No title

Roèenka ELECTUS 2003 V tomto sešitì Nᚠrozhovor ........................................... 1 Transceiver 1296 MHz pro PR ................. 3 Generátor DTMF volby s PWM .............. 15 Programovatelný automat ....................... 17 Hladinový spínaè .................................... 21 Kuchyòské stopky .................................. 23 Èasový spínaè ....................................... 25 Dodatkový indikátor ................................ 28 Jednoduchý inteligentní cyklovaè stìraèù ............................... 30 Laboratorní zdroj 170 V/0,5 A ................ 32 Zajímavá a praktická zapojení ................ 37 Radiotechnika ................................... 37 Nf technika ....................................... 41 Rùznì aplikovaná elektronika ............ 44 Mikroprocesorová jednotka se simulovaným rozhraním I2C .......... 46 Elektronické telegrafní klíèe ................... 50 Nᚠrozhovor (dokonèení) ...................... 53 EH antény - rozporuplné diskuse .......... 56 Zajímavé upozornìní ohlednì programovatelných oscilátorù ............ 57 Moravané v Malajsii ................................ 58 Od Dorette pøes RF-11 k Orlíku ............. 61

ELECTUS 2003 „Speciál“, roèenka èasopisu Praktická elektronika A Radio Vydavatel: AMARO spol. s r. o.

Redakce: Šéfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havliš, OK1PFM, ing. Miloš Munzar, CSc., sekretariát: Eva Kelárková. Redakce: Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 10, sekretariát: 2 57 32 11 09, l. 268. Rozšiøuje ÚDT a. s., Transpress spol. s r. o., Mediaprint & Kapa a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zajišuje Amaro spol. s r. o. - Hana Merglová (Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel./fax: 2 57 31 73 13, 2 57 31 73 12). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Mediaservis s.r.o., Abocentrum, Moravské námìstí 12D, P. O. BOX 351, 659 51 Brno; tel: 5 4123 3232; fax: 5 4161 6160; [email protected]; www.mediaservis.cz; reklamace - tel.: 800-171 181. Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, P. O. BOX 169, 830 00 Bratislava 3, tel./fax (02) 444 545 59 - predplatné, (02) 444 546 28 - administratíva; email: [email protected]. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou poštou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne 9. 1. 1996). Inzerci v ÈR pøijímá redakce - Michaela Jiráèková, Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 10 (3). Inzerci v SR vyøizuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, 821 02 Bratislava, tel./fax (02) 444 506 93. Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor (platí i pro inzerci).

Internet: www.aradio.cz E-mail: [email protected] Nevyžádané rukopisy nevracíme. ISSN 1211-7005, MKÈR 7409 © AMARO spol. s r. o.

s Pavlem Šírem, OK1AIY, z Mrklova v Krkonoších, celoživotním konstruktérem radioamatérských a radiokomunikaèních zaøízení, pøi pøíležitosti jeho 60. narozenin (* 31. 7. 1943). Úspìšná práce na mikrovlnách, øada hezkých spojení, mnohdy prvních a neopakovatelných, zdaøilé konstrukce pøijímaèù i vysílaèù, dobøe fungující pomùcky sloužící už celá desetiletí ostatním radioamatérùm, kteøí na mikrovlnách aktivnì tvoøí… 60 let - to je pøíležitost k zamyšlení a položení nìkolika otázek. Jak toho všeho mùže radioamatér dosáhnout? Abych pravdu øekl, mìl jsem vlastnì štìstí, že jsem s radioamatéøením zaèal v létech, kdy to vlastnì ani moc nešlo. Pro lepší pochopení je tøeba se pøenést o nìkolik desítek let zpìt, do zaèátku šedesátých let minulého století. Bylo mi dvacet, chu nìco tvoøit byla velká, ale moderní souèástky, jak je teï známe, nebyly, a tak se muselo dìlat z toho, co bylo k dispozici. Dìlali to tak všichni a byla to nepøetržitá improvizace. Jak èas šel a moderních souèástek velmi pomalu pøibývalo, situace se zlepšovala. Zaèalo to jednoduššími konstrukcemi, které byly funkèní, a jakmile se objevilo nìco, èím by se zaøízení vylepšila, ihned jsem to do nich zaèlenil. Byla to mnohdy úmorná práce, ale zaèalo se pomalu daøit. Jak ses k radioamatérskému hobby vlastnì dostal? Radiotechnika mne zajímala už ve škole a kabinet s èetnými pomùckami byl kouzelné místo. V padesátých létech – tuším v 6. tøídì – jsem tøídní uèitelce zkonstruoval dvoulampovku. Šásko se všemi živými èástmi se jí moc nelíbilo a donutila mì na to udìlat døevìnou skøíòku s brokátem a stupnicí. Bylo to hrozné pøemáhání, ale nakonec fungovala i prosvìtlená stupnice. Cívková souprava (stála tenkrát 30 Kès) mìla i rozsah KV a na 40 m pásmu bylo možné poslouchat radioamatérský provoz. Pásmo 7 MHz mìl i rozhlasový pøijímaè KONGRES a fonická spojení bylo zajímavé poslouchat. Dodnes si vzpomínám, jak to nìkterým stanicím dobøe fungovalo. Pak jsem mìl štìstí, když mì vzali do uèení ve Vrchlabí, kde bylo pøi n. p. Tesla støedisko, kde se uèili žáci pro všechny podniky v Èeskoslovensku – napø. pro Teslu Vršovice, Teslu Holešovice, kde všude se pracovalo s „vakuem“. Škola to byla tenkrát velmi dobrá a bylo možné se tu hodnì nauèit. První rok se strojaøi kompletní zámeènièinu, druhý a tøetí rok už elektrotechniku všeho druhu. Mne všechno zajímalo, a tak jsem se hodnì ptal – dokonce se v mém posudku objevilo, že jsem pøíliš zvìdavý, ale dodnes nevím, jestli to bylo dobøe nebo špatnì. Jako perlu bych rád uvedl, že mechanikem vakuových zaøízení (jak se uèební obor jmenoval) se vyuèil i známý umìlec Josef Laufer. Poznal jsem ho u závìreèných zkoušek (uèil se o nìjaký ten rok døív), a byl bohémem už tenkrát.

Pavel Šír, OK1AIY V roce 1960 jsme už chodili na praxi do hlavního závodu Tesla. Nejdøív jsme prošli v mìsíèních intervalech všechna oddìlení – moje první bylo ve výrobì, kde jsem getroval elektronky PABC80. To se nedá zapomenout. Ve stejném roèníku se uèil i Miloslav Zemek, OK1DCC, Václav Vilímek, OK1AQZ (pozdìji DJ0IV) a Karel Horáèek, OK1ATT. Mìli jsme tenkrát tøi stejné dvoulampovky a poslouchali na KV. Nakonec jsem zakotvil ve vývojovém oddìlení a to bylo možná opìt štìstí. Vyvíjet, nebo jen jak se øíkalo „opajcovat“ elektronky a výbojky svìtové provenience nebylo v èeských pomìrech jednoduché a tady jsem zapadl mezi lidi, kteøí to umìli. Na bizarních technologických zaøízeních se tu vyrábìly a do sériové výroby pøipravovaly všechny možné elektronky, stabilizátory a výbojky. Vakuová technika tu mìla dlouhou tradici – ve 40. létech sem totiž pøesunuli vývoj od firmy LORENZ z Berlína poté, co to tam spojenci vybombardovali. Ve Vrchlabí se pak vyvíjely a vyrábìly unikátní elektronky pro wehrmacht (starším radioamatérùm známé), napø. RV12P2000 až do konce dubna 1945, ale v malých sériích ještì obèas i dlouho potom. Mnoho pøístrojù se zachovalo jak v technologii, tak i v laboratoøích a sloužily až do zaèátku 90. let, kdy skonèily ve šrotu. (Profilprojektory od firmy HAUSER a další - vlastnì všechno.) Dìlal jsem údržbu i konstrukce technologických zaøízení na výrobu elektronek, tenkrát už byly první s rámeèkovými møížkami, které mìly velkou „strmost“ a „odkmitat“ zahoøovací rám se stovkou E180F nebo E88CC bylo opravdu kus kumštu. Na ty èasy vzpomínám rád, protože ve vedlejším oddìlení pracovalo nìkolik vìhlasných radioamatérù. Jirka, OK1FT, a Pavel Urbanec, OK1GV, v té dobì udávali radioamatérskému životu jak se øíká takt a „dívat se jim na ruce“ bylo neocenitelnou školou. Pavlovy konstrukce pro KV i VKV byly v té dobì špièkové a znaèka OK1KVR figurovala tenkrát na prvních místech. Ono totiž je velmi dùležité mít blízko nìkoho, za kým mùžete pøijít a na cokoliv se zeptat. Takoví spolupracovníci tenkrát byli stále na dosah a vzájemný lidský kontakt býval lepší. To èlovìk ocení až tehdy, když ubìhnou léta a už není za kým jít… Nejsem si jist, zda Internet v dnešní dobì tohle zcela nahradí. Jaké byly nejdùležitìjší momenty pøi tvém úspìšném startu? Bylo jich hodnì, ale vzpomínám na úplné zaèátky honu na lišku (dnes rádiový orientaèní bìh, ARDF). Druhý roèník soutìže se konal v Harrachovì a kdo mìl nìjaký ten pøijímaè, zúèastnil se. Osahat si prakticky, jak se KV a VKV šíøí v terénu, jak se odrážejí, a dojít až k samému zdroji signálu jen podle nasmìrované antény – to byla velká škola. Mìl jsem tenkrát na 2 m elektronkový superhet se superreakèní mezifrekvencí na 45 MHz. Jirka, OK1FT, vyrobil konvertor s bateriovými elektronkami 5875 (1AD4) z meteorologických sond, který fungoval ne-

1

〉

〉

obyèejnì dobøe. Poradil mi, jak na to, a dal potøebný nedostatkový materiál, takže prvního mistrovství svìta (toho východního), které se zaèátkem 60. let v Harrachovì konalo, jsem se také zúèastnil. Jako liškaøi zaèínali mnozí velmi úspìšní radioamatéøi – prakticky všichni, kteøí v té dobì vzešli z èetných zájmových kroužkù, které v radioklubech i na školách byly. Dnes je ROB samostatnou disciplínou. V té dobì jsem udìlal i první krystalem øízený vysílaè s 6L41 na konci a zaèal to zkoušet i na pásmu – jak jinak než naèerno pod znaèkou mého dobrého pøítele Rudy Šubrta, OK1HK. Jak vypadala v šedesátých létech prùmìrná radioamatérská zaøízení pro VKV? Na 2 m se ještì dlouho používaly elektronkové vysílaèe øízené krystaly a oddìlené pøijímaèe. Transceivery tenkrát ještì bìžné nebyly. Modulace vìtšinou AM a samozøejmì CW. Konvertory osazené PCC84, pozdìji E88CC, pøipojené k inkurantním pøijímaèùm. Podobnì tomu bylo i na 70 cm, elektronky tu ještì fungovaly, takže výkony øádu wattù až desítek wattù již tenkrát byly bìžné. Antény se používaly prakticky jako dnes, snad jen koaxiální kabely jsou nyní kvalitnìjší. Spojení bylo ale možné uskuteènit i s QRP (malými výkony). Do módy pøišly konstrukce malých pøenosných zaøízení napájených z baterií. Velmi oblíbený byl závod BBT (Bavorský horský den), kde zaøízení bylo omezené hmotností, takže i výkony tomu odpovídaly. Byly to vìtšinou desítky až stovky mW. To se mi velmi zamlouvalo a v roce 1963 jsem takové zaøízení postavil. V Rožnovì pod Radhoštìm se tenkrát zaèínaly vyrábìt tranzistory OC170, které se na to ani vlastnì nehodily, a aby bylo možné rychle zkusit nìjaký lepší, byly v paticích. Rozdíl s okolním svìtem tenkrát nebyl zas až tak velký, ale „venku“ se dìlaly i lepší, a tak soustavné zlepšování bylo možné. Výkon 5 mW, který tenkrát zaøízení napájené dvìma plochými bateriemi dávalo, byl opravdu nepatrný, ale spojení se s tím dala navazovat až neuvìøitelnì dobøe. Je pravda, že mi to uèarovalo a zaøízení jsem postupnì udìlal nìkolik. Firma Texas Instruments vyrábìla tenkrát tranzistor 2N1141, který dával na 2 m nìkolik stovek mW. Bylo to ohromné zlepšení. Za krátkou dobu již v Tesle Rožnov vyrábìli typ GF501 – ale ten tak dobrý nebyl. Je vidìt, že právì na toto období rád vzpomínáš. Jaké „zlomo-

Pøijímaè 2 m pro hon na lišku, 7elektronkový superhet se superreakèní mf na 45 MHz (rok 1961) vé okamžiky“ z hlediska pokrokù v radiotechnice pro tebe byly dùležité v tvé práci na VKV? Tenkrát se toho hodnì událo. Práce kolem konstrukcí bylo tolik, že dìlat po celou noc až do rána nebylo nic neobvyklého. A také se daøilo. Každé zlepšení se ihned projevilo ve výsledcích na pásmu. V roce 1963 se také podaøilo nemožné - v takøka beznadìjné situaci mi Bohouš Klepal, OK1ADC, vybìhal koncesi. Ano, øíkejme tomu tøeba tak; byly mezníky, které pøinášely v práci nìjaký výraznìjší posun dopøedu. V 60. letech se toho opravdu hodnì dìlo. Èasopisy byly plné inspirujících èlánkù, vyšla knížka od Rambouska o VKV konstrukcích a na 2 m pásmu bylo každý veèer živo. Jindra Macoun, OK1VR, ,jezdíval’ ze Snìžky a ukazoval, co všechno se na VKV dá dìlat, zvl᚝ když pøišly lepší podmínky šíøení. Pøínosem byly i majáky OK1KCU/1 a OK1KVR/1. Na pásmu byl již nìjaký stálý signál, což velmi usnadnilo práci. Zlomový okamžik pøišel v roce 1967; zprovoznil jsem SSB vysílaè, pøeladitelný v celém 2 m pásmu. Další takový moment byl v sedmdesátém roce, kdy se mi podaøilo sehnat MWeC a udìlat k nìmu konvertor. Pavel, OK1GV, mìl vymyšlený elektronkový s dvojím smìšováním, a tak jsem jej udìlal v tranzistorovém provedení s dvouhradlovými FETy. 3N141, 3N200 a 40673 byly tenkrát právì nové a to pøedstavovalo v konstrukcích také zlomový moment. Nakonec se mi podaøilo pomocí jednoduchého premixeru obì zaøízení „ztransceiverovat“, takže se MWeCem ladil i vysílaè. Moc dobøe se s tím ,jezdilo’ a pøi závodech byla radost dìlat stovky spojení. V kotelnì horského hotelu Panorama na Benecku bylo útulno a celá rodina pana vedoucího Josefa Kloudy mi velmi pøála. V té

Tranzistorový vysílaè pro 144 MHz, výkon 5 mW pro AM, CW (rok 1963)

2

dobì totiž bývaly trvale dobré podmínky šíøení VKV a po Evropì se SSB zaøízení stavìla. První SSB zaøízení pro 2 m u nás mìl již v roce 1964 Pribin, OK1AHO (provedení fázovou metodou). Firemní zaøízení už také existovala, ale 90 % provozovaných zaøízení bylo zhotoveno podomácku. Bylo totiž chloubou každého poøádného ,vékávisty’ si SSB transceiver udìlat sám – upøímnì øeèeno ono ani vìtšinì nic jiného nezbývalo. Dalším mezníkem v práci na VKV bylo použití varaktoru. Je to totiž fantastická souèástka, se kterou bylo možné se jednoduše dostat na vysoké kmitoèty, protože žádný další prvek, napø. vhodný tranzistor tenkrát ještì nebyl. Varaktory se používaly v televizních trasách a všude tam, kde bylo potøeba vìtšího výkonu na pøesném kmitoètu. Varaktor se kromì jiných aplikací (parametrický zesilovaè a smìšovaè) používal pøedevším jako násobiè. Pomìrnì dobrá úèinnost (η = 1/n) a jednoduchost aplikace byla velmi vítaná – vždy kromì buzení už k nìmu žádný další drát nevedl a kromì obvodových cívek a kondenzátorù tam byla už jen jedna souèástka – odpor pro nastavení pracovního bodu. Samozøejmì, že hloubaví bastlíøi v Evropì pøišli na to, že leckterá kapacitní dioda pro ladìní VKV tuneru se k tomu také trochu hodí, a tak se první varaktorové násobièe stavìly s BA149 atd. U nás to byla KA204 z Tesly Piešany, která to také ,umìla’, a pøi instalaci do koaxiálního pouzdra, které zmenšilo indukènost a zlepšilo chlazení, dokonce pomìrnì uspokojivì. Stovky mW na pásmech 23 i 13 cm byl tenkrát úctyhodný výkon, protože ten ,dával’ jen drahý profesionální varaktor s berylliovou keramikou. Faktem bylo, že èip to umìl a pro další zlepšení bylo ještì tøeba udìlat dvì další technologické operace: pokovení a pøipájení pøímo na základnu. To by šlo i v našem podniku, protože potøebné technologie tam už tenkrát byly. (Psal se rok 1971 a zaèínaly se vyrábìt tyristory.) To jsem ale nemohl dìlat sám a u ostatních spolupracovníkù vùle nebyla. Zbylo z toho nìkolik desítek upravených KA204S v dnes už jistì odložených zaøízeních a 2000 èipù z Tesly Piešany od øeditele, který tìmto experimentùm velmi pøál. Rád bych po tøeceti letech jemu i ostatním spolupracovníkùm touto cestou podìkoval. Byl to výborný start pro další mikrovlnné konstrukce. Jak vypadaly tvoje první konstrukce pro pásma 23 a 13 cm? Zaèátkem sedmdesátých let to byly opravdu varaktorové násobièe na vysílací stranì a smìšovaè s 1N21 na vstupu pøijímaèe. Vynechal jsem etapu s LD11, takže jsem mìl jen nepatrný výkon. V tìch létech ale ,vybìhla’ øada nových tranzistorù BFR90, BFR34, BFR96, které umožnily zhotovit transvertor pro 23 cm. Zesilovací stupnì byly s elektronkami PC88, které na tìchto kmitoètech ještì zesilovaly, a svoje první SSB spojení na 23 cm jsem navázal s tímto zaøízením. (Dokonèení na s. 53)

Transceiver 1296 MHz pro paket rádio Martin Èihák, OK1UGA

Provoz Packet Rádio se mezi radioamatéry již dávno stal uznávaným (a zatracovaným) prostøedkem pro získávání informací a komunikaci. Bohužel používané prostøedky a zaøízení zùstávají vìtšinou na úrovni z doby pøed deseti lety, kdy sí PR vznikala. Poèet uživatelù a využití se však od tìch dob mnohonásobnì zvýšilo. Tomu odpovídá stav a funkènost sítì PR v OK. Zoufale pomalé linky a pøetížené uživatelské vstupy – to je typický obraz stavu sítì PR v OK. Jedním z hlavních dùvodù tohoto stavu je absence jednoduchých, dostupných a levných vysokorychlostních transceiverù. Tuto mezeru se pokouším vyplnit popisovaným zaøízením. V dobì, kdy jsem se zaèal zabývat myšlenkou na stavbu rychlého transceiveru (dále TCVR) pro PR, bylo k dispozici nìkolik zaøízení pro rychlost 9,6 kB a jen jeden TCVR od S53MV pro rychlost 38,4 kB - bohužel neumožòoval pøeladìní. Žádná nabízená konstrukce nesplnila beze zbytku mé požadavky. Proto jsem se rozhodl pro vlastní vývoj. Položil jsem si nìkolik základních podmínek: - Zaøízení musí být co nejlevnìjší. - Všechny použité souèástky musí být bìžnì dostupné. - Zaøízení musí být snadno pøeladitelné. - Nesmí to být nìjaká ošizená „krystalka“. Každý vidí, že požadavky na vlastnosti zaøízení jsou v pøímém rozporu s požadavkem nízké ceny a dostupnosti materiálu. Pøesto se mi podaøilo postavit zde popisovaný TCVR umožòující rychlost 38,4 kB pro pásmo

Obr. 1. Blokové schéma

1296 MHz, který splòuje všechny požadavky za cenu souèástek, která by nemìla pøekroèit asi 2500 Kè.

Popis zaøízení Srdcem celého zaøízení je modul fázového závìsu. V nìm vznikají kmitoèty pro buzení TX a smìšovaèe RX. Funkce FZ jsou øízeny z procesorové desky sbìrnicí I2C. Procesorová deska sdružuje všechny ovládací prvky a øídí celý TCVR. Modul TX obsahuje tøístupòový zesilovaè, který zesiluje signál z VCO na výstupní výkon asi 0,5 W. Druhá verze vysílacího modulu dává výkon až 1,3 W. Modul RX obsahuje kompletní pøijímaè. Výstupem z nìj je TTL signál DATA. Jako doplnìk slouží modul S-metru, který pøevádí napìtí na výstupu S-metr modulu RX na úroveò vhodnou pro bìžné mìøidlo. Modul,

který není souèástí tohoto popisu, je modem. Použil jsem modem Manchester, podle S53MV, který byl nìkolikrát popsán - napø. v [4]. Blokové schéma zaøízení je na obr. 1.

Fázový závìs Obsahuje 2 VCO kmitající na pracovním kmitoètu v pásmu 1296 MHz. VCO TX vyrábí pøímo vysílaný kmitoèet a na jeho varikap je zaveden modulaèní kmitoèet. VCO RX vyrábí kmitoèet pro buzení smìšovaèe RX. Každé VCO je øízeno jedním IO TSA5511. Oba výstupní kmitoèty jsou zcela nezávislé. Díky tomu TCVR umožòuje plnì duplexní provoz. VCO jsou v zapojení s mikropáskovými interdigitálními filtry [6]. Toto zapojení je zatím ponìkud neobvyklé, ale má velmi dobrou spektrální èistotu a kmitá pøímo v pásmu 1296 MHz. Kmitoèet VCO lze mìnit ladicím napìtím o asi 50 MHz. Šíøka pøeladìní je zámìrnì zmenšená kondenzátory C1 a C17. Støední kmitoèet VCO se pøesnì dostaví odfrézováním støedního prstu interdigitálního filtru. Signály z obou VCO jsou zesilovány IO3 a IO4. Pøi simplexním provozu je potøeba v jednom okamžiku vždy jen signál z jednoho VCO - pøí vysílání z VCO TX, pøi pøíjmu z VCO RX. Samotná VCO vypínat nelze - trvalo by pøíliš dlouhou dobu, než by se FZ zavìsil. Signál z právì nepotøebného VCO je proto odpojován vypnutím napìtí na MAR8. To se uskuteèòuje tranzistory T2 a T5. Ty jsou ovládány z portù P5 obvodù TSA5511. Pøi pøíjmu je navíc kmitoèet VCO TX pøelaïován o 2 MHz od pracovního kmitoètu, aby nerušil pøijímaè. K portùm P4 IO TSA5511 jsou pøipojeny signalizaèní diody LED. Jejich svit oznamuje, které VCO je právì aktivní. Referenèní kmitoèet bývá obvykle vyrábìn interním oscilátorem na kmitoètu krystalu pøipojeného k vstupùm Q1 a Q2 TSA5511. Bohužel nelze bìžnì sehnat krystal 3,2 MHz. Proto je referenèní kmitoèet vyrábìn hybridním oscilátorem 32 MHz a vydìlen obvodem IO6 10x na 3,2 MHz. Dvojitou dìlièku 74390 jsem použil z toho dùvodu, že jsem jednoduchou nesehnal. Pøi tomto

3

ního kmitoètu je totiž 3,2 až 4,48 MHz. Pøi kmitoètu krystalu 6,4 MHz již nìkteré kusy TSA5511 pøestávají fungovat. Hybridní oscilátor 32 MHz se používá ve výpoèetní technice, a proto je snadno dostupný. Oba obvody TSA5511 jsou øízeny z procesorové desky sbìrnicí I 2C. Vstupem SDA se pøivádìjí data, vstupem SCL taktovací impulsy. Na vývody P6 a P7 IO jsou pøipojeny mìøicí body. Pøi použití zvláštního programu lze na tìchto mìøicích bodech namìøit kmitoèet z referenèního oscilátoru/512 na P6 a na P7 vydìlený kmitoèet z VCO. Schéma FZ je na obr. 2 a deska s plošnými spoji na obr. 3.

Procesorová deska Funkce celého TCVR jsou øízeny mikroprocesorem Atmel AT89C2051 v obvyklém zapojení. Procesor umožòuje pøepínat 16 pøednastavených kmitoètù, na které lze TCVR naladit. Kmitoèet se pøepíná jumpery na vstupech T1.4 až P1.7. Pøednastavené kmitoèty lze snadno zmìnit HEX editorem v binárním programu pro procesor. Program pro procesor je volnì ke stažení na stránkách www.aradio.cz a na mé stránce www.qsl.net/ok1uga. Po vyjítí tohoto èlánku ho také rozešlu i do sítì PR. Tento program smí být volnì šíøen a používán a za jeho poskytnutí nesmí být vyžadována žádná úplata.

Obr. 2. Schéma zapojení fázového závìsu referenèním kmitoètu je ladicí krok 50 kHz. Bohužel není možné použít pro referenèní kmitoèet bìžnì dostup-

ný krystal 6,4 MHz, jak je to chybnì popisované v nìkterých konstrukcích s TSA5511. Povolený rozsah referenè-

Výstupem P1.3 se pøes optron a T1 ovládá napìtí 12 V TX, které slouží k napájení vysílací èásti TCVR. P1.2 slouží pro ovládání 12 V RX pro napájení pøijímací èásti zaøízení. P1.1 ovládá napìtí 12 V TX2, které blokuje vstup pøijímaèe pøi vysílání. Pøi pøechodu na vysílání se toto napìtí zapne krátký okamžik pøed zapnutím vysílaèe. Tím je ochránìn vstup pøijímaèe pøed nežádoucím „zavysíláním“ do vstupního tranzistoru.

Obr. 3. Deska s plošnými spoji fázového závìsu

4

Obr. 4. Schéma zapojení procesorové desky pìtí než 5 V, je procesorem zablokoznièili. Na port P3.2 je pøipojen signál Vývod P1.0 je použit jako rezerva. váno pøepnutí zaøízení na vysílání PTT z modemu. Pøi uvedení vstupu Program v procesoru je možné libovolnì vstupem PTT. Funkce tlaèítka TX zùdo log. 0 procesor pøepne TCVR na mìnit. Pokud by byla v budoucnosti stává i v tomto stavu nezmìnìna. Divysílání. potøeba další funkce, mùžeme využít oda D2 signalizuje stav signálu DCD Vstup P3.0 je využit pro odstranìní tento vstup. Vstup P3.7 vyrábí SCL 2 v modemu. nepøíjemné chyby, která se vyskytuje signál I C sbìrnice, vstup P3.5 genePokud používáme modem S53MV, u mého poèítaèe a pøedpokládám, že ruje signál SDA. I2C sbìrnicí se ovládají neosadíme diodu DCD v modemu, ale se mùže vyskytovat i u jiných. Když funkce fázového závìsu. Vstup P3.4 propojíme její vývody na vstupy DCD byl vypnut PC a zároveò zapnut ovládá diodu LED signalizující vysílání. a 5 V PC procesorové desky. Zelená TCVR, nìkdy se zaklíèoval vysílaè. Obèas je potøeba pro úèely mìøení a dioda LED D1 signalizuje zapnutí PC. Je to zpùsobeno tím, že PC obsahuje testování trvale zaklíèovat vysílaè na Modem je totiž napájen z SCC karty ATX zdroj a po vypnutí zùstává na navysílání. Proto je vstup P3.4 ovládán PC. Zenerova dioda D8 ochraòuje propájecí sbìrnici neustále asi 0,9 V. Toto tlaèítkem, kterým lze trvale zaklíèovat cesor proti náhodnému pøepìtí, které napìtí se dostává do modemu a zpùvysílaè. Abychom ho pøi nastavování by se mohlo objevit na napájecí sbìrnisobí zaklíèování výstupního tranzistoru zaøízení nemuseli trvale držet, mùžeme ci PC. Signál RESET je vytváøen v spev LM339, který spíná signál PTT. Abych spojit kontakt SL3 poèítaèovou zkraciálním IO - DS1833. To je obvod, ktetomuto stavu zamezil, je sledován portovací propojkou. Pøi tom však musíme rý zøejmì nebude bìžnì k sehnání. tem P3.0 stav napìtí na napájecí sbìrnidávat pozor na oteplení koncového Lze ho však snadno nahradit dostupci. Pokud na ní je výraznì menší natranzistoru ve vysílaèi, abychom ho nenìjším obvodem nebo obvyklým èlánkem RC. Schéma procesorové desky je na obr. 4 a deska s plošnými spoji na obr. 5.

Modul pøijímaèe

Obr. 5. Deska s plošnými spoji Procesorové desky

Jde o nejsložitìjší èást zaøízení. Pøijímaè je zapojen jako superhet s dvojím smìšováním. První mezifrekvence je na kmitoètu 58,7 MHz, druhá na kmitoètu 10,7 MHz. Vstupní díl je v osvìdèeném zapojení s MGF1302. V popisovaném zapojení jsem dosáhl šumového èísla ménì než 6 dB. MGF1302 je napájen ze stabilizátoru IO3 - 78L05. Vstup je pøi vysílání blokován diodou PIN D1. Tranzistor MGF1302 lze s pøekvapivì dobrým výsledkem nahradit velmi levným dvoubázovým tranzistorem FET BF998. Pak je nutné vynechat IO3 a na G2 pøivést napìtí asi 4 až 5 V odporovým dìlièem z napájecího napìtí. Rovnìž je vyzkoušeno použití tranzistoru CF300. V tomto pøípadì použijte na místì IO3 stabilizátor 78L06 a napìtí na G2 nastavte na asi 3 V. Za vstupním tranzistorem následuje tøíobvodová pásmová propust a smìšovaè s BF998, který smìšuje vstupní signál se signálem z VCO. Výstupem je kmitoèet první mezifrekvence 58,7 MHz. Signál z VCO se pøivádí krátkým ko-

5

Obr. 6. Schéma zapojení modulu pøijímaèe axiálním kablíkem na vstup VCO RX. Projde dvouobvodovým pásmovým filtrem L13 a L14 a je pøiveden do G2 T2. Za smìšovaèem následuje dvouobvodová pásmová propust naladìná na kmitoèet první mezifrekvence. Následuje zesílení tranzistorem T3 a další dvouobvodová pásmová propust na kmitoètu první mezifrekvence. Z vazby na cívce L8 jde signál na vstup IO MC3356. To je obvod speciálnì vyrobený pro rychlé datové pøijímaèe. Jeho výstupem je pøímo signál TTL. Obvod je použit v katalogovém zapojení. Ve smìšovaèi v IO je vstupní signál z první mezifrekvence smìšován se signálem z krystalového oscilátoru na kmitoètu 48 MHz s tranzistorem T4. Tento kmitoèet jsem použil pro snadnou dostupnost krystalu. Za smìšovaèem následuje keramický filtr Q1 na kmitoètu 10,7 MHz. Jde o bìžný filtr z rozhlasových pøijímaèù FM. Vyrábí se v rùzných šíøkách propustného pásma. Je vhodné použít co nejužší. Mìl by být k sehnání filtr se šíøkou pásma 180 kHz. Nevhodné jsou filtry širší než 220 kHz. Následuje limitaèní zesilovaè a kvadraturní detektor s rezonanèním obvodem L9, C33. Výstupní signál z detektoru je k dispozici na výstupu NF Out. Nf signál je dále v MC3356 zpracován komparátorem s hysterezí na výsledný datový signál TTL, vyvedený na výstup DATA. Na výstupu S-metr je

k dispozici napìtí, jehož velikost odpovídá síle vstupního signálu. Bohužel je jeho základní úroveò (bez signálu) asi 0,8 V. Proto je pro jeho další zpracování nutno použít obvod S-metru. Trimrem R24 se øídí nastavení potlaèovaèe šumu. Pokud používáme modem S53MV, musí být potlaèovaè šumu vypnut. Na výstupu SQ je informace o zapnutí èi vypnutí potlaèovaèe šumu. Ve svém zaøízení tuto informaci nijak nevyužívám. Schéma pøijímaèe je na obr. 6 a deska s plošnými spoji na obr. 7.

Modul S-metru Tento modul je doplnìk zaøízení, který pøevádí nevhodné napìové úrovnì výstupu S-metr pøijímaèe na úrovnì vhodné pro ruèkové mìøidlo. Modul se skládá ze zdroje záporného napìtí s IO NE555 a operaèního zesilovaèe IO1. Zdroj záporného pøedpìtí je nutný pro napájení OZ, abychom mohli potlaèit základní napìtí na výstupu S-metru. Sestává se z oscilátoru s IO NE555 a diodového zdvojovaèe s D2, D3, C6 a C4. Výstupní záporné napìtí stabilizuje Zenerova dioda D4. Není nutné pøed ni vkládat srážecí odpor, protože výstupní napìtí z mìnièe je velmi mìkké a pøi použití ZD 9V1 je procházející proud asi 4 mA. Napìtí S-metru pøichází na vstupní dìliè R3, R12 a R7. Trimrem R12 lze vynulovat základní výchylku

Obr. 8. Schéma zapojení modulu S-metr

6

mìøidla. D1 zabraòuje výchylce mìøidla k záporným hodnotám. Trimrem R11 se nastavuje maximální výchylka (citlivost) mìøidla. Na výstup lze zapojit v podstatì libovolné mìøidlo v rozsahu od 100 µA do 1 mA. Já použil mìøidlo 200 µA. Schéma S-metru je na obr. 8 a deska s plošnými spoji na obr. 9.

Vysílaè Díky tomu, že VCO pracuje pøímo na pracovním kmitoètu, je konstrukce vysílaèe velmi jednoduchá. Vyvinul jsem 2 moduly vysílaèe. První o výkonu asi 0,5 W; druhý asi 1 až 1,3 W. Vysílaè 1 Jedná se o tøístupòový výkonový zesilovaè ve tøídì C, který signál z modulu FZ zesiluje na výstupní výkon 0,5 W. Signál z VCO je krátkým koaxiálním kablíkem pøiveden na odboèku rezonátoru L1. Z nìj je signálem buzen pøes vazební kondenzátor

Obr. 9. Deska s plošnými spoji modulu S-metr

C2 tranzistor T1. Pro vìtší zisk tohoto stupnì má transistor zavedeno do báze malé pøedpìtí. Tranzistorem bez signálu neteèe klidový proud. Následuje rezonátor L2, který na tranzistor pøivádí napájecí napìtí. Stejné zapojení má i druhý stupeò s tranzistorem BFG135. Na tomto stupni bývá u podobných zapojení použit BFR96. Pøi jeho použití jsem však k mému pøekvapení nebyl schopen z tohoto stupnì získat výkon dostateèný pro buzení koncového stupnì. Nevím, proè tomu tak je. Možná jsem mìl nekvalitní BFR96 - vyzkoušel jsem 3 kusy ze stejné série stejného výrobce. Proto jsem nakonec použil i na tento stupeò tranzistor BFG135. Je s podivem, jak málo se tento výborný a pøitom levný tranzistor v amatérských konstrukcích používá. Na odboèku následujícího rezonátoru je navázán koncový stupeò. V nìm jsem opìt použil tranzistor BFG135. Pro pøizpùsobení báze je použito vedení L4 dolaïované kapacitními trimry C12 a C13. Kolektor je k zátìži pøizpùsoben vedením L5 a trimry C15 a C16. Souèástí koncového stupnì je elektronický pøepínaè RX - TX s diodami PIN D1 a D2. Pro uvažovaný výkon postaèí typ BA479. Pøi vysílání je sepnuta dioda D1. Všechny tøi tranzistory mají v napájení zapojeny malé odpory, na kterých lze mìøit napìtí odpovídající kolektorovému proudu. Pøes oddìlovací kondenzátor C17 je vyrobený výkon veden na výstupní konektor N. Pøi pøíjmu je vypnuto napìtí +12 V TX a pøivedeno napìtí na vstup +12 V RX. Tím sepne dioda D2 a z anténního konektoru jde signál na výstup k RX. Schéma vysílaèe 0,5 W je na obr. 10 a deska s plošnými spoji na obr. 11. Vysílaè 2

Obr. 7. Deska s plošnými spoji modulu pøijímaèe

V tomto zesilovaèi jsem se ponìkud zpronevìøil své zásadì používat pouze bìžnì dostupné souèástky. Na koncovém stupni je totiž použit tranzistor GaS FET typu CLY10. Tento tranzistor se mi náhodou podaøilo sehnat a nedalo mi, abych ho v zaøízení nevyzkoušel. Na vstupu zesilovaèe je použit IO MAR8 v katalogovém zapojení následuje ladìný obvod L2 a druhý stupeò

Obr. 10. Schéma zapojení vysílaèe 1

7

SCC karty v PC a je z ní i napájen. OK2UCX popsal pøipojení tohoto modemu i na paralelní nebo sériový port PC. Toto pøipojení však nemám vyzkoušeno.

Stavba zaøízení a jeho oživení Na zaèátku této kapitoly je nutné upozornit pøípadné zájemce, že stavba tohoto zaøízení není jednoduchá a nelze ji úspìšnì dokonèit bez zkušeností ve vf technice a základní mìøicí technice. Z mìøicí techniky se neobejdete vedle universálního mìøicího pøístroje (V, A, Ω) bez èítaèe do 1300 MHz, osciloskopu a vf voltmetru. Místo vf voltmetru lze použít i diodovou sondu k voltmetru. Výhodné je použít spektrální analyzátor a wobler. Procesorová deska

Obr. 11. Deska s plošnými spoji vysílaèe 1 s tranzistorem BFG135. Do jeho báze je pøivedeno promìnné pøedpìtí z dìlièe R5 a R3. Toto zapojení je dost neobvyklé a na první pohled hrozí znièení tranzistoru, pokud pøivedeme na bázi pøíliš velké napìtí. Zesílení tranzistoru však je malé a souèástky dìlièe jsou voleny tak, aby se tranzistor neznièil. Pøesto však je dobré být pøi zvyšování Ub velmi opatrný, protože zesílení tranzistoru mùže být kus od kusu znaènì rozdílné. Proud tranzistorem mìøíme na R3. Následuje další ladìný obvod L3 a koncový stupeò s tranzistorem CLY10. C23 slouží jako ss oddìlení, kdyby se prorazil trimr C12. Tento tranzistor má uzemnìný emitor, a proto musíme na møížku pøivést záporné pøedpìtí. Tranzistor napájíme napìtím 6 V, které získáme použitím stabilizátoru 7806. Z tohoto napìtí dostaneme záporné pøedpìtí pro G T3 oblíbeným IO ICL7660. Pøi napájecím napìtí +6 V získáme na výstupu 5 obvodu -6 V. Trimrem R6 lze mìnit pøedpìtí na G T3. Za koncovým stupnìm je zapojen anténní pøepínaè stejný jako u vysílaèe 1. Na místì D1 a D2 by bylo vhodné místo BA479 použít lepší diody. Já jsem použil diody HSMP3822, které se mi náhodou

Obr. 12. Schéma zapojení vysílaèe 2

8

podaøilo sehnat. Bohužel u nás se vhodné diody shánìjí obtížnì. Schéma vysílaèe 2 je na obr. 12 a deska s plošnými spoji na obr. 13.

