Keyer cw per tasti a palette

Con PIC 16F84 o PIC 16F628, rapporto punto-linea regolabile, velocità regolabile, cicalino per l'autoascolto, comando RTX selezionabile tra Open-Collector o Relè, regolazione volume nota e modalità Iambic
keyer e ft-817
PREMESSA
Ecco un piccolo progetto di facile realizzazione per tutti i radioamatori.
Non è che servisse proprio la realizzazione di un keyer elettronico, ce ne sono tanti in giro, e poi oramai quasi tutti gli apparati moderni lo hanno entrocontenuto e regolabile in velocità.
In effetti però, pensandoci bene, se è verosimile che in quasi tutte le stazioni ci siano apparecchi già dotati di questo dispositivo, la maggior parte di noi ha almeno un altro piccolo o medio apparato un po datato a disposizione nella propria stazione.
Solitamente quest’ultimo è il meno usato ma quello a cui siamo più affezionati.
Vuoi perché rispecchia la linea di quando eravamo più giovani e ci ricorda bei momenti, vuoi perché è comunque un buon apparecchio e anche a venderlo non ci si ricaverebbe un gran chè.
Senz’altro interesserà anche chi, come me, ha bisogno di un po di “ripasso” visto che il circuito in questione è dotato di un generatore di nota e mini altoparlante così da potersi allenare anche senza la radio collegata.
E allora, se avete un tasto a palette e siete ancora affezionati a questa radio, se volete allenarvi o se semplicemente vi piace il cw, o ancora se volete utilizzarlo con un buon tasto a palette in modalità IAMBIC, allora questo è il progettino che fa per voi.
La Logica di Funzionamento
Il gestore della logica di funzionamento è un microcontrollore della famiglia PIC.
In questo progetto potete utilizzare un PIC 16F84 oppure un PIC 16F628 a vostro piacimento. La piedinatura è identica ma a parte la memoria di programma utilizzabile più capiente, il 628 si distingue per una caratteristica fondamentale: la possibilità di lavorare con il quarzo interno. Montando quindi tale dispositivo, non dovrete montare né il quarzo, né i 2 condensatori C1 e C2. Bello no?
Il PIC 16F84 è ormai in disuso e il 628 è un’ottima alternativa. E’ naturale che se ne avete ancora qualcuno inutilizzato nel cassetto, è arrivato il momento di farlo lavorare.
L’obiettivo posto è quello di creare un keyer che avesse la velocità regolabile, che avesse il rapporto punto/linea regolabile, che potesse pilotare qualsiasi apparato e che avesse un cicalino per l’autoascolto per potersi allenare anche senza apparato.
All’accensione il microprocessore seleziona le linee di ingresso ed uscita ed esegue immediatamente il programma. Il settaggio iniziale è con il peso della linea pari a 3 che significa che la linea è lunga esattamente tre punti.
Il diodo led D1 si accende a conferma che il rapporto è 1:3.
Sono previsti quattro differenti pesi, quindi ce n’è per tutti i gusti. In particolare la sequenza è 1:2,6 poi 1:3 poi 1:4 poi 1:4,5.
I due led D1 e D2 ci indicheranno lo stato del rapporto punto-linea che sarà rispettivamente off-off , on-off, off-on , on-on . In tabella 1 è spiegato meglio il funzionamento.
Tabella 1
D1 D2 Rapporto Note
Off Off 1:2,6 1 linea equivale alla lunghezza di 2,6 volte la lunghezza del punto
On Off 1:3 1 linea equivale alla lunghezza di 3 volte la lunghezza del punto
Off On 1:4 1 linea equivale alla lunghezza di 4 volte la lunghezza del punto
On On 1:4,5 1 linea equivale alla lunghezza di 4,5 volte la lunghezza del punto

 

Il pulsante serve proprio per la variazione del rapporto. Basta infatti premerlo in sequenza per ottenere il rapporto desiderato.
