Для
настройки антенн и контроля прохождения радиоволн радиолюбители часто
используют так называемые маяки - радиостанции, передающие определенный текст
телеграфом. Это полезно как в диапазоне коротких волн (в основном для контроля
прохождения на разных трассах земного шара), так и в диапазоне ультракоротких
волн (УКВ). В диапазоне УКВ это необходимо в основном для настройки точно по
азимуту на необходимого корреспондента, а также для контроля и слежения за
Тропо прохождением, которое случается не так часто. Поэтому автоматические
маяки очень полезны при настройке антенн.
Некоторые
современные трансиверы (например Yaesu FT-897) имеют возможность работать в
режиме маяка, то есть периодически повторять записанное в память телеграфное
сообщение. А почему бы не ввести такую возможность в практически любой
трансивер? Это желание и подтолкнуло к созданию данного устройства.
Изначально
задумывалось использовать маяк только на УКВ диапазонах. Подавляющее
большинство УКВ-трансиверов выпускается только с режимом ФМ, поэтому для
подключения маяка был выбран микрофонный разъем радиостанции. Как правило, в
этом разъеме есть управление прием-передачей (PTT), вход для микрофонного сигнала (MIC), а также постоянное напряжение (от 5
до 12В в зависимости от модели). Для экспериментов была выбрана радиостанция Alinco DR-130. На рис.1 показана распиновка
микрофонного гнезда этой радиостанции
Алгоритм
работы маяка достаточно прост – радиостанция переводится в режим передачи (в
большинстве случаев это происходит соединением пина PTT с землей GND), затем на вход MIC подается звуковое сообщение, закодированное
Азбукой Морзе. Передача сообщения циклично повторяется, пока устройство не
будет отключено. Таким образом в эфир излучаются телеграфные посылки в режиме
ФМ. Если у вас есть всемодовая радиостанция, то режим маяка возможен только в
модах AM,
FM и SSB, в телеграфном режиме CW микрофонный вход MIC не используется, поэтому телеграфное
сообщение, поданное на этот вход, в эфир не пройдет.
Рассмотрим
принципиальную схему устройства (рис.2)
Основным
элементом схемы является микроконтроллер фирмы Microchip PIC12F683. Именно он не только управляет
работой всего устройства, но и хранит в своей энергонезависимой памяти передаваемое
телеграфное сообщение. У маяка есть два режима – передача в эфир телеграфного
сообщения ( режим «TX»)
и режим записи этого сообщения (режим «REC»). Рассмотрим каждый из этих режимов.
Режим передачи
«TX». Переключатель
«TX / REC» выключен. При включении питания на
выводе микроконтроллера GP4
(он соединен с пином PTT
радиостанции) формируется логический 0, радиостанция переводится в режим
передачи. На выводе GP2
формируется звуковое сообщение, которое подается на излучатель SP1, а также через делитель напряжения
1:10 на микрофонный вход радиостанции. Звуковой излучатель необходим для
контроля передаваемого сообщения (при желании его можно просто отключить,
отсоединив от порта GP2).
Делитель напряжения необходим для предотвращения перекачки радиостанции по
входу (прямо на порту GP2
напряжение достигает 5В). Сообщение повторяется циклически, радиостанция
постоянно включена на передачу. В режиме «TX» по нажатию кнопки «Пробел» (для чего
она нужна см. ниже) и нажатие на манипулятор («Точка» или «Тире») никаких
действий не происходит. Остановить передачу сообщения можно двумя способами –
перейти в режим записи «REC»
(нажать на переключатель «TX
/ REC») или
выключить питание.
Режим
записи «REC».
Внимание! При переходе в режим «REC» сообщение, записанное ранее в
энергонезависимую память, будет стерто.
Переключатель
«TX / REC» включен. На выводе GP4 (PTT) формируется логическая 1, то есть
радиостанция находится в режиме приема. К портам GP0 и GP1 подключается однорычажный
манипулятор, с помощью которого и будет происходить запись сообщения. Запись
сообщения происходит посимвольно, то есть после ввода одного символа (скажем,
буквы А) необходимо дождаться подтверждения приема. О том, что знак принят,
сообщит буква «R»
(естественно, телеграфом), прозвучавшая из звукового излучателя. Нажимая на манипулятор,
вы будете слышать точки и тире, генерируемые микроконтроллером. Для записи в
сообщение пробела между словами, необходимо кратковременно нажать на кнопку
«Пробел». Подтверждение такое же – буква «R» («Roger»). Максимальная длина сообщения – 30 символов
(включая пробелы). Записав 25 символов, устройство даст вам знать, что осталось
всего 5 ячеек, передав телеграфом «5». При вводе всех 30 символов, прозвучит
звуковой сигнал «SK»,
означающий, что прием символов окончен. При вводе с ключа устройство распознает
только символы, длина которых не превышает 5 знаков (точек или тире).
Практически все символы (кроме вопросительного знака «?») имеют длину не более
5 знаков, поэтому проблем не должно возникнуть. Сообщение хранится в
энергонезависимой памяти, поэтому после выключения питания оно никуда не
исчезнет. По окончанию ввода переключатель «TX / REC» возвращается в положение «TX» (выключен), издается звуковой сигнал
«SK» и происходит
передача в эфир только что записанного сообщения.