Modem U TCVR lze použít v podstatì libovolný modem. Vhodných modemù byla v literatuøe popsána celá øada. Já použil modem podle S53MV s modifikací DPS podle OK1DXO. Popis modemu není souèástí tohoto popisu - nejsem jeho autorem. Doporuèuji u nìj uskuteènit dvì drobné úpravy. Rezistor 68 kΩ, který „jde“ na výstup modulaèního signálu, je vynechán (nahrazen propojkou) a trimr 10 kΩ, kterým se nastavuje výstupní úroveò modulace, je nahrazen trimrem 1 kΩ. Pøed touto zmìnou se zaoblovaly hrany modulaèního signálu. Další zmìnou je neosazení diody LED DCD a propojení uvolnìných pájecích bodù na odpovídající vstupy procesorové desky. Modem je pøipojen do

Jako první je tøeba oživit tento modul. Na jeho funkci jsou závislé všechny ostatní moduly. Osaïte všechny souèástky. Pouze procesor ponechte venku z objímky. Pøipojte napájecí napìtí a zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO2. Odpojte napájení a zasuòte naprogramovaný procesor. Opìt pøipojte napìtí. Po iniciaci (asi 1 s) by se mìlo objevit napìtí na výstupu +12 V RX. Stisknìte tlaèítko TX. Mìla by se rozsvítit èervená dioda LED D3, zmizí napìtí z výstupu +12 V RX a objeví se na výstupech +12 V TX a +12 V TX2. Tím je ovìøena funkènost procesorové desky. Fázový závìs Nejprve osaïte veškeré souèástky v obvodech VCO a zesilovaèích s MAR8. Propojte volné konce rezistorù R6 a R19 na zem. Na volné konce R10 a R22 pøipojte napìtí asi 6 V. Pøipojte napájecí napìtí a pøekontrolujte, zda napìtí v mìrných bodech pøibližnì odpovídají hodnotám, které jsou vyzna-

Obr. 13. Deska s plošnými spoji vysílaèe 2 èeny ve schématu. Pøipojte èítaè na výstup a mìli byste namìøit kmitoèet výstupního signálu v pásmu 1296 MHz. V této chvíli pravdìpodobnì bude výstupní kmitoèet o nìco nižší, než budeme potøebovat. Kmitoèet by mìl být pomìrnì stabilní a klidný. Zkuste mìnit ladicí napìtí v rozsahu od 3 do 10 V. Kmitoèet by se mìl mìnit asi o 50 MHz a oscilace nesmí vypadávat. Obvykle se však mìní amplituda kmitù. Nelekejte se toho, že tranzistory T1, T4, rezistory R2, R3, R15, R16 a zesilovaèe IO3 a IO4 znatelnì høejí - je to v poøádku. Zapojte IO5, hybridní oscilátor, dìlièku IO6 a všechny související souèástky. Èítaèem zkontrolujte výstupní kmitoèet 32 MHz z oscilátoru. Pak zmìøte kmitoèet 3,2 MHz na vývodu 13 dìlièky 74390. Osaïte IO1 a IO2 a všechny související souèástky. Vstupy SDA a SCL propojte se stejnojmennými vývody na procesorové desce a zapnìte pøístroj. Po krátké iniciaci by se mìla rozsvítit zelená dioda LED D4 signalizující pøepnutí na pøíjem. Tranzistor T5 je sepnut a T2 rozepnut. Stisknìte tlaèítko TX na procesorové desce - mìla by se rozsvítit èervená dioda LED D3 signalizující vysílání. Tranzistor T2 je sepnut a T5 rozepnut. Tím je zkontrolovaná

funkce sbìrnice I2C a ovládání funkcí FZ. Sejmuté sekvence ovládacích signálù na I2C pøi zápisu i ètení jsou na obrázcích obr. 14 a obr. 15. Pøepnìte zpìt na pøíjem a pøipojte èítaè na výstup RX. Jumpery na procesorové desce nastavte kmitoèet, který chcete používat. Voltmetr pøipojte na spoj rezistorù R21 a R22. Pokud máte štìstí, je na výstupu kmitoèet nastavený na procesorové desce. Napìtí mìøené voltmetrem by mìlo být vyšší než 5 V a menší než 10 V. Za souèasného sledování kmitoètu odfrézujte volný konec prostøedního prstu rezonátoru tak, aby bylo napìtí asi 6 V. Pøitom nesmí oscilátor pøestat kmitat a kmitoèet musí být zcela stabilní. U jednoho oscilátoru se mi stalo, že ladicí napìtí bylo asi 5 V, výstupní kmitoèet byl udržován o nìkolik MHz nad nastaveným kmitoètem a poslední místa na èítaèi problikávala - kmitoèet byl nestabilní. Speciálním programem jsem pøeèetl po I2C z TSA5511, že FZ je zavìšen. Nad problémem jsem strávil øadu hodin, než jsem našel pøíèinu. Vf napìtí na vstupu TSA5511 bylo pøíliš malé a ten zaèal chybovat pøi jeho dìlení. Øešení bylo prosté. Vynechal jsem vazební kondenzátor 1 pF od výstupu VCO a navázal vstup TSA5511 krátkým drátkem pøitisknutým pøímo

ke kolektorovému rezonátoru VCO. Pochopitelnì je možné také vyzkoušet zmìnu odporu rezistoru z kolektoru do báze tranzistoru ve VCO. Jeho zmenšením se zvyšuje výstupní amplituda, ale také roste odebíraný proud a oteplení tranzistoru. Odpor 22 kΩ se mi jeví jako rozumný kompromis. Pokud máte nastavený oscilátor RX, pøepnìte na vysílání a zopakujte postup pro oscilátor TX. V pøípadì problémù mùžete využít speciální rutinu, která je souèástí programu v procesoru. Aktivuje se tak, že držíme stisknuté tlaèítko TX a souèasnì zapneme TCVR. Po 3 s zaène blikat LED TX, což je indikace spuštìné diagnostické rutiny. Tím jsou uvedeny obì TSA5511 do speciálního diagnostického módu, ve kterém lze na mìøicích bodech mìøit vydìlené kmitoèty vstupující do TSA5511. Na MB1 a MB3 lze mìøit referenèní kmitoèet 3,2 MHz vydìlený 512 - tedy 6,25 kHz. Na MB2 a MB4 namìøíte kmitoèet VCO vydìlený dìlicím pomìrem promìnného dìlièe v TSA5511. Pokud namìøíte jiný kmitoèet, je pravdìpodobné, že má dìlièka malé vstupní napìtí a nedìlí správnì. Sejmutý tvar signálù na mìøicích bodech v diagnostickém režimu je na obr. 16 Vysílaè pro TCVR Oba vysílaèe jsem postavil a v provozu vyzkoušel. Oživení vysílaèe 1 bylo prakticky bez problémù, horší to bylo s vysílaèem 2, který musí mít vìtší zisk, a byl problém ho dosáhnout. Oba zesilovaèe jsou naprosto stabilní a není tedy problém je naladit. Všechny trimry ostøe ladí. Vysílaè 1 Oživení vysílaèe je pomìrnì jednoduché. Prostì se všechny obvody nastaví na maximální výstupní výkon. Pøes pomìrnì znaèný zisk celého zesilovaèe je vysílaè zcela stabilní a jeho nastavení neèiní velké problémy. Na vstup pøiveïte signál z FZ a do výstupního konektoru pøipojte pøes mìøiè ÈSV umìlou zátìž 50 Ω vhodnou pro pracovní kmitoèet. Vf sondou se pøipojte na živý konec rezonátoru L1 a

Obr. 14 a 15. Sejmuté sekvence ovládacích signálù na I2C pøi zápisu i ètení

9

Obr. 16. Sejmutý tvar signálù na mìøicích bodech v diagnostickém režimu

obvod nastavte na maximum. Pøipojte se na „živý“ konec rezonátoru L2 a kapacitními trimry C1 a C6 nalaïte maximum signálu. Sledujte proud procházející tranzistorem, mìl by dosáhnout asi 28 mA. Pøipojte vf sondu na živý konec rezonátoru L3. Ladìním všech tøí obvodù opìt nalaïte maximální napìtí. V okamžiku, kdy se objeví výchylka na mìøièi ÈSV, dolaïte kapacitní trimry C15 a C16 na maximální výchylku. To je velmi dùležité. Tranzistor T3 je používán na hranici svých možností a pøi nedoladìném výstupu byste ho mohli velmi snadno „upéci“. Dolaïte všechny obvody na maximum výstupního výkonu pøi souèasném sledování proudu tranzistorem T3. Pokud by tento proud pøesáhl 120 mA, je tøeba zmenšit zisk zesilovaèe tak, aby se nepøetìžoval tranzistor T3. Snížit zisk lze zvìtšením odporu rezistorù R3, R5 a R7 nebo zmenšením kapacit kondenzátorù C2 a C7. Opakovaným jemným dolaïováním všech obvodù dosáhnìte maximálního výstupního výkonu. Všechny obvody se ladí pomìrnì ostøe a nesmí se skokovì zmìnit amplituda. To by bylo pøíznakem nestability zesilovaèe. Souèasnì sledujte oteplení tranzistoru a podle potøeby ladìní pøerušujte, aby se tranzistor nepøehøál. V této souvislosti musím upozornit na jednu nepøíjemnou vlastnost tohoto zesilovaèe, která je zpùsobena jednoduchostí jeho konstrukce. Výstupní výkon je znaènì závislý na napájecím napìtí. Pokud zesilovaè nastavíte pøi napìtí 12 V a pak ho pøipojíte na oblíbených 13,8 V, zcela jistì „upeèete“ výstupní tranzistor. Nastavujte tedy TX pøi napìtí, s jakým pozdìji budete celé zaøízení používat. Tuto vlastnost mají všechna podobnì zapojená amatérská zaøízení, jen jejich autoøi se o tom jaksi opomnìli zmínit. Øešením by bylo zavedení stabilizace pracovního bodu tranzistorù, avšak pak by jistì nastaly problémy s blokováním a nestabilitou zesilovaèe. Na závìr ještì ovìøte, že dioda D2 je polarizovaná v nepropustném smìru a na výstupu k RX není žádné vf napìtí. To by mohlo znièit vstupní tranzistor v pøijímaèi. Za zmínku stojí chlazení koncového tranzistoru. Tento tranzistor je za-

10

tìžován na hranici svých možností. Proto je nutné uèinit všechna opatøení pro lepší chlazení. Doporuèuji namazat ze spodní strany tranzistor silikonovou vazelínou a pøed zapájením pøitisknout k DPS. Z vrchní strany je chlazen køidélkem z mìdìného plechu, které je pøitisknuto k pouzdru tranzistoru. Spoj je opìt potøen silikonovou vazelínou. Kolektorový výstupní pásek je pøitisknut k mìdìnému pásku na DPS a pak pøipájen. Dùležitý je tìsný styk kolektoru s mìdìným vedením - odvádí se jím znaèná èást tepla z tranzistoru. Vysílaè 2 Oživení tohoto vysílaèe bylo ponìkud obtížnìjší. Byl problém dosáhnout potøebného zisku. Proto jsem použil na prvním stupni místo tranzistoru BFR93 obvod MAR8. Nejprve stáhnìte trimrem R13 napìtí na B T1 na 0 V a pøedpìtí na G T2 na nejvìtší záporné napìtí. Pøipojte všechna napájecí napìtí a zkontrolujte napìtí 6 V za IO3 a -6 V za IO2 a odpovídající napìtí na plošce pro G T2. Pak teprve zapojte tranzistor T2 do desky. Nastavte trimrem R6 klidový proud tranzistorem T2 na asi 300 mA. U tohoto zesilovaèe se mi nejlépe osvìdèilo nastavení do tøídy A. Pøipojte signál z VCO. Vf sondu pøipojte na B T1 a nalaïte obvod L1 na maximum. Sondu pøipojte na C23 a dolaïte na maximum obvod L3. Vyzkoušejte nìkolik kapacit i typù kondenzátoru SMD C4. Tento kondenzátor má zásadní vliv na správné nastavení a zisk tranzistoru T1. Trimrem R13 lze plynule mìnit zisk stupnì. Pozor však na proud tranzistorem! Pøipojte se sondou na C T3 a nastavte trimry C12 a C13 na maximum. Pøepojte sondu za D1 a nastavte na maximum signálu trimry C32 a C13. Teï již by mìlo být mìøitelné napìtí na umìlé zátìži. Opakovanì laïte všechny obvody na maximum signálu na umìlé zátìži až získáte výstupní výkon asi 1 až 1,3 W. Nezapomeòte zkontrolovat, že je dioda D2 polarizována v nepropustném smìru. Kritickým bodem tohoto zesilovaèe je chlazení stabilizátoru 7806 a tranzistoru T2. Stabilizátor je chlazen polovinou rozøíznutého chladièe pro proce-

sor Pentium, ke kterému je pøišroubován pøes stìnu krabièky. Vhodné je ještì vložit mezi stabilizátor a stìnu krabièky pásek Cu plechu tloušky 0,5 mm. Ten slouží pro rozvedení tepla na vìtší plochu a jeho snadnìjší prostup stìnou krabièky z ocelového pocínovaného plechu. Všechny styèné plochy jsou namazané silikonovou vazelínou nebo pastou na chladièe. Tranzistor T2 je chlazen pomocí L profilu z Cu plechu tloušky 0,5 mm, který je pøipájen k DPS tak, aby na jednu plochu profilu dosedalo chladicí køidélko tranzistoru a druhá plocha je pøitisknuta ke stìnì krabièky. Z vnìjšku krabièky dosedá druhá polovina procesorového chladièe. Chladiè je skrz stìnu sešroubován s chladicím Cu profilem. Samozøejmì jsou opìt všechny styèné plochy namazány silikonovou vazelínou. Pøijímaè Pøijímaè je bezesporu nejsložitìjší èástí celého zaøízení a nejnároènìjší na nastavení. Nejprve osaïte všechny souèástky v oscilátoru 48 MHz s tranzistorem T4. Nalaïte cívkou L11 maximum na pracovním kmitoètu. Vìtšina bìžnì dostupných krystalù má sice na pouzdru napsáno 48 MHz, ale vìtšinou jde o harmonické krystaly se základním kmitoètem 3x nebo 5x nižším. Proladìním kolektorového obvodu lze nalézt i jiné kmitoèty než 48 MHz. Jemným doladìním lze pøesnì naladit kmitoèet 48,000 MHz. Osaïte všechny souèástky kolem IO2. MC3356 zatím ponechte nezapojený. Zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO1. Zapojte IO2. Zkontrolujte, zda jsou na jeho vývodech pøibližnì napìtí uvedená ve schématu. Pøed C53 pøipojte vf generátor naladìný na kmitoèet 1. mezifrekvence, tj. 58,7 MHz. Na výstupu S-metr by se mìlo zvýšit napìtí. Proladìním generátoru pøekontrolujte propustnou charakteristiku filtru Q1. Osaïte propust L7, L8 a všechny souèásti okolo T3. Generátor pøipojte pøed C32. Nalaïte propust a zkontrolujte její charakteristiku proladìním generátoru. Použití wobleru zde bude výhodou. Na tomto místì je tøeba upozornit na nutnost dodržení kapacit kondenzátorù C30 a C31. Rùzní „zlepšovatelé“ jistì budou v pokušení zvìtšit zisk stupnì zvýšením uvedených kapacit. Tím však dosáhnou pøesného opaku. Poškodí kmitoètovou charakteristiku propusti - vzniknou dva vrcholy a mezi nimi hluboké prosedlání. Taková charakteristika propusti by poškodila modulaèní signál natolik, že by pøenos znaènì chyboval, nebo by RX vùbec nefungoval. Osaïte souèástky kolem T2 a propust L5, L6. Pøipojte generátor na G1 tranzistoru T2 a zopakujte pøedchozí postup. Celý mf zesilovaè již má takový zisk, že nevadí, že je výstup z generátoru prakticky zkratován rezonátorem L4. Dolaïte obì propusti L5, L6 i L7, L8. Osaïte souèástky kolem T1 s výjimkou tranzistoru. Zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO3. Pokud je v poøádku, mùžete osadit i tranzistor T1. Zkontrolujte napìtí na tran-

Obr. 17. Celková charakteristika L5 - L8

Obr. 18. Propust L5 - L6

Obr. 19. Propust L7 - L8

Obr. 20. Signál na vývodu 12 a 18

zistoru podle schématu. Sejmuté charakteristiky propustí jsou na obr. 17 až obr. 19. Zde je vhodné upozornit, že tranzistor MGF1302 je jako všechny GaSFET souèástky velmi choulostivý na statickou elektøinu. Proto je potøeba alespoò pro tuto operaci vybavit pracovištì pomùckami proti statické elektøinì. Rozhodnì propojte hrot pájeèky se zemní fólií DPS a pøipojte i sebe. Já k tomu používám kovový øetízek od hodinek, který kablíkem propojím se zemní fólií DPS. Nemìjte na sobì nic silonového. Opatrnosti není nikdy nazbyt. V okolí T1 rovnìž nesmíte pájet transformátorovou pájeèkou. To platí i o tranzistorech T2 a T3. Taková souèástka dál zdánlivì funguje, ss chování se nezmìní, avšak výraznì se zhorší vf vlastnosti. Pøipojte vstup VCO RX k výstupu FZ. Vf sondu pøipojte na „horký“ konec rezonátoru L13 a dolaïte ho na maximální napìtí. Sondu pøipojte na G1 tranzistoru T2 a nalaïte celou propust L13 a L14 na maximum. Na procesorové desce nastavte testovací kanál, ve kterém pøi pøíjmu neodskoèí kmitoèet VCO TX. Pro zaèátek mùžete pøivést i napájecí napìtí na MAR8 v TX kanálu a pøipojit krátké kousky drátu na vstup RX a výstup TX kanálu FZ. Tím získáte signál v pásmu 1296 MHz, kterým mùžete hrubì pøednastavit pøijímaè. Postupnì opakovanì dolaïte všechny

obvody pøijímaèe na maximum. Pøi tom postupnì zmenšujte napìtí z generátoru odpojením napìtí na MAR8 a odpojením antének, které jsme v poèátku pøipojili. Pokud se vše povedlo, mìlo by se napìtí na výstupu S-metr blížit 4 V. V této chvíli mùžete pøipojit anténu a poslechnout si signál blízkého PR nódu. Na tento nód pak nastavte znovu celý pøijímaè na maximum. Pochopitelnì šastlivec, který má k dispozici generátor v pásmu 1296 MHz, mùže pøijímaè nastavit tímto generátorem. Tvar výstupních signálù DATA a NF out pøi slabém - zašumìlém signálu je na obr. 20. Rezonanèní kondenzátory C14, C27, C28, C52, C33 a C47 jsou pøipájeny pøímo na vývody kostøièek pod krytem cívek, a nejsou proto zakresleny v rozmístìní souèástek na DPS. Obvod S-metru Nastavení tohoto obvodu je velmi jednoduché. Po pøipojení napájecího napìtí zkontrolujte záporné napìtí asi -9 V na Zenerovì diodì D4. Pak nastavte na mìøidle S-metru nulové napìtí pøi pøijímaèi bez signálu trimrem R12. Pøepnìte na testovací kanál, na mìøidle by se mìla objevit výchylka. Nastavte ji trimrem R11 tìsnì pøed konec stupnice. S-metr pochopitelnì slouží pouze pro relativní indikaci úrovnì vstupního napìtí. Pokud máte pøesný

generátor s kalibrovanými výstupními úrovnìmi, mùžete S-metr ocejchovat, jinak toto nastavení postaèí. Pokud se stane, že nìkterý nód bude mít úroveò signálu vìtší než testovací kanál, nastavujte podle nìj.

Mechanická konstrukce Konstrukce TCVR je velmi jednoduchá. Celé zaøízení je uzavøeno v Al krabièce velikosti 180 x 200 x 60 mm. Pøední a zadní panel jsou spojeny ètyømi duralovými hranolky a tvoøí tak kompaktní celek. Modul procesorové jednotky je pøišroubován pøes distanèní sloupky k èelnímu panelu. Skrz nìj procházejí diody LED a hmatník tlaèítka TX. Ten je vysoustružen z kousku Al nebo mosazné kulatiny. Mimo procesorovou desku je k èelnímu panelu pøipevnìno mìøidlo S-metru a spínaè zaøízení. Popis èelního panelu je vytištìn laserovou tiskárnou na samolepicí prùhlednou fólii, která je k nìmu potom pøilepena. Fólie musí být speciální - vyrobená pro laserové tiskárny. Lze ji dostat v poèítaèových prodejnách a „copy“ centrech. Základní montážní deska vystøihnutá z duralového plechu tloušky 2 mm je umístìna uprostøed výšky zaøízení. K ní jsou z obou stran pøišroubovány jednotlivé moduly. Celkové mechanické provedení je vidìt na fotografiích. Vf moduly jsou vyrobeny na oboustranné DPS. Spodní stranu

11

tvoøí spoje, celá vrchní strana je použita jako zem. Kolem vývodù souèástek je fólie odfrézována speciální frézkou vybroušenou z 3 mm vrtáku. Desky jsou zapájeny do krabièek z pocínovaného plechu a jsou z horní strany opatøeny plechovými víèky. Pro vyvedení vf signálù mohou být použity sklenìné prùchodky nebo SMA konektory, pro ostatní signály a napájení jsou použity prùchodkové kondenzátory o kapacitì 1 nF. Pozornost je tøeba vìnovat použitému materiálu DPS u vf obvodù. Já používám tzv. èervený gumon tloušky 1,6 mm. Lze použít i jiné materiály stejné tloušky, pokud jste si jisti jejich vf vlastnostmi. Zcela nevhodné jsou desky starší výroby ze zelenohnìdého materiálu s výraznou strukturou tkaniny uvnitø. Takový materiál mi jednou díky ztrátám na 144 MHz pøi asi 50 W shoøel plamenem. Vhodná by však zøejmì mìla být vìtšina dnes vyrábìných materiálù. Všechny vf desky mají na mnoha místech „prokovy“ mezi horní celistvou zemní deskou a plochami s nulovým potenciálem na stranì spojù. Pro amatérskou výrobu tìchto „prokovù“ používám mìdìné nýtky tloušky 1 mm z obou stran roznýtované a propájené. Tyto nýtky si nastøíhám z nelakovaného mìdìného drátu. „Prokovy“ vyrobte pøed tím, než zaènete osazovat desku. Pøi pájení ve vf obvodech používejte minimální množství cínu. Pøed pájením DPS dokonale vyleštìte do zrcadlového lesku velmi jemnou ocelovou vatièkou (sehnal jsem ji v Baumaxu). Vyleštìnou desku okamžitì natøete øídkým kalafunovým lakem. Ten zajistí ochranu mìdi proti oxidaci a vynikající pájitelnost. Pak se bude cín krásnì rozlévat a spoj bude èistý a lesklý. Pøebytek cínu výraznì zhoršuje vf vlastnosti obvodù. Anténní výstup z PA je realizován N konektorem. Ten prochází zadním panelem a je s ním a plechovým rámeèkem kolem PA sešroubován dohromady. Tím je dosažena velká mechanická pevnost anténního konektoru.

denzátory SMD velikosti 0805. Ve studeném konci rezonátoru vyvrtám 2 díry o ∅ 1,3 mm, do nich vložím kondenzátory a z obou stran zapájím. Pochopitelnì je možné použít místo nich i trapézové kondenzátory, které jsou pro vf urèeny a mìly by být lepší. Jako kapacitní trimry v obvodech 1296 MHz by byly ideální SKY trimry. Ty by však zaøízení znaènì prodražily. Proto jsem použil levné trimry VALVO 23508. Lze je na objednávku koupit u GES ELECTRONICS. Cívková tìlíska použitá v mf obvodech jsou bìžné „Pardubické“ kostøièky. Ty lze získat z vyøazených vysílaèek z výroby TESLA Pardubice, které jsou k dostání na rùzných radioamatérských burzách. Kryty tìchto kostøièek mají odstranìné pájecí vývody a jsou pøipájeny kolem dokola k horní zemní ploše. Jedinou polovodièovou souèástku, kterou jsem obtížnì shánìl, byla kapacitní dioda BB405. Jejich dodání (na objednávku) trvalo pøes 3 mìsíce. Ostatní byly k dostání buï pøímo na pultì, nebo na objednávku do 14 dní. Jediný mnì známý prodejce vstupního tranzistoru MGF1302 v ÈR je GESELECTRONICS. Obtížnìji dostupný bude tranzistor CLY10. Ten se mi náhodou podaøilo získat na inzerát. Krystalový oscilátor 32 MHz použitý ve fázovém závìsu jsem získal z vyøazené výpoèetní techniky. Mìl by však být bìžnì ke koupi. Pozor na tranzistor BF998. Je vyrábìn ve dvou modifikacích. Nekupte si tranzistor BF998R. Jde o stejný tranzistor, který má zrcadlovì prohozené vývody. Rovnìž u TSA5511 je možné zakoupit rùzné verze obvodu. Pozor tedy pøi objednávání - musíte získat obvody TSA5511AT. Dùležitá jsou písmenka AT. Zkontrolujte si to pøi pøevzetí obvodù - já jsem taky dostal jinou verzi, než jsem si objednal, ale naštìstí jsem mohl ještì zmìnit návrh DPS. Cu plech tloušky 0,5 mm pro chladicí profily v koncových stupních dostanete v každé lepší prodejnì elektromateriálu - zemnicí pásek.

Použité souèástky

Zmìna kmitoètu

Velmi dùležité jsou vlastnosti použitých blokovacích kondenzátorù. Pro blokování na 1296 MHz takøka bezvýhradnì používám kvalitní kondenzátory SMD. Nezáleží na jejich pøesné kapacitì, ale hlavnì na kvalitním vf materiálu. Pokud nevíte, jaký je materiál kondenzátorù, které máte k dispozici, používejte radši menší kapacitu okolo 100 pF, která je dostateèná pro zablokování tohoto kmitoètu, a je pravdìpodobné, že bude vyrobena z vf materiálu. Používám vìtšinou souèástky SMD vyjmuté z vyøazených desek výpoèetní techniky nebo vf dílù televizorù apod. Pro blokování studených koncù rezonátorù na 1296 MHz se vìtšinou používají trapézové kondenzátory. Jsou však drahé, obtížnì dostupné a obdélníkový otvor pro jejich upevnìní se špatnì vyrábí. Proto jsem pøemýšlel, èím je nahradit. Použil jsem dva kon-

V transceiveru je možné pøednastavit 16 kmitoètù a pøepínat je pomocí poèítaèových jumperù SL1 a SL2. Pøepínání lze v pøípadì potøeby vyvést na èelní panel. Pochopitelnì ne každému budou staèit kmitoèty, které jsem uložil do mnou vytvoøeného programu. Proto jsem ho napsal tak, aby si frekvence uložené v programu mohl každý zmìnit podle potøeby. Staèí binární soubor s programem otevøít HEX editorem a zmìnit hodnoty pøedstavující pøednastavené kmitoèty. Tyto hodnoty zaèínají na adrese 5DCH = 1500D. Nastavuje se kmitoèet VCO vysílaèe pøi vysílání, kmitoèet VCO vysilaèe pøi pøíjmu a kmitoèet VCO pøijímaèe. V tomto poøadí jsou také ukládány v pamìti. Každý kmitoèet potøebuje 2 B, tedy jedno nastavení potøebuje celkem 6 B. Takže celá editaèní oblast je dlouhá 96 B. Jiné adresy nesmíte pøepsat!

12

Výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù Vzorec pro výpoèet hodnoty kmitoètu: N = 64(f vco /f q ), kde N je dìlicí pomìr TSA5511 (dekadicky), fvco kmitoèet VCO [MHz], fq kmitoèet reference [MHz] - v našem pøípadì 3,2 MHz. Pro vysílaè nastavujeme pøímo vysílaný kmitoèet, pro pøijímaè pøijímaný kmitoèet - kmitoèet 1. mezifrekvence. Napø. pro kmitoèet OK0NHR = 1291,500 MHz Vysílaè: Kmitoèet VCO TX = 1291,500 MHz N = 64(1291,5/3,2) = 25830D = 64E6H Vysílaè pøi pøíjmu: Pøi pøíjmu musíme odskoèit kmitoètem VCO TX, aby nebyl pøímo na pøijímaném kmitoètu. U svého TCVR odskoèím o 2 MHz níž, takže nastavený kmitoèet má být 1289,5 MHz N = 64(1289,5/3,2) = 25790D = 64BEH Pøijímaè: FVCO = Fpøijímaèe - mf1 = 1291,5 - 58,7 = = 1232,8 MHz N = 64(1232,8/3,2) = 24656D = 6050H Pøedpokládejme, že chceme uložit toto nastavení na první místo. Pak uložíme na 6 B poèínaje adresou 5DCH = 1500D tyto vypoèítané hodnoty. Uložíme tedy tento øetìzec: 64 E6 64 BE 60 50. Stejnì si poèínáme u ostatních kmitoètù až do naplnìní celého vymezeného rozsahu pamìti 96 B. Pøehled mnou naprogramovaných kmitoètù a jejich umístìní v pamìti najdete v tab. 1. Pro snadnìjší výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù jsem pøipravil tabulku v programu MS Excel, do které zadáte vámi požadované kmitoèty a tabulka automaticky dopoèítá poža-

Tab. 2. Pøíklad tabulky pro snadnìjší výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù v programu MS Excel, do které zadáte požadované kmitoèty a tabulka automaticky dopoèítá požadované hodnoty

dované hodnoty. Tato tabulka bude po zveøejnìní tohoto èlánku umístìna na www.aradio.cz, na mé stránce www.qsl.net/ok1uga a rozešlu ji do sítì BBS v síti paket rádio. Pro správnou funkci tabulky je potøeba mít Excel 97 nebo vyšší a je nutné mít aktivované nástroje pro analýzu dat - NÁSTROJE => ANALÝZA DAT.

Seznam souèástek Fázový závìs R1, R14 R2, R3, R15, R16 R4 R5, R18 R6, R11, R12, R19, R23, R25, R26, R27, R28, R31 R7, R13 R8, R9, R10, R20, R21, R22 R17 R24 C1, C17 C2, C5, C18, C20 C3, C4, C19, C22 C6, C21, C27, C28, C32 C7, C12, C15, C16, C30, C32, C33 C8, C23 C9, C24

22 kΩ, SMD 100 Ω, SMD 150 Ω 33 kΩ 10 kΩ 1 kΩ 22 kΩ 180 Ω 1 MΩ 10 pF, SMD vf 1 nF, SMD vf 1 pF, SMD vf

C10 C11 C13, C14 C25, C26 C29 D1, D2 D3 D4 IO1, IO2 IO3, IO4 IO5 IO6 OSC T1, T4 T2, T5 T3, T6 TL.1, TL.2

1 nF, ker. 5 mm 10 nF, ker. 5 mm 22 µF, 2,5 mm 10 nF, ker. 5 mm 100 µF, 2,5 mm BB405 Èervená LED 5 mm Zelená LED 5 mm TSA5511AT MAR8 78L05 74390 32 MHz BFR93 BC177 BC238 0,1 µH SMCC

Pøijímaè R1, R2 R3, R11, R4, R12, R13, R14 R5

12 kΩ

56 Ω

10 kΩ 100 Ω, SMD

R6, R30 12 Ω R10 120 Ω R15 470 kΩ R16 15 kΩ R17 18 kΩ R18, R22, R28 3,3 kΩ R19, R20, R36 47 kΩ R21 130 kΩ R23, R35 4,7 kΩ R24 3 kΩ, Piher PT10 ležatý R25, R26 330 Ω R27 270 Ω R29 3,9 kΩ R31 100 kΩ R32 1 kΩ R35 4,7 kΩ R37 22 kΩ C1 10 pF, SMD vf C2, C7, C8, C9, C21, C22 5 pF, trimr Valvo 23508 C3, C6, C10, C17, C18, C19, C20, C26 1 nF, SMD vf C4, C13, C16, C25, C29, C40, C41, C42, C43, C44, C49, C53, C56, C58, C59 10 nF, ker. 5 mm C5, C11 100 nF, ker. 5 mm C12, C55 10 nF, SMD C14, C27, C28, C52 22 pF, ker. 2,5 mm, pod krytem C15, C31 1,5 pF, ker. 2,5 mm C30, C50 1 pF, ker. 2,5 mm C32, C45, C47 15 pF, ker. 5 mm C33 47 pF, ker. 2,5 mm, pod krytem C34, C36 220 pF, ker. 5 mm C35, C39 100 nF, ker. 5 mm C46 27 pF, ker. 5 mm C48 12 pF, ker. 5 mm C51 1 nF, ker. 2,5 mm C54, C57 220 nF, ker. 5 mm D1 BA479 D3 LED zelená 3 mm IO1,IO3 78L05 IO2 MC3356, DIL20 Q1 SFE10,7 M3 Murata Q2 48 MHz T1 MGF1302 T2 BF998 T3 KF910 T4 KC509 TL.2, TL.3, TL.5 100 µH, SMCC

1 nF, ker. 2,5 mm 100 nF, ker. 5 mm 220 nF, ker. 5 mm 47 nF, ker. 5 mm

Tab. 3. Zmìøené charakteristiky zkušebního VCO. Charakteristiky mìøil na spektrálním analyzátoru OK2DGB

13

T2 TL.6

CLY10 50 µH, SMCC

S-metr R1, R2, R4 22 kΩ R3 39 kΩ R5 1,2 kΩ R6 12 kΩ R7 180 kΩ R11 50 kΩ, trimr Piher PT10 ležatý R12 100 kΩ, trimr Piher PT10 ležatý C1, C3 100 nF, ker. 5 mm C2 1 nF, ker. 5 mm C4 200 µF/25 V, 5 mm C5 47 µF/25 V, 2,5 mm C6 100 µF/25 V, 5 mm C9 3,3 nF, ker. 5 mm C10 150 nF, ker. 5 mm D1 KA262 D2, D3 BAT46 D4 9V1 IO1 741P IO3 555N Navíjecí pøedpis cívek pøijímaèe: L5 až L7 - 7 z drátem ∅ 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02 L8 - 7 z drátem ∅ 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02, vazba 1 z drátem ∅ 0,2 mm uprostøed hlavního vinutí. L9 - 25 z drátem ∅ 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02. L11 - 10 z drátem ∅ 0,25 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02.

Vysílaè 0,5 W R1 22 kΩ R2, R4, R6 1 kΩ R3 22 Ω R5 18 Ω R7 3,3 Ω R8 680 Ω R9 56 Ω R10 100 kΩ C1, C6, C11, C12, C13, C15, C16 5 pF, trimr Valvo 23508 C2 1,2 pF, SMD vf C3, C4, C5, C8, C9, C10, C14, C19 1 nF, SMD vf C7 3,3 pF, SMD vf C17 330 pF, SMD vf C18 100 nF, ker. 5 mm C20, C21 15 pF, SMD vf D1, D2 BA479 T1 BFR93 T2, T3 BFG135

Rozpis souèástek vysílaèe 1,3 W R1 150 Ω/0,5 W R2, R4, R7 1 kΩ R3 6,8 Ω R5 10 kΩ R6, R13 1 kΩ, trimr Piher PT5 ležatý R8, R9 330 Ω R10 100 kΩ

14

R11 R12 C1,C2 C3 C4 C5, C15, C28 C6, C11, C12, C13, C32 5 pF, C7, C8, C9, C10 C14, C18, C27 C17 C19, C25 C20, C22 C23 D1, D2 IO1 IO2 IO3 T1

1 kΩ 820 Ω 680 pF, SMD vf 47 pF, SMD vf 1,5 pF, SMD vf 22 pF, SMD vf trimr Valvo 23508 1 nF, SMD vf 100 nF, ker. 5 mm 330 pF, SMD vf 10 µF, 2,5 mm 22 µF, 2,5 mm 15 pF, SMD vf BA479 MAR8 ICL7660 7806 BFG135

Použitá literatura [1] Skalický, P: Mikroprocesory øady 8051. [2] Philips - Datasheet TSA5511 [3] Motorola - Datasheet MC3356 [4] Lajšner, P., OK2UCX: Vylepšený Manchester modem od S53MV. Sborník pøednášek Holice 1996. [5] DD9DU - Transvertor 2 m - 23 cm. CQ-DL 8 a 9/86. [6] Vidmar, M. S53MV: Širokopásmové mikrovlnné VCO. Sborník pøednášek Holice 1999. [7] Vidmar, M. S53MV: TCVR 1296 MHz pro PR. Dnes již neexistující www stránka. [8] http://www.ccr.jussieu.fr/physio/f6bvp /txenglish.html - TCVR od PE1JPD s modifikací od F1BIU.

Generátor volby DTMF s PWM Ing. Roman Jelínek V tomto pøíspìvku bude objasnìn možný zpùsob a princip generování volby DTMF programovì v mikrokontroléru PIC. Tento princip lze využít obecnì v ostatních mikrokontrolérech jako èást programu generující DTMF tóny. Potøeba generování DTMF (Dual Tone Multi Frequency) volby bez použití speciálních integrovaných obvodù k tomu urèených vznikla na základì cenové politiky a podmínek jednoho pražského dovozce telefonních obvodù od firmy Mitel. Pøijímaè (dekodér) tónové volby lze koupit za cca 30,- Kè, ale pøijímaè-vysílaè již pøevyšuje èástku 100,- Kè. Princip bude ukázán na nejmenším z rodiny “PICù” – 12C508A.

Parametry volby DTMF Nejprve je potøeba se seznámit s parametry tónové volby DTMF. Volba nabývá šestnácti stavù, kde každý stav je definován dvojicí tónù. Jeden tón je vždy z dolní ètveøice tónù a druhý z horní ètveøice tónù. Protože kombinací je 4 x 4 = 16, tak možných stavù je právì 16. Dalším parametrem je preemfáze, kdy tóny z horní skupiny mají o 2 dB vìtší amplitudu než tóny z dolní skupiny. Pøesnost tónù je definována ±1,5 %. Další parametry jako délka tónu a mezery, zkreslení, úroveò atd. se týkají až konkrétní konstrukce zaøízení. Tab. 1. Kmitoèty DMTF Dolní skupina 697 770 852 941

Hz Hz Hz Hz

Horní skupina 1209 1336 1477 1633

Hz Hz Hz Hz

Princip generování dvoutónu Základní možnosti jsou dvì: Jednotlivé vzorky lze posílat na port (napø. 8 bitù) a zde mít pøevodník D/A napø. z rezistorù. Toto øešení však zabírá vývody mikrokontroléru, naproti tomu je pøesnìjší. Druhá možnost a tu si popíšeme, je generování PWM (Pulse Width Modulation). Zabírá jeden vývod mikrokontroléru, vyžaduje dolní propust na výstupu, ale modul PWM je u moderních mikrokontrolérù již standardní periférií. V našem pøíkladu použijeme ten nejhorší pøípad – mikrokontrolér bez pøerušení a bez modulu PWM - PIC12C508A. Pøi programovì øešeném PWM je nutno dodržet nìkolik zásad. Následující výpoèty je nejlepší zapsat do tabulkového procesoru (Excel, T602, apod…) a tak se zmìna každého parametru okamžitì projeví ve všech výsledcích. To má velký význam pøi dodržení pøesnosti lepší než 1,5 % všech osmi tónù zároveò. Tìlo celé programové smyèky urèuje vzorkovací kmitoèet, výpoèet konstant pøedstavuje stejnosmìrnou složku a porovnání výstupní hodnoty vzorku je v pøímém vztahu s poètem úrovní vzorkù. V našem pøíkladu si zvolíme:

• Poèet úrovní vzorku pvz = 17 (9 je støední hodnota ± 8). • Poèet bodù „sinusového“ prùbìhu v tabulce pbod = 256. • Kmitoèet oscilátoru je zvolen standardní fo = 3.579545 MHz.

