ARDF приемник за 3.5 MHz

Знам че много отдавна не съм публикувал нищо, но реших да кача един от последните ми проекти тук. Отне ми повече от година да оптимизирам и поизчистя от грешки първоначалната ми идея, затова се насявам че все за някого ще е интересно и полезно.


Понеже в последните години ми стана интересен спортът ARDF (Лов на лисици), а забелязах че приемиците с които бягат повечето състезатели са доста скъпи или са доста стари, се заех да разработя такъв приемник, за който частите да се намират лесно и да са на разумни цени.


В крайна сметка разработих два варианта на приемник за 3.5MHz, като на единият вариант честотата се променя чрез варикапна схема а на другият чрез синтезатор.


Още в началото трябва да спомена че за осъществяването на този приемник голяма заслуга има Валери Георгив, който вече не е между нас и не успя да го види в завършено състояние.


Ще публикувам и двата варианта на приемника и всеки който има желание може да повтори разработката или да я подобри.


Приемникът е разработен на принципа на суперхетеродинният приемник, като смесители се използват два броя SA612 с междинна честота 8.192MHz. Междинната честота е избрана с оглед на товва, че за тази честота има голямо количество на евтини кварцове и лесно може да бъде изработен кварцовият филтър по междинна честота. За изработване на филтърат е необходимо да се подберат 3 кварца с близки характеристики. Лично аз закупих 200 броя кварцове и от тях подбрах 120 с които да изработя 40 броя филтри.


Като усилватели, както по междинна така и на входа на приемника, използвам двугейтови транзистори BF904. В първоначалната разработка бях решил да ползвам BF1112, но с оглед на това че BF904 е по широко разпространен реших в крайна сметка да ползвам него.
Използването на двугейтови транзистори ми позволява да регулирам усилването на приемника директно с втория геит на транзистора.


За настройка на резонанса на входният транзистор използвам донастройваща бобина 2.7uH. Настройка на резонанса на вторият транзистор не се налага, тъй като използвам бобина с твърда стойност от 8.2uH. Идеята е готовият приемник да има минимално количество донастройващи елементи.


За реализирането на BFO използвам някой от кварцовете останали след подбора на кварцовете за филтърът. С донастройващият кондензатор C15 се настройва BFO то на желаната честота.


Приемникът разполага с тонгенератор за близко търсене на предавателите. Тонгенераторът е разработен на базата на CD4046 и ключът TC7W53F. Понеже TC7W53F е доста труден за намиране, на негово място може да се използва TC4W53F. Двете схеми имат еднакво разположение на крачетата и са напълно съвместими (поне доколкото касае настоящата разработка). За донастройка на подходящият тон на тонгенераторът се използва тример потенциометър TM1.


Нискочестотният усилвател е разработен на добре познатата и широко разпространена схема LM386.


С помоща на транзистор FDN336 и диодът 1n4148 е разработена опция за автоматично включване/изключване на приемника при поставяне на слушалките.


Приемникат е разработен за да работи с две литиево йонни батерии. За тяхното зареждане съм използвал MCP73213, където е предвидена и сигнализация за завършване на заряда.

За изработване на феритната антена ви е нужно парче ферит с дължина около 10 см и диаметър 10 мм. Използването на други диаметри феритни пръчки е възможно, но може да е необходимо подбиране на нови донастройващи кондензатори.

Върху феритната пръчка навиите 33 намотки от тънак проводник (аз използвам такъв със сечение 0.3) като оставите около 3-4 см в началито и края за подвързване към платката. Върху първата намотка навиите още 10 намотки от същият проводник като отново оставите 3-4 см за подвързване. За куплиране на вертикалната антена, близо до тези намотки навиите още 3 със същият проводник и това е, вашата феритна антена е готова.

За донастройка на феритната антена се използва групата от кондензатори C49, C53, C54 както и резистор R46.


За промяна на диаграмата на антената и съответно търсене по максимум използвам схемата с транзистор BF999. Използването на това място на транзистор с нисък входен капацитет ми позволява да използвам антенка за максимум с произволна дължина, стига да е над 5см, без да е необходима пренастроика на приемника. Тази част от схемата нарочно е отделена от основната платка, идеята е че тази част на схемата трябва да се намира максимално близо до антенката за максимум. Аз съм я отделил на отделна малка платка и я запоявам директно за антенката за максимум.

Нарочно за последно оставих описанието на разработеното VFO, защото тук е основната разлика между двете схеми които разработих.

Разработеният вариант със синтезатор използва синнтезатор SI5351 който разполага с 3 изхода и напрактика може да се използва и за BFO, но за сега в настоящата разработка използвам само един от изходите му.


За управление на синтезаторът използвам Attiny85. Управлението на честотата се извършва с потенциометър, който е включен в АЦП на процесора и ми позволява да променям честотата с 1024 стъпки. Понеже честотите в който трябва да работи приемника е 3.5 MHz до 3.6 MHz, това ми позволява стъпката на приемника да е 100 Hz.


Понеже на процесора ми останаха два свободни входа, реших към тях да предвидя два бутона, на които ще могат да се програмират различни функции в последствие. За сега съм ги програмирал да работят като памети за честота. Реално състезателят може да си запамети две честоти на тези бутони и да си настрой трета честота с потенциометъра. Само с еднократно натискане на бутон състезателят ще може да предключва между различните честоти.

