mikroprocesorowy klucz telegraficzny - artykuł - SP9XUH
mikroprocesorowy klucz telegraficzny - artykuł - SP9XUH
mikroprocesorowy klucz telegraficzny - artykuł - SP9XUH
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Mikroprocesorowy <strong>klucz</strong> <strong>telegraficzny</strong> Marek <strong>SP9XUH</strong><br />
www.sp9xuh.pl<br />
poczta@sp9xuh.pl<br />
Przyszedł czas na telegrafię i kupiłem manipulator dwudźwigniowy BENCHER BY-1.<br />
Z podpięciem go do nowych transceiver-ów wyposażonych fabrycznie w rozbudowaną<br />
obsługę <strong>klucz</strong>a, nie ma problemu. Ale jak go podłączyć do „staruszka” IC-735,czy IC-<br />
275H?. . Z pomocą przyszła nowoczesna elektronika, a zwłaszcza małe, tanie i mające<br />
duże możliwości mikrokontrolery.<br />
Konstrukcja oparta na rozwiązaniu niemieckiego krótkofalowca DL4YHF.<br />
www.qsl.net/dl4yhf<br />
Klucz zbudowany jest na mikrokontrolerze PIC 16F84-04 firmy Mikrochip. Jest on taktowany z generatora RC o<br />
częstotliwości około 50 kHz. Prędkość nadawania znaków jest regulowana potencjometrem w zakresie 20-300<br />
znaków/minutę. Sam układ procesora pobiera bardzo mało prądu, około 60 mikroamperów, a z sygnalizacją dźwiękową<br />
(przetwornik piezo), około 200 mikroamperów. Dodatkowo, jeżeli przez kilka sekund nie ma zmian na wejściach<br />
procesora, przechodzi on w stan uśpienia (zmiana stanu na wejściach powoduje przejście do normalnej pracy). Wtedy<br />
pobór prądu wynosi około 1 mikroampera. Tak mały pobór prądu i możliwość pracy procesora na niskim napięciu<br />
umożliwia zasilanie układu z małej bateryjki, np. CR2032 i wykorzystanie go np. do pracy w terenie. Ciągłość zasilania<br />
procesora jest ważna w przypadku wykorzystywania pamięci RAM jako jednego z buforów do przechowywania<br />
informacji. Po zaniku napięcia zasilania, dane przechowywane w tej pamięci ulegają skasowaniu.<br />
Sporych rozmiarów obudowa pozwoliła na umieszczenie transformatora w jej wnętrzu i zasilanie <strong>klucz</strong>a z sieci 230V.<br />
Dodatkowy akumulator 9V, zapewnia zasilanie i podtrzymanie pamięci RAM w momencie braku zasilania z sieci. Wybór<br />
takiego sposobu zasilania spowodowany był dużo większym poborem prądu, zwłaszcza przez sygnalizacyjne diody LED<br />
i przekaźniki.<br />
Do <strong>klucz</strong>a poprzez gniazda TRX1 – TRX5 możemy podpiąć pięć transceiver-ów:<br />
TRX1, TRX2, TRX3 – do podłączenia transcaivera wyposażonego tylko w wejście dla <strong>klucz</strong>a sztorcowego,<br />
TRX4, TRX5 – na te wyjścia, sygnały z manipulatora przekazywane są bezpośrednio, bez formowania przez<br />
procesor.<br />
Przełączania dokonujemy sześciosegmentowym Isostatem. Pięć segmentów obsługuje gniazda TRX1 – TRX5, a szósty<br />
pozwala zamienić przypisanie kropka/kreska do prawej lub lewej dźwigni manipulatora.<br />
Przyciski Pamięć1 (S1) i Pamięć2 (S2) służą do konfigurowania <strong>klucz</strong>a oraz nagrywania i odtwarzania zawartości<br />