Obr. 1. Sériová komunikace

Tab. 2. Tabulka generovaných tónù (první bit je D5 (Clk5), poslední D0(Clk0) pøichází s posledním Clk než pøejde Select do „1“ Kmitoèet D5 D4 D3 D2 D1 D0 [Hz] 0 33,61 67,22 100,83 134,44 168,05 201,66 235,27 268,88 302,49 336,10 369,71 403,32 436,93 470,54 504,15 537,76 571,37 604,98 638,59 672,20 705,81 739,42 773,03 806,64 840,25 873,86 907,47 941,08 974,69 1008,3 1041,91 1075,52 1109,13 1142,74 1176,35 1209,96 1243,57 1277,18 1310,79 1344,4 1378,01 1411,62 1445,23 1478,84 1512,45 1546,06 1579,67 DTMF - D DTMF - 1 DTMF - 2 DTMF - 3 DTMF - 4 DTMF - 5 DTMF - 6 DTMF - 7 DTMF - 8 DTMF - 9 DTMF - 0 DTMF - * DTMF - # DTMF - A DTMF - B DTMF - C

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

15

Obr. 3. Zapojení generátoru

Obr. 4. Zapojení aktivního filtru

Obr. 2. Vývojový diagram PWM

• Výpoèet konstant je dlouhý kkon = 33 instrukcí. • Porovnání výstupní hodnoty vzorku kpor = 4 instrukce. Toto zadání je zvoleno z øešení programové smyèky PWM a parametrù mikrokontroléru PIC12C508A. Další potøebné údaje vypoèteme z následujících vztahù:

• Doba jedné instrukce: tinst = 4 / fo (4 = za 4 periody fo vykoná 1 instrukci) [s]. • Vzorkovací kmitoèet: fvz = 1 / ((pvz × kpor+ kkon) × tinst) [Hz]. • Základní krok kmitoètu: fkrok = fvz / pbod   [Hz]. • Výpoèet konstanty kn pro požadovaný kmitoèet fn: kn = fn / fkrok   [-]. • Skuteèný generovaný kmitoèet: fskut = (zaokrouhlit na celé kn) × fkrok   [Hz]. • Výpoèet pøesnosti generovaného kmitoètu: d = (100 × (fn - fskut) / fn)   [%]. • Výpoèet konstanty èasovaèe TMR: kTMR = 8 + (256–(kkon + kpor × pvz)) [-], kde konstanta 8 je stejnì jako konstanty kkon a kpor z konkrétnì napsaného programu, jinak napsaný program nebo jiný mikrokontrolér tyto konstanty zásadnì zmìní.

16

Program v mikrokontroléru se skládá ze tøí èástí. První èást jsou dvì tabulky harmonického „sinusového“ prùbìhu dlouhé 64 údajù, druhá sinusovka má o 2 dB vìtší amplitudu. 64 vzorkù je dostaèující, ale výpoèet vzorku se provádí v délce 256 (pbod) a výsledek se dìlí 4 do rámce tabulky 64 a tak se výbìr vzorkù zpøesní. Druhá èást programu se týká komunikace – zadání kmitoètù a povel k vysílání. Komunikace je zvolena synchronní sériová tøívodièová se signály Clk, Data, Select. Takto je možné Clk a Data sdílet s jinou periférií (napø. se sériovou EEPROM), signál Select slouží k øízení tak, že je-li v úrovni „0“, tak program nevysílá a ète sériovou sbìrnici (Clk a Data). Jeli v úrovni „1“, tak posledních 6 bitù pøeètených ze sériové sbìrnice pøed zmìnou signálu Select definuje vysílané kmitoèty a po dobu, kdy je Select v úrovni „1“ vysílá a signály Clk a Data se ignorují. Pokud je tøeba vysílat stále stejný tón, staèí vysílání klíèovat signálem Select – poslednì zapsané kmitoèty zùstávají. Princip komunikace je znázornìn na obr. 1. Poslední èástí programu je smyèka PWM. Vývojový diagram je na obr. 2. Princip generování dvou tónù je takový, že pro jeden kmitoèet, napø. 770 Hz, je vypoètena konstanta kn1 = 23 a pro druhý kmitoèet 1209 Hz je vypoètena konstanta kn2 = 36. Pøi bìhu smyèky PWM se jeden ukazatel po sinusovce posouvá o 23 a druhý o 36, vrácené údaje ze sinusovek se seètou, vydìlí 2 a tak se získá konkrétní vzorek amplitudy generovaný PWM. Protože se vzorky horních kmi-

toètù berou ze sinusovky o 2 dB vìtší než dolní kmitoèty, je tak zaruèena preemfáze. Promìnné K1 a K2 jsou ukazatele výbìru vzorkù sinusového prùbìhu, POC je pomocná promìnná, v promìnné HOD se vypoèítá velikost vzorku, TMR je vnitøní èasovaè, který se inkrementuje od vnitøních hodin (fo / 4). Vzorkovací kmitoèet je více jak pìtkrát vyšší než nejvýše generovaný kmitoèet, a tak výstupní signál lze snadno dolní propustí „vyèistit“ od vzorkovacího kmitoètu.

Pøíklad použití generátoru Zapojení generátoru je na obr. 3, v našem pøíkladu je generátor v samostatném obvodu PIC12C508A. Oscilátor je možno vytvoøit pøipojením krystalu nebo pøivedením kmitoètu 3,579545 MHz od jiného obvodu v zaøízení. Pasivní filtr dolní propusti 2. øádu vyžaduje pøipojení k následujícímu obvodu s velkou vstupní impedancí. Tento filtr je vhodné nahradit aktivním filtrem 3. øádu, který splòuje dostateèné potlaèení vzorkovacího kmitoètu PWM a zaruèí malou výstupní impedanci. Zapojení filtru je na obr. 4. Na závìr je uvedena tabulka všech možných tónù (tab. 2), které lze v programu z našeho pøíkladu generovat. Kromì tónù DTMF volby lze ještì generovat jednotlivé „sinusové“ tóny, které lze v konstrukci použít napø. pro generování melodie, signálu zvonìní nebo oznamovacího/obsazovacího tónu. Další informace nebo naprogramovaný obvod PIC12C508A lze získat na [email protected].

Programovatelný automat Petr Tùma Fakulta mechatroniky, Technická univerzita v Liberci

Programovatelné automaty vyrábí øada firem zabývajících se prùmyslovou automatizací. Automaty jsou nabízeny v øadì variant od malých kompaktních pøístrojù s nìkolika vstupy a výstupy až po rozsáhlé modulární nebo distribuované systémy vybavené speciálními funkèními bloky a možnostmi rùzných komunikací. Malé systémy jsou dostupné i cenovì. Není tedy žádný objektivní dùvod, proè navrhovat nebo dokonce zhotovovat podobná zaøízení. Pøesto dále následuje podrobný popis jednoho takového navrženého a v nìkolika kusech zhotoveného zaøízení. Snad mùže být pro nìkoho lákavé mít ve své aplikaci i svoji øídicí jednotku, snad popis nìkomu poslouží jako inspirace pro jeho vlastní projekt, snad mùže být i pøíspìvkem k rozšíøení obecnìjší informovanosti o technickém øešení podobných problémù. Dále popisovaný programovatelný automat je malý systém, který pracuje s osmi vstupními a s osmi výstupními binárními signály. Uživatelský program je v automatu uložen v pamìti EEPROM. Pro vytváøení a ladìní uživatelského programu je automat vybaven sériovým rozhraním RS232. Uživatelské programování automatu je ponìkud nestandardní, avšak je jednoduché a pro aplikace, ve kterých pøevládá sekvenèní charakter øízení, mùže být velmi efektivní a vést k rychlému sestavení programového øízení. Programování probíhá pomocí poèítaèe PC, k základnímu pøístupu postaèí i znakový terminál, ke komfortnìjší práci je sestaven program pro MS Windows. Automat je napájen stejnosmìrným napìtím v širokém rozsahu 12 až 24 V. Vstupy systému jsou galvanicky opticky oddìlené, nominální práh sepnutí je 12 V. Jeho hodnotu je možné snadno pozmìnit pro každý vstup zvl᚝ napìtím osazené Zenerovy diody. Desku s plošnými spoji lze pro výstupy osadit alternativnì elektromechanickými relé s pøepínacím kontaktem, kombinací optotriak + triak pro bezkontaktní spínání støídavé zátìže 230 V nebo kombinací optoèlen + tranzistor pro bezkontaktní spínání stejnosmìrné zátìže. Všechny varianty mají výstupní obvod galvanicky oddìlený od ostatních obvodù automatu a vhodný typ lze osadit nezávisle na osazení jiných výstupù. Stavy vstupù a výstupù jsou monitorovány LED. Všechna pøípojná místa automatu jsou øešena konektorovou svorkovnicí, deska je umístìna v plastovém rámeèku s možností snadného pøipevnìní na standardní lištu DIN.

Naprogramovaný automat pøi své èinnosti vykonává zadaný program. To spoèívá ve vykonávání tzv. krokù. Krok je základní stavební jednotkou programu, v kroku se sledují vstupy automatu, mohou se mìnit výstupy automatu a rozhoduje se, který krok se provede v dalším taktu. Podobnì jako se vstupy a s výstupy mùže automat ve svých krocích pracovat s osmi binárními vnitøními stavy. Ty mohou vstupovat do podmínek k vyhodnocení jako vstupy, ale mohou být také mìnìny jako výstupy. Jednotlivé kroky, ze kterých se skládá celý aplikaèní program, mají pevnou a jed-

Obr. 1. Struktura zpracování kroku aplikaèního programu

notnou strukturu, naznaèenou na obr. 1. Jak již bylo øeèeno, kroky mají pevnou kostru, avšak øadu programovatelných parametrù, které urèují, co pøesnì se pøi provádìní daného kroku stane. Parametry kroku jsou podmínka P, akce A, délka èasové prodlevy T a èísla krokù KN a KY, z nichž jeden bude provádìn v následujícím taktu automatu. Celkem mùže být v automatu naprogramováno a použito až 999 krokù. Identifikátorem krokù je jejich poøadové èíslo, tj. hodnota 1 až 999. Dùležitou binární hodnotou – mezivýsledkem pøi zpracovávání kroku je hodnota vstupní podmínky P. Mùže nabývat jedné ze dvou konstant – SPLNÌNO, NESPLNÌNO. Splnìní podmínky závisí na hodnotách vstupù automatu, jeho vnitøních stavù a na zpùsobu, jak budou tyto signály vyhodnoceny. Právì zpùsob vyhodnocení každého ze 16 signálù vstupujících do podmínky je dùležitým parametrem kroku, je urèen dvìma bity. Prvním je nejprve urèeno, zda se má vùbec hodnota signálu do podmínky zahrnout. V pøípadì, že ano, je dalším bitem urèeno, jakou hodnotu má signál mít, aby byla jeho dílèí podmínka splnìna. Celková podmínka P aktuálního kroku je pak splnìna právì tehdy, jsou-li splnìny dílèí podmínky všech signálù, které mají být zohlednìny. Do podmínky vstupuje 8 vstupù a 8 vnitøních stavù, zpùsob použití každého z nich je urèen dvìma bity. Celkem je tedy podmínka urèena 32 bity, tj. programovatelný parametr, který upøesòuje, jak budou signály vstupující do podmínky použity má ètyøi byty P1, P2, P3 a P4. Byty P1 a P2 se týkají vstupù, P3 a P4 vnitøních stavù. P1 a P3 urèují, zda se má signál do podmínky zahrnout, P2 a P4 urèují hodnotu, jakou má signál mít, aby mohla být jeho dílèí a tedy i celková podmínka splnìna. Napø. hexadecimálnì vyjádøená podmínka 0A02 F050 požaduje hodnotu 1 na vstupu è. 2 a na vnitøním stavech è. 5 a 7 a hodnotu 0 na vstupu è. 4 a stavech è. 6 a 8. Akce A umožòuje zmìnit výstupy a vnitøní stavy automatu. Každý z tìchto signálù lze nastavit na hodnotu 0 nebo 1 nebo ho ponechat beze zmìny, také chování každého výstupního signálu je urèeno dvìma bity. První øíká, zda se má nebo nemá se signálem manipulovat. V pøípadì, že ano, øíká druhý bit, jakou hodnotu má manipulací nabýt. Pro 16 signálù po dvou bitech je potøeba 32 bitù, tj. 4 byty A1, A2,

Tab. 1. Datová struktura kroku

17

18

Obr. 2. Schéma zapojení automatu

A3 a A4. A1 a A2 se týká výstupù, A3 a A4 vnitøních stavù. A1 a A3 urèuje, zda se signálem pracovat, A2 a A4 urèují nové hodnoty signálù. Napø. akce vyjádøená hexadecimálnì 0B03 5050 nastaví na hodnotu 0 výstup è.4 a na hodnotu 1 nastaví výstupy è. 1 a 2 a stavy è. 5 a 7. Parametry KY, KN a T jsou celoèíselné hodnoty kódované ve váhovém kódu na dvou bytech (nejdøíve vyšší byte). Celkovì zabírají parametry kroku 14 bytù, spolu se dvìma nevyužitými byty jsou uloženy v 16bytové datové struktuøe naznaèené v tab. 1. Automat pracuje v èasových taktech dlouhých 10 ms. Bìhem jednoho každého takového taktu automat provede ètyøi kroky. V prvním taktu, bezprostøednì po zapnutí, automat provede vždy kroky s identifikaèními èísly 1, 2, 3 a 4. Ètveøice krokù provedených v dalším taktu již závisí na naprogramování uvedených úvodních krokù atd. Celkem se tak v automatu mohou paralelnì vyvíjet ètyøi nezávislé sekvence krokù. Sekvence krokù jsou obvykle disjunktní, tj. neexistuje žádný krok, který by patøil do dvou rùzných sekvencí. Takové sekvence lze také chápat jako ètyøi nezávislé izolované aplikaèní programy P0, P1, P2 a P3, které sdílejí spoleèné vstupy, výstupy a vnitøní stavy automatu. Program P0 zaèíná krokem 1, program P1 krokem 2 atd. Automat vykonává všechny ètyøi své programy, kdykoli je zapnut. Souèasnì s touto jeho èinností lze s automatem komunikovat prostøednictvím jeho sériového rozhraní s parametry 9600 Bd, 8 bitù dat, 1 stop bit, bez parity. Na základní úrovni lze automat programovat a sledovat jeho stav pomocí znakového terminálu pøipojeného pøes RS232. Po pøipojení automatu k terminálu by mìl automat odpovídat na stisk klávesy ENTER promptem tvoøeným znakem “>”. Promptem automat indikuje, že oèekává zadání jednoho ze tøí povolených povelù. Všechny povely jsou tvoøeny øadou hexadecimálních cifer (znakù 09, A-F, a-f), pøièemž první vložená cifra je vždy nìkterý ze znakù 0-3, povely mohou obsahovat na kterémkoli místì libovolný poèet mezer a jsou ukonèeny klávesou ENTER. Povolené povely se od sebe liší poètem vložených hexadecimálních cifer, který mùže nabývat hodnot 1, 3 nebo 35. Jiné povely nejsou automatem akceptovány. Nejjednodušší je jednoznakový povel pro zjištìní stavu jednoho z programù P0, P1, P2 nebo P3. Povel se skládá pouze z èísla programu, tedy 0, 1, 2 nebo 3. Odpovìï automatu se skládá z dvojteèky, z hexadecimálního vyjádøení identifikaèního èísla kroku, který je aktuálnì v rámci zadaného programu provádìn, oddìlovací mezerou a opìt v hexadecimálním

Tab. 2. Dotaz na prùbìh programu

Tab. 3. Dotaz na naprogramování zvoleného kroku

Tab. 4. Povel k naprogramování jednoho kroku

formátu aktuální hodnotou èasovaèe, která vyjadøuje, kolik desetin sekundy program v daném kroku ještì setrvá. Dialog s automatem je znázornìn v tab. 2. Zadáme-li jako povel tøi znaky vyjadøující v hexadecimálním tvaru identifikaèní èíslo vybraného kroku, odpoví automat dvojteèkou a hexadecimálním vyjádøením všech parametrù daného kroku, viz tab. 3. Odpovìï je zpøehlednìna oddìlovacími mezera-

mi po dvojicích bajtù, tj. po ètveøicích hexadecimálních cifer. Poøadí parametrù v odpovìdi odpovídá tabulce tab. 1. Nejdelší je povel k pøeprogramování jednoho kroku. Povel obsahuje tøi znaky s hexadecimálním vyjádøením identifikaèního èísla programovaného kroku a následuje 32 hexadecimálních cifer vyjadøujících hodnoty 16 bytù datové struktury parametrù kroku. Povel je znázornìn

Obr. 3. Schéma napájecího zdroje automatu

v tab. 4. Na tento povel automat nemá žádnou odpovìï. Programování automatu pomocí tøí uvedených povelù je sice možné, ale velmi nepohodlné a zdlouhavé, tedy nepraktické. K odstranìní tohoto nedostatku byly sestaveny programy pro PC, které automaticky generují øetìzce hexadecimálních cifer jednotlivých povelù, pøijímají jejich odpovìdi a vytváøejí pro uživatele pøíjemnìjší a pohodlnìjší prostøedí pro práci s automatem. Programování a monitorování stavu automatu se pak dìje napø. klikáním myší v oknì MS Windows, rozpracované èi hotové aplikaèní programy lze ukládat na disk, tisknout atd. Další možností, jak automat naprogramovat, je pøipravit si data definující jednotlivé kroky do souboru v nìjakém binárním nebo hexadecimálním editoru a pomocí vhodného programátoru nahrát soubor do pamìti EEPROM. Adresa kroku v takové pamìti je šestnáctinásobkem jeho identifikaèního èísla. Po vložení pamìti do automatu je vše shodné jako kdyby byla pamì naprogramována pomocí povelù pøímo v automatu. Automat je sestaven kolem malého jednoèipového mikropoèítaèe AT89C2051. Jeho èinnost je podporována integrovaným obvodem X5045, který monitoruje stav napájecího napìtí, nabízí malou kapacitu pamìti typu EEPROM a hlavnì funkci „Watch Dog“ pro zvìtšení spolehlivosti zaøízení. Pamì EERPOM obvodu X5045 není v uvádìné aplikaci využita, k procesoru je pøipojena podstatnì vìtší pamì EERPOM AT24C128, která jediná v sobì nese data, urèující chování automatu v aplikaci. Pro úpravu napìových úrovní asynchronního sériového rozhraní RS232 je použit integrovaný obvod ST232. Všechny dosud uvedené souèástky jsou použity ve standardním katalogovém zapojení. Vstupy auto-

Obr. 4. Osazení desky s plošnými spoji

19

Obr. 5. Deska s plošnými spoji programovatelného automatu ze strany souèástek

Obr. 6. Deska s plošnými spoji programovatelného automatu ze strany spojù matu jsou pøipojeny k mikropoèítaèi pøes paralelnì-sériový pøevodník s posuvným registrem 74HC597. Podobnì výstupy jsou pøipojeny pøes sério-paralelní pøevodník s posuvným registrem 74HC595. Pøevodníky mezi sériovým a paralelním formátem dat šetøí vývody mikropoèítaèe. Deska automatu je vybavena integrovaným spínaným zdrojem L4960 pro vytváøení napájecího napìtí 5 V, kterým se napájejí všechny obvody. Jen výstupní relé, pøípadnì LED výstupních optoelektronických oddìlovaèù jsou napájeny pøímo z napájecího napìtí celého automatu. Obvodové schéma zapojení automatu je na obr. 2, na obr. 3 je schéma spínaného napájecího zdroje. Na obr. 5 a 6 jsou motivy spojù dvoustranné desky, která byla pro automat navržena. Ozazení desky je na obr. 4. Program pro jednoèipový mikropoèítaè je ve formátu HEX vypsán v tab. 5 na str. 22. Zdrojový kód v jazyku symbolických adres je dostupný

20

Obr. 6. Pohled na automat na Internetové adrese èasopisu. Tam je také ke stažení jednoduchá aplikace pro 32bitové MS Windows, s jejíž

pomocí lze snadnìji než jen znakovým terminálem vytváøet aplikaèní programy pro automat.

Hladinový spínaè Štìpán Burda Zaøízení slouží k øízení èerpadla, které automaticky odèerpává vodu, která mi prosakuje do podsklepení novì postaveného pøístavku. Zaøízení mìlo být jednoduché, levné, odolné a maximálnì úèinné. Technické údaje Napájecí napìtí: 9 V. Proudový odbìr klidový stav: 80 mA, se sepnutým relé: 180 mA. Maximální spínané napìtí: 250 V, støídavé. Maximální spínaný proud: 5 A. Indikace napájení: èervená LED. Indikace sepnutého relé: zelená LED. (Údaje platí pro relé typ RELEMZPA 9205 (viz katalog GM Electronic)

Popis zapojení První zpùsob zapojení mùžeme vidìt na obr. 1. Hlavní funkci zde má tranzistor zapojený jako spínaè, ke kterému jsou pøipojeny dvì elektrody: jedna k bázi tranzistoru a druhá ke kladnému pólu zdroje. Dostane-li se mezi tyto elektrody voda, tranzistor se otevøe a relé v kolektoru tranzistoru sepne. Výhoda tohoto zapojení je, že je velice jednoduché a relativnì úèinné. Nevýhodou je, že bude-li mít èerpadlo, jímž odsáváme vodu z jímky (z prostoru), dlouhou hadici, tak se sice vody zbavíme, ale pokud nemáme v hadici záklopku, která by odèerpanou vodu nepropustila nazpìt po vypnutí relé, zjistíme, že se èerpadlo neustále opìtovnì spouští. Je to zpùsobeno tím, že prostor je zpátky zaplavován vodou zùstávající v hadici. Tím jsou všechny souèástky velice namáhány a provoz je znaènì neekonomický.

cí) èást má vlastní stabilizátor poskytující trvale 5 V. Na vstupu spínaèe jsou tøi svorky – na jedné je kladné napájecí napìtí (+5 V), zbylé dvì jsou pøipojeny k bázím tranzistorù T1 a T2. Jimi se sleduje výška hladiny vody. Logické úrovnì získané tranzistory zpracováním signálù z elektrod jsou upraveny ètyømi hradly NAND obvodu IO1 (MH7400). Výstupem z tìchto hradel je øízen bistabilní klopný obvod (opìt z hradel NAND), který zde slouží jako pamì. Na výstupu BKO je neinvertovaný výstup použit na buzení tranzistoru T3, který spíná relé. K relé je paralelnì pøipojena ochranná dioda D1 a relé je napájeno pøímo ze stabilizovaného zdroje napìtí èi baterie 9 V. Na invertovaný výstup BKO je pøipojena LED D2 pøes srážecí rezistor R4.

Popis funkce Èidla jsou umístìna podle obr. 3. Stoupne-li voda v jímce (nádržce) k dolnímu èidlu, otevøe se T2 a zaøízení zùstane v klidovém stavu. Pakliže voda vystoupí až k hornímu èidlu, otevøe se i T1, na výstupech IO1A a IO1B se objeví signál „log. 1“ a na výstupu IO2D signál „log. 0“. BKO se pøeklopí a T3 vybudí relé, které zapne pøipojené èerpadlo. Když hladina vody klesne pod úroveò dolního èidla, budou oba tranzistory uzavøeny. Na výstupu IO1C se objeví signál „log. 0“, BKO se pøeklopí zpìt, relé odpadne a èerpadlo se

zastaví. Znovu se zapne až tehdy, budou-li ponoøeny obì elektrody. V uvedeném zapojení nezáleží na tom, která elektroda je horní a která dolní – prohozením signálù k tranzistorùm T1 a T2 se funkce nezmìní. Pouze elektroda pøipojená na +5 V musí být úplnì vespod.

Mechanická konstrukce Hladinový spínaè je postaven na jedné jednostranné desce s plošnými spoji podle obr. 4. Na desku postupnì pøipájíme všechny souèástky, drátové propojky a svorkovnice. Do víèka krabièky vyvrtáme díry podle požitých LED. LED propojíme se základní deskou kablíkem. Já jsem LED a základní desku pøipevnil silikonovým tmelem. Do pøední strany krabièky jsem vyvrtal díru pro protažení kablíkù urèených pro napájení obvodu a propojení èidel se základní deskou. Èidla jsem zhotovil z mìdìných páskù pøipevnìných na nosnou plastikovou konstrukci. Rezistory R6 a R7 byly pøidány dodateènì a jsou zapojeny v pøívodu k èidlùm. Bez nich by se pøi zkratu mezi èidly a pøívodem +5 V znièily tranzistory T1 a T2.

Oživení a uvedení do chodu Dané zaøízení by mìlo pracovat na první pokus, pakliže jsme pøi zapojování neudìlali chybu. Nejprve pøipojíme napájecí napìtí, zmìøíme napájení obou IO, pøipojíme na svorkovnici

Obr. 3. Umístìní èidel (elektrod) hladinového spínaèe

Obr. 1. Jednoduchý spínaè èerpadla Na schématu na obr. 2 mùžeme spatøit dokonalejší verzi, která je již v provozu pùl roku a osvìdèila se jako spolehlivá. Celé zaøízení je napájeno ze stabilizovaného zdroje 9 V a dìlí se podle napájení na dvì èásti: logickou (vyhodnocovací) èást a výstupní obvod s relé. Logická (vyhodnocova-

Obr. 2. Zapojení hladinového spínaèe

21

èidel vodièe, pøípadnì pøímo zhotovená èidla. Mùžeme se je pokusit ponoøit do vody a ovìøit, zda dané zaøízení funguje. Mìla by se rozsvítit zelená LED a relé by mìlo slyšitelnì cvaknout. Multimetrem mùžeme ovìøit, zda relé sepnulo.

Závìrem Zaøízení najde uplatnìní nejenom ve sklepech. Mohla by se jím napø. regulovat voda v rùzných nádržích atd., všude tam, kde potøebujeme, aby hladina nepøesáhla urèitou úroveò. Pro vìtší zátìž je tøeba zvolit jiné relé. Nutno zdùraznit, že je-li spínáno síové napìtí, objeví se toto napìtí na kontaktech relé zespoda na desce. Pøi používání ve vlhkých prostorách je nutno dbát na lepší mechanickou konstrukci a vhodnìjší provedení, aby se pøedešlo pøípadnému úrazu. Já jsem zaøízení umístil ve vyšším patøe a do sklepa pøivedl pouze napájení èerpadla a kablík k elektrodám.

Obr. 4 a 5. Deska s plošnými spoji hladinového spínaèe a rozmístìní souèástek na desce. Nezapomeòte na propojky mezi body A-A‘ a B-B‘

Tab. 5. Hexadecimální výpis programu k èlánku „Programovatelný automat“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

22

:1002E00000301004C210C208300808120532D210C3 :1002F000020424300908753B001204A2C20912044A :100300002BF51F300C44753B011204A2E51F653E1E :10031000553D702EE51E6540553F7026E52065442D :1003200055436520F520E51E65465545651EF51EBD :10033000E548F528E547F527E54AF524E549F5239D :100340008008E542F524E541F523300D44753B0274 :100350001204A2E51F653E553D702EE51E65405511 :100360003F7026E520654455436520F520E51E6570 :10037000465545651EF51EE548F52EE547F52DE584 :100380004AF52AE549F5298008E542F52AE541F5CF :1003900029300E44753B031204A2E51F653E553D0E :1003A000702EE51E6540553F7026E5206544554397 :1003B0006520F520E51E65465545651EF51EE54898 :1003C000F534E547F533E54AF530E549F52F800882 :1003D000E542F530E541F52F300F44753B0412043A :1003E000A2E51F653E553D702EE51E6540553F70E8 :1003F00026E520654455436520F520E51E654655F4 :1004000045651EF51EE548F53AE547F539E54AF537 :1004100036E549F5358008E542F536E541F535E53F :1004200020120440C291D0E0D0D032C297D296C2FE :1004300096D2977F08A29513D296C296DFF7F42240 :100440007F08139294D292C292DFF7D293C2932282 :10045000D2B700D2B500C2B700C2B57F083392B799 :10046000D2B500C2B5DFF6D2B700D2B500C2B52210 :100470007F083392B700D2B500C2B5DFF5D2B7001E :10048000D2B500C2B5227F08D2B700C2B500D2B53E :1004900000A2B733DFF5C2B522C2B700D2B500D291 :1004A000B722AB3BBB000CE54DF583E54EF58278FA :1004B00050804CBB01108524268523258524828508 :1004C0002383783D8039BB0210852A2C85292B8512 :1004D0002A82852983783D8026BB031085303285AA :1004E0002F31853082852F83783D8013BB043A8578 :1004F0003638853537853682853583783D8000747A :10050000A0120450E5835403C4FDE58254F0C44DA9 :10051000120470E582540FC412047074A1120450C6 :100520007E10120486F608DE0122C2B7D2B5C2B52B :1005300080F0E54DF583E54EF582785074A0120405 :1005400050E5835403C4FDE58254F0C44D12047099 :10055000E582540FC41204707E10E612047008DEA7 :10056000F91204992274067F08C2913392B2D2B371 :10057000C2B3DFF7D2912274047F08C2913392B2E2 :10058000D2B3C2B3DFF7D2912274017F08C2913394 :1005900092B2D2B3C2B3DFF7E87F083392B2D2B3DC :0705A000C2B3DFF7D2912284 :00000001FF

Kuchyòské stopky Ing. TomᚠFrolík V dobì, kdy nám zaèala v kuchyni dosluhovat mechanická kuchyòská „minutka“, rozhodl jsem se postavit jednoduché elektronické stopky, které ty staré nahradí. Základní technické parametry Napájecí napìtí:

6 V, 4 × 1,5 V („tužkové“ èlánky typu AA). Odbìr: 10 mA typicky, 10 µA v režimu stand-by. Rozmìry: 90 × 65 × 35 mm. Hmotnost: 170 g.

Popis funkce Pro ovládání a nastavování stopek jsem si vytyèil nejdùležitìjší body: rychlost, jednoduchost a intuitivnost ovládání a ekonomiènost provozu. Myslím, že se mi tyto cíle nakonec podaøilo naplnit. Ve výchozím stavu je zaøízení v režimu „stand-by“, displej je zhasnutý a proudový odbìr je øádu jednotek mikroampér. Díky této funkci, využívající funkci sleep øídicího obvodu, bylo možno vypustit z konstrukce vypínaè napájení.

Pøístroj se aktivuje stiskem libovolného ze tøí ovládacích tlaèítek na pøední stranì panelu. Na displeji se objeví výchozí èasový údaj 0 minut 0 sekund. Stopky jsou ve režimu nastavování. Tlaèítky MIN, resp. SEC lze nastavovat minuty, resp. sekundy. Minuty lze nastavit od nuly do 99 minut s krokem po jedné minutì. V pøípadì pøidržení tlaèítka se zvyšování údaje zrychluje, na každých deseti minutách se pøièítání minut pozastaví. Tlaèítkem SEC se nastavují sekundy, které lze nastavit s krokem po patnácti sekundách. Po pøechodu ze 45 sekund na 00 sekund se zvìtší údaj minut o jednotku. V pøípadì špatného nastavení údaje na displeji je možné souèasným stiskem tlaèítek MIN a SEC údaj na displeji vynulovat a zaèít s nastavováním znovu. Stisknutím tlaèítka START/STOP se spustí odpoèítávání nastaveného èasu, dalším stiskem se odpoèítávání zastaví a je možné údaj na displeji

tlaèítky MIN, SEC zmìnit nebo nulovat. Po dosažení èasu 0 minut 0 sekund zaène pøístroj opticky (blikáním displeje) a akusticky (sirénkou) upozoròovat na vypršení èasu. Èiní tak 60 sekund, dalších 60 se odmlèí. Tento cyklus se zopakuje ještì dvakrát. Pak se pøístroj uvede do výchozího stavu s minimální spotøebou. Pokud hospodyòka signalizaci o vypršení nastavené doby nepøeslechne a stiskne kterékoli ze tøí ovládacích tlaèítek, akustická a optická signalizace ustane a pøístroj se uvede do výchozího stavu.

Popis zapojení

Obr. 1. Schéma zapojení

Srdcem zapojení kuchyòských stopek, které je na obr. 1, je jednoèipový mikroprocesor PIC16F84. Vzhledem k nedostateènému poètu vstupnì-výstupních vývodù bylo tøeba využít nìkteré z vývodù jako výstupní – pro ovládání displeje i jako vstupní – pro snímání stavu ovládacích tlaèítek. Takovéto øešení sice klade vìtší nároky na program mikroprocesoru, umožòuje však realizovat vymyšlené funkce se stávajícím obvodem a s minimem dalších podpùrných integrovaných obvodù. Ovládání segmentovek je øešeno multiplexním zpùsobem. V jednom okamžiku svítí vždy jen jedna ze segmentovek, což výraznì zmenšuje spotøebu celého zapojení. Díky nedokonalosti lidského oka je možné toto øešení použít – rozsvìcení a zhasínání segmentovek má dostateènì vysokou frekvenci a pøi pohledu na displej vzniká dojem trvalého svitu všech segmentovek. Vývody 1, 2, 17, 18 (RA0 až RA3) øídicího obvodu IO1 jsou zapojeny na spoleèné vývody segmentovek. Jednotlivé odpovídající si segmenty LED displejù jsou navzájem propojeny a pøes rezistory R2 až R8 jsou pøipojeny na vývody 6 až 12 (RB0 až RB6)

23

Obr. 2 a 3. Obrazec plošného spoje a osazení souèástek IO1. Jejich buzením se rozsvítí na aktivní segmentovce požadovaný údaj. Vývody 10, 11, 12 (RB4 až RB6) jsou využity kromì buzení segmentovek ke sledování stavu vstupních tlaèítek Tl1 až Tl3. Rezistory R9 až R11, resp. R12 až R14 pøipojují tlaèítka k napájení. Tyto vývody jsou použity pro sledování tlaèítek také proto, že jsou vnitøní strukturou mikroøadièe

uzpùsobeny k detekci zmìny logického stavu a na jejím základì k pøechodu obvodu ze stavu stand-by do režimu normálního zpracování instrukcí programu. Na vývodu 13 (RB7) je pøipojen bzuèák sloužící k akustické indikaci vypršení nastaveného èasu. Ostatní souèástky, tj. R1, C1, C2 a X, slouží k zajištìní bìhu mikroøadièe a jsou zapojeny podle doporuèení výrobce uvedeného v katalogu.

Mechanické provedení

Obr. 4. Návrh krabièky

Celé zapojení je realizováno na jednostrannì plátované desce s plošnými spoji. Vzhledem ke složitosti zapojení se nebylo možno vyhnout nìkolika drátovým propojkám – jsou použity celkem ètyøi. Celá konstrukce je umístìna v plastové krabièce o rozmìrech 90 × 65 × 35 mm. Všechny souèástky v zapojení jsou umístìny na desce s plošnými

spoji, která tak tvoøí hlavní mechanický prvek celé konstrukce. K desce je distanèními sloupky upevnìn plechový držák umístìný pod tlaèítky. Ten je pøišroubován z boku na pøední díl krabièky dvìma šrouby. Zadní díl je upevnìn dalšími dvìma šrouby k plechovému držáku. Na pøedním dílu krabièky bylo zapotøebí vyøíznout obdélníkový otvor pro displej, do nìhož bylo zasazeno kouøové sklíèko. Na pøedním dílu krabièky jsou dále vyvrtány tøi díry pro tlaèítka a menší díra pøímo proti membránì bzuèáku pro lepší prùchod akustické signalizace. V zadním dílu krabièky je usazen držák na ètyøi „tužkové“ baterie, které celou konstrukci napájejí.

Seznam souèástek Rezistory (miniaturní, napø. TR212, pokud není uvedeno jinak) R1 R2 až R8 R9 až R11 R12 až R14

56 Ω 47 Ω 68 kΩ 1,5 kΩ

Kondenzátory C1, C2

33 pF, keramický

Polovodièové prvky IO1 DSP1, DSP2 DSP3, DSP4

PIC 16F84 *) HDSP-H101 HDSP-F101

Ostatní materiál X Tl1, Tl2 Tl3 Bz

krystal 2 MHz tlaèítko P-DTE6WS tlaèítko P-DTE6RT bzuèák

*) výpis programu v assembleru je k dispozici na internetových dtránkách PE: http://www.aradio.cz

Literatura

Obr. 5. Kuchyòské stopky bez krytu

24

[1] Hrbáèek, J.: Programování mikrokontrolérù PIC16Cxx. BEN Praha 1998.

Èasový spínaè Václav Šmídl Jak název napovídá, zaøízení umožòuje sepnout zátìž, v našem pøípadì relé, v pøedem nastaveném èasovém okamžiku. Doba sepnutí i odpojení spotøebièe mùže být libovolnì nastavena s rozlišením jedné minuty. Zaøízení najde své uplatnìní všude tam, kde je potøeba pøímo spínat spotøebièe bez zásahu do stávající instalace. Základní technické údaje Napájecí napìtí: 230 V, 50 Hz. Napájecí proud ze zdroje 5 V: 80 mA (pøi rozepnutém relé). Poèet možných podmínek sepnutí: 4. Maximální rozlišení: 1 minuta. Automatické opakování sepnutí: maximálnì po 99 hodinách. Zobrazovací prvek: 4místný displej LED. Rozmìr desky s plošnými spoji: 80 x 45 mm.

