Najprej: µSDX ni izdelek, ki bi ga lahko kupili. To tudi ni komplet, ki ga lahko kupite in gradite. To je resnični (nekomercialni) Ham Radio projekt, pri katerem morate sami sestaviti PCB, če želite zgraditi ta projekt. Toda za rezultat se splača potruditi, saj boste na koncu dobili zelo učinkovito QRP Multi-Band all mode (AM, FM, USB, LSB, CW) radijsko postajo!
Projekt µSDX se je začel kot »QCX-SSB« modifikacija Hansa, slavni QCX Rig G0UPL, ki je opremljen s kompletom CW TRX za samo 50 USD. Ta originalni QCX je bil ukinjen.
Guido, PE1NNZ je razvil programsko opremo in modifikacijo za QCX (QCX-SSB), ki me je pritegnila, medtem ko sem sestavljal prvotni komplet QCX. SSB modulacija me v resnici ni zanimala (99,9% uporabljam CW), želel pa sem preizkusiti DSP funkcije, ki jih je Guido dobil iz 8-bitnega mikrokontrolerja.
Sidenote / osebno mnenje: Verjamem, da je umetnost Morsejeve telegrafije edini “pravi” način QRP komunikacije. Da, danes so na voljo Digimodes (zlasti načini šibkega signala, kot je FT8 in WSPP), vendar vaš računalnik opravlja vse delo namesto vas. CW pa je osebna stvar: najstarejši način radiotelekomunikacije med dvema človekoma, kodiran in dekodiran v njihovih glavah in ne z računalnikom. Še vedno je zelo učinkovit, tudi s samo 5 vati VF moči.
Ta vsebina je samo za naročnike
V zvezi z njegovo (takrat še neznano) spremembo sem stopil v stik z Guidom in iz prvega stika sva med izmenjavo idej sklenila prijateljstvo. Za prvotno modifikacijo QCX-SSB je bila potrebna le polovica delov, zato smo se že zelo zgodaj dogovorili, da želimo imeti svoja tiskana vezja, da bi sprostili ves njen potencial.
Kmalu za tem se je rodil projekt µSDX in začel sem s prvimi dizajni za TIV (zahvaljujoč Johnu, VA7JBE – ki me je naučil mojih prvih korakov). To se je nadalje razvilo v dizajn “Sandwich” – razlog, zaradi katerega ste morda tukaj. µSDX je bil sprva mišljen kot lahka SOTA postaja, ki bi jo lahko uporabili za prenosno delo. V lasti sem že imel komercialne QRP postaje za prenosno uporabo, vendar so težke in porabijo preveč energije. Zabavno dejstvo: moj FT818 porabi na sprejemu več toka kot µSDX med 5W oddajo! Torej je bil moj osebni interes vidik visoke učinkovitosti.
Drug njegov pomemben vidik je bil razumevanje delovanja oddajnika v E razredu in tega, kako bi lahko postajo naredil kot “Multiband” postajo. Pristop je bil dokaj preprost, saj smo na vezje dodali ojačevalnik E razreda in dodali izhodne filtre, ki smo jih preklapljali z releji. Težje je bilo najti ponovljive vrednosti komponent za ojačevalnik E razreda … (hvala Bobu, W9RAN za stalno in plodno izmenjavo o ojačevalniku E razreda).
Prvotna ideja za zasnovo “Sandwich” je bila ostati čim bolj prilagodljiv, saj nihče od nas ni vedel, kam nas bo vodilo potovanje. Tako sem ločil µSDX na 3 zamenljive enote:
- IO-Board (vhodi / vrtljivi enkoder / mikrofon / tipki in izhod v obliki zaslona in zvočnika)
- Matična plošča (ime pove vse. Jedro TRX je tam)
- RF plošča (vsebuje pasovne filtre in izhodno stopnjo)
Pozneje se je iz paralelnega resonančnega ojačevalnika E razreda (pri 80-odstotni učinkovitosti) razvil v 8-pasovno ojačevalnik, ki pokriva skoraj popoln kratki val z učinkovitostjo 87-93%.
Strojna oprema µSDX Sandwich se lahko uporablja za vsakega radioamaterja samo za NEKOMERCIALNO UPORABO. Če imate komercialne interese za izdelavo kompleta ali izdelka, se obrnite na mene.
Licenca za programsko opremo µSDX / QCX-SSB je trenutno odprtokodna.
Upam, da boste na spletnih straneh našli vse, kar potrebujete za izdelavo µSDX v sendvič obliki. Neprestano poskušam izboljšati svojo spletno stran in dodajati nove informacije.
Da bi se izognili vtisu, gre za “one man show”: µSDX je programsko določen radio. To pomeni: moja strojna oprema bi bila brez Guidove briljantne programske opreme ničvredna. Guido, PE1NNZ in jaz 100% sodelujeva pri tem. Programska oprema se je stalno razvijala skupaj s strojno opremo, kar je posledica nenehne izmenjave med Guidom in mano.
I/O plošča
Kot lahko sklepate je to plošča, kjer se dogaja izmenjava podatkov med postajo in uporabnikom.
