI5351 в соответствующей строке скетча
si5351.set_correction(80145000);
и возможно подстроить множитель вольтметра
float newVolt = 10.04 * analogRead(battery_voltage_pin) / 667;
При желании можно вообще все переделать под свои потребности, благо среда Ардуино отличается легкостью использования, большим количеством примеров и обучающих статей.

В качестве индикатора используется двухстрочный восьмизнаковый дисплей. В данном случае - его миниатюрная версия. Валкодер - обычный 24-х импульсный энкодер с кнопкой. По умолчанию установлен шаг частоты 500 Гц, что учитывая нынешнюю практику работы "по нулям" и малое количество импульсов на оборот, позволяет быстро и удобно настраиваться на корреспондента. При необходимости кратким нажатием на кнопку валкодера шаг можно переключить на 50 Гц и обратно. Более длительное нажатие (около 1,5 сек) включает и отключает режим расстройки частоты приема (RIT). Еще более длительное удержание кнопки включает режим блокировки валкодера. Здесь следует упомянуть об одном баге, а именно то, что включение блокировки происходит через выполнение промежуточной команды - RIT. Т.е. при длительном нажатии сначала включается (или выключается) расстройка, а потом происходит блокировка или разблокировака. В принципе, это никак не мешает, просто следует знать об этой особенности.

Аналогично еще одна функциональная кнопка F включает и выключает подсветку дисплея, режим вольтметра (на 1,5 сек) и режим КСВ-метра. КСВ-метр включается при длительном удержании кнопки F (3 сек) на 1 мин. При этом необходимо нажать кнопку PTT и произвести настройку антенны. По истечении примерно 1 мин. режим КСВ-метра отключается. Это же произойдет, если РТТ отпустить раньше. Включение КСВ-метра также происходит через включение вольтметра, но тут это вообще не на что не влияет.

В режиме TX включается вольтметр и шкала Р-метра. Причем, мощность отображается у учетом обратной волны (минусуется). Т.е. при КСВ=1 "градусник" отклонится на всю шкалу, а при КСВ=3 на 75%. При падении напряжения ниже 10,5 В, отключается подсветка, ниже 10 В - значение вольтметра начинает моргать, ниже 9,5 В - гаснет экран. Это сделано для точного контроля напряжения LiPo аккумулятора.

Усилитель мощности выполнен по уже не раз отработанной схеме на AD8009 и RD16HHF1. Датчик КСВ-метра - по схеме Tandem Mach. Он отлично работает и не требует никакой калибровки. Далее тумблер переключает антенное гнездо для 50 Ом антенны или СУ для LW. Для дополнительного контроля сигнала TX в LW подключен неоновый индикатор. Единственное реле в трансивере включено на выходе УМ. Согласующее устройство выполнено по хорошо зарекомендовавшей себя Г-образной схеме с конденсатором на "землю". Кроме того, оно выполняет роль ФНЧ, дополнительно фильтруя зеркальный канал.

Зависимость выходной мощности и тока потребления от напряжения питания показана ниже. Уровень выходной мощности ограничен размером радиатора.

Название: Ток.png
Просмотров: 7787

Размер: 31.4 Кб

Главная проблема в поле при работе малой мощностью не принять корреспондента, а что бы услышали тебя. Поэтому основное внимание уделено формированию сигнала на передачу. В качестве микрофона используется ДЭМШ-1А. Это очень надежный помехоустойчивый микрофон с своеобразным пробивным спектром сигнала. Поклонники ESSB будут не в восторге, но тут главное передача информации, а не красивый сигнал. С микрофона сигнал поступает на компрессор. Сначала я сделал компрессор на специализированной микросхеме SSM2166, но корреспонденты отмечали неприятный спектр сигнала, который никак не удавалось исправить ни с помощью регулировок самого компрессора, ни с помощью последующего эквалайзера. Пришел к выводу, что эта микросхема категорически отказывается работать в паре с ДЭМШ. А поскольку менять микрофон я не собирался, было решено установить ВЧ компрессор RF Clipper PRO, который я скрепя сердцем снял с SWmini. Сигнал сразу преобразился, плюс его спектр можно подрегулировать в эквалайзере на LA3600. Корреспонденты перестали отмечать плохую модуляцию, некоторые даже хвалят