buforów. Przycisk Pamięć1 steruje buforem umieszczonym w pamięci EEPROM. Możemy do niego zapisać 63 znaki,<br />
które nie są tracone po zaniku zasilania. Drugi bufor sterowany przyciskiem Pamięc2 umieszczony jest w pamięci RAM<br />
procesora. Jego pojemność wynosi 55 znaków, a zawartość jest kasowana (niestety) po zaniku napięcia.<br />
Schemat ideowy<br />
Sercem” układu jest mikroprocesor PIC16F84A-04. Częstotliwość taktowania wynika z wartości elementów R3, C2 i<br />
wynosi około 50 kHz. Prędkość nadawania regulowana jest potencjometrem P1 (z rezystorem R2 i kondensatorem C1).<br />
Sygnał „kropek” i „kresek” z przełącznika, podawany jest odpowiednio na wejście RB4(10) i RB5!11) procesora.<br />
Wszystkie wejścia zablokowane są do masy kondensatorami 1nF. Sygnał <strong>klucz</strong>ujący z wyjścia RA1(18), podawany jest<br />
na tranzystory T2, T3, T5 ( w zależności od ustawień zworek):<br />
T2 <strong>klucz</strong>uje bezpośrednio wejście <strong>klucz</strong>a transceivera – standardowo,<br />
T3 steruje przekaźnikiem miniaturowym K1. Takie rozwiązanie nie nadaje się do szybkiego <strong>klucz</strong>owania<br />
(ograniczona ilość łączeń). Używałem go tylko do sterowania wzmacniacza w.cz. w czasie prób,<br />
T5 to driver diody LED D7 - „TX”.<br />
Tranzystor T1 sterowany z wyjścia RA3(2), to driver przetwornika piezo (pasywny). Jeżeli przetwornik pobiera mało<br />
prądu można go podłączyć bezpośrednio do wyjścia procesora. Do wyjście RB2(8) podłączona jest (przez rezystor R11)<br />
dioda D1 „INFO”.<br />
Uwaga: Maksymalny prąd jaki może by pobierany z portu procesora wynosi 25 mA<br />
Podłączanie manipulatora do odpowiedniego wyjścia, realizowane jest przy użyciu sześciosegmentowego przełącznika<br />
Isostat. Z gniazda G1 (manipulator) sygnały podawane są na pierwszy segment przełącznika. Przy jego pomocy<br />
ustalamy przypisanie ‘elementu” znaku do dźwigienek manipulatora. Segmenty I2 – I4, przyłączają manipulator do wejść<br />
procesora RB4 i RB5 i jednocześnie załączają odpowiedni przekaźnik K2 – K4. Przez styki przekaźnika sygnał<br />
<strong>klucz</strong>owania, podawany jest na gniazda wyjściowe G4 – G6. Przez segmenty I5, I6 sygnał z manipulatora podawany jest<br />
bezpośrednio na wyjścia G2, G3. Diody LED D7 - D13 sygnalizują pozycję w jakiej ustawiony jest przełącznik.<br />
Zasilacz oparty jest na scalonym stabilizatorze LM7805. TR1 to zalewany transformator o mocy 2W i napięciu 6V (strona<br />
wtórna). Kondensatory C10 – C14 filtrują napięcie zasilania.<br />
1
Procesor<br />
Przełącznik gniazd<br />
2
Płytki drukowane<br />
Klucz zmontowany jest na trzech płytkach<br />
- procesora<br />
- krosowania połączeń isostatów<br />
- gniazd wyjściowych<br />
Procesor Elementy<br />
Isostaty<br />
Gniazda wyjściowe<br />
Wymiary płytki z elektroniką dostosowane są do obudowy KM-60. Przyciski S1 i S2, to duże przełączniki RESET<br />
wymontowane z obudów starych komputerów. Przełącznik isostat – sześciosegmentowy; 1 segment bistabilny i 5<br />