La variazione di rapporto, anche se non serve in pratica, può essere eseguita anche durante la trasmissione. C’è solo pazientare una manciata di millisecondi in più in quanto si deve necessariamente attendere il termine della trasmissione in corso.
E’ stato previsto il potenziometro R4 per la regolazione del volume del cicalino in modo che ognuno possa decidere se usarlo o meno. Difatti, in genere, gli apparati, alla pressione del tasto, emettono già una nota udibile attraverso l’altoparlante stesso della radio e quindi risulterebbe inutile il ripetersi della nota del nostro circuito. Nel caso invece si utilizzasse il circuito per allenarsi alla trasmissione senza andare in radio, il potenziometro renderà udibile la nota alla pressione del tasto.
Il potenziometro R10 invece serve per gestire la velocità di esecuzione dei punti e di conseguenza la relativa velocità delle linee.
La rete R10 , C7 stabilisce una costante di tempo che interessa l’ingresso RB6 del micro. Il programma ricava la costante di tempo e la trasforma in un numero che è utilizzato per determinare la lunghezza del punto (dot).
Combinando opportunamente tale valore con una costante determinata dalla scelta del rapporto punto-linea, fatta col pulsante SW1, possiamo determinare la lunghezza della linea (dash).
Per determinare i valori di C7 e R10 mi sono avvalso di una piccola demoboard autocostruita e ho inviato ad un display i valori letti così da ottimizzare la rete RC.
Il generatore di nota è un oscillatore comandato dal famoso NE555. I valori di R9 e C8 determinano la frequenza di oscillazione che quindi è modificabile a vostra discrezione.
Ad “orecchio” i valori di circuito fanno sì che la nota emessa, seppur ad onda quadra, sia gradevole per le normali operazioni di allenamento.
L’uscita RB5 del micro è utilizzata per comandare esternamente il ricetrasmettitore il che avviene tramite Q1. Un FET BF-170 che garantisce una buona velocità di transizione.
Attraverso il Dip-Switch SW2 è possibile stabilire se usare l’uscita diretta del FET oppure se utilizzare il Relè K1. La scelta è strettamente dipendente dal tipo di RTX da connettere. E’ probabile che l’uscita a relè dovrete utilizzarla per pilotare i vecchi apparati e l’uscita diretta è compatibile per quelli più moderni.
In ogni caso, potete lasciare inseriti su ON entrambi gli switch di SW2 senza che il circuito ne risenta ed utilizzare solo quello che vi serve.
Il Circuito
In Fig. 1 è visibile lo schema elettrico del circuito in questione.
schema elettrico keyer
L’alimentazione del circuito è garantita dai 5Vdc stabilizzati da U3, il classico 7805 che preleva la sua alimentazione dai 12Vdc del vostro alimentatore o di un piccolo adattatore a 9Volt di recupero dai vostri cassetti. Infatti, come visibile dallo schema di Fig. 1, all’ingresso non ci sono raddrizzatori e trasformatori ma si assume che l’alimentazione arrivi già bella e fatta.
La rete R5 e C5 garantisce invece il reset al PIC e consente l’avvio del programma una volta stabilizzata l’alimentazione. Ai pin 15 e 16 del PIC invece è connesso un quarzo da 4 Mhz per il clock del micro. Da notare i 2 condensatori da 15pf ai capi del quarzo e con riferimento a massa. Nel caso utilizzaste il PIC 16F628 non dovranno essere montati sia i condensatori che il quarzo.
Proprio al quarzo è legata la base dei tempi a cui il chip “gira” e i tempi di esecuzione delle routine di ritardo per il calcolo delle lunghezze dei punti e delle linee.
Cambiando il quarzo, cambieranno quindi anche le lunghezze dei punti e conseguentemente delle linee.