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	НЧ_1.GIF 
Просмотров:	1058 
Размер:	10.3 Кб 
ID:	4820

Было изготовлено несколько вариантов тангент: один микрофон с кнопкой РТТ, тангента с динамиком и дополнительным усилителем на TDA2822M и одноухая гарнитура с выносной кнопкой РТТ. Наушники можно включать либо в гнездо трансивера, либо в выносной разъем тангенты с динамиком.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6868_1.jpg 
Просмотров:	606 
Размер:	243.7 Кб 
ID:	4796

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6893_1.jpg 
Просмотров:	496 
Размер:	280.8 Кб 
ID:	4813

В качестве корпуса применен пищевой контейнер SF1-1 размером 120х120х55 мм. Для удобства записи QSO на передней панели трансивера расположены детские электронные часы с UTC. Разъемов питания два: ХТ-60 для LiPo и обычное гнездо 5мм. Вес трансивера составляет 440г. Ток потребления RX 60 мА, с включенной подсветкой - 65 мА, с включенным внешним усилителем тангенты - 120 мА.

Печатные платы выполнены методом ЛУТ. Полный архив со схемами, платами и файлами Ардуино можно скачать здесь. Необходимо отметить, что печатную плату основной платы надо зеркалить. Кроме того, полевой транзистор J310 надо установить "вверх ногами". Остальные платы выполнены как обычно. SMD детали типоразмера 0805. Микросхема SI5351 имеет очень маленький шаг ножек (0,5 мм), поэтому ее пайка и изготовление платы требует некоторого навыка. Сами микросхемы заказывал через AliExpress в комплекте 5 шт. Там же можно поискать и плату с уже распаянной микросхемой, но ее цена - как 5 шт отдельных микросхем. Модуль Ардуино Про так же приобретал на Али. Транзистор RD16HHF1 и микросхема AD8009 часто встречаются поддельные. Покупать их на Али или Ебее - деньги на ветер. Я приобретал в местном магазине Вольтмастер. Бинокли Амидон без проблем высылают из Ульяновска.
Для защиты от влаги платы покрыты акриловым лаком Plastik-71.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Основная.JPG 
Просмотров:	454 
Размер:	253.6 Кб 
ID:	4801

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	SI5351.JPG 
Просмотров:	1318 
Размер:	156.9 Кб 
ID:	4802

Монтаж достаточно тесный, некоторые платы установлены "бутербродом".

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6896_1.jpg 
Просмотров:	898 
Размер:	268.0 Кб 
ID:	4821

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6898_1.jpg 
Просмотров:	506 
Размер:	284.4 Кб 
ID:	4822

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6899_1.jpg 
Просмотров:	670 
Размер:	272.4 Кб 
ID:	4823

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6900_1.jpg 
Просмотров:	529 
Размер:	271.6 Кб 
ID:	4824

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6902_1.jpg 
Просмотров:	485 
Размер:	282.9 Кб 
ID:	4825

В качестве основной рабочей антенны используется LW длиной 42 м. Длина противовеса не критична, в данном случае использован подходящий кусок 4,5 м. Провод марки МГШВ 0,35 с шелковой ниткой.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6866_1.jpg 
Просмотров:	404 
Размер:	254.1 Кб 
ID:	4797

Решил отказаться от мотовильца. При сворачивании антенна просто наматывается на корпус трансивера, фиксируется лентой-липучкой и снимается с него. При разворачивании провод аккуратно сматывается с бухточки. Так получается гораздо быстрее и проще в укладке.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6867_1.jpg 
Просмотров:	396 
Размер:	193.5 Кб 
ID:	4798

Для заброса антенны на дерево используется либо бельевой шнур в пластиковой оболочке, либо прочная капроновая нитка. При покупке бельевого шнура надо следить, что бы сердцевина была из капроновой нитки, а не из металлических проволок. Нитка используется в том случае, когда есть вероятность, что груз может застрять в ветках. Тогда при сдергивании оборвется нитка, а не полотно антенны.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6871_1.jpg 
Просмотров:	553 
Размер:	329.8 Кб 
ID:	4799