Obstajata dve verziji I/O plošče: LCD in OLED.
LCD I/O plošča
Ta I/O plošča je najmanjši minimum za prenosno uporabo. To vodi do najnižje skupne trenutne porabe (50 mA na RX). Vendar je uporabljeni zaslon nekoliko dražji… Tudi pri LCD (v primerjavi z OLED) je veliko manj verjetno, da naletite na težave. Komunikacija z LCD je veliko manj kritična kot pri OLED.
Žal pa LCD plošča nima vgrajene možnosti za CAT kontrolo. CAT kontrolo je na LCD plošči možna le z manjšo nadgradnjo. Prav tako pri LCD ni možno programiranje AVRja v vezju, kar je na začetku projekta morda malce neprijetno, saj je potrebno AVR večkrat preprogramirati.
I/O OLED plošča
To je najnovejša različica I/O plošče. Kot že ime pove, vsebuje poceni OLED displej, ki je povezan prek I2C vodila.
Nasproti LCD I/O plošče ima dodaten 3,5-milimetrski priključek (Send PA), ki omogoča upravljanje zunanjega ojačevalnika preko tega priključka. Ima tudi vmesnik za povezavo serijskega pretvornika USB za CAT nadzor in krmiljenje postaje. Poleg tega ima ISP vmesnik, zato vam za nadgradnjo programske opreme ni treba več razstavljati postaje.
Slabosti te I/O plošče so:
• porabi 5 mA več toka kot verzija z LCD displejem
• očitno manjši zaslon (na strani programske opreme še vedno manjka nekaj podrobnosti)
Vsi upori in kondenzatorji so SMD v velikosti 0805, brez posebnih zahtev. Keramični kondenzatorji naj bodo predvideni za napetost 16 V in več. Upori so večinoma v funkciji Pull-up … Popolnoma nekritično.
Samo prispajkajte vse komponente na TIV. OLED zaslon lahko bodisi spajkate neposredno bodisi uporabite ženski konektor, tako da lahko OLED zamenjate po potrebi. TIV ima luknje za namestitev OLED displeja z distančniki, če je potrebno. Navoj je M2, višino izberite glede na vaše potrebe.
Matična plošča
Matična plošča ima elemente na obeh straneh. TIV je 4-slojni zato, da bi bilo čim manj motenj. Na matični plošči se nahaja AVR ATMega328, SI5351 oscilator, FTS3253 in ostali elementi potrebni za delovanje µSDX.
Na tej plošči bodite pozorni na upore, ki naj imajo 1% tolerance.
VF plošča
VF plošča ima več verzij, predstavili bomo verzijo za 5 in 8 frekvenčnih področij. Obe plošči sta zamenljivi med seboj.
Glavna razlika med tema ploščama ni v številu frekvenčnih področij, pač pa v izhodni stopnji. VF plošča za 5 področij uporablja 3x BS170 FET tranzistorje, medtem ko VF plošča za 8 področij uporablja samo en FET tranzistor IRLML2060. Slabost te verzije je, da je ta tranzistor zelo občutljiv na slab SWR na anteni in ga bomo v primeru SWR > 1:3 tudi uničili.
Tako kot pri VF plošči za 5 področij je tudi plošča za 8 področij konfigurirana kot “serijski resonančni razred E”, kar pomeni visoko učinkovitost (običajno 80-90%) in na en frekvenčni pas sta potrebni le 2 tuljavi. Serijsko resonančno vezje pomaga tudi pri dušenju neželenih signalov pri sprejemu tako, da zaduši vse signale, ki so zunaj izbranega frekvenčnega pasu.
Kondenzatorji
Vsi kondenzatorji na tej plošči so velikosti 0805 in vsak kondenzator na tej plošči (razen C80, C81, C82) mora biti tip NP0 ali C0G, nazivna vrednost vsaj 100V!
Težave, ki jih povzročajo napačni ali slabi kondenzatorji, je skoraj nemogoče odpraviti. Vsi na videz izgledajo enako. Zato predlagam, da resnično uporabite samo tiste prave.
Najboljši vir (kar sem lahko našel) za kondenzatorje je podjetje Mouser, saj imajo na voljo največjo izbiro.
C80, C81, C82 so 100nF, lahko so tipa X7R za nazivno napetost 16V ali več.
Toroidi / tuljave
Toroidi, uporabljeni v postaji so: FT37-43 in T37-2 in T37-6.
Uporabljajte samo originalne podjetij Mikrometals ali Amidon toroide. Ne uporabljajte toroidov iz neznanih virov, saj boste naleteli na težave z učinkovitostjo!
Toroide je treba navijati z bakreno izolirano žico premera 0,4 mm (ali debelejšo).
Releji
Releji so 5V bistabilni releji. To pomeni, da ni porabe toka razen v času 30 ms, ko preklapljajo.
Uporabil sem SMD releje s priključki navznoter. Popolnoma se prilegajo THT ohišju. Priključki bodo nekoliko kratki, vendar če natančno spajkate, to ne bo povzročalo težav.