I 4 Mhz ed il relativo programma garantiscono il mantenimento delle caratteristiche del nostro keyer e hanno facilitato la programmazione anche perché ci semplificano i conti:
la velocità di esecuzione del programma del micro difatti è pari alla frequenza del quarzo diviso 4 , quindi 1 Mhz.
In questo caso, per semplificare il ragionamento, generare un ritardo di 1 secondo equivale a contare fino a 1000. Poco da dire invece sul circuito del generatore di nota: un NE 555 che con pochi componenti annessi, svolge la sua funzione senza troppo disturbo.
Una sola nota va detta: il segnale di comando del 555 è il medesimo utilizzato dal Fet per la trasmissione. E’ stato necessario inserire D3 e C6 per disaccoppiare il Pic dal 555 ed evitare fenomeni di innesco.
A comandare il piccolo altoparlante invece si interessa Q2, un BC237 polarizzato per l’occasione. Ho utilizzato un microaltoparlante opportunamente “sottratto” da una vecchia scheda modem per PC ormai guasta. Lo trovate comunque nei negozi di elettronica o nel solito “cassetto” delle cose inusate ma non gettate.
Per quanto riguarda il relè, ho risolto inserendone uno da stampato a 5 Volt di alimentazione, comprato in fiera in offerta stock visibile in foto.
Ovviamente potete risolvere con un relè qualsiasi purchè a 5 Volt e meccanicamente ben funzionante. Dico questo perché il tempo per la commutazione di un relè meccanico è sull’ordine dei 100 - 200 msec, e se volete andare abbastanza veloci in cw, c’è il rischio che il relè non tenga il vostro passo.
ELENCO COMPONENTI
R1,R2,R8 15K
R3 6,8K
R4 10K Pot lin
R5 10K
R6,R7 330 ohm
R9 4,7K
R10 4,7K Pot lin
R11 1,5K
C1,C2 22pF montare solo con Pic16F84
C3,C4 100nF
C5 100Kpf
C6 10Kpf
C7 4,7uF 16V elettrol.
C8 100Kpf
D1,D2 Diodo Led
D3,D4 1N4148
Q1 BS-170
Q2 BC-237
LS1 mini altoparlante da c.s.
X1 Quarzo 4,00 Mhz montare solo con Pic16F84
K1 Relay mini 5V da c.s.
SW1 Pulsantino n.o.
SW2 Dip Switch 2 posizioni
U1 Micro PIC 16F84 o PIC 16F628
U2 NE-555
U3 LM-7805
Programmazione del Pic
Di seguito trovate i listati del programma da inserire nel Pic. E’ sufficiente copiare il listato in un file di testo esattamente come lo vedete e salvarlo con l’estensione .HEX o eventualmente scaricarlo dal sito di RadioKit appena sarà disponibile.
Naturalmente caricate il programma dedicato al PIC che state per utilizzare.
Il primo listato è per il PIC 16F84 e il secondo listato è per il PIC 16F628.
Fatto questo, potrete inserirlo nel micro utilizzando un programmatore di pic. Ce ne sono molti economici in giro acquistabili anche in internet e che funzionano con programmi shareware. Uno di questi è ic-prog che potete trovare su http://www.ic-prog.com
Il Programma del Keyer da inserire nel PIC potete comunque scaricarlo anche da qui nelle due versioni:
Scarica versione per PIC16F84
Scarica versione per PIC16F628
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Identificatore vocale per ponti ripetitori:

PREMESSA
Il circuito che mi accingo a presentare è nato con l’esigenza “ministeriale” di identificare le emissioni dei sistemi ricetrasmittenti automatici : i ripetitori
Il primo, e precedente progetto messo in pratica sul nostro repeater, era di tipo digitale e trasmetteva la serie di di-dah necessaria ad identificare le lettere “IR0J”. Il circuito andò perduto in seguito ad una scarica elettrica che ben pensò di friggere parecchie altre cose. Oggi il circuito è stato ricostruito sfruttando una scheda in grado di registrare e riprodurre parlato e musica, composta da un integrato , l’ ISD 2560.