zależnych. Nie jest to nowoczesne rozwiązanie i dzisiaj już praktycznie nie stosowane, ale w tym układzie dobrze się<br />
spisujące. Gniazda manipulatora i wyjściowe typu „mały” jack – stereo. Pod procesor zamontowałem podstawkę.<br />
3
Oprogramowanie<br />
<strong>klucz</strong>_cw_pic.hex – plik z kodem programu do procesora (DL4YHF)<br />
Na płytce nie ma gniazda ICSP do programowania procesora w układzie . Musimy zaprogramować go bezpośrednio w<br />
programatorze i wlutować do płytki, lub podlutować do wyprowadzeń druciki z gniazda ICSP programatora. Lepiej jest<br />
zamontować podstawkę pod procesor, co zmniejszy kłopoty przy ewentualnym „wypadnięciu” programu.<br />
Obsługa <strong>klucz</strong>a<br />
Sygnalizacja dźwiękowa i optyczna<br />
Głośniczek piezo (pasywny) podłączony do procesora odtwarza sygnały CW podczas nadawania i sygnalizuje stan<br />
<strong>klucz</strong>a, np. przy zapisie do pamięci czy w trybie rozkazowym. W tym trybie częstotliwość generowanego sygnału jest<br />
niższa, a szybkość nadawanych znaków stała (ok. 60 do 80 znaków/minutę), niezależna od ustawienia potencjometru<br />
Prędkość.<br />
Dioda „INFO” sterowana jest przez układ tylko wtedy, gdy generowany jest ton sygnalizacyjny. Nie jest sterowana<br />
podczas normalnej pracy CW.<br />
Nagrywanie i odtwarzanie<br />
Nagrywanie zawartości bufora wywołujemy naciskając wybrany przycisk (Pamięć1, Pamięć2), na czas około 0,5<br />
sekundy. Gotowość do nagrywania sygnalizowana jest wygenerowaniem znaku „M” (nagrywanie wiadomości) –<br />
słyszymy sygnał dźwiękowy i mruga dioda INFO. Ponowne naciśnięcie przycisku kończy nagrywanie, co sygnalizowane<br />
jest znakiem „S” (zapis). Jeżeli pojemność bufora zostanie przekroczona, generowany jest sygnał „F” (pełny) i<br />
nagrywanie zostaje przerwane.<br />
Odtwarzanie wywołujemy krótkim naciśnięciem przycisku danego bufora.<br />
4
Nagrywanie i odtwarzanie segmentów bufora<br />
Oba bufory mogą być dzielone na segmenty. Aby wiadomo było gdzie kończy się segment, podczas nagrywania<br />
wstawiamy na koniec wiadomości znacznik EOM (koniec wiadomości). Każdy z buforów zapisany jest więc jako jeden<br />
długi tekst, podzielony znacznikiem EOM (wpisany jako połączone litery EOM „.-----„).<br />
Chcąc odtworzyć interesujący nas fragment, naciskamy przycisk tyle razy ile wynosi liczba oznaczająca kolejność<br />
umieszczenia segmentu w buforze. Odtwarzanie fragmentu wiadomości kończy się po napotkaniu kolejnego znacznika<br />
EOM,<br />
Znacznik EOM, nie jest odtwarzany wraz z wiadomością. Aby odsłuchać całą zawartość bufora i usłyszeć w którym<br />
miejscu zostały one wstawione, możemy posłużyć się rozkazem „L” - listowanie pamięci.<br />
Tryb rozkazowy<br />
Tryb rozkazowy wywołujemy jednoczesnym naciśnięcie przycisków Pamięc1 i Pamięć2. Wejście sygnalizowane jest<br />
znakiem „C” - tryb rozkazowy. Teraz przy pomocy manipulatora wprowadzamy znak rozkazu. Dopóki znajdujemy się w<br />