Popis konstrukce Èasový spínaè se zapojuje pøímo do sítì a prostøednictvím relé spíná

spotøebiè na nìj pøipojený. Díky tomu, že zaøízení obsahuje síovou zásuvku, není nutné spínaný spotøebiè upravovat. Pøes relé je fáze vedena pøímo do pøipojeného spotøebièe. V základním módu èasového spínaèe je zobrazován aktuální èas. Neustále se kontroluje, zda nemá být sepnuto èi rozepnuto relé podle pøedem nastavených èasových údajù, tzv. podmínek sepnutí. Je možné definovat až ètyøi takovéto nezávislé podmínky. Mùžeme mít tedy ètyøi cykly, ve kterých se bude spínat relé. Každý z cyklù obsahuje vždy stejné údaje kontrolující èinnost zaøízení. Vždy bude zadáno datum, èas aktivace a také datum a èas dezaktivace. Dále v podmínce zadáváme parametr pe-

rioda. Jeho význam je prostý, udává poèet hodin, které mají být pøièteny po ukonèení podmínky tak, aby se mohl dìj periodicky (po x hodinách) opakovat. Parametr mùže být zadáván z intervalu 0 až 99 vèetnì. Pokud je hodnota nulová, podmínka se vykoná jednou za rok. Hodnota 24 tedy znamená vykonávat podmínku každý den. Cyklus se opakuje tak dlouho, dokud uživatel tuto podmínku nezruší. Základní funkce èasového spínaèe se ovládají ètyømi tlaèítky. Dále je vyhrazeno pìt LED pro pøehlednou signalizaci stavu zaøízení. Po zapnutí èasového spínaèe se na displeji objeví èas. Ten je implicitnì nastavován na 01:00. Èas mùžeme seøídit následujícím zpùsobem. Pokud nesvítí žádná z LED podmínky, stiskneme tlaèítko „set“. Dvojteèka uprostøed stále bliká, tím se odlišuje nastavování èasu od podmínky. Na místì hodin jsou nyní zobrazeny dvì nuly a místo minut zhaslo. To znamená, že tlaèítky „+“ a „-“ jsme schopni mìnit nastavení hodin. Stiskem tlaèítka „více“ ukonèíme zadávání hodin a pøejdeme k nastavení minut. Pokud jsou minuty správnì nastaveny, dostaneme se opìt tlaèítkem „více“ postupnì k nastavení dne a mìsíce. Po-

a) Obr. 1. Schéma èasového spínaèe (a) a napájecího zdroje s relé (b)

b)

25

sledním stisknutím tohoto tlaèítka se dostáváme zpìt k zobrazení èasu, tentokrát již námi nastaveného. Ještì je možné zkontrolovat datum a to podržením tlaèítka „více“. Po nastavení hodin pøejdeme k naprogramování podmínek. Na výbìr máme ètyøi podmínky, mezi nimi pøecházíme tlaèítkem „+“. O výbìru aktuální podmínky jsme informování rozsvícením jedné z diod (LED1 až LED4). Po zvolení podmínky vstoupíme pøes tlaèítko „set“ do jejího editaèního módu. Blikající dvojteèka uprostøed zhasne. Tlaèítky „více“, „+“ a „-“ nastavíme postupnì všechny parametry vybrané podmínky (postupnì hodiny, minuty, den a mìsíc sepnutí, poté ty samé parametry pro odpojení, nakonec parametr periody viz výše). Dokonèíme-li zadání podmínky, vracíme se opìt k zobrazení èasu. Nastavená podmínka už je aktivní a mùže být sepnut spotøebiè. Po dobu, kdy je relé sepnuto, svítí D5. Budeme-li editovat podmínku, kterou jsme již jednou naprogramovali, bude se pøi nové editaci vycházet ze starých parametrù. Jestliže si tedy nejsme jisti obsahem podmínky, mùžeme ji tímto zpùsobem zkontrolovat, aniž bychom cokoliv mìnili nebo znova nastavovali. Pokud potøebujeme podmínku smazat, vybereme ji, rozsvícením pøíslušné LED a stiskneme tlaèítko „-“. Tím se všechny parametry podmínky vynulují a podmínka pøejde do neaktivního stavu.

Popis zapojení Schéma èasového spínaèe je na obr. 1a. Základním prvkem zapojení je mikrokontrolér AVR90S1232 (IO1). Pracuje s taktovacím kmitoètem 4 MHz, který zajišuje krystal X1 spoleènì s kondenzátory C1 a C2. Pøi kmitoètu 4 MHz je doba instrukèního cyklu 250 ns (tzn. i vykonání vìtšiny instrukcí zabere právì 250 ns). Mikrokontrolér obsahuje obslužný program, který øídí chod celého zaøízení. Mikrokontrolér pøímo obsluhuje obvod 4094. Jedná se o posuvný registr typu SIPO (Serial In, Paralel Out), øízený tøemi signály - Strobe, Clock a Data. Komunikace tedy probíhá asi takto: Nejprve nastavíme na lince Data pøíslušnou logickou úroveò, tu potvrdíme nábìžnou hranou na lince Clock. Takto pøeneseme osm stavù linky Data do interního registru obvodu. Po osmém impulsu Clock mùže následovat impuls na lince Strobe. S tímto impulsem se obsah vnitøního registru pøenese na výstupy obvodu. Obvod 4094 tedy plní zároveò i funkci latch registru. Prostøednictvím výstupù tohoto obvodu je možné zobrazovat jednotlivé znaky na sedmisegmentovém displeji. Kvùli omezenému poètu I/O linek nemohl být každý segment spojen

26

s vlastním vývodem mikrokontroléru a proto byl použit právì obvod 4094, který zde plní funkci jakéhosi expandéru linek mikrokontroléru. Výstupy obvodu 4094 dokáží dodat jen omezený proud, proto nebudí pøímo jednotlivé segmenty displeje, ale pøes rezistory (R1 až R8) otevírá každá z linek pøíslušný tranzistor (T1 až T8). Tranzistory T1 až T7 spínají segmenty displeje a T8 ovládá diody podmínky D1 až D4. Pokud je tranzistor sepnutý, rozsvítí se daný segment displeje. Výbìr èíslice, v níž má daný segment svítit, provede pøímo mikrokontrolér pomocí linek PD3 až PD6. Pokud budeme tyto linky dostateènì rychle pøepínat (s frekvencí vyšší jak 25 Hz), mùžeme na celém displeji zobrazit libovolnou kombinaci segmentù, aniž by segmenty viditelnì blikaly. Toto øízení se jmenuje multiplexní zobrazování a umožòuje v zaøízení prezentovat údaje na obyèejném sedmisegmetovém displeji s minimálními požadavky na hardware a obsazení I/O linek procesoru. Na výstup PB7 mikrokontroléru je pøipojen tranzistor T9, který spíná relé. K tomuto výstupu byla také paralelnì pøipojena pøes omezovací rezistor R14 dioda D5, která signalizuje právì sepnuté relé. Výstup PB4 spíná dvojteèku v rytmu 0,5 Hz. I zde se využívá omezovací rezistor R15. Èást portu B je také vyhrazena pro tlaèítka. Konkrétnì linky PB0 - „více“, PB1 - „set“, PB2 - „+“ a PB3 - „-“. Vzhledem k tomu, že je velká èást portu B nevyužita, bylo možné pøipojit tlaèítka pøímo na mikrokontrolér, bez použití dalšího externího hardwa-

ru (èítaèe, posuvné registry atd.). Ke každému ze vstupù PB0 až PB3 je pøiøazen jeden z rezistorù R9 až R12. Všechny mají odpor 10 kΩ. Každý z tìchto rezistorù zajišuje definovanou logickou úroveò v dobì, kdy tlaèítko není stisknuto. Pøi rozpojeném tlaèítku by jinak nebylo na vstup mikrokontroléru pøivedeno žádné napìtí, a nebylo by jasné, jak tento stav vyhodnotit.

Oživení Nejprve osadíme hlavní pøipravenou desku zaøízení (obr. 2) podle rozmístìní souèástek na obr. 3. Nezapomeneme osadit tøi drátové propojky. Na desku také pøipojíme všechny periferní souèástky. Na svorku segmenty pøipojíme jednotlivé segmenty displeje. Displej je také s hlavní deskou spojen pøes svorku katody, jejímž prostøednictvím jsou vybírány konkrétní cifry. Význam jednotlivých vývodù na svorce katody ukazuje obr. 1. Do displeje také pøivádíme impuls pro spínání dvojteèky a to ze svorky dvt. Na uzemnìnou zdíøku této svorky je pøipojena katoda dvojteèky. Poslední takto pøipojenou souèástkou jsou ètyøi tlaèítka. Ke svorce se pøipojují podle obrázku. Nyní by se po pøipojení napájecího napìtí 5 V mìly rozbìhnout hodiny a zhasnout všechny LED. Po zkompletování hlavní desky je potøeba vyrobit èást, která zajišuje napájení spínaèe a obsahuje relé. Vyrobit desku podle schématu na obr. 1b by nemìl být problém. Pokud pøi výrobì dodržíme maximální roz-

Obr. 2 a 3. Deska s plošnými spoji a rozmístìní souèástek

mìr desky 80x40 (podle toho musíme také vybrat vhodný transformátor a relé), nebude problém celé zaøízení umístit do mírnì upravené krabièky U-KP03. Tato krabièka má rozmìry 90 x 110 x 50 mm a uprostøed je rozdìlena sloupkem pro šroub. Doporuèuji do horní èásti této krabièky umístit klasickou síovou zásuvku jako výstup zaøízení a spojit ji se zástrèkou pøes kontakty relé. Použité relé by mìlo být schopno spínat proudy alespoò kolem 1 A. Pokud víme pøedem, že pøes relé budou procházet proudy vìtší, musíme tomu výbìr relé pøizpùsobit. Rozmístìní jednotlivých ovládacích a signalizaèních prvkù nechávám na každém konstruktérovi.

Závìr Toto zaøízení bylo navrhováno pøedevším s ohledem na cenu. O tom svìdèí použití displeje LED pøed mo-

dernìjším LCD. I pøesto, že by nám LCD umožnil pøehlednìjší prezentaci údajù, je jeho cena nesrovnatelnì vyšší oproti použitému displeji LED. Také vybraný procesor pøispívá k zlevnìní celého zaøízení. Navíc konstrukce s mikrokontroléry rodiny AVR zatím nejsou tak rozšíøené jako zapojení s PIC nebo „starými“ 51. Zaøízení by mohlo být doplnìno o záložní zdroj energie, aby nedocházelo k výpadkùm hodin a ztrátì uložených údajù pøi pøenosu zaøízení nebo výpadku proudu. O funkènosti softwaru èasového spínaèe jsem se pøesvìdèil stavbou jednoho naprosto funkèního vzorku.

Seznam souèástek R1 až R8, R13 R9 až R12 R14, R15 C1, C2 C3

5,1 kΩ 10 kΩ 300 Ω 27 pF 500 µF

C4, C5 IO1 IO2 IO3 T1 až T9 D1 až D4 D5 D6 až D7 X1 Tr Re1 zásuvka tlaèítka displej LED

1 µF AT90S2313-4PC, naprogramovaný 4094 7805 BC337 LED 5 mm (oranžová) LED 5 mm (èervená) 1N4148 4 MHz 230 V/9 V, (I > 100 mA, napø EI30/12,5-1X9) 1x pøepínací kontakt AC 230 V/1 A (viz text) 4 ks (P-ST1034ROT) 4místný se spoleènou katodou

Po dohodì s autorem je možné naprogramovaný mikrokontrolér objednat na dobírku. Adresa: Václav Šmídl, Lhotská 2202, 193 00 Praha 9 - Horní Poèernice. E-mail autora: [email protected]

Tab. 1. Výpis programu èasového spínaèe ve formátu intel hex. Program lze stáhnout i z www.aradio.cz :020000020000FC :020000000BC033 :02000A00AFC184 :100018005F063B2F666D7D077F6F201D201F201F09 :1000280020201F201F2011242224332401E0402EE9 :10003800302E502E31E001E0802E50E040E06BE1A0 :1000480077E0992700E809BF0FEF01BB00E808BB7C :1000580007BBC798BC9A00E80DBF1AEA1DBB00E0B1 :100068000EBB77D10032E9F7929AF0E0E8E103E0BD :100078000EBD0BE00DBD0AED0CBD78949B7F3F775C :10008800B1994BD0B29B3F7B36FD02C0B2994AD1A1 :10009800B399FFD1022DB099052D2DD0E72D881CDD :1000A80008D1939833D0E62D881C03D194982ED08C :1000B800032DB099042D1FD0E72D881CFAD09598F0 :1000C80025D0E62D881CF5D0969820D001E0802E0A :1000D800D5CF939A949A959A969A18E0909A20FF79 :1000E80090982795919A000091981A95B9F7929847 :1000F8000000929A089518E1612E712E0A3020F0BE :100108000A5063940A30E0F7700E089515E10FEF76 :100118000A95F1F71A95D9F70895C6D0642D752D6B :1001280031FD00E032FD08E033FD00E134FD08E177 :1001380037FF02C014E0010F9B7F30FD16C09460AA :100148000EBBE09A1DB31A3A09F40FC00EBBE09A31 :100158005DB303950EBBE09A4DB303950EBBE09AD1 :100168006DB303950EBBE09A7DB3B29B05C0B29BFD :1001780002C0ACD0FCCF5395B39B05C0B39B02C063 :10018800A5D0FCCF5A95A2D0583109F450E05F3F72 :1001980009F457E1B09BE9CFB099FECF8CE368D062 :1001A800B29B05C0B29B02C0A7D0FCCF6395B39B9E :1001B80005C0B39B02C0A0D0FCCF6A959DD0603229 :1001C80009F461E0603009F46FE1B09BE9CFB099C0 :1001D800FECFB29B05C0B29B02C099D0FCCF7395ED :1001E800B39B05C0B39B02C092D0FCCF7A958FD049 :1001F8007D3009F471E0703009F47CE0B09BE9CF00 :10020800B099FECF31FF04C000E037FD04E091D083 :1002180032FF04C008E037FD0CE08BD033FF04C088 :1002280000E137FD04E185D034FF04C008E137FD63 :100238000CE17FD037FD71CF30FF05C0242E352E5D :10024800462E572E11240CD00EBBE09A4DB330FD2C :10025800089584E60DD004D04DBB0EBB7AD0089526 :1002680000E232FD01E233FD02E234FD03E20895CB :10027800B29B05C0B29B02C034D0FCCF4395B39B60

:1002880005C0B39B02C02DD0FCCF4A952AD0481791 :1002980009F440E04F3F19F48A95482F8395B09BA5 :1002A800E7CFB099FECF089540E050E061E071E0FB :1002B8000895C89530FD07C0032F3F733815302FB8 :1002C80011F400E8000E202D04DF0895052F13DF38 :1002D800E62DEFDF96981ADFE72DEBDF959816DF0E :1002E8000895042F08DFE62DE4DF94980FDFE72D4B :1002F800E0DF93980BDF0895062FFDDEE62DD9DFAA :10030800969804DFE72DD5DF959800DF0895072F2D :10031800F2DEE62DCEDF9498F9DEE72DCADF93985A :10032800F5DE0895331F306435FF08953160317C60 :1003380008950EBB5DBB0DD04DBB0BD06DBB09D076 :100348007DBB07D037FF02C03F77089537FF30687D :100358000895E29A0000E19AE199FECF03950EBB59 :1003680008950F930BE00DBD0AED0CBD0FB70F9369 :100378001F933F9390FFC49892FD05C090FDC49AC7 :10038800939591FD9C7F1394012D0C3311F4112446 :100398002394022D0C3311F422243394032D0831B5 :1003A80081F433244394E1E2E50DC895401449F4FF :1003B800539401E0402E052D0D3019F401E0402E34 :1003C800502E0FEF53D037FDC79A07E04FD037FDB7 :1003D800C79A0FE04BD037FDC79A07E147D037FDE2 :1003E800C79A012D0030E1F503E040D037FF0BC07C :1003F800C79840E250E062E073E05DD040E254E02C :1004080066E077E058D00BE031D037FF0BC0C798D3 :1004180041E258E06AE07BE04ED041E25CE06EE009 :100428007FE049D003E122D037FF0BC0C79842E2F2 :1004380050E162E173E13FD042E254E166E177E1E5 :100448003AD00BE113D037FF0BC043E258E16AE121 :100458007BE131D043E25CE16EE17FE12CD0C798CB :100468003F911F910F910FBF0F91189530680CD0D5 :1004780013113F7709D012113F7706D014113F7737 :1004880003D037FDC79A089503950EBBE09A1DB3B4 :1004980008951AEA1DBB31FD00E032FD08E033FD86 :1004A80000E134FD08E10EBB54DF03950395039585 :1004B8000EBB4FDF08954EBBE09A0DB35EBBE09ACA :1004C8001DB3100F8FEF08E18395100BE0F7100FA5 :1004D8005EBB1DBB3EDF6EBBE09A0DB3080F7EBB53 :1004E800E09A1DB3E1E2E10FC895E02DEA95E00737 :1004F80030F4000913951DBB7EBB2BDF0395802FBD :080508008DBB6EBB26DF0895D8 :00000001FF

27

Dodatkový indikátor Jan Èermák Každý, kdo nìkdy psal program pro mikropoèítaè, jistì zažil situaci, kdy program z nejasných dùvodù nedìlá to, co chceme. To je zvláštì nepøíjemné, pokud nemáme k dispozici emulátor nebo jiný vývojový prostøedek. Popisovaný indikátor zobrazuje na svém displeji stav nìkolika vnitøních bunìk procesoru, které zvolíme tak, abychom mohli sledovat, co se v procesoru dìje. Je to samozøejmì jen malá èást toho, co obvykle umožòuje emulátor, zato je indikátor nepomìrnì levnìjší, jednodušší a není závislý na typu procesoru. V neposlední øadì je indikátor pro svou jednoduchost a pøímoèarost funkce vhodný pro amatérskou konstrukci. Popisovaný indikátor v nìkolika obmìnách používám od r. 1995 a plnì se osvìdèil.

Zapojení Indikátor je tvoøen posuvným registrem, pøipojeným na linky procesoru vyvíjené aplikace. Program aplikace je doplnìn o krátkou rutinu, která na vstup indikátoru vysílá sériovì bity zobrazované informace, hodinové impulzy a v okamžiku, kdy registr indikátoru obsahuje správnou informaci, vyšle impulz pøepis. Ten pøepíše informaci z posuvného registru do klopných obvodù, jejichž stav je indikován svítivými diodami. Schéma indikátoru pro tøi zobrazované bajty je uvedeno na obr. 1. Podle mých zkušeností nemá smysl zvìtšovat poèet zobrazovaných bajtù na více než asi 3 až 6. Význam vìtšího

poètu je obtížné si pamatovat – bìhem vývoje totiž obvykle význam jednotlivých bajtù mìníme tak, jak to právì potøebujeme pro analýzu urèitého programového bloku. Samozøejmì není problém upravit zapojení pro prakticky libovolný poèet zobrazovaných bajtù. Vstup datových, hodinových a pøepisovacích signálù je na šroubovací svorkovnici na panelu. Na stejnou svorkovnici se rovnìž pøivádí nestabilizované napájecí napìtí v rozmezí 8 až 15 V. Indikátor má vlastní stabilizátor +5 V, proti opaèné polaritì napìtí je chránìn diodou. Napájení +5 V je navíc proti pøepìtí chránìno Zenerovou diodou ZD6. V okamžiku, kdy svítí všechny diody, odebírá indikátor dost veliký proud – asi 8 mA na jednu LED, stabilizátor je proto potøeba opatøit alespoò malým chladièem. Do blízkosti vstupních svorek jsou rovnìž umístìny svorky, na které je vyveden jeden nebo dva invertory. Drátovou spojkou je pak možno invertor snadno pøipojit mezi libovolný vstupní signál a pøíslušný vstup indikátoru. Má to význam napøíklad tehdy, když je pro indikátor využíván nìkterý signál aplikace, jehož polaritu nelze mìnit. Použití invertoru umožòuje za urèitých podmínek ušetøit jeden signálový vodiè, jak je uvedeno dále.

Signálové vstupy jsou chránìny sériovým rezistorem a Zenerovou diodou. Èlánek RC tvoøený sériovým odporem a kapacitou Zenerovy diody zpožïuje nepatrnì hrany impulzù. To se projeví tehdy, když hrany pøicházejí souèasnì. Volbou nestejných sériových odporù, nebo pøidáním malé kapacity nìkolika pF paralelnì k Zenerovì diodì lze ovlivnit, na kterém vstupu se hrana uplatní jako první. V pøípadì, že malá zmìna nìkteré z tìchto èasových konstant zmìní údaje na displeji (na pøíklad pøi pøiblížení ruky), lze jejich zmìnou dosáhnout správného chodu displeje. Lepším a stabilnìjším øešením je upravit program tak, aby hrany impulzù nebyly vysílány souèasnì a uvedený hazardní stav nemohl nastat. Indikátor (bez invertoru na vstupu) ète data a pøepisuje je na nábìžné hranì hodinových pøípadnì pøepisovacích impulzù. Data jsou zobrazována inverznì, tj. nula na vstupu indikátoru odpovídá rozsvícené diodì. Pokud vám pøipadá pøirozenìjší, aby to bylo obrácenì, je potøeba upravit program, nebo na vstup indikátoru zapojit invertor.

Konstrukèní provedení V souèasné dobì není k dispozici návrh desky s plošnými spoji, indikátor lze ale snadno zapojit na jednostranné destièce s univerzálními plošnými spoji o rozmìrech asi 100 x 180 mm. Rozmìry jsou voleny hlavnì s ohledem na pøehlednost a snadnost konstrukce, je jistì možno realizovat indikátor i na menší desce než je uvedeno. Na stranu bez fólie je umístìna svorkovnice, 3 ks IO 74HC595 v objímkách, stabilizátor 7805 +5 V s chladièem, 3x 8 LED a objímka pro invertor 74HC04 nebo ekvivalentní obvod. Ostatní malé souèásti a spoje jsou na stranì fólie. Vzhledem k úèelu pøístroje lze doporuèit použití objímek pro všechny

Obr. 1. Dodatkový indikátor

28

integrované obvody kromì stabilizátoru napìtí. Umožòuje to snadnou kontrolu a pøípadnou opravu, když se pøípravek poškodí. Na místì invertoru 74HC04 lze pouhou výmìnou vyzkoušet i typy 7404, 4584, 4069, mají stejné zapojení vývodù. Paralelnì k napájení každého integrovaného obvodu pøipájíme co nejkratšími pøívody keramický kondenzátor 100 nF. Propojení zemí by mìlo být širokým spojem a co nejkratší. Jinak na uspoøádání souèástí pøíliš nezáleží, uvedené zásady zapojování vf zaøízení je ale dobré dodržovat. Zapojení s integrovanými obvody pracuje se signály, které mají znaènì široké spektrum a mìlo by proto být jako vf zaøízení konstruováno, i když se to na první pohled nezdá. Svítivé diody mohou být prakticky libovolného typu. Odpor sériových rezistorù ve schématu odpovídá diodám s obvyklou svítivostí. Pøed pøi-

pájením všech diod doporuèuji vyzkoušet na jedné z nich jejich svítivost a pøípadnì odpor sériových rezistorù upravit. Diody uspoøádáme do zøetelnì oddìlených skupin po osmi a každou takovou skupinu rozdìlíme mezerou na dvì poloviny po ètyøech diodách, vìtšinou totiž budeme bajt èíst jako dvì hexadecimální èíslice. Máte-li možnost, zvolte pro každý bajt jinou barvu diod. Z umístìní nebo z oznaèení by mìlo být zøejmé poøadí bajtù a váha jednotlivých bitù v bajtu. V rozích destièky vyvrtáme otvory 3,2 mm. Po vyzkoušení indikátoru pøišroubujeme tìmito otvory s použitím distanèních trubièek dlouhých asi 5 mm a delších šroubkù M3 další podobnou destièku bez mìdìné vrstvy, pøípadnì destièku se souvislou mìdìnou vrstvou spojenou s nulovým potenciálem indikátoru. Stejnými šroubky pøišroubujeme také ètyøi pryžové

Tab. 1. Obslužný program pro dodatkový indikátor ; Hlavní program ;********************************************************** ;Pøepíše postupnì 3 buòky do sériového posuvného registru ;volá: podprogram VYSTUP ;pøepisuje: W, PORTx, P1 ;generuje impulz PREPIS pro posuvný registr .... ........ INDIKATOR MOVF BYTE1,W CALL VYSTUP MOVF BYTE2,W CALL VYSTUP MOVF BYTE3,W CALL VYSTUP

;VYSLE 1. BYTE ;VYSLE 2. BYTE ;VYSLE 3. BYTE

; IMPULZ PREPIS ;—————————————— BSF PORT,PREPIS ;ZACATEK IMPULZU PREPIS NOP BCF PORT,PREPIS ;KONEC IMPULZU PREPIS .... ........ ; Podprogram ;********************************************************** ;Vyšle bajt z registru W do posuvného registru poèínaje D7. ;Využívá P1, P2, mìní PORTx. Generuje impulzy INFO a HODINY. VYSTUP MOVWF P1 ;W —> P1, ODLOZENI HODNOTY MOVLW #8 MOVWF P2 ;8 —> P2, DEKREMENTOVANY CITAC VY2 RLF P1,1 ;ROTACE DOLEVA PRES CARRY BSF PORTx,INFO ;1 —> BIT NA VYSTUP INFO BTFSC STATUS,C ;PRESKOCI KDYZ CARRY = 0 BCF PORTx,INFO ;0 —> INFO ;NA INDIKATORU: 1 —> LED SVITI ; 0 —> LED NESVITI NOP ;ZPOZDENI HODIN ZA ZMENOU INFO BSF PORTx,HODINY ;ZACATEK IMPULZU HODINY NOP ;DOBA PRO USTALENI SIGNALU BCF PORTx,HODINY ;KONEC IMPULZU HODINY DECFSZ P2,F ;DEKREMENTUJ, PRESKOC PRI P2 = 0 GOTO VY2 ;BUDE VYSILAN DALSI BIT RETURN

nožièky. Takto vzniklý plochý „pøístroj“ pøes svou jednoduchost zcela vyhovuje pro práci v laboratoøi.

Použití Na první pohled je pro pøipojení indikátoru potøeba obìtovat 3 linky, které potom nejsou k dispozici vyvíjené aplikaci. To se zdá být tìžko pøijatelná obì, vìtšinou je ale možno pro indikátor využít linek, které už jsou aplikací využívány jiným zpùsobem. Na pøíklad linka ovládající elektromechanické relé si nechá bez problémù líbit, aby v dobì, kdy se stav relé nemìní, byla jejím prostøednictvím vysílána data nebo hodinové impulzy. Relé nestaèí na mikrosekundové impulzy pro indikátor reagovat, nanejvýš slabì vrèí, jeho funkce ale zùstane zachována. Po odladìní aplikace program indikátoru odstraníme. Ušetøit jednu linku je možno spojením signálu hodiny a signálu pøepis s použitím invertoru, jak je na schématu naznaèeno èárkovanì. Na svorku pøepis pøitom pøivádíme invertovaný signál hodiny. K posuvu registru potom dochází na nábìžné hranì hodinového impulzu, na závìrné hranì se pøepisuje stav registru do výstupních klopných obvodù. Pøi tomto zpùsobu èinnosti je tøeba zajistit, aby data do indikátoru byla vysílána jen jednou nebo opakovanì, ale s relativnì dlouhými pøestávkami mezi jednotlivými vysíláními. V dobì vysílání svítí všechny diody, v pøestávce vysílání svítí jen ty správné. Dlouhé pøestávky zabezpeèí, že správné diody svítí výraznì intenzivnìji a lze je snadno rozeznat. V nìkterých aplikacích není tøeba obìtovat žádnou linku – na pøíklad když aplikace již obsahuje procesorem obsluhovaný posuvný registr, ten potom indikátorem pouze prodloužíme.

Programové vybavení Další omezení, které indikátor klade na vyvíjenou aplikaci, je nutnost v pamìti procesoru vyhradit urèité místo pro obslužný program. Jeho délka není veliká a vìtšinou nepøedstavuje problém. V dalším je uveden pøíklad programové rutiny pro obsluhu indikátoru. Je napsán v asembleru procesorù Microchip PIC. Programová rutina se skládá ze dvou èástí. Èást INDIKATOR je urèena pro zaøazení do hlavní programové smyèky aplikace. Když je tato èást spuštìna, postupnì pøepisuje zvolené zobrazované hodnoty do registru W a následnì volá podprogram VYSTUP. Podprogram VYSTUP vyšle do indikátoru 8 bitù registru W poèínaje bitem B7 vèetnì hodinových impulzù a vrátí øízení hlavnímu programu. To se opakuje, dokud nejsou vyslány všechny zobrazované bajty. Èást IN-

29

Jednoduchý inteligentní cyklovaè stìraèù Jaroslav Šach Dále popisované zapojení je urèeno pøedevším pro majitele vozù Škoda 105 (120, 125, 130). Konstrukce vznikla pùvodnì jen jako pokus o napodobení elektronického cyklovaèe, se kterým se èasto setkáváme napøíklad ve Feliciích èi jiných novìjších vozech. Mezi základní požadavky, které mnou byly na cyklovaè kladeny, patøila pøedevším maximální jednoduchost, snadné ovládání a také nenároèná montហdo vozidla. Pùvodnì

jsem sice zamýšlel sestavit cyklovaè z obyèejných logických obvodù, celé zapojení by však vycházelo podstatnì složitìjší, deska s plošnými spoji by se dosti zvìtšila a samotná kresba

spojù by nejspíš i nepøimìøenì „zhoustla“. Rozhodl jsem se tedy pro použití mikroprocesoru. Jako nejvýhodnìjší se mi zdá být procesor øady PIC16F627. Ten je vývodovì pøímo kompatibilní s populárním PIC16F84. Avšak pøedevším díky nové technologii výroby je podstatnì levnìjší (asi 95 Kè). Bylo by také možné použít „staøièký“ obvod 89CXX51 od firmy ATMEL. Ten však neobsahuje interní pamì, která je využívána pro zapamatování si poslední nastavené èasové prodlevy.

Popis zapojení Veškerou øídicí èinnost obstarává pochopitelnì samotný mikroprocesor IO1. Kondenzátory C4, C5 a krystal XT1 vytváøejí zdroj hodinového kmitoètu. Na kmitoètu krystalu pøíliš nezáleží. Použil jsem prostì ten, který byl nejblíže po ruce. Pokud bychom jej zamìnili za jiný, bylo by zapotøebí pouze zmìnit konstanty èasových smyèek. Rezistor R1 a kondenzátor C3 slouží k poèáteènímu restartování procesoru. Tranzistor T2 spíná hlavní vinutí motorku stìraèù. Optoèlen IO3 oddìluje 12 V, potøebných pro uzavøení T1, od øídicího obvodu. Ani na typu optoèlenu nezáleží, bylo by možno použít napø. typ MOC3020, pouze bychom museli upravit desku s plošnými spoji. Vlastní tranzistor T2 nahrazuje dobìhový kontakt motorku stìraèe.

Popis funkce Po té, co stlaèíme páèku stìraèe do polohy cyklovaèe, spustí se vnitøní èítaè/èasovaè a procesor zaène odpoèítávat èas. Jakmile páèku vrátíme do polohy vypnuto, uloží se naètená doba

Obr. 1. Zapojení cyklovaèe stìraèù DIKATOR nakonec vytvoøí pøepisovací impulz. Uvedený pøíklad programu pøedpokládá: - jsou definovány buòky PORTx, P1, P2, W. - tøi bity portu PORTx jsou konfigurovány jako výstupy DATA, HODINY, PREPIS a na odpovídající vývody procesoru je pøipojen indikátor. A ještì poznámka nakonec: Myšlenku doplòkového indikátoru lze nìkdy použít i bez vlastního indikátoru. Jako indikátor použijeme nìjaký displej, který v aplikaci již je a který v dané fázi vývoje nepotøebujeme. Na pøíklad displej urèený ke zobrazování

30

výsledku mìøení lze v poèáteèní fázi programování použít ke zobrazení výchozích namìøených hodnot, po odladìní této èásti lze zobrazovat mezivýsledky pøi zpracování dat a teprve nakonec koneèné výsledky. Autor rád odpoví na pøipomínky pøípadnì zodpoví dotazy. Moje adresa je: [email protected].

Seznam souèástek R1 až R5 R6 až R30 C1, C2, C4, C5, C6 C3 ZD1 až ZD5

1 kΩ/0,1 W 470 Ω/0,1 W 100nF, keramický 50 µF/6 V, elektrolyt. BZX83V005.6

ZD6 D1 LED1 až LED24 IO1

5,6 V/0,5 W BZY005.6 5,6 V/2 W 1N4007

LED, viz text 74HC04, ekvivalenty viz text IO2 7805 stabilizátor +5 V/1 A IO3 až IO5 74HC595 Objímky pro IO: 3x DIL16, 1x DIL14 svorkovnice chladiè stabilizátoru univerzální deska s plošnými spoji šrouby, matky, podložky pryžové nožièky spodní krycí deska

Obr. 3 a 4. Deska s plošnými spoji cyklovaèe a rozmístìní souèástek na desce do pomocného pracovního registru a zároveò také do interní EEPROM. Zde zùstává uložena i po odpojení napájecího napìtí. Pokud sepneme polohu cyklovaè jen na kratièký okamžik („pøecvakneme“ spínaè tam a zpìt), uloží se do pamìti nejkratší možný èas, pøibližnì 1 až 2 s. Ponecháme-li naopak spínaè sepnutý pøíliš dlouho, uloží se nejdelší možný èas 1 min. Obì prodlevy by nebyl žádný problém zmìnit, nicménì doba 1 minuty je podle mého názoru dostateènì dlouhá a èasový úsek 1 až 2 s je odvozen od doby potøebné k jednomu cyklu stìraèe. V okamžiku, kdy pøepneme páèku do rychlejší polohy stírání, procesor sepne tranzistor T2 a zaène odpoèítávat nastavenou èasovou prodlevu. Po té, co naèítá asi 0,3 s, rozepne se tranzistor T2 a místo nìj na okamžik sepne tranzistor T1. Ten nahrazuje sepnutí dobìhového kontaktu. Po naèítání jedné sekundy je inkrementován registr poèitadlo a zároveò je porovnán s hodnotou èasové prodlevy, uložené v pamìti.

Jsou-li obì hodnoty shodné, pak je èítaè jedné vteøiny vynulován, opìt sepne T1 a celý dìj se zase opakuje.

Instalace do automobilu Celé vestavìní do vozu je pomìrnì nenároèné a mìlo by se obejít bez jakýchkoli komplikací. Nejprve odebereme kryt spínaèù. Následnì odmontujeme i samotný spínaè stìraèe, aby s ním byla pohodlnìjší manipulace.

Obr. 2. Zapojení páèky pøepínaèe stìraèù

Krajní èervený vodiè (nebývá využit, není-li již nìjaký cyklovaè zapojen) pøivedeme do svorky desky oznaèené „Cyklovaè“. Poté pøerušíme bílý vodiè, pøicházející od motorku stìraèe. Jeho konec, který zùstává na pøepínaèi, pøivedeme do svorky oznaèené ON/OFF. Druhý konec pøipojíme do svorky „Stìraè“. Další dva výstupy, 12 V a GND jsou urèeny pro napájecí napìtí. Poslední dva vývody z desky jsou urèeny pro propojení s dobìhovým kontaktem. Jednotlivé vodièe a jejich barevné oznaèení jsou radìji zakresleny na obr. 2. Závìrem bych chtìl upozornit pøípadné zájemce o tuto konstrukci, že plošné spoje, pøes které teèou proudy, budící vinutí motorku, je nutno zesílit drátovými propojkami, nebo proud vinutí motorku dosahuje až 3 A. Výpis programu pro procesor je v tab. 1 a je také k dispozici na internetových stránkách PE a také na www.max.jdvorak.cz. V menším množství jsem po dohodì ochoten naprogramovaný procesor zaslat (200 Kè + poštovné a balné), e-mail: [email protected]

Tab. 1. Program procesoru cyklovaèe stìraèù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šechny zbývající adresy mají obsah „FF3F“ : :10400000FF3FFF3FFF3FFF3FFF3FFF3FFF3FF13FCE :00000001FF

Seznam souèástek R1, R2 R4, C1, C4, C3 T1 T2 XT1 IO1 IO2 IO3

R3 R5 C2 C5

4,7 kΩ 47 kΩ 1,5 kΩ 100 nF 33 pF 47 µF (možno vynechat) BDW94C, BD646 (nebo obdobný Darl. PNP tranzistor) BDW93C, BD651 (nebo obdobný Darl. NPN tranzistor) 3,2768 MHz PIC16F627 (nebo PIC16F84) 7805 PC817, COSMO 1010 (libovolný optoèlen s vyhovujícím uspoøádáním vývodù)

31

Laboratorní zdroj 170 V/0,5 A Ing. Jiøí Vlèek Laboratorní zdroj obsahuje dva samostatné zdroje se spoleèným síovým transformátorem. Zdroj èíslo 1 poskytuje regulovatelné napìtí od 23 do 170 V s omezeným výstupním proudem nastavitelným v rozsahu od 10 mA do 0,5 A. Zdroj je zapojen klasicky s tranzistory, protože integrované obvody nesnesou tak vysoké napìtí. Zdroj èíslo 2 poskytuje regulovatelné napìtí od 1,25 do 23 V a je možné jej zatížit proudem až 0,5 A (proud nakrátko je 1,7 A). Oba zdroje mají vzájemnì propojené záporné póly (zemì). Souèástí laboratorního zdroje je 3,5místné digitální panelové mìøidlo DPM SMD, které má jeden proudový rozsah 2 A a dva napìové rozsahy 20 a 200 V (všechny rozsahy jsou stejnosmìrné). Mìøidlo je napájené z usmìròovaèe zdroje èíslo 2, takže má spojený spoleèný mìøicí vstup (zem) se zápornými póly zdrojù. Kladné vstupy pro mìøení proudu i napìtí má mìøidlo vyvedené na samostatné zdíøky. Mìøidlo je zkonstruováno jako zvláštní modul a lze ho použít i samostatnì. Popis funkce zdrojù Schéma zapojení zdrojù je na obr. 1. Nejprve popíšeme dílèí zdroj èíslo 1. Výstupní napìtí zdroje se ovládá hrubì v šesti rozsazích pøepínaèem PR1 a jemnì v rámci jednotlivých rozsahù potenciometrem P1. Aby se dosáhlo pøijatelné úèinnosti zdroje, pøepínají se pøi volbì rozsahù také odboèky na sekundárním vinutí síového transTab. 1. Rozsahy výstupního napìtí +U2 (= Ureg.) a velikosti napìtí UC1 na kondenzátoru C1 v jednotlivých polohách pøepínaèe PR1 Poloha pøepínaèe

+U2 [V]

UC1 [V]

a b c d e f

18 až 38 33 až 53 49 až 68 65 až 91 87 až 124 119 až 170

44 62 78 101 135 183

formátoru TR1, ze kterého je zdroj napájen, aby na vyhlazovacím kondenzátoru C1 usmìròovaèe zdroje bylo napìtí vždy jen o nìco vìtší, než je výstupní napìtí zdroje na daném rozsahu. Rozsahy výstupního napìtí +U2 (= Ureg.) a napìtí UC1 na kondenzátoru C1 jsou pro jednotlivé polohy pøepínaèe PR1 uvedeny v tab. 1. Namìøená napìtí na vývodech sekundárního vinutí transformátoru TR1 se témìø shodují s hodnotami uvedenými ve schématu. Sériový regulaèní èlen zdroje tvoøen výkonovými tranzistory T2, T3, T11 a T12, které jsou zapojené paralelnì, aby se zmenšilo jejich výkonové zatížení a celkový tepelný odpor. Výkonové tranzistory jsou buzené Darlingtonovým tranzistorem T1. Darlingtonovo zapojení s tranzistory T7 a T8 jsem použil i v zesilovaèi odchylky, který porovnává výstupní napìtí +U2 s referenèním napìtím Zenerovy diody D13. Její Zenerovo napìtí 5,6 V je zvoleno tak, aby byl zajištìno jeho minimální teplotní unášení (drift).

Vzroste-li z nìjakého dùvodu napìtí +U2 nad nastavenou velikost (napø. pøi odlehèení zdroje), tranzistory T7 a T8 se více otevøou a tím se zmenší napìtí na bázi T1 tak, aby napìtí +U2 nabylo pùvodní velikosti. Pokud zanedbáme proud tekoucí do báze T7, musí být na bázi T7 v ustáleném stavu napìtí 6,8 V (5,6 V + 2x 0,6 V). Vzhledem k velkému zesílení (asi 1000) Darlingtonovy dvojice tranzistorù si zanedbání mùžeme dovolit, zapojení se chová podobnì jako operaèní zesilovaè a vypoètené hodnoty se shodují s namìøenými. Výstupní napìtí je potom dáno pomìrem odporù souèástek P1, R14, R11 a rezistorù pøíslušejících jednotlivým rozsahùm (R12, R16, R17, R18, R19). Uvedené souèástky tvoøí dìliè napìtí, který z napìtí +U2 vytváøí napìtí 6,8 V. Jednotlivé rozsahy napìtí se musí èásteènì pøekrývat. Rozdìlením regulace napìtí do šesti rozsahù se výraznì sníží výkonová ztráta zdroje. Maximální výstupní proud zdroje se nastavuje potenciometrem P2. Když

Obr. 1. Laboratorní zdroj 170 V/0,5 A TR1

a

UC1 = Ureg.