Обикновенно SI5351 идва с I2C адрес 0х60, но тези които аз има се оказаха с адрес 0х62. Затова по доло съм дал два варианта на HEX файла, за двата варианта на чиповете.


Понеже на процесора ми останаха два свободни входа, реших към тях да предвидя два бутона, на които ще могат да се програмират различни функции в последствие. За сега съм ги програмирал да работят като памети за честота. Реално състезателят може да си запамети две честоти на тези бутони и да си настрой трета честота с потенциометъра. Само с еднократно натискане на бутон състезателят ще може да предключва между различните честоти.

По надолу ще поставя схемите както и BOM файл с необходимите елементи. Постарал съм се да сабера линкове към съответните елементи. Посочените линкове са към там от където аз съм закупил елементите. Естественно ако някой си ги намери на по добра цена от някаде другаде, винаги може да си ги закупи от там.

Всички обяснения до тук както и BOM файлът е за разработката с синтезатор. Ще ъплоудна и другата схема, която е реализирана на базата на варикап. Но не смятам да давам отделно описание за нея. Както казах единственната същественна разлика е че VFO то е реализирано на базата на варикап и няма процесор, което отнема и възможността за запаметяване на честоти.

Всизки мой разработки могат да се използват свободно, за не комерсиални цели, спазваики изискванията на CC BY-NC (Common Creative NonCommercial) лиценза.

Линкове:

Схема на приемника със SI5351

Схема на приемника с варикап

Схема на допълнителната платка за вертикалната антена

Необходими елементи

HEX файл за програмиране на Attiny85 и адрес 0х62

HEX файл за програмиране на Attiny85 и адрес 0х60

Още снимки на приемника

Микро APRS Тракер

Същият пост съм го написал и на английски език, но този тук не е буквален превод, така че може би ще ви е интересен.

Отдавна си мисля за APRS тракер. Дълго време се чудех, дали такова устройство би ми вършело някаква работа, но в крайна сметка реших че искам да имам.

Започнах да разглеждам различните устройства които се предлагат на пазара, но в крайна сметка реших че предпочитам сам да си го направя (просто ме сърбяха ръцете за нов проект).

Понеже това беше нова материя за мен, започнах да разглеждам различни разработки в интернет. Обмислях някои от видените неща, отхвърлях повечето от тях, някои си ги маркирах като може би. И така докато случайно не попаднах на един пост на DB1NTO. Неговият проект и концепция за всичко в едно много ми хареса, а и не изглеждаше труден за реализация. Започнах проекта и точно го бях довел до работещо състояние, Марк (собственикът на форума) публикува написаната от него Arduino библиотека за APRS. Понеже много харесвам идеята за отворен хардуер и отворен софтуер, веднага реших че трябва да започна проекта отначало и да го базирам върху Ардуино платформа.

Разработването на хардуерната част не беше никак сложно, все пак няма нещо кой знае какво революционно в него. Ето разработената от мен схема на тракера APRS_circuit 

Като цяло няма нещо сложно и иновативно в самата схема. Тракера е базиран на ATMEGA328 процесор за изпращане и получаване на пакетите използвам DORJI818V радио модул, предвидил съм един транзистор за управление на PTT на модула както и зарядно на3,7V за батерията с която ще се захранва. На самият тракер съм монтирал и 0,96″ OLED дисплей, на който се показват географски координати QTH локатор и още малко допълнителна информация. При приет и правилно декодиран пакет той също се показва на дисплея.

Ето малко снимки на готовото устройство:

IMG_0081 IMG_0082

От тук започнаха и мъките. След няколко седмици програмиране (все пак не съм от най-добрите програмисти) имах завършен код, който що годе работеше. Основният проблем бе че се бях опитал да вкарам твърде много функции в устройството и то постоянно или блокираше или се рестартираше. След още няколко дни борба, най-накрая заработи(поне частта с изпращането на пакетите). Остана само проблемът, че така и не успях да го накарам да показва получените пакети на екрана. Обърнах се за помощ към някои приятели и проблемът най-после беше решен. Оказа се че една от функциите които ползвам блокира таймер 1, който всъщност се използва при декодирането на пакетите. След последната промяна на кода най-после има напълно работеща версия на APRS тракера която съм публикувал тук.

Все още има неща които ми се иска да бъдат променени, както и някои части от кода се нуждаят от оптимизация, но като цяло съм доволен от полученото решение.

Една от функциите в кода от която съм най-доволен е така нареченият „smart beaconing“ тя се използва за да се изпращат пакетите към APRS мрежата на различен интервал от време в зависимост от скоростта с която се движи обекта, ъгълът на завой и изминатото разстояние.

Имах възможността да тествам разработеният тракер при няколко от служебните ми пътувания из страната и за сега съм много доволен от неговото представяне.

Понеже поръчах да ми изработят 10 платки (повечето от които вече са обещани на приятели радиолюбители), в следващите дни предстои да се по занимавам с насищането на останалите платки, както да се опитам да издялам някаква кутийка за устройството.

Ще се опитам да направя още снимки които да кача тук.

73 de LZ1PPL

Пламен Пантелеев