trybie rozkazów, każdy wprowadzony znak interpretowany jest jako komenda. Jeżeli rozkaz zostanie rozpoznany<br />
nadawany jest sygnał „R” – potwierdzam, a jeżeli nie „?” – znak zapytania („..--..”).<br />
Wyjść z trybu rozkazów możemy na dwa sposoby; naciskając jednocześnie przyciski Pamięc1 i Pamięc2 lub<br />
wprowadzając z manipulatora znak „D” – gotowe.<br />
Lista rozkazów<br />
„A” – wyłączona pamięć kropki/kreski – „Lambic Mode A”<br />
Naciśnięcie manipulatora podczas nadawania kropki lub kreski nie powoduje niczego po zakończeniu aktualnie<br />
nadawanej kropki/kreski; np. jeżeli nadawana jest kreska a naciśniemy kropkę to po nadaniu kreski, kropka nie<br />
zostanie nadana.<br />
„B” - włączona pamięć kropka/kreska – „Lambic Mode B”<br />
Zapamiętywany jest „przeciwny” element podczas nadawania drugiego elementu; np. po naciśnięciu kropki podczas<br />
nadawania kreski, spowoduje nadanie kropki po zakończeniu kreski.<br />
„C” – włączenie ciągłego odtwarzania bez limitu czasu – tryb beaCon<br />
Służy do współpracy z beaconami.Tryb podobny do „E” – ciągłe odtwarzanie pamięci, z tą różnicą że nie ma<br />
ograniczenia powtórzeń do 255.<br />
„D” – wyjście z trybu rozkazów, powrót do normalnego trybu pracy <strong>klucz</strong>a.<br />
„E” – włączenie ciągłego odtwarzania pamięci<br />
Umożliwia wielokrotne odtworzenie zapamiętanego bufora. Samo wywołanie rozkazu nie powoduje jeszcze<br />
odtwarzania bufora, dopiero naciśnięcie jednego z przycisków rozpoczyna nadawanie. Przerwanie transmisji<br />
następuje, po odtworzeniu bufora 255 razy lub w momencie naciśnięcia dźwigni manipulatora. Podanie drugiego<br />
rozkazu „E” wyłącza tryb ciągłego odtwarzania pamięci.<br />
„L” – tryb listowania<br />
Umożliwia sprawdzenie zawartości całego bufora. Podczas odtwarzania nie następuje konwersja znaków<br />
sterujących; EOM, NNN i ANN. Powrót do trybu normalnego następuje po wysłaniu rozkazu „M”.<br />
„M” – tryb makro<br />
Domyślny tryb pracy <strong>klucz</strong>a; znaki EOM, NNN, ANN traktowane są w sposób specjalny:<br />
EOM – podział bufora na segmenty,<br />
NNN – 3-cyfrowy numer seryjny (praca w zawodach),<br />
ANN – zwiększenie zawartości licznika (praca w zawodach).<br />
„N” – ustawianie numeru seryjnego<br />
Ustawia numer seryjny w zakresie 000-999. Wywołanie tego rozkazu potwierdzane jest przez <strong>klucz</strong> sygnałem „NR” i<br />
czeka on teraz na wprowadzenie z manipulatora trzycyfrowej liczby.<br />
Prawidłowe wprowadzenie ostatniej cyfry potwierdzane jest sygnałem „R”.<br />
5
„Q” – krótkie cyfry<br />
Po włączeniu tego trybu <strong>klucz</strong> będzie nadawał cyfry w sposób jak pokazano w tabelce.<br />
Cyfra 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Wyjście T A U V 4 5 6 7 8 N<br />
Tryb ten ma zastosowanie tylko przy interpretacji makra „NNN”. Jeżeli <strong>klucz</strong> oczekuje wprowadzenia cyfry, rozumie<br />
oba formaty; normalny i skrócony.<br />
„S” – standardowe cyfry<br />