PR1b

0,1 Ω

G

32

R

Obr. 2. Obrazec spojù laboratorního zdroje 170 V/0,5 A (mìø.: 1 : 1) dosáhne výstupní proud nastavené velikosti, zaènou se otevírat tranzistory T4, T5 a T6. Tranzistorem T5 se zmenšuje napìtí na bázi T1 a tím i výstupní napìtí +U2, takže zdroj pracuje v režimu konstantního výstupního proudu. Tento režim se také nazývá proudová pojistka a je indikován rozsvícením LED D15. Zdroj obsahuje i obvod s operaèním zesilovaèem (OZ) IO1 pro kontrolu teploty chladièe výkonových tranzistorù (tepelnou pojistku), který pøi pøekroèení

povolené teploty chladièe zmenší výstupní napìtí zdroje témìø na nulu a tím výkonové tranzistory odlehèí. Musíme si totiž uvìdomit, že samotné výkonové tranzistory na rozdíl od integrovaných obvodù tepelnou pojistku nemají a mohou se pøehøátím znièit. Teplotu chladièe snímá termistor Rt v mùstkovém zapojení. Termistor je typu K164NK100 o jmenovitém odporu100 kΩ a pøi teplotì 60 °C má odpor 23 kΩ. OZ IO1 je zapojen jako komparátor s hysterezí, která je urèena vzájemným pomìrem odporù rezistoru R4 a paralelní kombinace R5 a R6. Èím vìtší je R4, tím menší je hystereze. Když teplota chladièe pøekroèí zvolenou teplotu asi 60 °C, pøejde výstup OZ IO1 do vysoké úrovnì a sepne tranzistor T9, který „stáhne“ výstupní napìtí zdroje k nule. Po snížení teploty chladièe pøejde výstup OZ IO1 zpìt do klidové nízké úrovnì, tranzistor T9 se vypne a zdroj se uvede zpìt do provozního stavu. Aktivaci tepelné pojistky indikuje LED D14. Tepelná pojistka je potøebná tehdy, když chceme využívat celý rozsah výstupního proudu zdroje až do 0,3 až 0,5 A. V režimu omezení proudu se zvìtšuje rozdíl mezi napìtími UC1 a +U2 a výkonové pomìry na regulaèních tranzistorech jsou pak nepøíznivé. Pokud chceme ze zdroje odebírat pouze malý proud, mùžeme tepelnou pojistku vynechat. Výstupní napìtí zdroje mùžeme vypínat vnìjším ovládacím binárním signálem. Pøivedeme-li na ovládací vstup Uext napìtí vìtší než 1,5 V, sepne tranzistor T10 a „stáhne“ výstupní napìtí zdroje k nule. Výstupní napìtí i proud se mìøí digitálním panelovým mìøidlem DPM SMD, které je popsáno dále. Rozsahy proudu (0,2 nebo 2 A) urèuje odpor boèníku R25 na desce zdroje. Stavy zdroje jsou indikovány ètyømi diodami LED. LED D11 je dvoubarevná a indikuje jednak zapnutí pøístroje, jednak velikost napìtí UC1. Zelenì svítí, když je UC1 menší než asi 75 V. Pøi dalším zvìtšení UC1, kdy již není žádoucí se dotýkat výstupních svorek zdroje, svítí D11 oranžovì. LED D12 indikuje pøítomnost výstupního napìtí Ureg., pøi zkratu zhasne. Vzhledem k velkým rozdílùm ve velikosti napìtí Ureg. používáme LED s vìtší úèinností. A, jak již bylo døíve uvedeno, LED D14 indikuje aktivaci tepelné pojistky a LED D15 režim funkce zdroje s konstantním výstupním proudem (aktivaci proudové pojistky). Transformátor je dimenzován na proud 0,5 A. Tak velký proud mùžeme využívat s jistými omezeními, pøi odbìru maximálního proudu pøístroj vyžaduje „slušné” zacházení. Nedoporuèuji jej nechat pøi proudové pojistce nastavené na maximum delší dobu ve zkratu, jinak hrozí znièení výkonových tranzistorù.

Obr. 3. Rozmístìní souèástek na desce laboratorního zdroje 170 V/0,5 A V mezním stavu (pøi maximálním výstupním napìtí, zkratu na výstupu a proudové pojistce nastavené na maximum) je na výkonových tranzistorech T2, T3, T11 a T12 ztráta pøibližnì 90 W (= 183 V x 0,5 A). Pokud s tímto stavem poèítáme, musíme použít všechny ètyøi výkonové tranzistory. Pokud bychom si stanovili menší maximální proud a pøíslušnì zvìtšili odpor rezistorù R10, R15, R31 a R32, mùžeme poèet výkonových tranzistorù zmenšit.

33

Obr. 4a. Výkres pøedního panelu zdroje 170 V/0,5 A pro DPM ze [3] (bez mìøítka)

Obr. 4b. Potisk pøedního panelu zdroje 170 V/0,5 A pro DPM ze [3] (bez mìøítka) Nedoporuèuji rovnìž pøepínat nejvyšší rozsahy napìtí pøi velkém proudu zátìže kvùli tomu, aby se nezkracovala životnost pøepínaèe rozsahù. Výrobce u nìj udává maximální proud 350 mA pøi napìtí 110 V (jiný vhodnìjší typ na trhu není). Zapojení jsem pùvodnì zkoušel s tranzistory T1 typu BF469 (nebyl pøišroubován k chladièi) a T3 typu BUF646. Zdroj fungoval dobøe, pouze pøi nejvyšším rozsahu napìtí a zkratu na výstupu se prorazily tranzistory (vždy nìkolik najednou) a pøepálil se rezistor R15. Tento problém jsem odstranil tak, že jsem použil výkonnìjší tranzistory a na výstup pøidal diody D18 až D21 (diod radìji více než ménì). Diody na výstupu sice trochu zhoršují vlastnosti zdroje, avšak chrání obvod pøi zkratu. Úbytek napìtí, který na nich vzniká, zajišuje èinnost proudové pojistky s T4 a T5 i pøi nulovém výstupním napìtí (pøi pøímém zkratu na výstupu). Pro správnou funkci pojistky by postaèovaly i tøi diody na výstupu, kvùli zvìtšení spolehlivosti jsem jejich poèet o jednu zvýšil. Zdroj èíslo 2 je napájen ze zvláštního vinutí síového transformátoru a je zapojen klasicky s monolitickým stabilizátorem L317T. Výstupní napìtí zdroje se ovládá potenciometrem P3 v rozsahu 1,25 až 23 V. Zatìžovací proud

34

zdroje je omezen parametry transformátoru na 0,5 A, krátkodobì je zdroj schopný dodat proud až 1,5 A (pøi zkratu 1,7 A). Zem zdroje èíslo 2 musíme spojit se zemí hlavního zdroje èíslo 1 (na desce s plošnými spoji toto propojení schází). Napìtím z kondenzátoru C3 se rovnìž napájí digitální panelové mìøidlo DPM SMD.

Konstrukce a oživení zdrojù Ve zdrojích jsou použité klasické vývodové souèástky. Vìtšina souèástek je umístìna na desce s jednostrannými plošnými spoji. Obrazec spojù je na obr. 2, rozmístìní souèástek na desce je na obr. 3. Na desce je místo pro dva filtraèní kondenzátory C3, pokud nad touto deskou bude modul mìøidla DPM SMD, mùžeme použít pouze jeden. IO2 a T1 jsou pøišroubovány k chladièi a jsou od nìj izolovány (pomocí slídových izolaèních podložek a izolaèních vložek pod šroubky). Rovnìž tranzistory T2, T3, T11 a T12 jsou pøišroubovány k chladièi a jsou od nìj izolovány. Pokud použijeme tyto tranzistory typu BUT11AF s izolovaným pouzdrem, bude jejich montហna chladiè jednodušší. Zdroj je vestavìn do kovové skøíòky. Na zadním panelu skøíòky je umístìn

síový spínaè S, síová pojistka Po a pøístrojová vidlice pro pøívod síového napìtí. Ochranný vodiè PE sítì spojíme s kostrou skòky. Výkres vrtání pøedního panelu a jeho potisk jsou na obr. 4a a obr. 4b. Výkres platí pro DPM popsaný ve [3]. Pro DPM popsaný v tomto èlánku musí být díry C pro páèkové pøepínaèe blíže k displeji! Na levé stranì je dílèí zdroj èíslo 2. Uprostøed výšky panelu je jeho ovládací potenciometr P3, dole pod znaèkami - a + jsou jeho výstupní zdíøky. Uprostøed panelu je panelové digitální mìøidlo DPM SMD. Mezi nápisy PROUD, NAPÌTÍ a 200 V, 20 V jsou pøepínaèe rozsahù mìøidla, nad tìmito nápisy je otvor pro displej mìøidla. Pod nápisy +Uext., GNDn a GNDm jsou vstupní zdíøky mìøidla. V pravé èásti panelu je dílèí zdroj èíslo 1. Uprostøed výšky panelu jsou (zleva do prava) jeho ovládací prvky PR1, P1 a P2. Nahoøe pod nápisy U1, KONTROLA, TEPLOTA a PØET͎ENÍ jsou indikaèní LED D11, D12, D14 a D15. Dole pod nápisem +Ureg. je zdíøka s kladným pólem výstupního napìtí (záporný pól výstupního napìtí je na zdíøce GNDm). Pod nápisy U3 a U4 jsou záložní zdíøky pro pøípadné další dílèí zdroje, které bychom vestavìli do skøíòky. Zapojený zdroj oživíme. Protože zdroj neobsahuje žádné seøizovací prvky, zkontrolujeme pouze napìtí podle tab. 1 i ostatní napìtí a vyzkoušíme všechny funkce (tepelnou pojistku, proudovou pojistku atd.).

Seznam souèástek zdrojù R1, R5, R6, R23, R24, R26 R3 R4 R7 R8 R9 R10, R15, R31, R32 R11 R12, R14 R13, R30 R16, R21, R22, R27 R17 R18 R19 R20 R25 R28 R29 Rt P1 P2 P3 C1 C2 C3 C4 D1až D8, D10, D18 až D21

120 kΩ, miniaturní 4,7 kΩ/ 5 W, drátový 4,7 MΩ, miniaturní 22 kΩ, miniaturní 4,7 kΩ, miniaturní 330 Ω, miniaturní 6,8 Ω/0,6 W, miniaturní 47 kΩ, miniaturní 220 kΩ, miniaturní 680 Ω, miniaturní 30 kΩ, miniaturní 56 kΩ, miniaturní 18 kΩ, miniaturní 150 kΩ, miniaturní 2,7 kΩ, miniaturní 0,1Ω /2 W, drátový 2x 120 kΩ, miniaturní 15 kΩ/2 W, metaloxid. K164 NK100, termistor 100 kΩ/N, TP 160 1 kΩ/N, TP 160 5 kΩ/N, TP 160 7x 47 µF/200 V, rad. 100 nF/250 V, fóliový 2x 1000 µF/35 V, rad. 100 nF/63 V, fóliový 1N4007

Obr. 5. Digitální panelové mìøidlo (DPM SMD)

a

D9 BZX83V010.0 (ZD, 10 V) D11 LED, dvoubarevná D12, D14, D15 LED, s vìtší úèinností D13 BZX83V005.6 (ZD, 5,6 V) D16 BZX83V075.0 (ZD, 75 V) T1 BUF646 T2, T3, T11,T12 BUT11A(F) T4 BF472 T5 až T10 BF469 IO1 TL061 IO2 LM317T PR1 PDS2, pøepínaè Síový spínaè, pojistkové pouzdro, pøístrojové zdíøky 4 ks, banánkové zdíøky 4 ks atd.

Digitální panelové mìøidlo DPM SMD Mìøidlo tvoøí samostatný modul. Má stejnosmìrný proudový rozsah 2 A (který je urèený odporem vnìjšího boèníku) a dva stejnosmìrné napìové rozsahy 20 a 200 V. Modul je však použitelný samostatnì i v jiných aplikacích, základní rozsah 0 až ±199,9 mV použitého A/D pøevodníku mùžeme témìø libovolnì rozšíøit pøedøazeným dìlièem napìtí. Schéma modulu mìøidla je na obr. 5. Zapojení modulu vychází z [3], rozdíl je v mìøicích rozsazích a v použitých souèástkách (zde je aplikována øada souèástek SMD). Základem zapojení je monolitický A/D pøevodník ICL7107 (IO1), který je podrobnì popsán napø. v [1] nebo [4]. Namìøenou hodnotu zobrazuje A/D pøevodník na displeji se segmentovkami LED. Aby se omezila spotøeba, mohli bychom použít displej HDSP-H111 s malým pøíkonem, jak jsem to popsal

v [2] a [3]. Cena tìchto displejù se však v posledních letech zdvojnásobila (na témìø 80,- Kè/ks). Pokud nám nebude vadit vìtší odbìr proudu, použijeme levný typ zobrazovací jednotky HD-A554RD, která má dostateèný jas pøi proudu 5 mA/segment a u firmy GM Electronic stojí 20,- Kè/ks. V tom pøípadì doporuèuji použít stabilizátor IO2 typu 7805 (se jmenovitým proudem 1 A) a opatøit ho chladièem. Proud jednotlivými segmenty displeje je urèován pøedøadnými rezistory R1, R2, atd. Volba jejich odporu bývá kompromisem mezi odbìrem proudu a jasem. Pro displej s malým pøíkonem (HDSP-H111) staèí odpor 4,7 kΩ, pro levný displej (HD-A554RD) je nutný odpor 680 Ω, pøípadnì o nìco více. Proud jedním segmentem vypoèítáme podle vztahu I = (5 - 1,8)/R [A; Ω]. Základní rozsah A/D pøevodníku IO1 je 200 mV. Potøebné mìøicí rozsahy modulu se ze zakladního rozsahu odvozují boèníkem a odporovým dìlièem. Rozsahy se volí dvìma dvoupólovými páèkovými pøepínaèi Pr1 a Pr2. Pøepínaèem Pr1 se volí mìøení proudu nebo

napìtí, pøepínaèem Pr2 se volí rozsahy napìtí. Mìøicí vstupy modulu jsou vyvedeny na tøi zdíøky umístìné na pøedním panelu zdroje (obr. 4). Zdíøka GNDn je spoleèná zem a je spojená se zemí modulu a se zápornými póly obou dílèích zdrojù. Zdíøka +Uext. je vstup pro mìøení napìtí a je k ní pøipojen vývod modulu s oznaèením Uzdroje (dolní vývod rezistoru R24). Nižší mìøicí rozsah 20 V je urèen trvale zapojeným odporovým dìlièem s R23 a R24. Vyššího mìøicího rozsahu 200 V se dosáhne tím, že se pøepínaèem Pr2a pøipojí paralelnì k R23 další rezistor R27, a tím se patøiènì zvìtší dìlicí pomìr. Druhou sekcí pøepínaèe Pr2b se pøi zmìnì rozsahù pøepíná poloha desetinné teèky na displeji. Pøi mìøení výstupního napìtí zdrojù propojíme zdíøku +Uext. mìøicí šòùrou s výstupem pøíslušného zdroje. Zdíøka GNDm je vstup pro mìøení proudu a je k ní pøipojen vývod modulu s oznaèením U[I]. Mezi zdíøkami GNDm a GNDn je zapojen boèník R25, kterým prochází mìøený proud. Napìtí vytvoøené na boèníku procházejícím proudem

Obr. 6. Obrazec spojù modulu DPM SMD (mìø.: 1 : 1)

35

Seznam souèástek DPM SMD Obr. 7. Rozmístìní vývodových souèástek na stranì souèástek na desce modulu DPM SMD

Obr. 8. Rozmístìní souèástek na stranì pájení na desce modulu DPM SMD

je zavádìno pøes pøepínaè Pr1a pøímo na vstup A/D pøevodníku. Rozsah proudu je urèen odporem boèníku. Pøi odporu 0,1 Ω podle schématu je rozsah proudu 2 A. Pøesnost mìøení je dána tolerancí odporu boèníku, která by mìla být 1 %. Pøi mìøení proudu je druhou sekcí pøepínaèe Pr1b pøerušen proud do desetinných teèek na displeji, aby žádná nesvítila. Údaj na displeji je pak v mA. Má-li se mìøit výstupní proud nìkterého ze zdrojù, musí protékat boèníkem R25. Ke zdroji èíslo 1 se tedy musí zátìž pøipojit ke zdíøkám +Ureg. a GNDm a ke zdroji èíslo 2 ke zdíøkám + a GNDm. Kladné vnitøní napájecí napìtí modulu je stabilizováno tøísvorkovým stabilizátorem IO2 a má velikost 5 V. Díky stabilizátoru mùžeme modul napájet jakýmkoliv vnìjším kladným napájecím napìtím Unap o velikosti 7,5 až 35 V. Kdyby hrozilo výkonové pøetížení stabilizátoru IO2, zapojíme mezi stabilizátor a zdroj vnìjšího napájecího napìtí rezistor (R30 na obr.1) o vhodném odporu. Potøebné záporné napìtí pro napájení IO1 je získáváno mìnièem se souèástkami T1, C8, D1, D2 a C6, který je buzen taktovacím signálem z IO1. Rezistor R33 nesmí mít pøíliš velký odpor, aby na vývodu 26 IO1 bylo napìtí alespoò -1,4 V. Diody D1 a D2 musí být rychlé spínací (pøedepsaného typu BAS32), bìžné usmìròovací diody typu 1N4007 nejsou vhodné, protože na kmitoètu desítek kHz jejich dlouhá zotavovací doba zmenšuje úèinnost mìnièe.

Konstrukce a oživení DPM SMD Všechny souèástky modulu jsou umístìné na desce s jednostrannými plošnými spoji. Obrazec spojù je na

36

obr. 6, rozmístìní vývodových souèástek na desce na stranì souèástek je na obr. 7, rozmístìní souèástek SMD na desce na stranì pájení je na obr. 8. Na této stranì je umístìn i trimr P1. Nejprve osadíme souèástky SMD, pak drátové propojky a nakonec vývodové souèástky (pozor na propojky mezi nožièkami IO1). K pøednímu panelu zdroje pøipevníme modul pomocí dvou páèkových pøepínaèù Pr1 a Pr2, zapájených do desky. Do pøedního panelu tak nemusíme vrtat otvory pro pøípadné upevòovací šrouby. Pøi oživování modulu mìøidla nejprve zkontrolujeme správnou funkci stabilizátoru IO2. Zvyšujeme pomalu vnìjší napájecí napìtí Unap. Po dosažení Unap = +7 V musí být vnitøní napájecí napìtí pøesnì +5 V. Pøi dalším zvìtšování Unap už nesmí vnitøní napájecí napìtí dále vzrùstat. Dále zkontrolujeme záporné napìtí na vývodu 26 IO1, které má být okolo -1,4 V. Pokud by byly s mìnièem záporného napìtí problémy, zkontrolujeme osciloskopem, zda je na vývodu 38 IO1 obdélníkové napìtí. Potom trimrem P1, který je umístìn na stranì spojù pod IO1, modul mìøidla zkalibrujeme. Ke vstupním vývodùm mìøidla pøipojíme vhodné vnìjší napìtí, které mìøíme továrním èíslicovým multimetrem. Trimr P1 nastavíme tak, aby údaj na displeji modulu odpovídal údaji multimetru. Nakonec pøipojíme promìnné mìøené napìtí a ovìøíme funkci pøístroje na obou rozsazích. Oživený modul mìøidla pøipevníme k panelu zdroje, zavedeme do nìj napájecí napìtí a vstupy modulu propojíme se vstupními zdíøkami +Uext., GNDn a GNDm.

R1, R3 až R6, R9 až R12, R14 až R22, R28, R29, R35 680 Ω nebo 4,7 kΩ, SMD 1206, viz text R2, R7, R8, R13 680 Ω nebo 4,7 kΩ, miniaturní, viz text R23 1,2 kΩ, SMD 1206 R24 120 kΩ, SMD 1206 R25 120 kΩ, SMD 1206 R26 47 kΩ, SMD 1206 R27 130 Ω, SMD 1206 R30 100 kΩ, SMD 1206 R31 22 kΩ, SMD 1206 R32 120 kΩ, SMD 1206 R33 1,8 kΩ, SMD 1206 P1 1 kΩ, naležato C1, C5, C7, C8 100 nF, SMD 1206 C2 100 pF, SMD 0805 C3 220 nF (2x 100 nF, SMD 1206) C4 470 nF, fóliový, vývodový C6 10 µF/6,3 V, rad. D1, D2 BAS32, SMD MINI MELF T1 BC847B, SMD SOT 23 IO1 ICL7107 IO2 78L05 (7805) Z1 až Z4 HD-A554RD nebo HDSP-H111, viz text Pø1, Pø2 P-B69E, miniaturní páèkový pøepínaè 2x 2 polohy

Závìr Na všechny dotazy odpoví autor na adrese: Ing. J. Vlèek, Tehov 122, 251 01 Øíèany u Prahy, tel.: 266 107 687 (do zamìstnání), 323 641 563 (domù), 723 799 875 (mobil) nebo e-mail: [email protected] . Autor na téže adrese také zasílá na dobírku desky s plošnými spoji, sady souèástek a vlastní publikace (17 titulù, 65 stavebnic) - jejich seznam je na www.vlcek.aktualne,cz . Pro popisovaný laboratorní zdroj 170 V (bez digitálního panelového mìøidla) dodává autor desku s plošnými spoji (nalakovanou, nevrtanou, bez nepájivé masky) za 116 Kè, sadu souèástek (bez desky) za 640 Kè, síový transformátor za 695 Kè, pøední panel (vyvrtaný, èernì eloxovaný, se sítotiskem) za 445 Kè, chladiè za 148 Kè a ostatní díly za 185 Kè. Pro digitální panelové mìøidlo DPM SMD dodává autor desku s plošnými spoji za 39 Kè a sadu souèástek (bez desky) za 390 Kè. K cenám se pøipoèítává poštovné.

Literatura [1] Vlèek, J.: Zajímavé integrované obvody. BEN. [2] Vlèek, J.: Elektronika pro pokroèilé. BEN. [3] Vlèek, J.: Praktické konstrukce z analogové techniky. KE 2/2000. [4] Katalogový list ICL7106, ICL7107, Harris semiconductors, prosinec 1993.

ZAJÍMAVÁ A PRAKTICKÁ ZAPOJENÍ Do této kapitoly byla ze zahranièních elektrotechnických a radioamatérských èasopisù vybrána zapojení z oblasti radiotechniky, nízkofrekvenèní techniky a rùznì aplikované elektroniky. Uvedená zapojení je vhodné brát pøedevším jako podnìt a inspiraci k další tvùrèí èinnosti a je možné s nimi dále laborovat.

Radiotechnika Zpìtnovazební pøijímaè s Wheatstoneovým mùstkem Pøímozesilující pøijímaèe se zpìtnou vazbou, osazené jak tranzistory, tak i elektronkami, jsou pro svoji jednoduchost jedním z nejèastìjších námìtù konstrukèních èlánkù v zahranièních radioamatérských èasopisech. Každý autor se vìtšinou snaží svùj návrh nìjak ozvláštnit. Autor pøijímaèe, jehož schéma je na obr. 1, napø. minimalizoval vyzaøování vf kmitù ze vstupního ladìného obvodu do antény pøi „utažené“ zpìtné vazbì tím, že uspoøádal ladìný obvod do tvaru Wheatstoneova mùstku. Jinak je pøijímaè urèen pro pøíjem signálù AM, CW a SSB v pásmu 40 m (7 MHz). Výmìnou cívky L1 lze pøijímaè pøeladit i na jiná amatérská nebo rozhlasová pásma. Vstupní ladìný obvod je tvoøen cívkou L1, kondenzátory C7 a C8 a dvojitým ladicím varikapem D1. Uvedený

varikap lze nahradit dvìma samostatnými varikapy BB109 apod. Na varikapy se pøivádí ladicí napìtí 0,9 až 5 V z desetiotáèkového ladicího potenciometru R11. Trimrem C8 se nastavuje støední kmitoèet pásma 40 m (7,05 MHz) pøi støední poloze potenciometru R11. Všechny kondenzátory související s ladìným obvodem (C2, C3, C5, C6 a C7) by mìly být stabilní keramické z materiálu NPO nebo styroflexové (popø. slídové). Cívka L1 má celkovou indukènost asi 3,7 µH a má odboèku uprostøed vinutí. Má celkem 28 závitù mìdìného lakovaného drátu o prùmìru asi 0,6 mm, který je navinut na toroidním jádru T-68-6 (jádro je zøejmì železové a podle fotografie má vnìjší prùmìr asi 20 mm). Tvar Wheatstoneova mùstku byl vstupnímu ladìnému obvodu dán tím, že anténa je pøipojena (pøes konektor K1 a potenciometr R3 pro ovládání citlivosti) na støední odboèku cívky L1, zatímco dolní vývod cívky je uzemnìn pøes kondenzátor C6, který má stejnou kapacitu jako kondenzátor C5, pøipoje-

ný k hornímu vývodu cívky. Pokud se ladìný obvod pùsobením zpìtnovazebního tranzistoru T1 rozkmitá, je na obou krajních vývodech cívky L1 vf napìtí o stejné amplitudì, ale s opaènou fází (je-li nahoøe plus, je dole minus a naopak), a na støední odboèce je napìtí nulové. Proto vf signál z ladìného obvodu vùbec nevychází do antény (teoreticky), nebo jen velmi málo. Naopak pro signál z antény, který pøichází do ladìného obvodu, pøedstavuje odboèka na cívce jen transformaci napìtí a nijak nebrání nakmitání signálu na ladìném obvodu. Kladnou zpìtnou vazbu, která odtlumuje ladìný obvod a zvìtšuje citlivost a selektivitu pøijímaèe, zavádí tranzistor T1, zapojený jako Clappùv oscilátor s kapacitním dìlièem C2, C3. Stupeò zpìtné vazby se ovládá trimrem R6 (hrubì) a potenciometrem R5 (jemnì) zmìnou pracovního bodu T1. Èím vìtší je napìtí na bázi T1, tím více je ladìný obvod odtlumen, pøi dostateènì velkém napìtí se rozkmitá. Pøijímaný vf signál z ladìného okruhu je zpracováván tranzistorem JFET T2 (lze použít i jiný než uvedený typ, napø. BF245B, BF256B, J310 apod.). Tranzistor T2 je zapojen jako emito-

Obr. 1. Zpìtnovazební pøijímaè s Wheatstoneovým mùstkem

37

rový sledovaè a na jeho parabolické pøevodní charakteristice se vf signál demoduluje. Demodulovaný nf signál se zesiluje monolitickým zesilovaèem IO2 a vede se pøes výstupní konektor K2 do sluchátek. Pøijímaè je napájen napìtím 9 V z destièkové baterie nebo lépe z laboratorního zdroje nebo stabilizovaného síového adaptéru. Zesilovaè IO2 se tímto napìtím napájí pøímo, pro vstupní obvody je vnìjší napájecí napìtí zmenšeno na 5 V stabilizátorem IO1. Stabilizace je nutná proto, aby se pøijímaè nerozkmital kladnou zpìtnou vazbou pøes napájecí sbìrnici a také kvùli stabilitì ladìní a nastavení pracovního bodu T1. Pøijímaè je zapojen na desce s univerzálními plošnými spoji a spolu s baterií je vestavìn do plechové skøíòky. Na pøedním panelu jsou umístìné potenciometry R3 pro ovládání citlivosti,

R5 pro ovládání zpìtné vazby a R11, kterým se pøijímaè ladí. Na zadním panelu je konektor K1 pro anténu (zásuvka BNC), konektor K2 pro sluchátka (zásuvka JACK 3,5 mm stereo), spínaè napájení S1 a pøípadnì napájecí konektor pro vnìjší zdroj. QST, srpen 2001

QRP transceiver DSW 40 s DDS Popis pøístroje je pøevzat z pùvodního èlánku, který má seznámit ètenáøe èasopisu FUNKAMATEUR se stavebnicí jednoduchého transceiveru DSW 40 od známé americké firmy Small Wonder Labs a se zkušenostmi s jeho stavbou a provozem. Transceiver se vyznaèuje tím, že místo oscilátorù pro pøijímaè a vysílaè využívá obvod pøímé èíslicové syntézy (DDS), který je øízen,

Obr. 2. QRP transceiver DSW 40 s DDS

38

spolu s dalšími funkcemi pøístroje, mikrokontrolérem PIC. Schéma transceiveru DSW 40 je na obr. 2. I když podle uvedeného schématu nelze pøímo postavit funkèní zaøízení, je obvodové øešení transceiveru natolik zajímavé, že mùže sloužit jako inspirace pro ty, kdo kromì radiotechniky ovládají i programování mikrokontrolérù. S využitím uvedeného zapojení je však napø. také možné navrhnout samostatný pøijímaè, ve kterém nahradíme obvod DDS stabilním oscilátorem pøelaïovaným varikapem, atd., atd. Pokud nejsou na obr. 2 u nìkterých souèástek uvedené hodnoty, je to proto, že nebyly uvedeny ani na schématu v pùvodním prameni. Hodnoty tìchto souèástek si bude muset konstruktér navrhnot sám. Transceiver DSW 40 pracuje v radioamatérském pásmu 40 m (7,0 až 7,1 MHz) a je urèen výhradnì pro telegrafní provoz. Pøijímaè má citlivost

0,2 µV pro pomìr signál/šum 10 dB a šíøku pásma 500 Hz. Vysílaè má výkon 2 W na impedanci 50 Ω. Pøístroj je navržen pro napájení stejnosmìrným napìtím 8 až 15 V a pøi pøíjmu odebírá proud asi 40 mA. Rozmìry samotné skøíòky transceiveru (bez knoflíkù atd.) jsou (odhadem z fotografie) asi 95 mm (šíøka) x 33 mm (výška) x 130 mm (hloubka). Na pøedním panelu jsou pouhé dva ovládací knoflíky, spínaè RIT a tlaèítko KEYER. Menší knoflík pøísluší potenciometru R201 a ovládá se jím citlivost pøijímaèe. Vìtší knoflík je na èíslicovém potenciometru a jeho otáèením se ladí s krokem 50 nebo 200 Hz kmitoèet pøijímaného (resp. vysílaného) signálu. (Èíslicový potenciometr je struèný název pro inkrementální snímaè úhlu natoèení ovládacího høídele. Tento snímaè generuje dvì sady impulsù, jejichž vzájemná fáze závisí na smìru otáèení høídele a jejichž poèet odpovídá zmìnì úhlu natoèení høídele.) Èíslicový potenciometr je též vybaven funkcí tlaèítka. Pøi krátkém stisknutí ladicího knoflíku vyšle kontrolér do sluchátek pøijímaèe telegraficky èíselný údaj naladìného kmitoètu (pøístroj tak nemusí mít kmitoètový displej!), dlouhým stisknutím knoflíku se pøepíná krok ladìní. Pøi zapnutí spínaèe RIT lze kmitoèet vysílání odladit od kmitoètu pøíjmu kamkoliv uvnitø rozsahu ladìní, pøi vypnutí spínaèe RIT se kmitoèet vysílání a pøíjmu opìt sesouhlasí. Pomocí tlaèítka KEYER se nastavuje rychlost vnitøního automatického klíèovaèe (softwarového v mikrokontroléru), který se ovládá vnìjší pastièkou. Pøi nastavování rychlosti se stiskne tlaèítko a pastièkou se dávají teèky. Teèky jsou slyšet ve sluchátkách pøijímaèe a jejich rychlost se automaticky pomalu plynule mìní. Pøi vyhovující rychlosti se tlaèítko uvolní a klíèovaè pak zùstane na tuto rychlost nastaven. Pøi pøíjmu se vf signál z antény vede ze svorky J6 pøes výstupní LC èlánek Π na potenciometr R201, kterým se ovládá citlivost pøijímaèe. Z potenciometru se vf signál vede pøes ladìný pøizpùsobovací transformátor TR1 (pevnì naladìný na støed pøijímaného pásma 7,0 až 7,1 MHz) na vstup prvního smìšovaèe IO1. Smìšovaè má zisk 13 dB a produkuje mezifrekvenèní (mf) signál o kmitoètu 4,032 MHz. Jako signál místního oscilátoru se do prvního smìšovaèe vede signál o kmitoètu 11,032 až 11,132 MHz generovaný obvodem DDS (pøímé èíslicové syntézy) IO5. Mf signál prochází krystalovým filtrem o støedním kmitoètu 4,032 MHz a šíøce pásma 500 Hz a je veden do druhého smìšovaèe (produkt detektoru) s IO2. Druhý místní oscilátor v IO2 je øízen krystalem 4,032 MHz a je rozladìn proti støednímu kmitoètu krystalového mf filtru trimrem C14 tak, že s mf CW signálem dá na výstupu IO2 slyšitelný záznìj o kmitoètu 800 Hz. Druhý smìšovaè má zisk rovnìž 13 dB.

Nf signál z druhého smìšovaèe je zesilován nf zesilovaèem s IO3A, který má zisk 30 dB. Z výstupu IO3A je nf signál veden pøes elektronický analogový spínaè T1 do pásmové propusti s IO3B. Spínaè T1 je ovládán pøes tranzistor T2 logickým signálem E z mikrokontroléru a slouží k umlèení pøijímaného signálu. Za spínaèem T1 je k nf signálu pøimícháván logický signál F z mikrokontroléru, takže kontrolér mùže do výstupu pøijímaèe generovat vlastní nf signál, který zajišuje pøíposlech pøi vysílání, telegrafickou informaci o naladìném kmitoètu, informaci o nastavení klíèovaèe atd. Pásmová propust s IO3B má støední kmitoèet 800 Hz a zisk 34 dB. Z výstupu IO3B se zesílený a vyfiltrovaný nf signál vede na výstupní konektor J4, ke kterému lze pøipojit citlivá sluchátka nebo vnìjší nf zesilovaè. Vysílaè používá jako oscilátor obvod DDS IO5, který generuje signál o kmitoètu 7,0 až 7,1 MHz. Signál z IO5 se výkonovì zesiluje tøístupòovým tranzistorovým zesilovaèem. Budicí stupnì s tranzistory T5 a T6 pracují v lineárním režimu a pøes vazební transformátor TR2 budí koncový stupeò s T7, který pracuje ve tøídì C. Jako T7 lze alternativnì použít i tranzistor 2SC799. Vysílaè se klíèuje signálem G z mikrokontroléru, kterým se prostøednictvím tranzistorù T3 a T4 spíná napájecí napìtí budicích stupòù T5, T6. Z koncového stupnì se vede signál na anténní svorku J6 pøes dolní propust s L4, L5 atd. ve tvaru èlánku Π, která pøizpùsobuje koncový stupeò impedanci zátìže 50 Ω a souèasnì potlaèuje vyšší harmonické výstupního signálu. Pøepínání antény mezi pøijímaèem a vysílaèem je ošetøeno diodami D4 až D7. Pøi pøíjmu jsou T7 i D4 až D7 vypnuté a signál z antény (z J6) prochází bez jakéhokoliv útlumu na vstup pøijímaèe. Pøi vysílání se diody D4 až D7 silným signálem z koncového stupnì sepnou a zeslabí signál, který jde do vstupu pøijímaèe, na nedestruktivní úroveò. Sepnutými diodami se též uzemní horní vývod kondenzátoru C34, který se tak stane souèástí výstupního èlánku Π. Obvod DDS IO5, který poskytuje øídicí kmitoèty pro pøijímaè i vysílaè, je od firmy Analog Devices a vyžaduje pouze málo vnìjších souèástek. Je doplnìn nìkolika blokovacími kondenzátory, generátorem taktovacího kmitoètu 32 MHz - krystalovým oscilátorem OSC1 a dolní propustí ve tvaru LC èlánku Π s L1, L2 atd., která filtruje výstupní signál z obvodu DDS a upravuje jeho impulsní prùbìh na sinusový. Obvod DDS (jeho kmitoèet) je øízen po sériové lince signály B, C, D a E z mikrokontroléru. Èinnost celého transceiveru ovládá mikrokontrotér PIC IO4, který je taktován krystalem X5 o kmitoètu 4,096 MHz. Na nìkolika portech, konfigurovaných jako výstupní, generuje binární øídicí

signály B až G. Ostatní porty jsou konfigurovány jako vstupní a jsou vyvedeny na konektory J1 a J2. Ke konektoru J1 je pøipojen èíslicový potenciometr, a jednotlivé vývody J1 jsou v pùvodním prameni nazvány následovnì: 1 - STEP SIZE, 2 - Ph.A-Tune, 3 - Ph.B-Tune, 4 - GND. Vývod 1 zøejmì patøí tlaèítku na èíslicovém potenciometru a vývody 2 a 3 impulsním výstupùm z èíslicového potenciometru. Ke konektoru J2 jsou pøipojeny ostatní ovládací prvky. Jednotlivé vývody J2 jsou nazvány takto: 1 - RIT ON/OFF, 2 - SWITCH, 3 - „DOT“, 4 - „DASH“. Vývod 1 tedy zøejmì patøí spínaèi RIT, vývod 2 tlaèítku KEYER a vývody 3 a 4 kontaktùm pro dávání teèek a èárek vnìjší telegrafní pastièky. Souèástky tranceiveru jsou osazené smíšenou technologií (IO jsou v pouzdrech DIL a krystaly, elektrolytické kondenzátory atd. jsou vývodové, zatímco rezistory a keramické kondenzátory jsou v provedení SMD) na jediné desce s oboustrannými plošnými spoji bez jakýchkoliv stínicích pøepážek. Pouze pouzdra krystalù v mf filtru jsou navzájem propojena vodièem, který je uzemnìn. Deska je umístìna na dnì nízké plechové skøíòky, na pøedním panelu jsou ovládací prvky a na zadním panelu všechny konektory. Podle posudku autora pùvodního èlánku pracuje transceiver velmi dobøe. Urèitou nevýhodu spatøuje v tom, že schází obvyklý regulátor hlasitosti v nf zesilovaèi, takže pøi provozu se musí potenciometrem R201 neustále regulovat citlivost. FUNKAMATEUR, 10/2000

Širokopásmová aktivní anténa V dnešní dobì již vìtšinou není možné používat pro pøíjem AM na støedních a krátkých vlnách jako anténu kus drátu „hozený“ za rádiem, protože do této antény se indukuje tak silné rušení z blízkých poèítaèù, monitorù apod., že zcela znemožòuje pøíjem. Proto musí být anténa umístìná co nejdále od zdrojù rušení (nejlépe na støeše), pak je však problém dovést signál z antény do pøijímaèe. Použijeme-li jako anténu napø. kovový prut o délce okolo 1 m, chová se jako zdroj signálu s výstupní impedancí kapacitního charakteru o kapacitì nìkolika desítek pF. Kdybychom k takové anténì pøímo pøipojili koaxiální kabel o délce nìkolika desítek metrù, který má mìrnou kapacitu okolo 100 pF/m a tedy celkovou kapacitu nìkolik nF, vytvoøí anténa s kabelem kapacitní dìliè, který zeslabí signál z antény 100x a více. Je zøejmé, že za tìchto podmínek není pøíjem možný. Aby bylo možné pøenést pøijatý signál dlouhým koaxiálním kabelem z antény do pøijímaèe, je nutné doplnit kovo-

39

Obr. 3. Širokopásmová aktivní anténa s uzemnìným záporným pólem napájení

Obr. 4. Širokopásmová aktivní anténa s uzemnìným kladným pólem napájení vý prut (pasivní anténu) obvodem, který pøizpùsobí výstupní impedanci prutu k charakteristické impedanci koaxiálního kabelu. Pøizpùsobovací obvod mùže být pasivní nebo aktivní. Jako pasivní pøizpùsobovací obvod se používá napø. paralelní rezonanèní obvod LC, k jehož „živému“ vývodu pøipojíme anténní prut a na odboèku cívky navážeme koaxiální kabel. Kapacita prutu se stane souèástí ladicí kapacity a pøi vyladìní obvodu do rezonance na pøijímaném kmitoètu je kabel k anténnímu prutu dokonale pøizpùsoben. Nutnost ladit rezonanèní obvod je hlavní nevýhodou tohoto zpùsobu pøizpùsobení. Aktivním pøizpùsobovacím obvodem je širokopásmový zesilovaè s velkým vstupním odporem a malou vstupní kapacitou a s malým výstupním odporem. Takový zesilovaè nezatìžuje anténní prut a pøitom je pøizpùsoben k charakteristické impedanci koaxiálního kabelu. Pøijimaný signál je navíc možné zesilovaèem ponìkud zesílit (napø. 10x), èímž se zlepší celková citlivost ménì kvalitních pøijímaèù. Vìtšinou je však zesílení aktivního pøizpùsobovacího obvodu nežádoucí, protože kvalitní pøijímaèe mají citlivost dostateènou a zesílením signálu se pouze zvìtší možnost pøebudit jejich vstup. Výhodou aktivního pøizpùsobovacího obvodu je absence nutnosti tento obvod ladit, pøitom s moderními souèástkami není problémem pøenést pásmo od desítek kHz do stovek MHz. Nevýhodou aktivního pøizpùsobovacího obvodu je jeho pøebuditelnost silnými signály napø. z blízkého FM nebo GSM vysílaèe, jejichž modulace pak „leze“ do všech pøijímaných stanic. Celek pasivní antény s aktivním pøizpùsobovacím obvodem nazýváme aktivní anténou.