Об
остальных элементах схемы. Резисторы R1, R2
и R3, R5 – подтягивающие. Конденсатор C3 служит для предотвращения
проникновения постоянной составляющей напряжения на вход трансивера.
Стабилизатор напряжения 78L05
необходим, если в вашем трансивере в микрофонный разъем подается напряжение
больше 5В. Если же в разъеме 5В (как в моем случае), то стабилизатор можно не
ставить. Конденсаторы C1
и C2 – фильтрующие.
Кнопка «Пробел» без фиксации, переключатель «TX / REC» с фиксацией, телеграфный манипулятор
– обязательно однорычажный. Печатная плата рассчитана на применение СМД
резисторов (рис.3) Размеры 37 * 33 мм.
Сам
микроконтроллер обычного DIP
исполнения (удобно, когда
требуется много раз перепрошивать). Прошить микроконтроллер можно практически
любым программатором для PICов.
Я пользовался фирменным PIcKit2.
(файл mayak2.hex)
В
заключении хочу обратить внимание на альтернативный способ записи сообщения в
память микроконтроллера (без использования манипулятора). Сообщение можно
записать в энергонезависимую память (Eeprom) прямо во время прошивки. Каждая
ячейка eeprom
содержит в себе символ.
Записывать нужно по порядку, начиная с нулевой ячейки и до 29-ой. Таблица 1
позволит перекодировать буквы и цифры азбуки морзе в цифровой код, который и
будет восприниматься программой микроконтроллера.
| Символ | Двоичный код | Шестнадцатиричный код | Десятичный код |
| A | 0000 0010 | 02 | 2 |
| B | 1111 0001 | F1 | 241 |
| C | 1111 0101 | F5 | 245 |
| D | 1111 1001 | F9 | 249 |
| E | 1111 1110 | FE | 254 |
| F | 1111 1011 | F4 | 244 |
| G | 1111 1011 | FB | 251 |
| H | 1111 0000 | F0 | 240 |
| I | 1111 1100 | FC | 252 |
| J | 0000 1110 | 0E | 14 |
| K | 0000 0101 | 05 | 05 |
| L | 1111 0010 | F2 | 242 |
| M | 0000 0011 | 03 | 3 |
| N | 1111 1101 | FD | 253 |
| O | 0000 0111 | 07 | 7 |
| P | 1111 0110 | F6 | 246 |
| Q | 0000 1011 | 0B | 11 |
| R | 1111 1010 | FA | 250 |
| S | 1111 1000 | F8 | 248 |
| T | 0000 0001 | 01 | 1 |
| U | 0000 0100 | 04 | 4 |
| V | 0000 1000 | 08 | 8 |
| W | 0000 0110 | 06 | 6 |
| X | 0000 1001 | 09 | 9 |
| Y | 0000 1101 | 0D | 13 |
| Z | 1111 0011 | F3 | 243 |
| 0 | 0001 1111 | 1F | 31 |
| 1 | 0001 1110 | 1E | 30 |
| 2 | 0001 1100 | 1C | 28 |
| 3 | 0001 1000 | 18 | 24 |
| 4 | 0001 0000 | 10 | 16 |
| 5 | 1110 0000 | E0 | 224 |
| 6 | 1110 0001 | E1 | 225 |
| 7 | 1110 0011 | E3 | 227 |
| 8 | 1110 0111 | E7 | 231 |
| 9 | 1110 1111 | EF | 239 |
| / | 1110 1001 | E9 | 233 |
| Пробел | 0000 0000 | 00 | 0 |
| Конец сообщения | 1111 1111 | FF | 255 |
Вместе с
прошивкой, в микроконтроллер (точнее в его eeprom) записываются необходимые значения в
шестнадцатеричном формате, соответствующие нужным вам буквам и цифрам. Чаще
всего, в программе, с помощью которой прошивается PIC, есть отдельным область, в которой
вносятся значения в ячейки eeprom.
Вот их и нужно будет заполнить вручную. При таком способе отпадает
необходимость в манипуляторе и в режиме «REC», что заметно упрощает схему.
На рис.4
показан фрагмент ячеек eeprom,
с записанным сообщением RA0SMS BEACON.
Если
присмотреться к таблице повторов внимательно, то станет понятно, откуда взялась
именно такая кодировка телеграфных символов. Допустим, что 0 будет
соответствовать точке, а 1 – тире. И запись в байт осуществляется справа налево
(от нулевого бита к седьмому). После записи всех знаков символа, оставшаяся
часть байта заполняется инвертированным значением последнего знака. Например,
если в символе последний знак тире (1), то оставшиеся биты заполняются нулями,
если же последний знак точка (0) – то единицами. Такой способ кодировки
позволяет записать в один байт любой символ азбуки Морзе.
Маяк был
собран и испытан на частоте 144,350 МГц. Его сигнал принимали корреспонденты в
радиусе 70 км, при антенне GP
четверть длины волны с тремя
противовесами, установленной на крыше 5-ти этажки на высоте 17 метров от земли.
Выходная
мощность 5 Вт. Скорость телеграфа около 60 знаков в минуту. На рис. 5 фото собранного
устройства.
По вопросам получения прошивки или изготовлением устройства обращайтесь на Email ra0sms@bk.ru