Włączenie tego trybu powoduje, że wszystkie cyfry generowane przez <strong>klucz</strong> będą 5-elementowymi znakami<br />
Morse’a.<br />
„T” – strojenie<br />
Włącza na 30 sekund nadawanie w celu zestrojenia nadajnika. Wyłączenie nadawania następuje w chwili<br />
naciśnięcia manipulatora lub przycisku, albo po upłynięciu 30 sekund. W pierwszym przypadku wychodzimy z trybu<br />
strojenia. W drugim pozostajemy w tym trybie i kolejne naciśnięcie manipulatora spowoduje rozpoczęcie nadawania<br />
na kolejne 30 sekund.<br />
Przykład wykorzystania makr ANN i NNN<br />
Do zautomatyzowania pracy, np. w zawodach, możemy wykorzystać podział bufora na segmenty lub lepiej, dwóch<br />
buforów oraz makr ANN i NNN.<br />
W pierwszym buforze wywoływanym przyciskiem Pamięć1, przygotujemy wiadomość zawierającą makro NNN (w<br />
pamięci zapisywane jako „-.-.-.”), np.<br />
599/ >NNN< 599/ >NNN< BK >EOM<<br />
Znacznik EOM („.-----„) informuje program, że w tym miejscu kończy się wiadomość.<br />
W drugim (Pamięc2), wiadomość z makrem ANN, np.<br />
73 >ANN< QRZ? >EOM<<br />
W trybie rozkazów; „N” – numer seryjny, możemy ustawić wartość początkową licznika np. 001<br />
Teraz, jeżeli łączność doszła do skutku możemy nadać, np. znak korespondenta i nacisnąć przycisk Pamięć1. W eter<br />
zostanie wysłane 599/001 599/001 BK. Kolejne naciśnięcie przycisku Pamięć1 powoduje wysłanie dokładnie takiej samej<br />
wiadomości. Powodem tego jest to, że makro NNN pobiera tylko wartość licznika nie powodując jego zwiększenia.<br />
Jeżeli QSO jest kompletne, nadajemy wiadomość z drugiego bufora, naciskając przycisk Pamięć2. W eter zostaje<br />
wysłane 73 QRZ?, a licznik za sprawa makra ANN zostaje zwiększony o 1 (znaki ANN nie są wysyłane).<br />
Przy kolejnej łączności, po naciśnięciu Pamięć1 <strong>klucz</strong> wyśle w eter wiadomość 599/002 599/002 BK.<br />
Pliki do pobrania<br />
<strong>klucz</strong>_procesor_sch.pdf schemat ideowy - procesor<br />
<strong>klucz</strong>_przelacznik_sch.pdf schemat ideowy - przełącznik<br />
<strong>klucz</strong>_procesor_bottom_pcb.pdf płytka drukowana - procesor<br />
<strong>klucz</strong>_procesor_top_pcb.pdf odbicie lustrzane<br />
<strong>klucz</strong>_procesor_elementy.pdf rozmieszczenie elementów<br />
<strong>klucz</strong>_isostat_bottom_pcb.pdf płytka drukowana – isostat<br />
<strong>klucz</strong>_isostat_top_pcb.pdf odbicie lustrzane<br />
<strong>klucz</strong>_isostat_elementy.pdf rozmieszczenie elementów<br />
<strong>klucz</strong>_gniazda_bottom_pcb.pdf płytka drukowana – gniazda<br />
<strong>klucz</strong>_gniazda_top_pcb.pdf odbicie lustrzane płytki<br />
<strong>klucz</strong>_gniazda_elementy.pdf rozmieszczenie elementów<br />
<strong>klucz</strong>_cw_pic.hex kod programu <strong>klucz</strong>a<br />
<strong>klucz</strong>_opis_panel.pdf opisy – przód i tył<br />
Klucz_opis_panel_neg.pdf negatyw opisów<br />
<strong>klucz</strong> _cw_<strong>artykuł</strong>.pdf opis w formacie Acrobat Reader<br />
<strong>klucz</strong>_cw.zip wszystkie pliki<br />
6