В антенный комплект входят следующие элементы:
- антенна LW 42м;
- противовес 4,5 м;
- оттяжка 10 м;
- катушка капроновой нитки;
- пара пластиковых карабинчиков;
- удлинитель для АКБ что бы аккумулятор прятать от холода;
- толстая и тонкая резинка для натяжения антенны и крепления мачты;
- припой с флюсом и зажигалка для ремонта полотна антенны;
- изолента;
- пара колышков для оттяжек;
- пара кусков тряпки, в которые заворачивается песок, земля или камень для заброски на дерево;
- АКБ;
- аппаратный журнал с карандашом;
- переходник SMA-BNC;
- цифровой вольтметр;
- адаптер для зарядки от АКБ сотового телефона;
- кабель USB-mikroUSB;
- наушники;
- тангента или гарнитура.

Весь комплект помещен в подходящий чехол. Его полный вес 1,15 кг, что вместе с трансивером составляет 1,6 кг. При необходимости его можно дополнить 6-ти метровой мачтой-удочкой.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6880_1.jpg 
Просмотров:	377 
Размер:	323.6 Кб 
ID:	4800

В сравнении.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	DSC_6903_1.jpg 
Просмотров:	374 
Размер:	303.2 Кб 
ID:	4828

В заключение представляю небольшой видеоролик работы трансивера. При этом необходимо отметить, что он снимался дома, где очень высокий уровень помех. В поле трансивер звучит гораздо лучше.




Доработки.

Заменил кольцо Г-контура Т50-2 (12 мм) на Т80-2 (20 мм). При общей индуктивности 12 мкГн ее добротность была 0.58, стала 2.5. Думаю, что это существенно должно повысить КПД тюнера. Диаметр провода 0.8 мм, кол-во витков 45 с отводами от 43, 41, 39, 37 и 35 витка.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	P_20171114_205226.jpg 
Просмотров:	419 
Размер:	82.4 Кб 
ID:	6434


Замерил анализатором спектра Оса выходной сигнал УМ. Синусоида без искажений, подавление второй гармоники 30 дБ, вполне прилично.

Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	7.jpg 
Просмотров:	421 
Размер:	38.7 Кб 
ID:	6435

Обновлено 19.01.2018 в 19:52 RM4HQ

Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для RA3WVN
    Познавательный материал, автору благодарность за труд в изготовлении, за интересный
    и подробный рассказ.
  2. Аватар для RX6DL
    Да мне тоже нравиться Ваш стиль!
    Всё понятно, доступно без "подводных камней" даже с печатками!
    Спасибо!

    из за Урала с QRP слышат только некоторые, и помогает цифра и ВЧ диапазоны.
    Собирать самому не удаётся, поэтому SW mini как есть!
    иногда есть возможность стараюсь использовать Профи. КВ оборудование.
    Приём для меня хуже, для Вас лучше! не QRPP...pi..
  3. Аватар для RA1APO
    Отличное решение !!!Здорово!
  4. Аватар для RD4HH
    Всетаки добился минимального потребления. Набор выживальшика, но и при желании это чудо можно и до 15 ватт раскачать))
    Обновлено 17.05.2017 в 16:19 RD4HH
  5. Аватар для RM4HQ
    Ну 15 это вряд-ли, а 10 Вт вполне возможно. Только радиатор побольше надо.

    А ток, да, сам такого не ожидал Надо еще светодиоды из ардуины выпаять, а то горят почем зря.
  6. Аватар для RA6LJM
    Спасибо за материал. Многое возьму для себя на заметку.
    Интересует, как крепится "бутерброд" к контейнеру? или просто вставляется?
    И где найти маленький эмф...
    Спасибо.
  7. Аватар для RM4HQ
    Просто туго вставляется.
    Маленький эмф я купил в местном комиссионном радиомагазинчике. Что-то около 1000 руб.
    Пожалуйста.