Category Archives: Amateur radio

2m PreAmp

I-gate projektien myötä ajattelin kokeilla yksinkertaista etuvahvistinta antennien läheisyyteen. Vanhasta HamsteriXista (OH7AB:n kerholehti) löytyi Sepon OH7AXA kirjoittama juttu ja pari erilaista kytkentää. Päätin ottaa toisen noista kytkennöistä tarkasteluun ja piirrellä sen pohjalta printin Eaglella. Tein kytkentään sen verran muutosta, että lisäsin fetin toiselle gatelle trimmerin säätöä varten.

Printit teetätin iTead Studiolla. Printit ovat tätä kirjoittaessa vielä matkalla suomeen.

Lisäilen juttua kunhan saan printit käsiini ja ehdin tekemään testikasauksen.

2.11.2013: Ensimmäinen koekappale testikasattu. Kannattaa laittaa fetti kerralla oikeinpäin eikä aluksi nurinniskoin niinkuin minä epähuomiossa tein. Vaikuttaa toimintaan oleellisesti 😉 Lähti kuitenkin toimimaan eikä näytä värähtelynkään merkkejä, joten äkkiseltään tätä uskaltaa pitää onnistuneena. Säädön tein korvakuulolta toistimen signaalin perusteella. Seuraavaksi ajattelin etsiä jostain sopivat mittalaitteet ja suorittaa hieman tarkemman säädön. Joku fiksu kotelointikin pitää miettiä. Nyt tuo on vain pöydällä sellaisenaan juotettuna pieniin koksinpätkiin.

Preamp printti. Näyttää ihan hyvältä.

Testikasaus. Toimii. Seuraava kappale rakennellaan sitten huolellisemmin ja koteloidaan.

 25.1.2014:

PreAmp koteloituna iGatea varten. Tässä versiossa sähköliitäntä on vielä erilinen ja preamp tulee koksin alapäähän ennen Band-Pass filtteriä. Laitoin input ja output puolien väliin kaiken varalta ohutta kuparilevyä. Ei tuo vahvistin kyllä osoittanut mitään värähtelyn merkkejä ilmankaan.

Bandidekooderi / Antennin vaihtaja

Tämä on myös yksi aseman parantelun yhteydessä vuonna 2011 alotetuista projekteista. Matkan varrella olen piirrellyt monenlaisia versioita. Kun näitä versioita on vuodesta 2011 asti useampi tehty, niin tässä vaiheessa voisi ehkä ajatella ratkaisujen olevan melko loppuun asti mietittyjä. Silti luulen, että aika tuo tullessaan vielä uusia ideoita joita rakentelu ihmisenä saattaa joutua jossain vaiheessa kokeilemaan.

Vuoden 2011 versio:
Ensimmäisen antennikytkimen tein täysin manuaalisesti. Ohjausyksikössä oli lähdöt 12 eri releelle, mutta releboksissa vain 4kpl tyhjiöreleitä. Paikat releboksiin jäi vielä kahdelle lisäreleelle.

Lisäksi tein myöhemmin toisen releboksin, jossa oli 7kpl tavallisia releitä. Tuli tarve saada enemmän antenneja kiinni samaan syöttöjohtoon.

Vuoden 2012 versio:
Nopeasti huomasin, että olisi paljon kätevämpää jos antennit vaihtuisivat automaattisesti. Olin myös aina välillä ajellut vahingossa väärään antenniin, kun unohtui pyöräyttää nupista bandia vaihtaessa.

Niinpä tutkin asiaa ja aloin piirtelemään sopivaa kytkentää/printtejä. Halusin kaiken samaan, joten ohjauksen pystyisi ottamaan joko Icomin radiosta, Yaesun radiosta tai tietokoneesta lokiohjelman käskyttämänä. Lisäksi tietysti manuaalivalinta mahdollinen. Koeprintit jyrsittiin piirilevyjyrsimellä, mutta lopulta hylkäsin ne ja tein hieman myöhemmin uuden suunnitelman.

Myös AVR-pohjaista ohjausyksikköä suunnittelin, mutta hylkäsin sen nopeasti. Tulin siihen tulokseen, että mikroprossut ja RF ei ole hyvä yhdistelmä jos asian voi ratkaista “perinteisemmälläkin tavalla”. Olisi se voinut toimiakkin, mutta en ottanut riskiä vaan halusin asemani toimivan kuin se kuuluisa junan vessa.