In realtà esistono varie taglie dello stesso integrato che contiene la medesima logica di controllo ma la cui memoria disponibile per la registrazione varia in base al modello. Il 2560 usato in questa applicazione ha a disposizione 60 secondi di registrazione e quindi di ascolto.
Ho utilizzato il circuito realizzato da Nuova Elettronica e siglato LX 1524 per comodità realizzativa e per il fatto di poter disporre del circuito stampato pronto.
Lo switch S1 del LX1524 consente il funzionamento come “registratore” o come “riproduttore” a seconda della posizione. Una volta registrato il messaggio, provvederemo a porlo il posizione “riproduzione”.
Il circuito di N.E. però opera in condizioni manuali, occorre cioè l’intervento di un operatore per azzerare lo start del messaggio e l’avvio dello stesso.
L’applicazione che ci si accinge a mettere in pratica, ha bisogno anche di un circuito temporizzatore per distanziare un avvio dall’altro, un circuito di trasmissione PTT e un circuito che “senta” se lo squelch del ponte si è aperto.
Tutto ciò si poteva realizzare utilizzando una serie di porte logiche e relativo temporizzatore, nel mio caso ho voluto utilizzare un microcontrollore per gestire il tutto.
La scelta è caduta sul noto PIC 16F84 non solo per l’ormai raggiunto basso costo di acquisto, ma anche perché sono sicuro che ne avete almeno uno nel cassetto inutilizzato.
Per cui vale la pena metterlo al lavoro e fare una PICcola esperienza di programmazione.

figura1

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LA LOGICA DI FUNZIONAMENTO
All’accensione del ponte, il circuito PIC, una volta eseguito lo start del programma, pone le linee di in/out in modo che la scheda vocale sia inattiva.
Quindi avvia il conteggio iniziando a contare il tempo. Affinché qualcosa accada, devono passare i 10 minuti “ministeriali”.
Supponendo quindi che i 10 minuuti siano trascorsi, il PIC va a leggere il segnale proveniente dallo squelch e fin tanto che lo squelch non si apre, il PIC rimane in attesa.
Appena qualcuno si fa vivo all’ingresso del ponte, il PIC rileva l’apertura dello squelch ed avvia la sequenza di comando al circuito vocale.
Prima di tutto attiva il PTT in modo da mantenere attiva la trasmissione per tutto il tempo necessario al messaggio di essere trasmesso interamente.
Quindi attiva la linea RB2 in modo da resettare e porre il circuito vocale all’inizio del messaggio registrato, poi attende mezzo secondo e attiva la linea RB1 per mezzo secondo e la rilascia in modo da dare l’avvio al messaggio.
Fatto questo, la scheda vocale fa partire il messaggio e con esso attiva una linea di uscita per accendere un led.
Tale linea è sfruttata dal nostro PIC per “sentire” che il messaggio sia veramente partito.
Se per qualche ragione così non fosse, il PIC riproverebbe a resettare la scheda vocale e a ridare l’avvio al messaggio fino a quando il led, e quindi lo stato logico, si attivino.
Quindi ora il messaggio è avviato e il PIC rimane in attesa che termini. Viene usato il segnale di spegnimento del led per segnalare al PIC che l’intero messaggio è stato inviato.
A questo punto il PIC attende ancora un secondo e disattiva il PTT.
Fatto ciò la routine si chiude e il PIC torna di nuovo a contare i 10 minuti. Durante un normale QSO sul ponte si noterà che il messaggio sarà inviato ogni 10 minuti per tutta la durata del QSO.
A QSO terminato, se nessuno invierà segnali, il ponte rimarrà muto anche superati i 10 minuti.
Questa scelta di funzionamento è stata fatta per evitare l’inutile invio dell’identificazione quando il ponte non è utilizzato.