40

Schéma jednoduché aktivní antény (s uzemnìným záporným nebo kladným pólem napájecího napìtí), kterou navrhl Ian Braithwaite (G4COL), je na obr. 3 a obr. 4. Anténa pøenáší pásmo kmitoètù v rozmezí od 1,5 do 60 MHz a pøizpùsobovací zesilovaè (vlastnì zeslabovaè) zeslabuje signál 5x. Vyznaèuje se malým vnitøním šumem a dobrou linearitou (autor se nikdy nesetkal s tím, že by pøíjem s ní rušily nežádoucí parazitní signály). Jako vlastní (pasivní) anténa je použit svislý dostateènì pevný mosazný nebo duralový prut o délce 0,5 až 2 m. Pøizpùsobovací zesilovaè je zapojen jako emitorový sledovaè (s napìovým zesílením asi 0,8) s tranzistorem JFET T1. Výstupní odpor sledovaèe, který je nìkolik set ohmù, je dále 16x zmenšen transformátorem TR1. Transformátor má pøevod 4 : 1 a zeslabuje tak pøijímaný signál ještì 4x. Transformátor TR1 je navinut na toroidním feritovém jádøe o vnìjším prùmìru 10 až 15 mm s relativní permeabilitou vìtší než 100 (napø. Amidon typu FT37-61 nebo FT50-61). Aby se dosáhlo malé rozptylové indukènosti, je vinutí tvoøeno ètveøicí navzájem zkroucených drátù. Použitý drát je mìdìný o prùmìru okolo 0,2 mm se samopájitelnou lakovou izolací (nejlépe ještì opøedené hedvábím). Z drátu odstøihneme ètyøi kusy o délce asi 30 cm, na obou koncích je pøiložíme k sobì a pak jedním koncem kroutíme tak (napø. ruèní vrtaèkou), aby svazek drátù mìl asi pìt zkrutù na centimetr délky. Zkrouceným svazkem pak navineme (rovnomìrnì po obvodu toroidu) 7 až 8 závitù. Zbylé konce svazku rozpleteme, dráty zkrátíme asi na 15 mm, konce v délce asi 5 mm odizolujeme a pomocí ohmmetru jednotlivé dráty identifikujeme a oznaèíme napø. rùznobarevný-

mi bužírkami. Pak spojíme zaèátky a konce jednotlivých drátù tak, aby všechna dílèí vinutí byla zapojena do série a mìla stejný smysl. Výstup z transformátoru vyvedeme z první odboèky (tj. ze sedmého až osmého závitu) od „studeného“ konce vinutí, zatímco celkové vinutí (s dvacetiosmi až tøicetidvìma závity) pøipojíme k emitoru T1. Tranzistor T1 je napájen po vnitøní žíle výstupního koaxiálního kabelu. Je-li je na vnitøní žíle kabelu kladné napájecí napìtí (obr. 3), slouží k jeho oddìlení od pøijímaného signálu èlánek R3, C3. Je-li na vnitøní žíle kabelu záporné napájecí napìtí (obr. 4), je oddìleno od pøijímaného signálu pøímo transformátorem TR1. Ze zesilovaèe se pøijímaný signál vede koaxiálním kabelem do napájecího dílu. Koaxiální kabel mùže mít délku až nìkolika desítek metrù a mìl by být použit kvalitní typ s malými mìrnými ztrátami. V napájecím dílu se do vnitøní žíly koaxiálního kabelu zavádí (pøes svorky J1 a J2) napájecí napìtí 12 V ze síového adaptéru nebo z pøijímaèe. Napájecí napìtí je s pøijímaným signálem sluèováno èlánkem L1, C5 (L1, C4). Cívka L1 je navinuta na toroidním jádøe stejného typu, jaké je použito v transformátoru TR1, a má 20 závitù mìdìného lakovaného drátu o prùmìru asi 0,3 mm. LED D1 indikuje napájecí proud tekoucí do pøizpùsobovacího zesilovaèe. Z výstupního konektoru K4 napájecího dílu se pøijímaný signál vede krátkým koaxiálním kabelem do anténního vstupu pøijímaèe. Pøizpùsobovací zesilovaè je zapojen na destièce s univerzálními plošnými spoji a je umístìn do vodotìsné elektroinstalaèní krabice. Do horní stìny krabice (orientované navýšku) je vodotìsnì vetknut svislý anténní prut (napø. s použitím kabelové prùchodky) a jeho dolní konec je pøipojen na vstup zesilovaèe. Konektor pro koaxiální kabel je umístìn na dolní stìnì krabice. Na zadní stìnì krabice je pøišroubována pøíchytka, kterou se krabice (aktivní anténa) upevní na zvolené místo. Napájecí díl je vestavìn do kovové krabièky (pøijímaný signál musí být odstínìn od blízkých zdrojù rušení) a jednotlivé souèástky jsou pøipájené pøímo na vývodech použitých konektorù. Zapojené díly aktivní antény umístíme poblíž sebe, navzájem je propojíme a pøipojíme napájecí napìtí. Voltmetrem zkontrolujeme, že napájecí napìtí prochází kabelem do pøizpùsobovacího zesilovaèe a ampérmetrem zmìøíme napájecí proud, který by mìl být 10 až 20 mA (optimální proud 15 mA nastavíme úpravou odporu rezistoru R2). Pak pomocí pøijímaèe zkontrolujeme celkovou funkci (pøíjem signálu a šum). Po oživení umístíme napájecí díl poblíž pøijímaèe a aktivní anténu do místa dobrého pøíjmu bez rušení. RadCom, øíjen 2001

Nízkofrekvenèní technika GAP II - generátor akustického pole II Pøístroj GAP II pøidává dozvuk do nf signálu pro zadní reproduktory pøi ètyøkanálové reprodukci a obsahuje výhybku signálu pro subwoofer. Je navržen jako doplnìk reprodukèního zaøízení v automobilu, z jehož kabiny dokáže vytvoøit koncertní sál. Výhybka pro subwoofer navíc dovoluje v automobilu „dùkladnì“ reprodukovat basy i s levnou ètveøicí satelitních reproduktorù. GAP II je však natolik kvalitní, že najde uplatnìní i pøi bytové reprodukci zvuku. Na obr. 5 je blokové schéma zaèlenìní GAP II do reprodukèního øetìzce. GAP II zpracovává dva zvukové kanály (levý zadní = LZ a pravý zadní = PZ) a má linkové vstupní a výstupní úrovnì. Pokud zdroj signálu (automobilový pøijímaè) neposkytuje vhodné úrovnì, je nutné mezi jeho výstupy a vstupy GAP II vložit pøizpùsobovací obvody (odporové dìlièe nebo transformátory). Ke všem

výstupùm GAP II je nutné pøipojit reproduktory pøes výkonové zesilovaèe, signál pro zadní reproduktory je možné kmitoètovì korigovat volitelným ekvalizérem (nemusí být použit). Na obr. 6 je blokové schéma vlastního pøístroje GAP II. K vytvoøení dozvuku je použit monolitický analogový zpožïovací obvod MN3008N od firmy Panasonic (IO2, IO4), využívající principu pøesouvání elektrického náboje, který je v angliètinì oznaèován jako BBD = bucket-brigade device = pøístroj pracující na principu vìdra (s libovolným obsahem vody) pøemisovaného øetìzem lidí (napø. pøi požáru). Nf signál, který se má zpožïovat, se na vstupu IO vzorkuje a pøemìòuje na náboje úmìrné napìtí vzorkù. Náboje se pak postupnì pøelévají smìrem od vstupu k výstupu mnoha analogovými pamìovými buòkami (s pamìovými kondenzátory), které jsou v IO obsaženy (v IO MN3008N je tìchto bunìk celkem 2048). Na výstupu IO se pak náboje opìt pøemìòují ve vzorky napìtí a

Pravý pøední

Pravý zadní

PP

PZ PZ

Automobilový pøijímaè

PZ

PZ

Pøístroj GAP II

Ekvalizér (volitelný)

LZ

LZ

LZ

Výkonový zesilovaè (stereo) LZ

LP Levý pøední

Výkonový zesilovaè (mono)

Levý zadní

Subwoofer

Obr. 5. Blokové schéma zaèlenìní GAP II do reprodukèního øetìzce

IO1D K1 Vstup LZ

Vstupní zesilovaè

IO1C DP 14 kHz Souèt. zesil.

IO2 Zpožïovací obvod

po následující filtraci vznikne signál stejného prùbìhu, jako byl na vstupu, který je však proti vstupnímu signálu zpoždìn o dobu potøebnou k prùchodu nábojù všemi buòkami. Vzorkování a pøenos nábojù mezi buòkami je øízen dvoufázovým taktovacím signálem, který je generován obvodem IO3. Zpoždìní nf signálu je urèeno kmitoètem taktovacího signálu a vypoète se tak, že se celkový poèet bunìk v IO dìlí dvojnásobkem taktovacího kmitoètu. V GAP II je použit taktovací kmitoèet 240 až 40 kHz (ovládá se potenciometrem R77), èemuž odpovídá zpoždìní pøibližnì od 4,5 do 25 ms. Vzorkování nf signálu je vlastnì smìšování kmitoètu nf signálu s kmitoètem vzorkování, a proto pøi vzorkování vznikají souètové a rozdílové kmitoèty. Pokud tyto produkty padnou do nf pásma, zpùsobují rušení, které se nazývá aliasing. Aby se zamezilo aliasingu, musí být pøi vzorkování splnìna tzv. Nyquistova podmínka, což znamená, že kmitoèet vzorkování musí být minimálnì dvakrát vyšší než nejvyšší kmitoèet spektra vzorkovaného signálu. To ovšem platí pouze za podmínky, že spektrum vzorkovaného signálu je omezeno dolní propustí s ideálnì pravoúhlou kmitoètovou charakteristikou. Pøi omezení horního kmitoètu spektra reálným filtrem se obvykle volí kmitoèet vzorkování jako ètyønásobek nejvyššího kmitoètu spektra vzorkovaného signálu. To je i pøípad GAP II, kde zpožïovací obvody MN3008N mají podle výrobce horní mezní kmitoèet 10 kHz a minimální kmitoèet vzorkování je 40 kHz. Funkce zpožïovacích obvodù IO2 a IO4 byla podrobnìji popsána proto, aby bylo zdùvodnìno použití dalších obvodù v jejich okolí. Dolní propusti (DP) s mezním kmitoètem 14 kHz s IO1C a IO1B, zaøazené pøed zpožïovacími obvody, omezují kmitoètové spektrum IO7A DP 14 kHz Výst. zesil.

IO5B DP 14 kHz

K3 Výstup LZ

Signál dozvuku R77 Zpoždìní

S1 Surround

IO3 Taktovací generátor

R79 Intenzita dozvuku

IO6A EPOT (2x)

IO6B EPOT (2x)

R78 Hlasitost

Signál dozvuku K2 Vstup PZ

Vstupní zesilovaè IO1A

IO1B DP 14 kHz Souèt. zesil.

IO4 Zpožïovací obvod

IO5A DP 14 kHz

Smìšovací zesilovaè IO7C

IO7B DP 14 kHz Výst. zesil.

K4 Výstup PZ

K5

IO7D DP 80 Hz Výst. zesil.

Výstup pro subwoofer

Obr. 6. Blokové schéma pøístroje GAP II

41

Obr. 7. Podrobné schéma pøístroje GAP II (1. èást) zpracovávaného nf signálu a zabraòují aliasingu. Další dolní propusti s mezním kmitoètem 14 kHz s IO5B, IO5A a IO7A, IO7B, zaøazené za zpožïovacími obvody, odstraòují ze vzorkù nf signálu vzorkovací kmitoèet a upravují tvar nf signálu z impulzního zpìt na hladký analogový. Dozvuk se vytváøí tím, že èást zpoždìného signálu, nazvaná signál dozvu-

ku, se pøivádí zpìt na vstup zpožïovacího obvodu. Intenzita dozvuku se ovládá dvojitým elektronickým potenciometrem IO6A prostøednictvím potenciometru R79, doba dozvuku se ovládá zmìnou taktovacího kmitoètu (zmìnou doby zpoždìní) potenciometrem R77. Vstupní zesilovaèe s IO1D a IO1A mají nastavitelné zesílení a pøizpùsobují impedanènì i úrovòovì zdroj signálu

dalším obvodùm GAP II. Ke vstupním zesilovaèùm je pøipojen dvojitý spínaè S1, pøi jehož sepnutí pracují oba zesilovaèe jako diferenèní. V tomto režimu, nazvaném Surround, zpracovávají oba kanály GAP II rozdílový signál (vzniklý vzájemným odeètením vstupních signálù LZ a PZ). Výstupní dolní propusti s IO7A a IO7B slouží též jako výstupní zesilova-

Obr. 8. Podrobné schéma pøístroje GAP II (2. èást)

42

Obr. 9. Podrobné schéma pøístroje GAP II (3. èást) èe, které zajišují nízkou výstupní impedanci celého zaøízení. Pøed tìmito stupni je zaøazen dvojitý elektronický potenciometr IO6B, kterým se prostøednictvím potenciometru R78 ovládá hlasitost zadních reproduktorù. Signál pro subwoofer se získává tak, že se nejprve v zesilovaèi IO7C smísí (seètou) oba vstupní signály LZ a PZ a pak se dolní propustí s IO7D omezí kmitoètové pásmo souètového signálu na 80 Hz. Dolní propust souèasnì slouží jako výstupní zesilovaè. Podrobné schéma zapojení pøístroje GAP II, rozdìlìné pro svoji rozsáhlost do tøí èástí, je na obr. 7, obr. 8 a obr. 9. Spoje oznaèené písmeny A až F na sebe na jednotlivých obrázcích navazují. Protože GAP II zpracovává nf signály ve dvou identických kanálech, bude dále popsán pouze kanál LZ. Ze vstupního konektoru K1 je signál LZ veden pøes trimr R73 pro regulaci citlivosti do vstupního zesilovaèe s operaèním zesilovaèem (OZ) IO1D. Vstupní zesilovaè je invertující a zesiluje -10x. Zesílení je urèeno zpìtnovazebním dìlièem R1, R5. Pracovní bod IO1D je nastaven dìlièem R21, R22 tak, aby stejnosmìrná složka vstupního i výstupního napìtí IO1D byla rovna polovinì napájecího napìtí (takto jsou dalšími dìlièi nastavené pracovní body všech OZ v celém GAP II). Spínaèem S1 se volí režim Surround. Pokud je spínaè S1 vypnut, zesiluje vstupní zesilovaè pouze signál LZ. Pøi sepnutém spínaèi S1 je OZ IO1D zapojen jako diferenèní zesilovaè a zesiluje 10x rozdílovou složku signálù LZ a PZ, které odebírá z bìžcù trimrù R73 a R74. Z výstupu IO1D se nf signál vede do aktivní dolní propusti s IO1C, která omezuje kmitoètové pásmo signálu pøed vzorkováním v následujícím zpožïovacím obvodu a tím zamezuje aliasingu. Dolní propust je druhého øádu a hodnoty jejích souèástek jsou zvoleny

tak, že kmitoètová charakteristika propusti je plochá do 1 kHz, pak plynule stoupá od 0 dB na 1 kHz do svého vrcholu +5 dB na 10 kHz, dále se vrací na 0 dB na 14 kHz a nakonec plynule klesá se smìrnicí -6 dB/okt. Navýšení kmitoètové charakteristiky o 5 dB mezi 1 a 10 kHz pøedstavuje preemfázi, která o 5 dB zlepšuje odstup signálu od šumu za zpožïovacím obvodem (pøi nejnižším taktovacím kmitoètu má zpožïovací obvod MN3008N odstup signálu od šumu 55 dB, pøi zvyšování taktovacího kmitoètu se odstup zvìtšuje). Na vstupu OZ IO1C se k pùvodnímu signálu LZ též pøièítá zpoždìný nf signál (pøivádìný pøes rezistor R17), èímž se vytváøí dozvuk. Z výstupu IO1C je signál veden na zpožïovací obvod IO2, jehož funkce již byla vysvìtlena. Trimrem R75 se nastavuje optimální pøedpìtí zpožïovacího obvodu (minimální zkreslení). Vzorkovací kmitoèet je ze signálu na výstupu IO2 odstraòován dolní propustí tøetího øádu s OZ IO5B. Mezní kmitoèet této propusti je 14 kHz a mezi 1 a 10 kHz její kmitoètová charakteristika plynule klesá o 5 dB (deemfáze), aby kompenzovala preemfázi z pøedcházející dolní propusti. Z výstupu IO5B se signál rozdìluje do dvou elektronických potenciometrù IO6. Na vývodu 8 IO6 je vnitøní referenèní napìtí, které se zavádí na ovládací potenciometry R78 a R79 a též tvoøí pøedpìtí signálových vstupù IO6. Elektronický potenciometr nahrazuje dva stereofonní potenciometry, a i když je obvodovì složitìjší, je levnìjší a prostorovì ménì nároèný. Signál z jednoho elektronického potenciometru se vede na vstup IO1C a vytváøí dozvuk. Souèástky R17, R19 a C13 upravují úroveò signálu a zabraòují rozkmitání obvodu. Signál z druhého elektronického potenciometru se vede do výstupní dolní

propusti s OZ IO7A. Propust dále upravuje kmitoètové spektrum zpracovávaného nf signálu a její nízká výstupní impedance dovoluje vyvést signál z jejího výstupu na výstupní konektor K3, takže slouží i jako výstupní zesilovaè. Celková kmitoètová charakteristika pøístroje GAP II, mìøená mezi vstupním a výstupním konektorem každého kanálu, je v pásmu od 20 Hz do 10 kHz plochá se zvlnìním menším než 1 dB. Na kmitoètu 12 kHz má pokles -3 dB a dále se svažuje se smìrnicí -36 dB/okt. Signál pro subwoofer se vytváøí ve zvláštním kanálu. Zesilovaè s OZ IO7C smìšuje (sèítá) signály LZ a PZ, které se na jeho vstup pøivádìjí pøes rezistory R9 a R10. Citlivost tohoto zesilovaèe (resp. velikost výstupního signálu kanálu pro subwoofer) se nastavuje trimrem R76. Souètový signál je pak z výstupu IO7C veden do dolní propusti s IO7D, která z nìj oddìlí pásmo nízkých kmitoètù, urèené pro reprodukci subwooferem. S hodnotami souèástek podle schématu má propust mezní kmitoèet f h = 80 Hz. Mezní kmitoèet mùžeme podle potøeby upravit zmìnou kapacit kondenzátorù C49 až C51. Pro f h = = 50 Hz musí být C49 = 820 nF, C50 = = 680 nF a C51 = 56 nF. Pro fh = 100 Hz musí být C49 = 390 nF, C50 = 330 nF a C51 = 33 nF. Pro fh = 120 Hz musí být C49 = 330 nF, C50 = 270 nF a C51 = 27 nF. Dolní propust s OZ IO7D slouží též jako výstupní zesilovaè a signál z jejího výstupu je pøímo vyveden na výstupní konektor pro subwoofer K5. Pøístroj je napájen stejnosmìrným napìtím 12 až 18 V z automobilového akumulátoru nebo ze síového adaptéru. Pro napájení vnitøních obvodù je toto napìtí omezeno na maximální velikost 12 V monolitickým stabilizátorem IO8. Electronics Now, duben 1993

43

Rùznì aplikovaná elektronika Elektronická moskytiéra Pøístroj odpuzuje komáry a další obtížný hmyz ultrazvukem s promìnným kmitoètem, který tento hmyz nesnáší. Schéma elektronické moskytiéry je na obr. 10. Zapojení je tvoøeno ètyømi bloky. Je to generátor taktovacího signálu s IO1, generátor ultrazvukového signálu s IO2 a IO3, dìlièka kmitoètu s IO4 a výkonový zesilovaè s T1 a T2. Hlavním blokem je generátor ultrazvukového signálu, který je zapojen jako astabilní multivibrátor s èasovaèem 555 (IO3). Kmitoèet multivibrátoru je urèen kapacitou kondenzátoru C2 a celkovým odporem sériovì zapojených rezistorù, které jsou k C2 pøipojovány diodami D1 až D10. Nejnižší kmitoèet je urèen souèástkami C2, R4, R5 a R19 a je 152 kHz. Nejvyšší kmitoèet je urèen souèástkami C2, R18 a R19 a je 241 kHz. Mezi tìmito kmitoèty leží dalších osm mezilehlých kmitoètù. Jednotlivé kmitoèty se postupnì peridicky pøepínají spínáním diod D1 až D10 prostøednictvím signálù z výstupù pìtistupòového Johnsonova èítaèe IO2. Generátor signálu pro taktování èítaèe IO2 je rovnìž zapojen jako astabilní multivibrátor s èasovaèem 555 (IO1). Kmitoèet multivibrátoru urèují hodnoty souèástek C1 a R1 až R3 a podle polohy trimru R1 je 1,1 až 4,8 Hz. Protože èítaè IO2 dìlí tento kmitoèet 10x, projde generátor ultrazvukového signálu všechny kmitoèty od 152 do 241 kHz za 2,1 až 9,1 s. Kmitoèet ultrazvukového signálu z výstupu IO3 se dìlí 4x dvoustupòovou binární dìlièkou s D klopnými obvody 4013 (IO4). Na výstupu dìlièky je ultrazvukový signál s kmitoètem promìnným od 38 do 60,2 kHz. Úèelem dìlièky je upravit støídu obdélníkového ultrazvukového signálu na pøesnou hodnotu

1 : 1, pøi které má obdélníkový signál maximální amplitudu první harmonické. Po zesílení výkonovým zesilovaèem s T1 a T2 je ultrazvukový signál vyveden na výstupní svorku J2. Jako elektroakustický mìniè je vhodné použít piezoelektrický výškový reproduktor. Všechny souèástky jsou umístìné na desce s jednostrannými plošnými spoji (obr. 11 a obr. 12). Spoje byly co nejpeèlivìji pøekresleny z pùvodního pramene, zapojení však nebylo v redakci ovìøeno!

Seznam souèástek R1 R2, R3, R19 R4, R6 R5, R8

10 kΩ, trimr PT10V 1 kΩ, miniaturní 270 kΩ, miniaturní 15 kΩ, miniaturní

Radioelektronik Audio-HiFi-Video, 7/2000

Obr. 11. Obrazec plošných spojù elektronické moskytiéry (mìø.: 1 : 1)

Obr. 12. Rozmístìní souèástek na desce elektronické moskytiéry

Obr. 10. Elektronická moskytiéra

44

R7, R9 240 kΩ, miniaturní R10, R12 220 kΩ, miniaturní R11, R14, R17, R20, R21 10 kΩ, miniaturní R13, R15 200 kΩ, miniaturní R16, R18 180 kΩ, miniaturní C1 100 µF/25 V, rad. C2 33 pF, keramický C3, C4 100 nF, keramický D1 až D10 1N4148 T1 BC307 (BC556B) T2 BD228 (BD244C) IO1, IO3 555 IO2 4017 IO4 4013 objímka pro DIP8, obyèejná, 2 ks objímka pro DIL14, obyèejná objímka pro DIL16, obyèejná deska s plošnými spoji è.: KE0228

µF

Obr. 13. Zpožïovací obvod aktivovaný nf signálem

Zpožïovací obvod aktivovaný nf signálem Obvod, jehož zapojení je na obr. 13, má tu vlastnost, že na svém výstupu A (Out A) drží kladné stejnosmìrné napìtí (které má pøibližnì velikost napájecího napìtí) ještì po dobu asi 150 s od okamžiku, kdy byl pøerušen nf signál, pøivádìný na vstup. Dobu zpoždìní, po které teprve napìtí na výstupu A klesne na nulovou úroveò, urèuje èasová konstanta èlánku R2, C5. Obvod byl navržen ze zcela prozaických dùvodù, vyplývajících z požadavku automaticky vypnout CD pøehravaè po pøehrání disku. Pøi poslechu oblíbených melodií pøed spánkem totiž vìtšina posluchaèù usne a celé zaøízení zpravidla zùstane zapnuté po celou noc, což se nejeví právì ekonomické). Zpoždìní 150 s bylo zvoleno z toho dùvodu, aby bylo podstatnì delší než mezery mezi skladbami na CD a pøístroj se nemohl vypnout mezi skladbami, ale aby se vypnul teprve po pøehrání celého disku. Pokud na vstup Audio in pøichází nf signál, zavírají jeho záporné pùlvlny tranzistor TR1, který je jinak trvale otevøený. Pøi každém zavøení TR1 se na jeho kolektoru objeví úroveò „log. 1“, kterou také sleduje výstup hradla (b). Úroveò „log. 1“ pøedstavuje kladné napìtí, a tímto napìtím se pøes diodu D1 a rezistor R4 trvale dobíjí (po dobu pøítomnosti nf signálu) kondenzátor C2. Na kondenzátoru je tedy také úroveò „log. 1“ a ta se pøes hradla (c) a (d) pøenáší na výstup A. Po pøerušení pøíchodu nf signálu na vstup tranzistor TR1 sepne a na jeho kolektoru i na výstupu hradla (b) se objeví úroveò „log. 0“. Kondenzátor C2 se pøestane dobíjet a pøes R5 se pouze pomalu vybíjí. Když napìtí na C2 dosáhne asi po 150 s vstupní rozhodovací úrovnì hradla (c), zmìní hradla (c) a (d) svùj stav a výstup A pøejde do nulové úrovnì („log. 0“). Napìtím z výstupu A je možné ovládat rùzné spínací souèástky, jako napø. tranzistor, relé nebo polovodièové relé (SSR), které díky své izolaèní pevnosti

umožòuje vypínat pøímo síový okruh CD pøehravaèe. Pøístroj je napájen napìtím 9 V z destièkové baterie nebo ze síového adaptéru. Napájecí proud je 3 mA. Zdenìk Hájek

Televizní vysílaè s minikamerou Vzhledem k tomu, že obvod FM mikrofonu, který jsem pøed èasem popsal v èasopise PE, pracuje dodnes k moji spokojenosti, pokusil jsem se po úpravì zapojení modulovat (amplitudovì) vysílaè videosignálem, který produkuje èernobílá miniaturní videokamera ITM-M-SC. Zapojení TV vysílaèe je na obr. 14. Vysílaè je naladìn do volného místa v prvním TV pásmu (48,5 až 66 MHz) a pøi použití anténního dipólu má v panelovém domì dosah asi 10 metrù. Ve volném terénu bude dosah pravdìpodobnì vìtší. U kamery není využit vývod è. 1 pro gama korekci, vývod se spojí se zemí vysílaèe pouze pøi použití kamery ve venkovním prostøedí. Anténní dipól je vytvoøen ze dvou teleskopických antén, svírajících mezi sebou pøímý úhel (180 °). Pùvodnì jsem zkoušel vazbu antény pøímo na

výstup oscilátoru (pøekvapivì zaøízení „chodilo“), avšak vysílaè se rozlaïoval pøi pøiblížení nìjakého pøedmìtu nebo ruky k anténì. Proto je za oscilátor zaøazen další stupeò jako oddìlovací vf zesilovaè. Cívka L2 je vyladìna na maximální výstupní výkon. Vysílaè je napájen napìtím 9 V, které je možné pøi požadovaném vìtším výkonu zvìtšit až na dvojnásobek. Pøi zvìtšení napájecího napìtí však vzroste i napájecí proud, s èímž je nutné poèítat pøi dimenzování zdroje. Nastavení kmitoètu oscilátoru a naladìní oddìlovacího stupnì vyžaduje trpìlivost a záleží i na technickém vybavení. K ovìøování funkce jsem použil pøenosný televizor Merkur, který se osvìdèil jako citlivìjší v porovnání s vìtším barevným televizorem (s ním jsem však na oplátku mohl ovìøit kmitoèet vysílaèe). Cívky L1 a L2 jsou navinuté na válcové kostøièky o prùmìru 5 mm a obì mají 5 závitù mìdìného postøíbøeného drátu o prùmìru 0,8 mm. Odboèky jsou u obou cívek na druhém závitu. U obou cívek je vinutí roztaženo na celkovou délku 8 mm. Cívky jsou dolaïovány feritovým válcovým šroubovacím jádrem (se závitem M4x0,5 mm) z hmoty N01 (hráškovì zelené).

Seznam souèástek R1 10 kΩ, miniaturní R2 1 kΩ, miniaturní R3 75 Ω, miniaturní R4 4,7 kΩ, miniaturní R5 150 kΩ, miniaturní R6 27 kΩ, miniaturní R7 120 Ω, miniaturní C1, C2 22 µF/16 V, rad. C3 120 pF, keramický C4 100 pF, keramický C5 100 nF, keramický C6, C8 10 pF, keramický C7 10 µF/16 V, rad. C9 220 µF/16 V, rad. TR1, TR2 BC337 IC1 7805 ÈB miniaturní videokamera ITM-M-SC Zdenìk Hájek

Obr. 14. Televizní vysílaè s minikamerou

45

µP jednotka se simulovaným rozhraním I2C Jiøí Kadlec [email protected] V urèitých aplikacích je zapotøebí pøipojit externí zaøízení s integrovanými obvody, které obsahují sériový port I2C, k øídicí mikroprocesorové jednotce. Nejlevnìjší ze standardních bìžnì dodávaných mikroprocesorù øady 51 (kromì 80C552) však hardwarový port I2C neobsahují. V pøípadì nutnosti jej však mùžeme softwarovì simulovat na libovolných vstupnì-výstupních portech. Tímto zpùsobem lze vhodným hardwarovým zapojením výstupních obvodù a za pomoci softwarové simulace pøipojit k levnému mikroprocesoru bez hardwarového portu I2C napø. obvody snímání a regulace teploty, obvody kmitoètových syntéz apod., které port I 2C obsahují, a zároveò s nimi pøes tento port komunikovat. Cílem návrhu øídicí jednotky bylo vytvoøit celek, který bude obsahovat základní prvky komunikace s okolím, øídicí mikroprocesor a vstupnì-výstupní obvody sériového styku I2C. Za prvky komunikace s okolím byla zvolena šestnáctitlaèítková maticová klávesnice a jednoøádkový inteligentní displej s kapalnými krystaly (LCD). Jádro celého systému tvoøí mikroprocesor typu 89C51 od firmy ATMEL s pamìtí FLASH integrovanou na èipu. Zámìrnì zde nebyl použit mikroprocesor typu 80C552, protože v provedení s integrovanou pamìtí FLASH se nevyrábí, je dražší a k celkové realizaci základního mikropoèítaèe by bylo nutné mikroprocesor doplnit o adresový záchytný registr (latch) a pamì dat, což by mìlo za následek vìtší rozmìry systému. Protože jednotka neobsahuje hardwarový WATCH DOG, lze jí nasadit do provozu pouze v aplikacích, u kterých je vylouèeno riziko poškození obvodù externího zaøízení nebo majetku pøi náhodném „zabloudìní“ programu.

Popis zapojení Schéma jednotky je na obr. 1. Jejím jádrem je již zmínìný mikroprocesor 89C51 s elektricky programovatelnou programovou pamìtí typu FLASH s kapacitou 4 kb a s datovou pamìtí RAM 128 b. Mikroprocesor lze jednoduše zamìnit za typ 89C52 s rozšíøenou programovou pamìtí na 8 kb a s datovou pamìtí 256 b. Dalšími typy procesorù, které mohou být v jednotce použity, jsou 87C51 nebo 87C52 s pamìtí dat EPROM. Spojením vývodu EA/Upp s napájecím napìtím je mikroprocesor nastaven do stavu ètení vnitøní pamìti programu. V tomto pøípadì není na portech

46

P0.x a P2.x generována adresa pro ètení externí pamìti programu a porty je možno využít pro zápis na displej a ètení klávesnice. Mezi vstup budièe generátoru hodinového signálu XTAL1 a výstup XTAL2 je zapojen krystal Q1 s kmitoètem 12 MHz s kondenzátory 27 pF proti zemi. Tento krystal lze nahradit krystalem s maximálním mezním kmitoètem pro daný mikroprocesor podle údajù výrobce. Pøi volbì kmitoètu krystalu 12 MHz je délka jednoho strojového cyklu 1 µs, což lze s výhodou využít pro interní softwarové hodiny (s použitím pøerušení od interního èítaèe-èasovaèe mikroprocesoru). Na port P3.0/RxD je pøipojen vstup simulované datové linky SDA (sériová data). Linka je oddìlena od mikroprocesoru dvìma hradly IO6B a IO6C zapojenými do série a tudíž její signál není invertován. Vstup linky SDA je chránìn Zenerovou diodou D7 a rezistorem R15 proti náhodným pøepìovým špièkám. Kondenzátor C24 spoleènì s rezistorem R15 filtrují vyšší kmitoèty. Rezistor R16 pøivádí na vstup pøes diodu D12 úroveò „log.1“, která je potom pøítomna na P3.0 v klidovém stavu nebo pøi nezapojené datové lince SDA k okolí. Dioda D12 chrání interní napájecí vìtev jednotky pøed poškozením v pøípadì, když vstupní napìtí na SDA, SCL a RCT náhodnì pøekroèí velikost 5 V. Portem P3.1/TxD je simulován výstup dat linky SDA a tento signál je pøiveden pøes hradlo IO6D, rezistor R13 a tranzistor T2 na vlastní datovou linku. V tomto pøípadì jsou data SDA, vysílaná ven z jednotky, zároveò pøítomná i na P3.0, a jejich zpìtné ètení je nutno programovì vylouèit.

Portem P3.6/WR (non) se generuje simulovaný hodinový signál pøenosu, který je od výstupní linky SCL (seriový hodinový signál) oddìlen hradlem IO6A a tranzistorem T1. Rezistor R17 omezuje kolektorový proud tranzistoru T1 a chrání jej tak pøed možným poškozením. Zapojením hodinové linky SCL jako výstupní je celé jednotce pøiøazena funkce MASTER, což znamená, že jednotka bude udávat hodinový signál pøi pøenosu všem ostatním pøipojeným obvodùm SLAVE. Port P3.2/INT0 (non) mikroprocesoru je využit pro ètení dat z obvodu IO5 typu TL7705, který hlídá vstupní napìtí jednotky. Mikroprocesor je programovì konfigurován tak, že na základì tìchto dat generuje externí pøerušení. Obslužným programem tohoto pøerušení lze uložit potøebná data do sériové pamìti EEPROM, aby se uchovala pøi totálním výpadku napájení. Port P3.3/INT1 (non) není využit a je pøipojen pøes rezistor R8 k napájecímu napìtí. Není-li v programu aktivováno pøerušení od tohoto portu, lze rezistor vynechat. Port P3.4/T0 je využit pro ovládání LED D8 a je výkonovì posílen tranzistorem T3. LED je zde zakomponována jako signalizaèní prvek, který mùže napøíklad oznamovat bezchybnou komunikaci sériového pøenosu. Programátor však mùže využít tuto LED diodu pro jakoukoliv jinou signalizaci. Vstup RST (reset, nulování) je nutné ošetøit obvodem, který generuje nulovací signál o délce alespoò dvou strojových cyklù pøi bìžícím oscilátoru mikroprocesoru. V amatérské praxi lze k tomuto vstupu pøipojit vnìjší èlánek RC, který potøebnou délku nulovacího signálu generuje pøi pøipojení napájecího napìtí. To si však mùžeme dovolit pouze tam, kde nezáleží na bezchybné funkci chodu programu a èinnost mikroprocesoru lze jednoduše obnovit vypnutím a opìtovným zapnutím zaøízení. Pøi použití èlánku RC a pøi velmi krátkém výpadku napájení se nemusí vygenerovat nulovací signál o potøebné délce a mikroprocesor mùže pøejít do nedefinovaného stavu. Aby se tomu zabránilo, je v této konstrukci nulovací signál generován obvodem IO4 typu TL7705. Obvod IO4 je napìový supervizor speciálnì vyvinutý pro mikropoèítaèe pro generování signálu RESET nebo RESET (non). Bìhem pøipojení napájecího napìtí generuje nulovací signál potøebné délky, který je rovnìž aktivován pøivedením nulové úrovnì na vstup Rin (non). V tomto zapojení vstup Rin (non) není využit a je k nìmu pøipojeno napájecí napìtí. Kondenzátor C21 filtruje referenèní napìtí, které je vytváøeno vnitøními obvody napìového supervizoru. Uvnitø obvodu je referenèní napìtí porovnáváno Schmittovým obvodem s napìtím na vstupu Si (sense input) a pøi poklesu napìtí na tomto vstupu pod nastavenou úroveò je generován nulovací

Obr. 1. Mikroprocesorová jednotka se simulovaným rozhraním I2C

signál pro mikroprocesor. Doba trvání nulovacího signálu je urèena kapacitou kondenzátoru C20, pøipojeného na vstup Ct, podle vztahu td =1,3 x 10000 x C20, kde td je doba trvání nulovacího signálu v [s] a C20 je kapacita kondenzátoru C20 ve [F]. Pøi dosazení kapacity C20

podle schématu vyjde doba trvání nulovacího signálu 13 ms, což je doba dostateèná i pøi použití krystalu 6 MHz pro oscilátor mikroprocesoru. Obdobným zpùsobem je zapojen i obvod IO5, avšak s tím rozdílem, že ke vstupu SI je sériovì pøipojen rezistor

R12 o odporu 22 kΩ, který zvìtšuje velikost sledovaného napìtí. Další souèástí jednotky je sériová pamì EEPROM, která je využitelná pro zápis a ètení dat. K mikroprocesoru je pøipojena signálem CS (chip select = = výbìrový signál) na port P1.5, signálem

47

Clk (clock = hodiny) na port P1.6 a spojeným signálem DI a DO (data input a data output = data vstup a výstup) na port P1.7. Díky spojení obou signálù DI a DO lze data z pamìti èíst a do ní zapisovat pouze jedním portem mikroprocesoru. Pamì má kapacitu 1024 bitù organizovaných jako128x 8 bitù pøi pøipojeném signálu ORG (organization) na zem nebo 64x 16 bitù pøi pøipojeném signálu ORG na napájecí napìtí. Protože pracujeme s osmibitovým mikroprocesorem, organizujeme pamì jako 128x 8 bitù. Pamì lze nahradit i jinými typy se stejným zapojením vývodù, avšak s vìtší kapacitou, napø. typem 93C56. Port P1.4 je využit pro ètení dalšího libovolného signálu z externího zaøízení. Ochrannými souèástkami tohoto portu jsou rezistor R24 a Zenerova dioda D6. Klávesnice je pøipojena k celému portu P2. Konektor je navržen pro pøipojení klávesnice Velleman se šestnácti tlaèítky, zapojenými do matice se ètyømi øádky a ètyømi sloupci. Klávesnici dodávají i jiní výrobci. Obsahuje tlaèítka oznaèená èíslicemi 0 až 9, písmeny A, B, C, D a znaky * a #. Diody D2 až D5 od sebe elektricky oddìlují matici øádkù a sloupcù. Datový port P0 a èást portu P1 jsou využity pro komunikaci s displejem typu LM16155 od firmy SHARP, který má zobrazovací segmenty LCD, je inteligentní, jednoøádkový. Displej obsahuje generátor znakù s maticí 5x 7 bodù na jeden znak. V øádku je obsaženo 16 znakù. Hardwarovì je displej pøipojen datovými signály neoddìlenì na port P0. Øídicí signál E (enable = uvolnìní) je pøipojen na port P1.2, signál R/W (read/write = zápis/ètení) na P1.1 a signál RS (register select = výbìr interního registru) na port P1.0. Na vstup pro ovládání kontrastu je zavedeno napìtí z dìlièe tvoøeného rezistory R1 a R2. Volný vývod rezistoru R1 lze propojkou pøipojit buï k napájecímu napìtí +5 V, nebo k výstupu IO9, na nìmž je napìtí -5 V. IO9 je typu ICL7660 a je to pøevodník napájecího napìtí z +5 V na -5 V. Dalšími obvody jednotky jsou napájecí zdroj a mìniè se stabilizovaným výstupním napìtím +12 V. Vstupní stejnosmìrné napìtí +V o velikosti 10 až 15 V je pøivádìno pøes diodu D1 na filtr tvoøený kondenzátory C1,C2 a C3. Dioda D1 chrání vnitøní obvody pøed náhodným pøepólováním vstupního napìtí. Další filtr v napájecí vìtvi je tvoøen cívkou L1 a kondenzátorem C4. Za filtrem je odebíráno napìtí pro napìový supervizor IO5 a pro stabilizátor IO1, který stabilizuje vnitøní napájecí napìtí +5 V. Mìniè se stabilizovaným výstupním napìtím +12 V je použit z toho dùvodu, že nìkterá zapojení obvodù s portem I2C mohou potøebovat kromì napájecího napìtí +5 V ještì napìtí +12 V. Základem mìnièe je astabilní multivibrátor s IO7 typu 555. Za ním následuje náso-

48

biè napìtí, složený z diod D9 a D10 a z kondenzátorù C11 a C12. Výstupní napìtí z násobièe je stabilizováno obvodem IO8 na velikost +12 V a je filtrováno kondenzátory C16, C17 a C18 a cívkami L2 a L3. Dioda D11 zabraòuje poškození stabilizátoru v pøípadì, že by v pøipojeném zaøízení byly použity blokovací kondenzátory s velkou kapacitou a pøi výpadku oscilátoru IO7 by bylo na výstupu stabilizátoru IO8 vìtší napìtí než na jeho vstupu.