Vuoden 2013 versio on tämän näköinen:
Ohjainlevy ja relelevy ovat erilliset johtuen Eaglen ja käyttämäni printtipalvelun kokorajotteista. Olen kuitenkin sijoittanut kytkennät levyltä toiselle siten, että johtohässäkät jää mahdollisimman pieniksi. Samoin liittimien, ledien ja manuaaliohjauksen liitännät ovat kotelointiin nähden oikeissa paikoissa. Tämä printti käy Yaesulle tai vaihtoehtoisesti tietokoneelle jos lokiohjelma osaa antaa ulos BCD koodia. Käyttämäni Logger32 osaa.

Relelevyjä olen piirtänyt kahta versiota. Tässä on hyödynnetty kerhomme (OH7AB) varastoista löytyviä pintaliitosreleitä. Vuoden 2012 versio oli läpijuotettavilla DIL-kantaisilla releillä. Huomaa, että nämä ovat raakileita eivätkä kaikilta osin täsmää spekseihin joita olen matkan varrella asettanut.

Vuoden 2014 versio:

Speksejä suunnittelulle:
– Varsinaiset antennireleet ja ohjauslogiikan signaalitie erotettuina. Sama maa kuitenkin.
– LEDit eri bandeille, sekä AUTO / MANUAL valinnoille. MANUAL led indikoi myös, että 4028 piiri on todella “0000” tilassa.
– Releohjausten lähdöt 24V. Regulaattoria vaihtamalla käy suoraan 12V järjestelmään.
– Mahdollisuus jumpperoida useamman bandin lähdöt samaan antenniin (multiband antennit).
– Lähdöt myös bandifilttereiden ohjaukseen.
– TX suojaukselle liitännät. Lisäkytkennällä voidaan käskeä radiota pudottamaan tehot pois mikäli valittu antenni ja radion kertoma banditieto ei täsmää.
– Radion BCD-lähtöjä ei kuormiteta tarpeettomasti optoilla. Huomaa, että ainakin osassa radioista ohjaukset tulevat suoraan prossuilta eikä välissä ole mitään driveria.
– BCD-tulot täytyy maadoittaa, kun käytetään manuaaliohjausta.
– BCD-tuloissa häiriösuojaus sekä radiolta päin tuleville häiriöille, että 4028 piirin aiheuttamille häiriöille.
– Toiminta 160m-10m. Jotkut Yaesut antaisi ulos myös 6m tiedon, mutta vaatisi erilaisen dekooderipiirin.
– Manuaaliset optiolähdöt, joilla voidaan ohjata esim stakatuista antenneista vain toinen puolisko käyttöön tai käyttää vaihtoehtoista antennia.
– Sekä Yaesu, että Icom radioihin. Myös tietokonekäytön lokiohjelmasta käsin oltava mahdollista.

Kuvia alustavista printeistä:

Dekooderiyksikkö

Tähän versioon olen aiemmasta poiketen laittanut releiden bufferoinnit samalle levylle dekooderin kanssa. Lisäksi olen tehnyt ohjaukset hieman eri tavalla, huolehtinut häiriösuojauksesta (joka tosin oli huomioitu jo edellisessä), sekä lisännyt mahdollisuuden jumpperoida lähdöt mieleisellään tavalla. Esimerkiksi käytettäessä tribander yagia, pitää kolmen eri bandin lähdöt ohjata samaan antenniin. Automaatisoitujen lähtöjen lisäksi on pari vapaavalintaista lähtöä, joita voidaan käyttää esim stakattujen yagien ohjaukseen.

Dekooderilevy ja relelevy ovat kiinnityksiltään tarkoituksella samaa kokoa. Levyjen välinen liitos on myös vastaavissa kohdissa levyillä, jolloin ei tarvita ylimääräistä kaapelihässäkkää väliin vaan kaapelointi voidaan tehdä siististi ja lyhyesti levyltä toiselle. Eikä pitäisi ainakaan sen takia RF:n eksyä väärään paikkaan.