IL CIRCUITO
L’alimentazione del circuito è garantita dai 5Vdc stabilizzati da U2, il classico 7805 che preleva la sua alimentazione dai 12Vdc del ponte radio. Infatti, come visibile dallo schema di Fig. 1, all’ingresso non ci sono raddrizzatori e trasformatori ma solo il condensatore C6 come filtro antidisturbo.
La rete R1 e C4 garantisce invece il reset al PIC e ne consente l’avvio al programma una volta stabilizzata l’alimentazione. La costante di tempo scelta è poi quella consigliata dalla Microchip.
Ai pin 15 e 16 del PIC16F84 invece è connesso un quarzo da 4 Mhz per il clock del micro. Da notare i 2 condensatori da 15pf ai capi del quarzo e con riferimento a massa.
Il PIC è stato configurato in programmazione in modo che le 5 linee RA0-RA4 risultassero come ingressi digitali e le 8 linee RB0-RB7 come uscite digitali.
Ricordo che il 16F84 non possiede ingressi o uscite analogiche e per la presente applicazione sono state utilizzati solo 2 ingressi e 3 uscite digitali.
Pertanto il circuito potrà essere upgradato per future applicazioni (ho già in mente qualcosina) sfruttando le rimanenti linee I/O.
Alla linea RA0 è connesso il segnale dello squelch proveniente dal COR del repeater. Tale segnale (nel nostro ponte) è alto (+5V) quando il ricevitore non sta ascoltando alcun segnale e basso (0V) quando invece qualcuno impegna il ponte. Pertanto la logica di funzionamento si regolerà di conseguenza.
La linea RA1 è invece connessa al pin 25 dell’integrato ISD 2560. Per comodità, ho saldato il filo direttamente sulla resistenza R8 del circuito LX1524.
Si può far riferimento alle fig. 2 e 3 per visionare alcuni collegamenti tra le schede.
Come descritto nella logica di funzionamento, questo pin è sfruttato dal PIC per conoscere lo stato di start e fine messaggio che regola di conseguenza il rilascio del PTT proprio in modo da far dipendere dalla lunghezza del messaggio la durata in cui il PTT è attivato.
La linea RB0 è invece usata per il PTT. Come visibile nello schema è stato usato un BC549 per la funzione di interruttore per il PTT. Questa configurazione dovrebbe andare bene praticamente per tutti i TX.
Le linee RB1 e RB2 sono utilizzate per dare l’avvio e il reset al circuito vocale. Tali linee hanno il compito di simulare la pressione dei pulsantini previsti nello schema della Nuova Elettronica.
Ovviamente tali pulsantini, come anche il microinterruttore play/rec, non andranno montati nel circuito da realizzare.
Da notare che nel nostro circuito nelle linee RB1 eRB2 non sono presenti le resistenze di pull-up o down in quanto vengono sfruttare quelle presenti nel circuito di N.E. .
Schema Elettrico
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PROGRAMMAZIONE DEL PIC
Di seguito è possibile visionare il listato del programma necessario al PIC per poter eseguire le funzioni richieste dal circuito.
Ovviamente senza programma il solo PIC non potrà fare nulla.
Potete copiare tutto in un file di testo esattamente come lo leggete e salvare con estensione HEX.