Ostalo
Izhodni tranzistor Q1 je lahko IRLML2060 ali karkoli drugega v SOT23, ki ima enako konfiguracijo priključkov. Na primer, preizkusil sem RQ5P010SNTL, ki ni SOT23, je pa blizu in ima enak Pin-Out. To je ustvarilo enako moč in učinkovitost v spodnjih pasovih, vendar na višjih frekvenčnih pasovih ni dobro deloval.
R1 je preprost 10k upor v velikosti 0805. To je zgolj Pull-up upor, brez posebnih zahtev.
U1 je TCA9555PWR v TSSOP24 ohišju ali kaj podobnega.
J2 in J3 sta ženska konektorja v razmaku 2,54 mm
J4 je SMA Jack, vendar jih je na ebayu mogoče najti ceneje. Samo poiščite »SMA PCB Female« in dobili boste veliko ponudb.
Sestavljanje
Izjemno pomembno je, da imate na delovni mizi samo kondenzatorje, ki jih boste spajkali. Če napačen kondenzator postavite na napačno mesto, te napake praktično nimate možnosti kasneje najti. Vsi vizualno izgledajo enako. Torej lahko poudarjam le potrebo po spremljanju vašega dela. Za to uporabite iBOM.
Najprej namestite vse kondenzatorje (samo eno vrednost naenkrat) in nato upore, nato spajkajte PA FET (Q1).
Če nimate natančne vrednosti zahtevanega kondenzatorja (ali v tehnični specifikaciji piše na primer 620p // 330p), morate vzporedno spojiti 2 SMD kondenzatorja. To lahko storite zelo enostavno, tako da ju položite enega na drugega in ju pospajkajte na priključkih. Samo ponavljam: oba morata biti tipa NP0 ali C0G, z delovno napetostjo 100V!
Nato nadaljujte z releji. Če želite uporabiti cenejše SMT releje (IM43GR), potem morate priključke upogniti.
Ko so vsi releji postavljeni na svojem mestu, je čas, da začnemo s toroidi. Uporabljam 0,4 mm bakreno izolirano žico. To zagotavlja nizko upornost kar pomeni nizke izgube.
Pri navijanju poizkusite narediti razmik med ovoji enak po celotnem obodu.
Ko navijemo tuljavo, ji je potrebno odstraniti izolacijo z žic, žice pospajkati in jo namestiti na TIV. Tako so že na svojem mestu in jih je mogoče spajkati. Med spajkanjem morate resnično poskrbeti, da ste dobro odstranili izolacijo z žice. Če tuljava nima stika, je to enako neprilagojeni anteni, kar pomeni visok SWR in PA FET se bo pokadil v nekaj sekundah!
POZOR !!!
Ker ta plošča uporablja en sam SOT23 FET, ne more dobro obvladati slabega SWR.
Dodatna izguba moči, ki jo povzroči slab SWR, se bo zelo enostavno sestavila na raven, ki je ta majhen FET ne bo prenesel.
Vse je v redu – tudi za ure dela, če imate SWR 1: 1,5 – tudi brez dodatnega hladilnika (ker smo v območju učinkovitosti 80% in več). Vendar ga bo nekaj sekund s prehodom v SWR 1: 3 ali slabše takoj uničilo.
Uporaba postaje
Ko postajo sestavite, je potrebno sprogramirati ATMega328. To lahko naredite na več načinov, izberite tistega, ki vam najbolj ustreza. Na moji www strani boste našli izvorno Arduino kodo, ki jo prevedite in sprogramirajte v vaš ATMega328. Pri tem pravilno nastavite Fuse bite.
Ko priklopite napajalno napetost bo postaja takoj začela delovati.
V kolikor uporabljate LCD verzijo boste morali s trimerjem nastaviti kontrast na LCD-ju.
Če imate priključeno anteno, boste tudi zaslišali dogajanje na frekvenci. Z enkoderjem nastavljate frekvenco z vrtenjem enkoderja levo/desno. Ko pritisnete tipko enkoderja, se spremeni korak, kar se vidi na zaslonu z utripanjem kurzorja. Dolg pritisk enkoderja obrne smer spreminjanja koraka.
Za vstop v meni nastavitev pritisnite tipko, ki je levo od enkoderja. Nato se premikate preko menijev z vrtenjem enkoderja levo ali desno. Ko se ustavite na določenem meniju, kjer želite spremeniti parametre, še enkrat pritisnete levo tipko in z enkoderjem nastavite parametre. Za izhod iz menija še enkrat pritisnete levo tipko. Desna tipka ima več funkcij. S kratkim pritiskanjem na to tipko izbiramo vrsto modulacije (USB, LSB, CW). Z dolgim pritiskom na tipko pa izbiramo RIT in VFO A ali VFO B.
Skrajno desna tipka vklopi oddajo. To tipko lahko vklopite, če imate µSDX priključen na ustrezno anteno, sicer vam lahko izhodni tranzistor pregori.
Povzeto po: https://dl2man.de/
Avtor: Manuel , DL2MAN
2021/296