Mechanická konstrukce Souèástky jednotky jsou pøipájené na desce s dvoustrannými plošnými spoji a s prokovenými dírami. Na obr. 2 je obrazec plošných spojù na stranì pájení (strana A), na obr. 3 je obrazec plošných spojù na stranì souèástek (strana B) a na obr. 4 je osazovací plán.

Deska je vyrobena ze samozhášivého oboustranného materiálu FR4 s tlouškou mìdi 35 µm. Obì strany desky jsou chránìny nepájivou maskou. Velikost desky je pøizpùsobena pro vložení do krabice U-KM35. Všechny IO jsou pøímo zapájeny do desky (vèetnì pamìti EEPROM), pouze na místì mikroprocesoru je osazena objímka DIL40. Pod stabilizátor IO1 je vložen chladiè TO220 a celek je pøišroubován k desce. Všechny elektrolytické kondenzátory jsou radiální, rezistory jsou s kovovou vrstvou s tolerancí 1 %. Pokud nebude použito záporné napìtí pro ovládání kontrastu displeje, lze vynechat IO9 a kondenzátory C27 a C27. V tom pøípadì pøivedeme propojkou, která je umístìna v pravém horním rohu desky, na rezistor R1 napìtí +5 V. Odpory rezistorù dìlièe R1 a R2 jsou stanoveny tak, aby byl displej èitel-

Obr. 2. Obrazec plošných spojù na stranì pájení (strana A) v mìø.: 1 : 1

Obr. 3. Obrazec plošných spojù na stranì souèástek (strana B) v mìø.: 1 : 1

ný pøi kolmém pohledu. V pøípadì potøeby je možné odpory rezistorù dìlièe zmìnit a jas znakù tím nastavit tmavší nebo naopak svìtlejší. Displej je osazen na stranì pájení (proti souèástkám) a je pøipevnìn k desce prostøednictvím distanèních trubièek a ètyø šroubù M2,5 s válcovou hlavou. Deska je displejem propojena ètrnácti pøímými jednoøadými lámacími konektorovými kolíky. Klávesnice je umístìna na stejné stranì jako displej a je pøipevnìna k desce pomocí distanèních trubièek a dvou šroubù M3 se zapuštìnou hlavou. Horní strana klávesnice se opírá o desku displeje a je k ní pøipevnìna oboustrannì lepící páskou. Konektor klávesnice je se základní deskou jednotky propojen osmi samostatnými propojkami. Na stranì spojù je rovnìž umístìna LED D8, jejíž pouzdro bude po vestavìní desky do skøíòky vyènívat z èelního víka skøíòky. Všechny kondenzátory jsou pøipevnìny k desce tavným lepidlem. Do objímky je vložen mikroprocesor. K ploškám výstupního konektoru je pøipájen pìtižilový stínìný kabel, který má každý vodiè stínìný zvl᚝. Každá tato ploška je opatøena popisem funkce pøíslušného vývodu. Stínìní kabelu je využito jako pracovní zem. Kabel je k desce pøipevnìn drátovou svorkou, pøipájenou do pøipravených otvorù s oznaèením GND. Všechny matice jsou zakápnuty lakem a tím zajištìny proti samovolnému povolení. Skøíòka U-KM z plastické hmoty je opracována vyfrézováním otvorù pro klávesnici a displej do èelního víka. Do otvoru pro displej je vlepen rámeèek. Do støedních dvou dìr na kraji desky jsou z obou stran zašroubovány distanèní sloupky pro pøichycení k hornímu a spodnímu víku skøíòky. Deska je pøipevnìna k èelnímu víku dvìma èernìnými zapuštìnými šrouby M3. Potom je skøíòka sesazena s pøedním a zadním èelem, je vloženo spodní víko a toto víko je pøišroubováno k distanèním sloupkùm na desce. Takto uspoøádaná skøíòka s deskou tvoøí dostateènì pevný celek.

Závìr Jednotka byla úspìšnì vyzkoušena v komunikaci s obvody, které obsahují hardwarový port I2C, byl proveden test ètení klávesnice, výpis znakù na displej a spolupráce se sériovou pamìtí EEPROM. Mìøením byla potvrzena funkce napìového mìnièe se stabilizací napìtí +12 V pøi vstupním napìtí do jednotky 10 V. Vstup RCT byl použit pro signalizaci pøipojení externí jednotky, která na tento vstup pøivádìla úroveò „log. 0“. LED signalizovala správnost pøenosu mezi jednotkou a obvody SLAVE. Dále byla odzkoušena èinnost napìových supervizorù IO4 a IO5. Pro nastavení kontrastu displeje bylo využito napájecí napìtí +5 V a stanoveny odpory rezistorù R1 a R2. Protože jednot-

Obr. 4. Rozmístìní souèástek na desce mikroprocesorové jednotky se simulovaným rozhraním I2C ka byla osazena integrovanými obvody v prùmyslovém provedení, byla otestována funkce jednotky pøi teplotì -15 °C. Externí obvody byly s jednotkou spojeny pìtižilovým kabelem o délce 2,5 m. Tento èlánek pøedstavuje pouze návrh hardware mikroprocesorové jednotky se simulovaným rozhraním I2C, program pro mikroprocesor si musí každý vytvoøit sám podle konkrétní aplikace jednotky. O programování mikroprocesorù ATMEL pojednává bohatá literatura [1], [2], [3], [4] atd. Desku s plošnými spoji nebo celou zkompletovanou stavebnici se souèástkami si mùžete objednat u autora. Objednávky pøijímá a na pøípadné dotazy odpoví autor na telefonním èísle (mobil): 606 358 403 nebo e-mailem na adrese: [email protected] .

Seznam souèástek R1, R13, R14 R2 R3, R4, R5, R6, R9, R10, R20 R19 R7, R8 R11, R16, R18, R23 R12 R15, R17, R24 R21 R22 C1, C2 C3, C4, C5, C7, C8, C15, C21, C23 C9, C10 C11 C12, C17, C18

4,7 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 470 Ω/0,5 W/1 %, METAL

47 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 8x 47 kΩ, rezistorová sí 10 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 2,2 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 22 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 100 Ω/0,5 W/1 %, METAL 68 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 1 kΩ/0,5 W/1 %, METAL 220 µF/25 V, rad. 100 nF, keramický 27 pF, keramický 100 µF/25 V, rad. 470 µF/16 V, rad.

C13, C14, C19, C24, C25, C26 10 nF, keramický C16, C20, C22 1 µF/50 V, rad. C6, C27, C28 10 µF/35 V, rad. L1, L2, L3 220 µH D1, D9, D10, D11 1N4007 D2, D3, D4, D5, D12 1N4148 D6, D7 BZX85/6V2 D8 LED 5mm T1, T2, T3 BC238 IO1 7805 IO2 89C51 IO3 93C46 IO4 TL7705 IO5 TL7705 IO6 4093 IO7 NE555 IO8 7812 IO9 ICL7660 Q1 krystal 12 MHz chladiè pro TO220 drátová propojka lámací konektorové kolíky, pøímé, jednoøadé (14 kolíkù) klávesnice Velleman se šestnácti tlaèítky displej typu LM16155 deska s plošnými spoji è.: 51 SER skøíòka U-KM35

Literatura [1] Kadlec, J.: Stavebnice s mikropoèítaèi øady „51“. Konstrukèní elektronika 3/2001. [2] PHILIPS - 51 based microcontrollers. [3] AMIT - Pøíruèka makroassembleru øady 51. [4] ATMEL - Microcontrollers 51.

49

Elektronické telegrafní klíèe Èas od èasu je vhodné pøetisknout nìjaké schéma zaøízení, které upadlo v zapomenutí, ale funkènì a pro své vtipné zapojení patøí do zlatého fondu pøístrojù, po kterých lze kdykoliv sáhnout s jistotou, že uživatele nezklamou. I když dnes mají tovární transceivery obvykle klíè vestavìn, pøece jen je øada konstruktérù napø. QRP zaøízení, kterým je elektronický klíè vhodným doplòkem, nehledì k tomu, že i dnes stále existují zastánci doma vyrobených zaøízení a doplòkù. V poslední dobì se objevují zapojení elektronických klíèù hlavnì s programovatelnými procesory (PIC), ale nemyslím, že je to ta nejsprávnìjší cesta pro konstruktéra, jehož koníèkem není programování, pøípadnì používání nejmodernìjších a drahých souèástek, ale klasická obvodová technika. Pøinášíme vám proto možnost vybrat si ze dvou zapojení. To prvé je velmi jednoduché a vidíme je na obr. 1. Kromì jednoduchosti má další výhodu - možnost napájení stejnosmìrným napìtím od 5 V do 13,5 V a pro skuteèné QRP a bateriemi napájené zaøízení je mùžeme osadit èasovaèi v provedení CMOS; v tom pøípadì odbìr nepøekroèí 1,7 mA pøi napájení 13,5 V a ménì jak 1 mA pøi napájení 5 V. Klíè je osazen dvìma obvody, každý se dvìma èasovaèi 555 tøi z nich jsou zapojeny jako monostabilní klopné obvody s pevnì nastavenými konstantami a mají tyto funkce: U1A urèuje mezery mezi teèkami a èárkami, èasová konstanta je dána RC

BC546B

èlenem složeným z R2 a C2 a potenciometrem R1 zapojeným v sérii, kterým se øídí rychlost znaèek. Pøi vyšší rychlosti se èasová konstanta zmenšuje a èas pøeklopení zkracuje - to má vliv na zkrácení èasu mezi koncem jedné teèky nebo èárky a zaèátkem druhé. Tento èas je dán jednoznaènì a nelze jej urychlit (zkrátit) pøedèasným pøeklopením pastièky. Teèkový a èárkový klopný obvod zmìní svùj stav teprve tehdy, až doba mezery celá uplyne. U1B je generátor teèek, který je spouštìn kontaktem pastièky po uplynutí mezery. Jakmile je teèkový impuls nastartován, vždy se dokonèí ve správné délce. Trvání teèky je dáno èasovou konstantou C7, R12 v kombinaci s R1 jako v pøedchozím pøípadì. U2A pracuje jako generátor èárek, jejichž délka je urèena kombinací C6, R10 spolu s nastavením R1. Navíc je v tomto obvodu zaøazen potenciomet-

3x 1N4148

Obr. 1. Schéma zapojení elektronického klíèe T-kit

50

Každý elektronický telegrafní klíè potøebuje poøádnou pastièku. Tuto krasavici fungující na principu vzájemného pùsobení permanentních magnetù vlastnoruènì vyrobil Pavel, OK1ZCW, podle fotografie zveøejnìné na adrese www.qsl.net/n9bor/hensley.htm rický trimr R9, kterým se nastaví tzv. váha - je to pomìr mezi délkou teèky a èárky. Nastavením R9 mùžeme ponìkud prodloužit èi zkrátit délku èárky oproti „klasickému“ pomìru 3:1, ale upøímnì øeèeno - není nad strojovì pøesné klíèování se zachováním správného pomìru mezi teèkou, èárkou a mezerou. U2B bychom nemuseli v nìkterých pøípadech ani zapojovat - slouží nám jen jako tónový generátor. Výšku tónu mùžeme nastavit podle svého gusta trimrem R15, malý reproduktorek zapojíme na vývod 9 tohoto IO. Výstupní signál z U1B a U2B ovlivòuje spínání tranzistoru T2, kterým mùžeme pøímo spínat vysílaè. T1 funguje jako startovací pro „mezerový“ klopný obvod U1A - nastartuje jej teprve po ukonèení teèky nebo èárky. Pokud budeme tento klíè používat pro bateriový provoz malého vysílaèe, je vhodnìjší místo klasických dvojitých obvodù 556 (NE556N) použít jejich

BC546B

Obr. 2 a. Schéma zapojení elektronického klíèe podle WB4VVF CMOS provedení TLC556. Potenciometr k øízení rychlosti (R1 - 10 kΩ) použijeme s lineárním prùbìhem. Pokud použijeme rezistory R2 a R12 (hodnoty obou musí být vždy stejné!) s odporem 47 kΩ, bude možná regulace rychlosti v mezích pøibližnì 25 až 90 zn/min, pokud uvažujeme o vyšších rychlostech, jejich výmìna za hodnoty 33 kΩ znamená posun do oblasti 50 až 175 zn/min. Další možností je použít R1 s odporem 15 kΩ a rezistory R2 a R12 39 kΩ, ale regulace rychlosti bude pak hrubší. Tento elektronický klíè nabízí firma T-kit pod názvem Keyer Modell 1553 na jednostranné desce s plošnými spoji o rozmìrech 50x50 mm, pro naše konstruktéry bude vhodnìjší navrhnout si plošný spoj individuálnì podle úèelu, pro který budou klíè používat.

Pøíznivci samostatných elektronických klíèù u vìtších vysílaèù pak spíše sáhnou po nenároèném, ale spolehlivém a naprosto pøesném klíèi, jehož autorem je WB4VVF; ten jej nazval ACCU-Keyer a poprvé byl popsán

v èasopise QST 8/73. Sám jsem tìchto klíèù vyrobil nìkolik a mohu smìle prohlásit, že s lepším (pokud neuvažujeme pamìové) jsem se nesetkal; je velmi odolný proti vlivùm vf polí (používal jsem jej bez nìjakých dodateèných ochran i s vysílaèem o výkonu 1 kW) a vzhledem k rozmìrùm jej mohu doporuèit i jako doplòující klíè u tìch starších zaøízení, která ještì nemìla klíè vestavìný. U elektronkových zaøízení je možné k napájení použít usmìrnìné a stabilizované napìtí ze žhavicího obvodu, snadno lze na výstupu doplnit i klíèovací relé. K ovládání rychlosti se pak na pøedním panelu transceiveru jistì najde „zbyteèný“ potenciometr já s oblibou používal potenciometr klíèovaèe poruch (NB) a jeho pùvodní funkci jsem nahradil fixním nastavením dvou rezistorù. Bez jakýchkoliv úprav umožòuje použití klasické i squeeze pastièky pro jambické klíèování, takže vyhoví pøíznivcùm obou zpùsobù klíèování. Autor sám jej pozdìji doplnil o pamìové obvody, ale to je již jiná kapitola. Základní schéma vidíte na obr. 2. Hradla 7400 U1 a U2 jsou zapojena jako RS klopné obvody, na pinu 3 U1A se ob-

Obr. 2 b. Varianta výstupního obvodu pro klíèování kladných napìtí jevuje informace o vyslání èárky (na pinu 8 U2C teèky), signál na pinu 6 U1B má význam pøi squeeze klíèování. Signál pinu 8 U5B spouští pøes diodu D1 vlastní generátor hodinových impulsù (T1, T2), na kterém je závislá rychlost klíèe. Obvod U5B má navíc funkci vytváøení mezery mezi znaèkami, pokud je spínaè S1 (je možné místo spínaèe vytvoøit jen zkratovací mùstek, podobnì jako bývají na deskách ve výpoèetní technice) v rozepnutém stavu. Vlastní teèky a èárky jsou vytváøeny v obvodech U3A, U3B, U4B a hradlem U7A. Vyslání teèky zaèíná pøeklopením U3B, kdy se na pinu 8 objeví úroveò H a stejná úroveò pøichází pøes U6D na výstup U7B. Impuls z U5B spustil generátor hodinových impulsù a první impuls pøichází po uplynutí doby jedné teèky. Pøeklopí obvod U5A, jeho pin 5 (výstup Q) se dostává na úroveò L a ta pøes U6B a U7B ukon-

51

〉

100 p Obr. 3. Schéma napájecí èásti elektronického klíèe (U - stabilizátor 5 V) Obr. 5. Deska s plošnými spoji elektronického klíèe podle WB4VVF

Obr. 4. Odposlechový nf generátor. 1 - 2 sluchátka, pøíp. miniaturní reproduktor

〉

èuje teèku. Vyslání èárky je obdobné, zaèíná pøeklopením U3A. Prvý hodinový impuls pøeklápí U5A a jeho výstup Q pøivádí úroveò L na U4A a U4B. Na vstupu U5B se sice pøi pøíchodu druhého hodinového impulsu zmìní úroveò z L na H, ale na vstupu D obvodu U5A je úroveò H, a proto nedojde k pøeklopení. Stejnì tak na U4B tam se zmìnila úroveò H na L. Tøetí hodinový impuls pøeklopí pouze U4A, na jeho výstupu Q se mìní L na H, což pøeklopí U4B. Pøes hradla U6B a U7B je vysílání èárky ukonèeno. T1 a T2 tvoøí generátor hodinových impulsù s možností nastavení asi od 200 do 4 ms, což pøedstavuje rychlost asi od 30 zn/s do 1500 zn/s, prakticky využijeme rozsah daleko menší a omezení smìrem k vyšším rychlostem lze nastavit zvìtšením odporu rezistoru R4. Kdo chce vyrábìt samostatný klíè vèetnì napájecího obvodu a odposlechu, doplní ještì další destièku, na které umístí napájecí obvod podle obr. 3 a tónový generátor podle obr. 4. Pro klíèování starších vysílaèù, u kterých bývá klíèování záporného napìtí asi 75 až 90 V, je nutné použít klíèovací vysokonapìový tranzistor, pro nìkoho mùže být snazší zapojit na

52

Obr. 6. Rozložení souèástek na desce elektronického klíèe. Vodorovné a svislé tlustší èáry znaèí drátové propojky výstup T3 jazýèkové relé. U vìtšiny novìjších transceiverù, které již mají tranzistory na budicích stupních, ale automatickým klíèem nejsou vybaveny, se klíèuje malé kladné napìtí.

Seznam souèástek Kondenzátory C1 C2, C4, C5, C6 C3 C7

2,2 µF 1 nF 50 µF 1-2 mF

Rezistory R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

39 kΩ 15 kΩ 27 kΩ 2,7 kΩ 22 Ω 82 Ω 20 kΩ

R8 R9 R10 R11, R12, R14 R13

5,6 kΩ 4,7 kΩ 470 Ω 150 Ω 15-27 Ω

Polovodièové souèástky U1, U2, U6 SN7400 U3, U4, U5 SN7474 U7 SN7410 D1 1N914 D2 1N4385 (1N4002) D3 1N5231 (ZD 5,1) T1, T3 2N2222A T2 2N2907 T4 2N4888 (2SA896) Polovodièové souèástky v závorkách jsou použitelné ekvivalenty z katalogu GES-ELECTRONICS. QX

s Pavlem Šírem, OK1AIY (Dokonèení ze str. 2) A jaké bylo tvoje úplnì první spojení na mikrovlnách? Bylo se sólooscilátorem s 5794 z meteorologické sondy podle Rambouskovy publikace. Bìhem Polního dne 1966 jsem pracoval z Èerné kupy (východnì od Snìžky) se stanicí OK2KEA (Žïárské vrchy). Tamní operátor Ing. Antonín Pánek, OK2DW, mìl pøesnì stejné zaøízení. Protože tím smìrem stínila vzrostlá kosodøevina, vylezli jsme na hromadu kamení, odkud byl výhled lepší. Že to bylo už na polském území, jsme se dozvìdìli až pozdìji. Na 13 cm (tenkrát ještì bylo pásmo 2304 MHz) tomu bylo podobnì. Brzy jsem ale udìlal již øádný transvertor umožòující provoz SSB. Byla to úmorná práce, protože jediný vlnomìr RAFENA na takto vysoký kmitoèet mìl „naboøenou“ diodu a na malé úrovnì signálu nic neukazoval. Než se na to pøišlo, ztratila se spousta drahocenného èasu. V té dobì již byly dostupné triody HT323 (NDR), a tak byl zhotoven dvoustupòový zesilovaè. Zaøízení v panelové jednotce dávalo asi 20 W a první SSB QSO v OK bylo s DL7QY z Berlína. Dalším mezníkem bylo zhotovení nového 2 m transceiveru se všemi druhy provozu osazeného moderními polovodièi (dvouhradlové FETy). Byl už konstruován tak, aby bylo možné k nìmu pøipojovat transvertory pro mikrovlnná pásma. První køest byl na Boubínì pøi BBT 1973 za asistence Franty, OK1AIB (dnes OK1CA). Vyhraný závod byl dùkazem, že se zadaøilo. Používám jej dodnes. Jakými mìøicími pøístroji jste tehdy zjišovali pøesné kmitoèty? Nejdøív jsme je moc pøesnì nevìdìli, jediný a nejdùležitìjší pøístroj byl grid-dip metr s 6CC31 (3 až 300 MHz), ale v roce 1975 jsem vyrobil digitální kmitoètomìr. Na vstupu byla dìlièka 95H90 za 288 marek, mìøil do 288 MHz (dokud byl studený), takže 1 MHz za 1 marku (NDR). Byl to ale kvalitativní skok. Jak potom pøicházely stále lepší dìlièky, postavil jsem vždy nový. Naposledy v roce 1986 – ten už mìøí do 1400 MHz.

Tranzistorový pøijímaè-vysílaè pro 144 a 432 MHz AM, CW, 100/30 mW (rok 1965) Zaèátkem 80. let bylo tøeba udìlat inovaci, a tak byly zhotoveny transvertory pro 70, 23 i 13 cm zcela nové generace osazené již GaAs FETy na vstupech: na 70 a 23 cm s 3SK97, na 2320 MHz s M6F1400. Pøechod z jednoho pásma na druhé byl jen otázkou otoèení pøepínaèe, zaèátky pásem byly na 144,5 MHz. Byla to pohoda. A jak pøibývala vyšší pásma? Zaøízení pro 10 GHz jsme zaèali dìlat spolu s Jirkou, OK1MWD. To už totiž bylo tak nároèné, že toho bylo na jednoho pøíliš. Konstrukce byla z dnešního pohledu hrozná, za výkonovými zesilovaèi s tranzistory byla soustava varaktorových násobièù. Poslední byl zároveò jako smìšovaè, kde se pøimíchávalo 144 MHz. Výsledných 10 368 MHz jsem namìøil vlnomìrem zhotoveným z mikrometru na mìøení pístních èepù, který šel nastavit mezi 10 až 25 mm. První SSB QSO jsme udìlali oknem z dílny na zahradu, ale pak už v každém závodì jsme mívali soutìžní spojení – nìkolik let jen sami dva mezi sebou. Vylepšením bylo zhotovení pøepínacích relé a dvou samostatných zesilovaèù s MGF1402. Jednou pøi velmi dobrých podmínkách šíøení jsem navázal spojení se stanicí DK0NA. Oboustrannì SSB s reporty 59 plus. Krátce na to byl profi miliwattmetrem namìøen výkon 1 mW. Na vysílací stranu jsem udìlal nový zesilovaè – dvoustupòový. Když zrovna nekmital, dával asi 30 mW. V roce 1986 jsem s tím pøi dobrých podmínkách mìl spojení s PA0EZ. Vzdálenost 736 km snad 10 let nebyla pøekonána, protože pak už tak dobré podmínky nebývaly, ale pøiznám se, že k infarktu jsem tenkrát mìl velmi blízko.

Varaktorové násobièe kmitoètu pro pásma 70, 23 a 13 cm, výkon stovky mW (rok 1970 až 1976)

Nejdelší vzdálenost, na kterou jsem slyšel na pásmu 3 cm stanici, byl o rok døíve G3LQR. Nemìl jsem ho ale tenkrát èím zavolat. Na delší spojení jsem si musel poèkat dalších 16 let. S Jirkou, OK1MWD, jsme také vyrobili transvertor pro 24 GHz. Jako vzor posloužila konstrukce DB6NT, a protože nebylo èím mìøit, museli jsme propojit obì zaøízení vlnovodem, abychom se vùbec na vypoèítaném kmitoètu našli. Poté se støídavì ladilo na nejsilnìjší signál a po nìkolika hodinách už bylo možné propojení zrušit, pøišroubovat na každou stranu hornu a z jednoho stolu na druhý udìlat první „usmolené“ SSB spojení. Dalo to ještì hodnì práce, nežli to uspokojivì fungovalo, nakonec bylo zhotoveno zaøízení zcela nové generace a z tìch odložených postupnì nadìlány majáky. Mezitím bylo uvolnìno pásmo 6 cm a vše se opakovalo, ale díky zkušenostem z pøedchozích vyšších pásem to šlo snadno. První SSB spojení jsme tenkrát navázali u mne v Mrklovì (24 GHz bylo u Jirky, OK1MWD, v Jièínì), hodili jsme si tenkrát korunou. V té dobì dokonèil stavbu domu Miloslav Skála, OK1UFL, a naplno se pustil do mikrovlnného dìní. Chu k práci a pohoda v kolektivu OK1KZN dávala pøedpoklady i k dobrým výsledkùm. Všichni èlenové a èlenky tenkrát úspìšnì složili zkoušky, a tak pøibylo nìkolik nových koncesí. Bylo to asi nejhezèí odbdobí v kolektivní práci, jak se tenkrát øíkalo, a všichni na to rádi vzpomínají. Mezníkem byl øíjnový Mikrovlnný závod v roce 1986. ,Udeøily’ totiž velmi dobré podmínky a dìlali jsme desítky dlouhých spojení na 23 i 13 cm z Benecka i z Køížlic. Prùmìrné spojení 661,4 km na 13 cm a 552,6 km na 23 cm i vyhraný závod v 1. oblasti IARU je samozøejmì výsledek neopakovatelný. Z tabulek prvních spojení OK se zahranièím je patrno, že jsi jich také pár navázal. Jaký mᚠna to postup èi systém? První spojení s nìjakou novou zemí je pro každého radioamatéra vždy, jak se øíká, svátek. Nìkdy je to i náhoda, ale pøátelé tvrdí, že já jsem mìl „kliku“. Jestliže se èlovìk nìèemu vìnuje soustavnì a vìnuje tomu práci, èas i prostøedky, není to klika. Øíkejme tomu pøece jen štìstí. Zmínìnou kliku bych definoval jako pøíklad, když by pøi dobrých podmínkách na nìjaké dobré kótì si operující majitel a konstruktér zaøízení odskoèil na toaletu a na jeho místo sedl na tìch pár vteøin pøihlížející ham, který se VKV problemati-

53

〉

〉

Vysílaè pro 144 až 146 MHz (SSB, CW, AM, FM) elektronkový a tranzistorový, výkon 60 W (rok 1967) kou moc nezabývá a dokonce možná ani nevlastní pájeèku. Zavolá jednou na svoji znaèku výzvu a pøijde mu nìkolik tisíc kilometrù vzdálený exot. Tak to je prosím klika. Ale teï vážnì. Štìstím bylo, že odpovídající zaøízení pro mikrovlny schopné poøádných spojení jsem mìl již dávno, kdy – jak už bylo nìkolikrát øeèeno, bývaly dobré podmínky šíøení. Tak bylo možné obèas udìlat nìjaké dlouhé, pøípadnì první spojení. V souèasné dobì je už takøka vše ,udìláno’ i EME (Earth-Moon-Earth), takže to tak rychle nepøibývá. Uvažoval jsi také nìkdy o výbavì pro provoz EME? Tím, že vlastnì bydlím pod horami, jezdil jsem vždy na místa, odkud bylo možné navazovat hezká a dlouhá spojení pøímo i s obyèejným zaøízením a malými výkony, které tenkrát byly. Moje stálé QTH je navíc tak nevýhodné, že Mìsíc vidím, až když ho mám „nad hlavou“, a to už je pro tento zpùsob komunikace dost nepoužitelné. Kdybych odjakživa bydlel na výhodnìjším místì, jistì bych už dávno nìjakou tu vìtší otoènou parabolu mìl a tøeba jen ze zvìdavosti ji na Mìsíc namíøil. Na nedostatek technických možností se ani nevymlouvám, s tím je možné si i ve skromných podmínkách poradit. Èlovìk ale má jen dvì ruce a bylo potøeba udìlat i další zajímavé vìci. Práce kolem EME je pøedevším filozofie a já jsem filozofovat nikdy neumìl. Myslím, že nejlepší filozofie je udìlat rukama nìco i pro ty ostatní. A tak mnì prostì nezbývá, nežli dìlat spojení „tropo“, i když to poslední dobou i pøes modernizaci použité techniky jde tak špatnì, že je to možná snažší provozem EME, když už je na to nìkdo zaøízen. Když už se o dlouhých a rekordních spojeních mluví - jakým druhem provozu bývají navazována a co øíkᚠsnahám degradovat morseovku? Je-li dobrý signál, probìhne spojení SSB. Jestliže to je na hranici èitelnosti, pomùže telegrafie (jestliže ji protìjšek ovládá). Øada spojení musela probìhnout CW – alespoò v prvních okamžicích, jestliže byl signál silnìjší, pøešlo se na SSB (døíve AM). Telegrafista jsem špatný, mezi telegrafisty se ani neøadím, abych je neurazil, ale morseovku umím a spojení s ní dìlám. Pøi provozu na mikrovlnách odrazem Rain-Scatter to mnohdy ani SSB nejde – CW za to výbornì. Nevím, proè ta averze v dnešní dobì oproti Morseovì abecedì –

54

vždy to jsou log. 1 a log. 0. Myslím, že nikdo nebude nikoho nutit, aby CW nepoužíval. Na to nakonec každý pøijde sám, že když bude chtít nìjaký výsledek na KV i VKV dosáhnout, bude dobré to umìt. Ve výsledkových listinách obsazujete i ta nejvyšší pásma. Není to trochu pøepych na tìch pár spojení stavìt tak nákladná zaøízení? „Závodníci“ a všichni okolo tvrdí, že ano. Já myslím, že ne. Moderní druhy provozu na stále vyšších kmitoètech totiž znamenají pokrok. To, že si takové zaøízení mùžeme v dnešní dobì koupit, ještì neznamená, že ho nemùžeme sami doma a pracnì vyrobit. Dìlali jsme to tak døív, když to opravdu jinak nešlo, a radost z práce vlastníma rukama se nedá koupit. Zmiòoval jsi mìøiè kmitoètu do 1400 MHz. Teï už ale hovoøíme o pásmech 10 a 24 GHz. Jaké mᚠvybavení, že to mùžeš vše mìøit? Nikdy jsem tak dobré mìøicí vybavení ani nemìl, ale mám øadu vlnomìrù a pøípravkù, které vznikly v prùbìhu let experimentování a které nakonec umožní se k výsledku dopracovat. Døíve jsem to dìlal tak, že jsem vše pøipravil a dojel za pøítelem Mirkem Rùžièkou, který potøebné pøístroje vypùjèil, a spolu jsme to zmìøili. Já pak jsem podle toho ty svoje pøípravky ocejchoval. Øíkali jsme tomu humornì kontrolní den a vždy jsem z toho mìl delší dobu hlavu jak „pátrací balón“. Ono je spíš dùležité mít zcela jasnou pøedstavu, co ten který obvod „má dìlat“ a co je pøi konstrukcích podstatné a co jenom „kosmetická záležitost“. Nyní je situace lepší v tom, že drahé mìøicí pøístroje jsou dostupnìjší. Je jich asi víc a leckdo je vlastní i soukromì. Spektrální analyzátor do 500 MHz, ke kterému jsem udìlal konvertor pro pásmo 24 GHz, je také dobrý pomocník. Kam sahá moje pamì i pamì našich ètenáøù, byl jsi vždy radioamatérským prùkopníkem na vyšších a vyšších kmitoètech. To je velmi nároèné; takovou vlastnost a takové znalosti lze získat ve škole? Nìco z toho ano, ale nejvíc zkušeností mi dala práce v zamìstnání v kolektivu, kde jsme v sedmdesátých a osmdesátých letech konstruovali pøípravky a mìøicí pøístroje pro optoelektroniku. Mìl jsem to štìstí, že v partì byl èlovìk s velkým nadáním a zkušenostmi. Jmenoval se František Matura a

byl to výborný praktik i teoretik. Vysokou školu mu v 50. letech nìjak nebylo pøáno dokonèit, ale vyznal se ve všech oborech. Od nìho jsem toho hodnì odkoukal a spoleènì jsme dìlali rychle vìci, které by v bìžné konstrukci trvaly dlouho. Vzpomínám na poloautomat pro mìøení svítivých diod, který vznikl v krátké dobì, a než dodali ten správný a objednaný, zmìøilo se na nìm pøes milion diod. Vybavení bylo k tomu ,nièemné’ – poøádné jsme nemìli nikdy, a tak jsme museli – promiòte mi ten výraz – „plést z prdu biè a ještì s ním práskat“. Nìjaké nové zkušenosti získat nebylo jak, protože jsme nikdy, jak se øíká, „nevytáhli paty“ a nevidìli dál než za sousedùv plot. To jsem však ještì netušil, jak se mi to jednou bude hodit, když zaèátkem 90. let už „spoleènost“ moji práci nepotøebovala a ocitl jsem se sám v Mrklovì v lesích bez jakýchkoliv technických prostøedkù a s docela slušnì podlomeným zdravím. Asi narážíš na konec podniku Tesla Vrchlabí. Jak se to stalo? Zcela jednoduše. Když se naplno vyrábìlo, bylo potøeba kolem toho i nìco vymýšlet a dìlat, když se nìco rozbilo, bylo to tøeba rychle najít a opravit. Vyrážet klín klínem byl mnohdy i racionální postup a poèítalo se s tím. Práce najednou bylo ménì, až ustala docela, takže ti, co ji dìlali, už nebyli potøeba. Výroba, která pak pøišla, mìla vývoj v jiné zemi, zde byl zájem jen o ruèní práce a energii. Výrobní prostøedky byly dovezeny ze zahranièí také, takže už nebylo potøeba nic vymýšlet. A co dál? Ledacos jsem umìl udìlat i holýma rukama, a tak jsem opravoval všelijaké pøístroje a spotøebièe podle potøeby. Desítky vìcí, které by skonèily ve šrotu, jsem vrátil do dalšího užívání a slouží dodnes. Lze øíct, že se vcelku daøilo. Na radioamatérském poli jsem vlastnì až tehdy udìlal ty nejlepší vìci. Nejdøív maják pro 3 a 6 cm na Èernou horu, zaøízení pro 47 a 76 GHz i zcela nový maják OK0EL pro všechna mikrovlnná pásma. Spolupráce s Milanem, OK1UFL, i celým kolektivem byla dobrá, a když je na nìco víc rukou i hlav, jde to lépe. Proto nìkdy mluvím v množném èísle. Hovoøíš o majácích. Obèas slyším, že nìkdo dostane vynadá-