Releyksikkö

Releyksikön tähän versioon palasin taas DIL-kantaisiin releisiin. Tosin myös SMD releillä tehtyä printtiä voi käyttää soveltaen. Lähdöt on tuplana ja molemmat ovat omilla kärjillään, joten toiseen voidaan laittaa antennireleet ja toiseen bandifiltterit. Dekooderilevyllä tehdyt jumpperoinnit täytyy huomioida tässä kohtaa. Releen kärjille on molemmille puoliskoille jumpperit joilla voidaan valita kytkeekö rele maan vai jännitteen. Jännite ei tarvitse olla sama kuin kortin käyttöjännite vaan sille on oma liitäntänsä. Jännitteen voi ottaa myös ohjausyksiköstä. Tämä antaa mahdollisuuden erilaisten releboksien ja bandifiltterien kytkemiseen. Ulkoiselle jännitteelle löytyy myös nastansa samasta liittimestä lähtöjen kanssa. Molemmille omansa eli antennireleet voi toimia vaikkapa 24V kytkemällä jännitteen ja bandifiltterit 12V maadoittamalla.

Jos muuten ihmetyttää miksi näissä korteissani on D-liittimet “ulkona” printiltä, niin se johtuu siitä että nuo suomesta ostamani D-liittimet eivät ole syvyyssuunnassa aivan samoilla mitoilla kuin Eaglen kirjastossa oleva. Padien paikat ovat samat, joten muuten käy kyllä, mutta sijoituksessa täytyy huomioida tuo jos haluaa liittimen kotelon takaseinään kiinni. Nyt se liittimen reuna on siis oikeasti levyn reunan kohdalla kun ovat sijoitettu noin.

Icom moduli

Icomin uusi moduli on yllä olevan näköinen. Kiinnitykset jälleen vastaavissa kohti muihin levyihin nähden. Toiminta perustuu komparaattoreilla tehtyyn jännitevertailuun. Vastaava kytkentä löytyy ARRL HandBookista, josta sen idean tähänkin yhteyteen nappasin. Toinen vaihtoehto olisi ollut käyttää valmista LED-ohjainpiiriä, jota jotkut ovat käyttäneet. En kuitenkaan innostunut siitä. Icomin tapauksessa 12m ja 17m bandeille ei ole omaa banditietoaan, vaan jos niille on omat antennit niin täytyy valita käsin. Radio näyttää 12m bandin samana 10m bandin kanssa, ja 17m bandin 15m yhteydessä. 30m WARC bandille on oma jännitteensä.

Kasailua ja testailua:

Levyjen saavuttua kasasin aivan ensimmäiseksi testiversion. Kaikki toimi niinkuin pitääkin, joten seuraavana oli vuorossa alkaa kasailemaan hieman huolellisemmin lopullisempaa versiota. Testiversiokin olisi sähköisesti toki toiminut ja sen olisi voinut koteloida kasaan. Luonteeseen kuitenkin kuuluu, etten halua pöydälle hätäisesti kasaan kyhätyn näköistä kötöstystä (vaikka siltä ne toisinaan saattavat silti näyttää), vaan lopullinen versio pitää olla hyvin mietitty ja siisti.

Kasattu relelevy

Yllä on valmiiksi kasattu relelevy. Lähdöt on D15-liittimillä. Toiseen liitäntään voidaan kytkeä esim antennireleet ja toiseen vaikkapa bandisuotimet. Muutakin voi soveltaa ihan käyttäjästä riippuen.

Piirilevyllä olevilla jumppereilla voidaan releen kärjet valita kytkemään joko maa tai jännite riippuen liitettävästä laitteesta. Mahdollinen syötettävä jännite voidaan joko tuoda erikseen piirilevylle siihen varattuun nastaan tai D15-liittimeen liitettävältä laitteelta. Molemmille kärjille on omat jumpperinsa ja liitäntänsä, joten toinen laite voi toimia maadoittavasti vaikka toinen vaatisi jännitteen.

Ohjausyksikkö työn alla

Olin piirtänyt levyt ajatellen sitä, että ne olisivat lopullisessa sijoittelussa rinnakkain. Käytettävään koteloon ne kuitenkin sijoittuivat lopulta paremmin näin ja vasempaan reunaan jäi tila poweriosalle. Vaikka kuvassa vielä johdot ovatkin pitkiä, niin pyrin pitämään ne kytkennän jälkeen mahdollisimman lyhyinä. Ainakin input puolelle laitan lisäksi suojattua kaapelia, koska olen suunnittelussakin halunnut välttää ylimääräisiä “antenneja” laitteen sisällä keräämässä tai säteilemässä häiriöitä.

Oikealla olevasta nupista voidaan tehdä manuaalivalinta. Vieressä olevalla vipukytkimellä valitaan joko automaatti tai manuaali asento. Indikointi manuaaliasennolle otetaan vasta BCD dekooderin jälkeen. Tällä olen varmistanut sen, että piiri todella on asetettu manuaalitilaan.