:1000000028288F018E00FF308E07031C8F07031CEA
:10001000232803308D00DF300F2003288D01E83EB8
:100020008C008D09FC30031C18288C070318152838
:100030008C0764008D0F15280C181E288C1C222894
:1000400000002228080083130313831264000800B1
:100050008316FF3085008601831206108316061072
:1000600083128614831686108312061183160611D6
:100070008312A601A701EA308F0060300220EA3027
:100080008F0060300220EA308F0060300220EA30BA
:100090008F0060300220EA308F0060300220EA30AA
:1000A0008F0060300220EA308F0060300220EA309A
:1000B0008F0060300220EA308F0060300220EA308A
:1000C0008F006030022064000518682869286928BC
:1000D000632806148316061083120615831606116C
:1000E000831201308F00F4300220061183160611AE
:1000F000831203308F00E8300220861083168610AA
:10010000831201308F00F43002208614831686108B
:10011000831201308F00F43002206400851C922885
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:100130009328061083160610831203308F00E830D0
:0801400002203B286300A22805
:02400E00F53F7C
:00000001FF
Il Firmware può eventualmente essere scaricato da QUI
Figura 3
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Per la programmazione ognuno faccia ciò che può, nel senso che per inserire il programma nel PIC potrete utilizzare qualsiasi programmatore adatto ai PIC e qualsiasi programma rintracciabile in rete adatto al vostro programmatore.
Nel mio caso, disponendo del programmatore PICSTART ho utilizzato il MPLAB-IDE della Microchip scaricabile gratuitamente dal sito www.microchip.com . Questo programma funziona anche con altri programmatori economici.
REALIZZAZIONE
Per la sezione vocale, per comodità di realizzazione, ho acquistato il circuito stampato dell’LX1524 installando solo i componenti necessari alla realizzazione come ben visibile nelle foto.
Per la logica invece, trattandosi di pochi componenti, tutto è stato posto su una basetta millefiori.
Per la parte audio, ho aggiunto solo un trimmer da 47 Kohm collegandone le estremità all’uscita audio e prelevando dal centrale il segnale BF utile che poi dovrete regolare col vostro ripetitore.
Ovviamente affinché tutto funzioni per il meglio, dovrete prima programmare il messaggio nel ISD utilizzando le ottime spiegazioni fornite nella rivista nr. 213 di N.E.
Personalmente ho precedentemente registrato il messaggio col computer e lo ho inviato via BF al circuito in questione adattando un po i livelli visto che la scheda audio ha un’uscita PRE elevata rispetto a quanto richiesto dal circuito di N.E..
Regolando opportunamente il volume del PC e aggiungendo un partitore resistivo, si è riusciti nello scopo.
Una volta quindi realizzato il circuito del PIC come da schema elettrico, sarà necessario collegarlo all’ LX1524. L’alimentazione del LX sarà fornita dal circuito del PIC (5Vdc) e collegheremo inoltre, con tre spezzoni di filo, le 2 uscite RB1 e RB2 rispettivamente al posto dei pulsanti P1 e P2, e l’ingresso RA1 al pin 25 del LX (saldatelo sulla R8 come in foto).
Rimane ora da cortocircuitare la sezione di S1 che consente di funzionare come “riproduttore” direttamente sul circuito stampato come visibile dalle foto così da evitarne il montaggio come ho fatto io, collegando il pin 27 del ISD 2560 direttamente al positivo di alimentazione.
L’altro switch previsto dalla schedina N.E. dovrà rimanere aperto, ossia nella posizione di “singolo” messaggio e non “ripetitivo”, altrimenti il sistema non potrà funzionare.
L’ingresso Microfono e l’ Uscita Altoparlante della scheda, possono essere lasciate non collegate.
Collegate ora l’ingresso RA0 e l’uscita PTT del circuito, rispettivamente allo squelch e al PTT nella logica COR del vostro ripetitore e il gioco è fatto.
In ultimo la cosa più difficile: trovare una “signorina” disposta a registrare il messaggio. Normalmente si stancano subito dopo qualche tentativo o si vergognano e rimangono mute per ore davanti al microfono del PC.
Non disperate, e perseverate. Eventualmente fate come me: andate in una radio privata della vostra zona e chiedete ad una speaker di farvi la “cortesia”. In genere sono disponibili. Io ho risolto così.
73 a tutti
IZ0EVK Giuseppe
BIBLIOGRAFIA
Radio Kit Elettronica 10-2006
Rivista 213 NuovaElettronica.
www.microchip.com
 
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