Kapacitní dioda KA204 (TESLA Piešany) v koaxiálním pouzdøe (rok 1971)

no, že ruší v majákovém segmentu (na KV). Je to opravdu tak dobrá pomùcka? Kdo to provozuje a platí? Pro toho, kdo na mikrovlnách opravdu dìlá, ano. Maják OK0EA byl vyroben na zakázku Ústøedního radioklubu (ÈRK) v 70. letech. Èeský radioklub je vlastníkem a platí jeho provoz. Maják OK0EL je v souèasnosti modernìjší a zhotovení, provoz i pøíp. inovace jdou na úèet konstruktéra. O majácích toho bylo hodnì napsáno v èasopisech AMA magazín a Radioamatér. Jeden ham se mi svìøil, že majákù si stejnì moc neužije, protože pracuje jen s ruèkou. Na 2 m a jen FM. Nedokázal jsem mu na to nic odpovìdìt. Ve vydavatelství BEN - technická literatura vyšla nedávno už podruhé tvoje kniha Radioamatérské konstrukce pro mikrovlnná pásma. Vyšla dokonce i v polštinì. Kolik ti to dalo práce? Asi deset a pùl roku. První vydání 10 let, doplnìní asi pùl roku. Myslím, že jsem tím hodnì zájemcùm o mikrovlny doopravdy pomohl. Rozhodnì to byl pro nìkoho ten správný impuls. Je v ní hodnì vyzkoušených vìcí, ale není to kuchaøka. Spíš slabikáø. Když nìkdo podle ní udìlá nové zaøízení a poprvé to zkouší, jsem rád, když jsem u toho. Èasto u tìch prvních QSO jako protistanice bývám, když se zadaøí a vidím radost na druhé stranì, mám ji taky. V knížce jsou velmi jednoduché a funkèní konstrukce na 3,4 GHz, které jsme s OK1UFL vyzkoušeli již pøed nìkolika lety s velmi dobrými výsledky. Je to šance oživit velmi dostupné mikrovlnné pásmo. Jak zapojuješ do své práce poèítaè? Myslím, že na tuto otázku neodpovím uspokojivì. V dobì, kdy poèítaèe pøišly a umožòovaly skuteènou pomoc, mìl jsem toho již hodnì zhotoveného a umìl jsem to i bez nich. Na výpoèty, které byly pro konstrukce potøeba, staèila násobilka (na VKV malá a pro gigahertzy velká), a to zvládla i levná kalkulaèka... Typ PRIVILEG 87DESR-E z roku 1975 má i logaritmy a funguje dodnes. Pro zhotovení zdaøilých konstrukcí bylo spíš potøeba kus fantazie (nikoliv fantazírování), trpìlivosti a zkušenosti. Zkušenosti vlastních i tìch ostatních, kteøí na tom také prosedìli stovky a tisíce hodin a experimentovali. To, co moderní poèítaèe umožòují, je obrovské zjednodušení a úspora èasu. Poèítaè samozøejmì mám, ale nepropadl jsem mu. Není totiž všemocný. Používám ho napø. jako pomùcku pro výpoèet azimutu pøímo na kótì pøi závodech. Dokonce ani paket rádio nepoužívám a spojení na vyšší pásma si ,dohazuju’ z pásem niž-

Tranzistorový vysílaè pro 2 m a 70 cm AM, CW, FM, výkon 1 W/0,3 W (rok 1966) ších. Dìlám to už desítky let, ale pøipouštím, že s paketem je to pohodlnìjší a ménì pracné (asi o 90 %). Tìším se, že tomu také jednou propadnu a strávím u poèítaèe nìkolik hodin dennì. Ale naskýtá se mi otázka: Všichni už poèítaèe mají a umí využívat jejich pøedností. Odpovídají tomu výsledky v práci všude kolem nás? Proè už není komplexní blahobyt? V dnešní dobì je obvyklé jezdit na rùzné KV i VKV expedice. Zúèastòuješ se také podobných akcí? Nezúèastòuji. Je to èasovì i finanènì nároèná záležitost, ale zato velmi pøínosná. Není nad to podívat se nìkam dál po svìtì a získat nìjaké zkušenosti. Kdysi chodili øemeslníci na zkušenou zcela bìžnì. Mnohdy staèil i jeden nebo dva dny, aby to zpùsobilo i pøevrat v dalším životì. Pøíznivý i nepøíznivý. Dostalo se mi i té pøíznivìjší verze a v roce 1995 jsem se zúèastnil Týdne dánské mikrovlnné aktivity. Bylo to velmi nároèné, ale velmi pouèné. Osahat si, jak se šíøí vlny nad moøem, jak tam funguje Rain-Scatter. A odublovat (hned po DB6NT) první spojení Dánsko-Norsko na 24 GHz se svým zaøízením byl bezesporu zážitek. Dobré zkušenosti jsme s OK1UFL použili v nových konstrukcích. Proè se výrobou zaøízení neživíš? V dnešní dobì se to dìlá... Prodat nìkomu zaøízení, které dalo nìkolik let práce, je problém. Dost tìžko by se dalo zaplatit a levnì to prodat nelze. S tím jsou špatné zkušenosti. Kdysi jsem prodal dvoumetrové zaøízení jednomu hamovi pøíliš levnì. I když byl pøístroj velmi dobøe funkèní, rozebral jej brzy nový majitel na šroubky, matièky a konektory. Jen za Fug 16, která u toho tenkrát byla, by dnes dostal u vhodného zájemce 10x víc nežli já tenkrát za celý TRX. Cena má být taková, aby kupující dobøe vìdìl, že nìco koupil. A dìlat to profesionálnì? Jistìže by to šlo. Ale na kuchyòském stole nelze, takže by to znamenalo poøídit nìjaký ten výrobní prostor, nìjaké pøístroje a stroje,

Zaøízení pro 47, 76 a 145 GHz (rok 1995 až 2002)

nakoupit materiál, rozjet kooperace a – zadlužit se. Nakonec by si stejnì každý koupil levnì jen ,tišák’, doma to do nìj nasypal a celek pøinesl oživit. V dobì, kdy se nìkteré vìci dìlají po svìtì velmi levnì, je toto nejisté. A pak: vzpomínám na konec 40. let, kdy otec postavil a zaøídil mlýn, který šel jako hodinky a mlel výbornou mouku. V roce 1953 jej musel zrušit a pak pozdìji jsme sami ty nádherné (a nedávno zaplacené) stroje rozbíjeli do šrotu. Každý rok jeden plný valník. Je to pro mne dostateènì odstrašující pøíklad, abych nìco podobného nezopakoval, a to by se i pøi nejlepší vùli mohlo snadno stát. Øíká se, že dobré zkušenosti by se mìly pøedat dalším generacím. Mìl jsi takovou pøíležitost? Je fakt, že ani 25 let (s výpadkem po roce 1969) jsem externì uèil na elektrotechnické škole ve Vrchlabí. Dokonce se mi dostalo i k tomu potøebného pedagogického vzdìlání. Poslední roèník prùmyslovky jsem odvedl k maturitì v roce 1994. Pak již to nebylo potøeba a elektrotechnické obory byly zrušeny. Problémy se žáky tenkrát vcelku nebyly, našli se i výraznì dobøí, ale každý si z toho nìco odnesl. A teï otázka z jiného soudku: Co na to všechno doma rodina a manželka? Tohle všechno by se bez dobrého zázemí doma nedalo dìlat. Naštìstí byla moje žena tomu vždy pøíznivì naklonìna (mìla i znaèku OK1MIY) a dokonce se v radioamatérské problematice pomìrnì vyzná. Je fakt, že starost o domácnost a o rodinu ležela vždy na ní. Umí si ale poradit se vším, ovládá základní zednické práce i práce výškové. Myslím, že zasluhuje veøejný obdiv. A co pøineslo posledních, pro nás starší atypických 13 let v konstrukcích pro mikrovlny? Na tuto otázku by odpovìdí mohla být samostatná kniha. Pokrok, který technika na mikrovlnách udìlala, je patrný všude kolem nás. Slouží vlastnì všem, co používají mobilního telefonu èi pracují s daty. Na desítkách GHz probíhá komunikace mezi jednotlivými pevnými stanicemi, které pokrývají prostor, kde zaruèenì mobily fungují, èi zajišují propojení datových spojù všeho druhu a po zemi, nebo pøes satelit. Je to zároveò odpovìï na otázky kladené pøed desítkami let, na co že ty mikrovlny budou, když se s tím nedá nikam dovolat. Pro konstruktéry, kteøí zde tvoøí, je tu jeden podstatný rozdíl proti tomu, jak to bylo døív, a kolem èeho se zde prezentované úvahy stále dokola toèí. Zcela srozumitelnì øeèeno: kdo chce dìlat, má z èeho, protože koupit je možné už takøka vše. Dík právì mobilním telefonùm pøibylo množství dobrých a levných souèástek, které nové a miniaturní konstrukce usnadní. Sám jsem to nevydržel a pro nìkolik pásem jsem zhotovil transvertory zcela nové, již tøetí generace. Pøesnost a stabilitu kmitoètu zajišují termostatované

55

〉

EH antény -

rozporuplné diskuse Asi pøed dvìma lety se mezi radioamatéry zaèala šíøit fáma o „zázraèné“ anténì typu EH. Vyznaèuje se doslova miniaturními rozmìry a podle nìkterých dokonce i „zázraènými“ vlastnostmi. Anténu má patentovanou od roku 1998 Ted Hart, W5QJR, pod èíslem US 6,486.846 B1 a je dokonce vyrábìna pro komerèní využití; pro radioamatéry ji pravdìpodobnì poprvé odzkoušel a zveøejnil IK5IIR. Dr. Salzwedel, DK4ZC, provedl matematickou analýzu této antény a výsledky zveøejnil loni ve 4. èísle èasopisu CQ-DL. Žel, nìkteøí radioamatéøi (a já byl mezi nimi) èlánek považovali za jeden z aprílových žertíkù. Podívejme se nyní, co o problému øíká sám „vynálezce“. V principu existují tøi typy antén. Prvý typ vychází z Hertzova dipólu a jeho modifikací, druhý typ byl pojmenován CFA (Crossed-Field Antenna) a jeho teorii rozpracoval Hately se svými spolupracovníky vycházeje z teorie Poyntingova vektoru. Tøetím typem jsou právì antény EH a typy obdobné. Jak pracuje Hertzùv dipól, je notoricky známo. Proud procházející elektrickým vodièem vybudí kolem nìj magnetické pole. Pokud je to proud støídavý, namìøíme v okolí vodièe elektrické pole, a jestliže jsou elektrické a magnetické pole vùèi sobì ve správném postavení, šíøí se elektromagnetické vlny do prostoru. Ideální je pro tyto úèely délka dipólu rovná polovinì vlnové délky. EH anténa od tohoto principu ustupuje. Její princip je znázornìn na obr. 1. Dva válce z hliníkové fólie nebo mìdìného plechu jsou omotány kolem roury z PVC nebo jiného plastu a pøedstavují kondenzátor, který má napø. pro 20 m pásmu kapacitu asi 10-20 pF. Když na takový kondenzátor pøipojíme

〉

støídavé napìtí, také zjistíme v jeho okolí elektrické a magnetické pole, jenže proud je zde fázovì posunut vùèi napìtí (pøedbíhá je). Jinak øeèeno, proud a napìtí nemají ve stejný okamžik své maximum. Tento problém je možné podle W5QJR vyøešit tím, že mezi napájeè a kondenzátor vøadíme cívku, která jednak vhodnì posune fázi napìtí vùèi proudu, a souèasnì pøizpùsobí velkou impedanci EH antény pøívodnímu koaxiálnímu kabelu. Podle toho mùžeme soudit, že u EH antény vlastnì žádnou rezonanci vyzaøovacího systému nepotøebujeme pracovní kmitoèet zde urèuje samotný pøizpùsobovací a fázovací èlen. Dále lze odvodit, že délka záøièe vlastnì nehraje žádnou podstatnou roli, proto také rozmìrovì délka antény EH neodpovídá λ/2, ale pøibližnì jen λ/100 nebo jsou ještì kratší. Podrobnì je teorie tìchto antén rozpracována na internetových stránkách http://eh-antenna.com Z podobných pøedpokladù vychází také další typ antény, kterou sestrojil W0KPH, tzv. Cone-Disk Antenna.

Debaty kolem EH antén rozdìlují radioamatéry do dvou protichùdných táborù. Jedni zaèali anténu vyrábìt a zkoušet. Druzí tvrdí, že celá teorie je scestná a že vùbec nemá smysl s EH anténami experimentovat, že vyzaøuje hlavnì svod ap. Ke skeptikùm patøil také KB1EGI, který však podrobil anténu dùkladné analýze programem PSpice a své výsledky publikoval na www.antennex.com

Vlastnosti EH antén V informacích, které lze najít na internetových stránkách, je uvedeno deset bodù teoretických výhod EH antén proti dipólu. Jsou mezi nimi relativnì velká šíøe pásma (pokud ovšem zajistíme pøelaïování pøizpùsobovacího èlenu - a to není snadné), necitlivost vùèi elektromagnetickému impulsnímu rušení (což mohu potvrdit), jednoduchá výroba a údajnì dokonce zisk jak u pøijímaèe, tak u vysílaèe (což je spíše zbožné pøání, koneènì i matematický rozbor a praktické zkoušky ukazují na nìco jiného).

Praktické provedení EH antén

W5QJR doporuèuje nosnou trubku pro pøizpùsobovací a fázovací èlen i kondenzátor antény pro pásmo 20 m z PVC nebo polyetylénu o prùmìru 60 mm. Oba válce tvoøící kondenzátor jsou z bìžné Al fólie používané v domácnosti (Alobal), vzdálenost je

Transvertor pro pásmo 2 mm (145 GHz) a ozaøovaèe pro parabolu. (OK1UFL, rok 2002) oscilátory, které vyrobil OK1UFL (i pro majáky), pøechod z jednoho pásma na druhé až po 24 GHz je jen otázkou pøepnutí jednoho pøepínaèe, pøíp. dostavení elevace antény. Radioamatéøi mají pøidìleny kmitoèty ještì mnohem vyšší, než jsme doposud zmiòovali. Co tak pásmo 145 GHz? Po nìkolika letech jsme dokonèili dvì zaøízení pro toto pásmo a první SSB spojení na vzdálenost 1 km je vlastnì dùkazem, že pro radioamatéry ta „štvanice“ nikdy nekon-

56

èí. Milan, OK1UFL, vyøešil optimální podobu sestavy, peèlivì seøídil antény a dokonce je pøemìøil laserem. Mìli jsme štìstí, protože kvalita signálu a stabilita kmitoètu byla dobrá. Možná, že jsme mìli i „kliku“ – protože tohle mohlo dopadnout i jinak. Co popøeješ všem radioamatérùm na závìr? Rozhodnì zdraví a konstruktérské štìstí. Všem pøeji, aby se daøilo, aby vynaložený èas a úsilí nebylo zbyteèné a zároveò aby „unesli“ úspìch, který jim cílevìdomá práce

pøinese a tøeba je i zahrne hmotnými statky. Úspìšná práce je vlastnì realizace našich více èi ménì odvážných snù a je to bìh na dlouhou tra. Jeden myslitel øekl: „Neodpoutávejte se od svých snù. Zùstanete sice živí, ale už nebudete žít…“ Dìkuji za rozhovor a - šastné narozeniny! Foto Miloslav Skála, OK1UFL, pøipravil Petr Havliš, OK1PFM

dána prùmìrem nosné roury. K pozdìjšímu propojení pøizpùsobovacího èlenu ke kondenzátoru ovineme kolem fólie vnìjší opletení stažené z koaxiálního kabelu, ke kterému se pøívodní dráty snadno pøipájejí (pájet na Al fólii je problematické). Cívky jsou z lakovaného mìdìného drátu o ∅ 2 mm, mají 9 závitù a jsou na ètyøech místech lepicí páskou dobøe pøipevnìny k nosné trubce, aby se neposouvaly. Abychom mohli mìnit jejich indukènost, je vhodné na vinutí udìlat nìkolik odboèek. Na internetových stránkách najdeme relativnì pøesné výpoèty (je možno si stránky stáhnout do poèítaèe samostatnì - výpoèty se provádìjí i bez pøipojení k Internetu); domnívám se, že nejpodrobnìjší výpoèet najdeme na http://eh-antenna.com/phasing_network_design.htm

Jak odvodil Ted Hart, je impedance EH antény 2π.377 Ω, tedy pøibližnì 2368 Ω (hodnota 377 Ω je impedance volného prostoru). Velká impedance znamená, že anténa bude velmi náchylná na kapacitní vlivy okolí. Jen pøiblížení ruky znamená podstatnou zmìnu PSV. Proto je nutné koneèné nastavení dìlat až tam, kde bude anténa trvale umístìna. K nastavení jsou nezbytné PSV-metr, proladitelný generátor nebo vysílaè a mìøiè síly pole. Nejjednodušší je nastavování pomocí nìjakého analyzátoru, jakým je napø. MFJ 259B ap. Bez pøístrojù stìží poznáme, kde soustava právì rezonuje a jak zmìnit nastavení indukèností. Obecnì lze øíci, že existuje pouze jedno nastavení, pøi kterém je PSV 1:1 a mìøiè síly pole ukazuje ze všech nastavení nejvyšší hodnotu. Sílu pole bychom mìli mìøit alespoò ve vzdálenosti 60 m nebo více. Pøi správném nastavení a plném výkonu z vysílaèe by mìlo PSV zùstávat stále blízké 1:1 a cívka se nesmí

horní válec

mezera pøibližnì rovná prùmìru spodní válec mezera asi 12 mm poèet závitù podle pásma nastavit na impedanci 50 Ω poèet závitù podle pásma prùmìr válce podle pásma, trubka PVC

feritové kroužky Amidon FB-73-2401

pøívodní koaxiální kabel

Obr. 1. Principiální schéma EH antény zahøívat. Pak máme jistotu, že se všechna energie vyzáøí do prostoru. Uvìdomte si ale, že i na vás v blízkosti takové antény pùsobí velmi silné elektromagnetické pole!

Praktické zkoušky Praktické zkoušky ukázaly, že PSV má hodnotu pøíznivìjší než 1:2 v rozsahu nejménì 280 kHz. Pøi zkouškách se bìžnì navazovala spojení módem PSK31 i s PY, YV, HK a LU, pøièemž s Evropou zcela bìžnì. Podle analýzy KB1EGI by mìl být zisk záporný - asi -20 dB oproti dipólu. Praktické zkoušky, které jsem provádìl spolu s OM5AM a dalšími amatéry, tento závìr potvrzují, ovšem vý-

razné bylo zlepšení poslechových podmínek na 80 m pøi srovnání jednosmyèkový quad - EH anténa. V nevhodnou dobu - pøed polednem - bylo na quad zaregistrováno zcela neèitelné spojení dvou vzdálených stanic s vysokou úrovní šumu, zatímco na EH anténu byla jejich komunikace nerušená a srozumitelná. Nižší úroveò vstupního signálu vyrovnala bohatá rezerva zesílení na IC-746. Spojení se navázat nepodaøilo. Na 20 m pásmu jsme srovnávali neporovnatelné: vysoký 2EL quad a EH anténu ve výši asi 2,5 m. Evropské protistanice udávaly rozdíl až 30 dB, což by potvrzovalo teoretický pøedpoklad ztráty asi 20 dB proti dipólu. QX

Zajímavé upozornìní ohlednì programovatelných oscilátorù Na známý, ale èasto opomíjený fakt pøi konstrukcích rùzných oscilátorù pro konvertory (a pøijímaèe vùbec), transvertory ap. upozoròuje noticka v loòském dubnovém èísle QST. Má o to vìtší význam, že roste poèet typù vyrábìných „integrovaných oscilátorù“, které navíc nabízejí programovatelnou zmìnu kmitoètu. Používají se èasto ve výpoèetní technice. Fázový šum z oscilátoru se za normálních okolností „nabalí“ pøi smìšování na pøijímaný signál. Pokud hodláme na daném pásmu pøijímat jeden signál, vliv není tak znatelný. Èím více je však v pøijímaném pásmu konvertovaných signálù, tím je výsledný efekt znatelnìjší. Pøi fázovém šumu, širokém napø. jen 100 kHz od generovaného signálu, máme pøi tøech stanicích vzdálených od sebe 200 kHz citlivost zhoršenou prakticky v celém pracovním pásmu konvertoru. Klasické oscilátory produkují minimální fázový šum, na trh se však nyní dostávají kompaktní programovatelné oscilátory jako integrované obvody. Jejich fázový šum je v okolí generovaného signálu až o 50 dB vyšší (viz obr.) než u klasického oscilátoru. Závìr je jedno-

Spodní køivka znázoròuje typický prùbìh fázového šumu obyèejného krystalového oscilátoru, horní byla namìøena u programovatelného oscilátoru EPSON SG znaèný - programovatelné oscilátory jsou pro vysokofrekvenèní aplikace nevhodné. QX

57

Moravané v Malajsii Jan Sláma, OK2JS Podniknout DX expedici do dalekých exotických zemí je snem mnoha radioamatérù, kteøí se vážnì zajímají o DX provoz a velké svìtové závody. Toto byl také zámìr skupiny radioamatérù z jižní Moravy na zaèátku roku 2002. U zrodu této myšlenky byl Jarda, OK2PBM, s Vítkem, OK2WH. K nim se pøidal Standa, OK2SG, a o možnosti úèasti uvažoval také Jarda, OK2SW.

Celkový pohled na radioamatérské støedisko 9M6AAC Po prùzkumu radioamatérských webových stránek o možných lokalitách návštìvy je zaujala celkem lákavá a zajímavá nabídka manželù Doris, 9M6DU, a Alfonse, 9M6MU, z Východní Malajsie. Ti vybudovali svìtoznámé radioamatérské QTH poblíže mìsteèka Keningau v provincii Sabah ve východním cípu ostrova Borneo. Toto stanovištì je pomìrnì èasto navštìvováno skupinami radioamatérù z celého svìta, zvláštì pak z USA, Japonska a v poslední dobì i z Evropy. Navíc k návštìvì Malajsie není zapotøebí žádat o vízum a z Evropy se tam lze velice dobøe dopravit letecky. To byly hlavní dùvody, proè byla nakonec zvolena tato lokalita. Bylo dohodnuto, že pobyt bude 3týdenní a expedice probìhne v listopadu, aby se mohla zúèastnit hned nìkolika svìtových závodù jako WAE RTTY, OK/ /OM DX contest, LZ DX contest a hlavnì CQ WW DX CW 2002. Po zralé úvaze se rozhodli, že expedici rozdìlí na dvì èásti, vždy s úèastí 2 radioamatérù. V èervnu 2002 požádali o vydání radioamatérské koncese v Malajsii. Jelikož byli dobøe obeznámeni s vybavením stanovištì 9M6AAC, nemuseli z tohoto hlediska zajišovat žádné vysílací zaøízení ani antény. Plnì se tak soustøedili na logistickou a technickou stránku dopravy a potøebné zdravotní prohlídky a oèkování vzhledem k plánovanému pobytu v tropech. Letenky mìli zajištìny cestovní kanceláøí Ruefa v Brnì. Jelikož nakonec odvolal svoji úèast Jarda, OK2SW, museli urychlenì získat dalšího hama. To se podaøilo a

58

Ádík, OK2PAE, se uvolil, že se stane 4. úèastníkem. První dvojice - Vítek, OK2WH, a Standa, OK2SG, mìla odletìt 6. listopadu 2002 a vrátit se 20. listopadu 2002. Støídat je bude Jarda, OK2PBM, s Ádíkem, OK2PAE, v druhé èásti expedice. A èas neúprosnì bìžel, až nastal èas odletu první dvojice. Byly vymìnìny poslední e-maily s Malajsií, koncese byly vydány a již nic nestálo v cestì na východ. Aèkoliv mìli letenky z Vídnì, rozhodli se pro pøesun autem do Prahy a z ní letìli do Vídnì. Velkou pomoc v Praze jim poskytoval Ludìk, OK1AA, který je odvezl na letištì a potom se postaral o jejich auto. 12hodinový let z Vídnì do Kuala Lumpuru byl bez problémù a ve ètvrtek 7. listopadu èasnì ráno je pøivítali imigraèní úøedníci na tamním letišti. Nyní je však èekal ještì další asi 2hodinový let pøes Jihoèínské moøe na východ do Kota Kinabalu. Pøestože letištì v Kuala Lumpuru je doslova malý Babylon, kde je nutno pøesunovat se na jednotlivé terminály pomocí malých elektrických vláèkù, vše dopadlo dobøe. Také let na východ probìhl klidnì a byli na místì. Jasnì se odlišovali od ostatních cestujících, a tak hned pøed letištìm byli poznáni èekající Doris s Alfonsem. Po krátkém uvítání byli naloženi do klimatizovaného mikrobusu a mìli pøed sebou ještì další asi 120 km trasu k cíli. Bìhem cesty museli absolvovat pøejezd horského masivu Kinabalu s výškou asi 2500 metrù. Asi po 3hodinové cestì štastnì dorazili až pøímo do støediska Hillview Gardens. A byli v tropech, kousek nad rovníkem. Ale pøivíta-

lo je zde prostøedí zvláštì sympatické oku radioamatéra. Venku kolem dokola stožáry s anténami a uvnitø velká dobøe vybavená vysílací místnost, další ubytovací prostory, samozøejmì vše s klimatizací. K tomu venku velký pøekrásný bazén a další prostory k odpoèinku. Cesta jim tedy trvala zhruba 24 hodin a k tomu ještì museli pøipoèítat 6 hodin èasového posunu. Po opìtovném nezbytném uvítání a ubytování již byli znaènì unaveni, ale neodolali zapnout transceivery, aby zjistili, jak to vypadá na pásmech. Ale to, co slyšeli, je moc nepotìšilo, jenom silné QRN a pár slabých signálù, které se doslova ztrácely v rušení. Snad to bude lepší druhý den, byla jejich útìcha. Doslova nemohli ani dospat, hned ráno zprovoznili internetové spojení s domovem a dostali se pøes Internet na DX cluster. Stejná situace se opakovala, pásma jakoby byla spíše zavøená. Po výzvì se ozývaly zejména stanice z JA a HL. Evropské stanice procházely jen velice tìžko a slabì. Ale museli se pøipravit na nadcházející závody. Instalovali poèítaèe a závodní programy a na øadu pøišlo i užívání antimalarik. V zásobì mìli i vždy osvìdèeného Johny Wolkera. Když nastal den závodu WAE RTTY a OK/OM DX contestu, mìli rozvrh následující: Vítek jel WAE RTTY jako 9M6/OK2WH a Standa jel OK/OM DX contest jako 9M6/ OK2SG. Nadšenì se pustili do závodìní, ale ouha, úøadoval opìt pan Murphy. Spojení sice pøibývala, ale jen pomalu. Právì ve smìru na Evropu jakoby byla silná hradba QRM, pøes kterou celkem nic neprocházelo. Koneèné výsledky je moc neuspokojily. Ve WAE navázal Vítek 300 spojení a Standa mìl v deníku pouze 30 OK/OM stanic z OK/OM contestu. Ale o nic lépe na tom nebyl tøeba

Jeden z anténních stožárù pro KV

V popøedí Vítek, OK2WH, vzadu Ádík, OK2PAE... HS0/OZ1HET, který jich udìlal pouze 28. Možná by se mìly znovu pøehodnotit pravidla našeho závodu. Co se dá dìlat, tìšili se na další dny, snad se koneènì podmínky zlepší. Za to jim však pøálo poèasí, které jakoby se jim chtìlo odvdìèit za špatné podmínky. Alfons je vzal autem na prohlídku okolní krajiny a do blízkého mìsteèka Keningau. Návštìva místního trhu, obchodù a banky byla samozøejmostí. Navštívili také další QTH (Orlí Hnízdo), které tam buduje Alfons. Jako každý nový návštìvník tohoto místa zasadili na památku každý po jedné kokosové palmì, první z OK. Nové støedisko by mìlo být v provozu v roce 2006. Nicménì všechen další èas opìt vìnovali provozu na rùzných pásmech. Støídali rùzné digimódy, ale podmínky byly tvrdošíjné, stále mizerné pro Evropu. Jenom americké stanice ze západního pobøeží si pochvalovaly jejich výborné signály zvláštì v pásmu 7 MHz. Spojení s Evropou se sice také daøila, ale nìjakou záhadnou dlouhou cestou. (Pozn. OK2JS: Sám jsem mìl nìkolik velice pìkných, i když kvùli velkému zájmu krátkých spojení tøeba na 18, 21 a také zváštì na 24 a 28 MHz se Standou, 9M6/OK2SG, ve velké síle oboustrannì CW 599 èi SSB 59. Takže jsem si osobnì nemohl vùbec stìžovat, že neposlouchají. Asi jsem mìl více štìstí.) Ale pøiblížil se konec jejich pobytu a èekali na pøílet další dvojice, která je mìla vystøídat. Doris s Alfonsem odjeli do Kota Kinabalu pro Jardu, OK2PBM, a Ádíka, OK2PAE. Dovezli je opìt v poøádku a pøivítání bylo velkolepé. Avšak Ádík byl velice rozladìn ztrátou jeho hudebního nástroje bìhem letu. Je totiž koncertním mistrem ve høe na pilu. Rozbìhla se tedy velká pátrací akce. E-maily byly rozeslány na všechna letištì, kde se mohl nástroj ztratit. Po nervózních 48 hodinách pøišla dobrá zpráva, nástroj byl nalezen a speciální poslíèek ho dovezl z letištì v Kota Kinabalu. Ádík hned s velkou radostí zaèal koncertovat a kolem Hillview Gardens zaznívaly moravské lidové písnièky. Všichni byli nadšeni. Hned druhý den se konal velký veèerní banket, na kterém opìt za velkého zájmu množství hostù koncertoval Ádík. A hosté se neustále dožadovali dalších a dalších písní. Nála-

da byla pøeveliká a banket se protáhl do pozdních noèních hodin. Také probìhlo dekorování èestných hostù z daleké Èeské republiky, pro místní do té doby zcela neznámé zemì. Pro hosty z OK byly dokonce pøipraveny èerstvé speciální dlaždice, do kterých museli otisknout své ruce a podepsat se i se svou znaèkou. Po vyschnutí keramiky budou položeny do chodníku, kde jsou ostatní dlaždice od pøedešlých expedièních operátorù. O víkendu 16. a 17. listopadu byli všichni ètyøi naši operátoøi pohromadì a úèast v LZ DX závodì pøinesla 372 spojení. Ale pøiblížil se konec pobytu unaveného Vítka a Standy. Zato Jarda a Ádík byli plni elánu a pøesvìdèeni, že nakonec musí špatné podmínky skonèit a oni zažijí ty pravé pile-upy. V úterý 19. listopadu odvezla Doris s Alfonsem zpìt na letištì v Kota Kinabalu Vítka a Standu a ti nastoupili cestu zpìt do Kuala Lumpuru a obøím jumbem cestu do Vídnì. Po pøíletu tam si posunuli hodinky o 7 hodin nazpátek. Ale ještì museli absolvovat krátký let do Prahy. Na Ruzyni je opìt èekal Ludìk, OK1AA. Vymìnili si však jen nìkolik kratièkých informací, na více nebyl èas. Letištì bylo doslova v obležení policie. V Praze probíhalo totiž zasedání NATO. Proto rychle nastoupili do auta a uhánìli z Prahy domù na Moravu. Avšak vrame se zpìt k Jardovi a Ádíkovi. Pøes celkem podrobné informace, které jim poskytli Vítek se Standou, zjistili, že i tak se budou muset sami znovu dùkladnì seznámit s nepøehledným množstvím koaxiálních kabelù, pøepínaèù a dalších rozvodù. Jenom tak se mohli poøádnì pøipravit na nastávající závod CQ WW CW DX contest. Ale vše zvládli ke své spokojenosti a znaèky 9M6/OK2PBM a 9M6AAC se opìt prùbìžnì ozývaly na rùzných pásmech. Také dennì byly listovány ve všech DX clustrech. V týdnu pøed závodem vyzkoušeli operátoøi témìø všechny digi provozy jako RTTY, PSK, SSTV, HELL a nový ECHO-LINK. Bohužel protistanic nebylo mnoho, opìt zvláštì ne z Evropy. Vlastní CQ WW CW DX contest zaèali ráno v 08.00 místního èasu, po obvyklé vydatné snídani se zapojili do závodu. Bìhem prvních 4 hodin jim bohužel tøikrát vypadla elektrická sí, právì v dobì, kdy se daøil pile-up a rate mìli až 150 QSO/hod.

... a Standa, OK2SG Naštìstí celý objekt má vlastní agregát, takže zdržení nebylo tak velké, ale problém mìli hlavnì s nastartováním závodních programù na poèítaèích, které jim vždy po výpadku sítì zhavarovaly. Znaèka 9M6A jim však opìt zajistila následný návrat volajících stanic a mohli si pohodlnì doslova vybírat z èekající fronty. Také v DX clustrech byla èasto oznamována jejich znaèka s frekvencí. Problémy jim zpùsobovaly opìt velice podprùmìrné podmínky šíøení v této oblasti. Také pøi vyhledávání násobièù jim nastaly potíže, než nìkteré stanice, které oni volali, pochopily, že je nevolá pirát, ale skuteènì pravá 9M6A. Závod však zakonèili v dobré pohodì, i když trochu unaveni. Po kontrole deníkù zjistili následující výsledek: 1772 spojení jim dalo asi 1 750 000 bodù. Na svìtové prvenství to sice nestaèilo, ale i tak vzhledem k podmínkám panujícím v tìchto tropických oblastech to nebyl výsledek nejhorší. Hned druhý den po závodì se už museli chystat na odjezd domù. A jejich hostitelé se tohoto úkolu opìt ujali a po srdeèném rozlouèení je odvezli do Kota Kinabalu, kde nastoupili cestu domù, tak jako jejich pøátelé pøed nimi. Expedice 9M6 Malajsie 2002 skonèila úspìšnì a bez velkých problémù. Po celou dobu expedice probíhala ve velice pøátelském duchu jak mezi samotnými èleny, tak i ze strany hostitelù Doris a Alfonse. Ti by velice rádi uvítali v budoucnu i pøípadnou další èeskou výpravu. Po skonèení expedice byly kopie koncesí a další dokumenty okamžitì odeslány na ARRL ke kontrole. Ještì statistika o spojeních: CW........6222 spojení, SSB........684 spojení, DIGI.......776 spojení, celkovì 7682 spojení, z toho 358 s OK/ /OM stanicemi. Dále nìkolik informací o vybavení stanice 9M6AAC: Anténní farma: Smìrovka C3 na 14-21-28 MHz s rotátorem, 4EL Yagi na 14 MHz s rotátorem, 2EL Yagi na 7 MHz s rotátorem. 5pásmový vertikál, 80 m Big Sig 3/2 wave loop. Dále dvì 3pásmové smìrovky TH3 a A3S ruènì otáèené, in-

59

〉

〉

vertované V na 80 m, A3W na WARC pásma 12-17-30 m. Pro pásmo 50 MHz 2 smìrovky. Vybavení ham shacku: - Transceiver ICOM IC-756 PRO, KV vè. 50 MHz; - YAESU FT-990, KV s 500 Hz CW filtrem; - ICOM IC-735, KV; - Alinco DX-70, KV vè. 50 MHz; - Koncové stupnì ACOM 2000A 2 kW; - Ameritron AL-811H 600-800 W; - HENRY 2006 1 kW, vè. 50 MHz; - Mirage A1015 150 W na 50 MHz. K disposici jsou dále pamìové klíèe, pastièky všeho druhu, pásmové filtry 160-10 m, dva velké stolní PC a jeden notebook, trvalé pøipojení na Internet. Napìtí sítì 230 V, ale zásuvky v anglickém provedení s plochými noži, ale byly k dispozici i redukce pro naše elektrické pøístroje. Ke spuštìní stanic si staèí s sebou pøivézt disketu s pøíslušným programem, který doma používáte, pøípadnì propojovací kabelហmezi PC a TRX; pokud chcete i filmovat kamerou, tak prodlužovací kabel s EU zásuvkami na pøipojení nabíjeèky ke kameøe atd. Hlavnì však nesmíte zapomenout vzít s sebou nezbytnou láhev dobré slivovice vzhledem k prevenci. Ještì informace o podmínkách jejich koncesí: Mìli povolena všechna pásma, výkon 400 wattù, pouze na 160 m jenom 25 wattù. Podrobnìjší informace o tomto radioklubu je možné nalézt na webové stránce www.qsl.net/9m6aac. Na stránce www.qrz.cz je možno si prohlédnout veškeré fotografie z této expedice a pøípadnì i logy. Totéž je možné vidìt také na Jardovì stránce www.qsl.net/ok2pbm. Všechny naše stanice, které s expedicí navázaly spojení, dostanou QSL automaticky pøes QSL buro. QSL z této expedice budou vyøizovat jednotliví operátoøi podle svých znaèek, jenom QSL za spojení s 9M6A je nutno poslat na manažera Boba, N2OO. Všichni èlenové expedice zároveò dìkují pøedevším Luïkovi, OK1AA, za jeho laskavou pomoc s dopravou všech èlenù expedice na letištì v Praze a za péèi o jejich auta bìhem pobytu v Malajsii a také všem našim radioamatérùm, kteøí

s nimi navázali spojení, a zároveò se omlouvají tìm, kterým se to nepodaøilo. Snad nìkdy pøíštì. A zde jsou ještì informace o zemi, kterou navštívili: Malajsie se nachází v jihovýchodní Asii na 2 až 5 ° severnì a na 112 ° východnì. Západní èást Malajsie se rozkládá na Malajském poloostrovì, kde na severu sousedí s Thajskem. Východní èást Malajsie leží v severním cípu obrovského ostrova Borneo. Zde sousedí s Indonésií a malým státeèkem Brunei. Rozloha zemì je 329 750 km2. Podnebí krajiny je rozdílné. Zatímco v jihozápadní èásti zemì pøevládá doslova tropické, ve východní èásti je subtropické monzunové. Pøírodní pomìry: pobøežní nížiny stoupají do horských masivù uprostøed zemì, nejvíce ve východní èásti území. Tropické džungle pokrývají skoro 70 % celého území. Nejvyšší hora zemì zvaná Gunumg Kinabalu vysoká 4100 m je ve východní èásti na Borneu. V zemi žije 22 milionù obyvatel. Hlavní mìsto Kuala Lumpur neustále roste a poèet jeho obyvatel se udává v souèasnosti až kolem 9 milionù. Je tam však veliká migrace obyvatelstva. V tomto mìstì je také jedno z nejvìtších letiš v jihovýchodní Asii. Zemì je konstituèní monarchie, nyní v èele se sultánem Syed Sirajuddin ibni Almarh Tuanku Syed Putra Jamalullail. Prvním ministerským pøedsedou je Abdullah bin Ahmad Badawi od roku 1999. Etnické složení: Malajci asi 58 %, Èíòané 24 %, Indové 8 % a ostatní10 %. Náboženství: nejvíce muslimové, buddhisté, daoisté, hinduisté, køesané, kon-

Vpravo: QSL-lístek moravské expedice do Východní Malajsie

Ètvrtý z úèastníkù expedice - Jarda, OK2PBM

60

fuciáni a vyznavaèi víry pùvodních obyvatel. Oficiálním úøedním jazykem je malajština (bahasa melayu) a také angliètina. Jinak se v zemi bìžnì mluví asi tøinácti ostatními místními jazyky èi dialekty. Mìnou je ringgit (malajský dolar). Kurs v roce 2002 oproti US dolaru: 1 USD = 3,8 ringgitu. Vývozními produkty zemì jsou hlavnì elektronické pøístroje, ropa, zkapalnìný pøírodní plyn, døevo a výrobky z nìho, palmový olej, textil a chemické produkty. Nejvìtší exportní partneøi jsou USA, Singapur, Japonsko, Holandsko, Èína a Thajsko. Malajsie dováží stroje a rùzná strojní zaøízení, výrobky z ropy, plastické hmoty, kola, chemii a hlavnì ocel a produkty z oceli. Z historie zemì: v roce 1786 získala vládu nad Malajskem Británie. Pozdìji v 19. století pøíliv množství Èíòanù a Indù, kteøí zde pracovali v cínových dolech. Roku 1867 se zemì stává britskou korunní kolonií. Od roku 1941 až do roku 1945 okupovali zemi Japonci. V roce 1946 tam propukly vlny násilí mezi Malajci a Èíòany. V roce 1948 dohoda o vytvoøení Malajské federace, v následujících letech se rozpoutaly silné partyzánské boje proti federaci. Až teprve v roce 1957 dosažena nezávislost zemì a zároveò ustavena konstituèní monarchie 31. srpna 1957. V roce 1963 ustavena federace Malajsko, Sabah, Sarawak a Singapur. Pozdìji v roce 1965 z této federace vystupuje Singapur a ve federaci zùstaly pouze provincie Melaka, Penang, Sabah a Sarawak. Toto uskupení pøetrvalo až do souèasné doby.

Od Dorette pøes RF-11 k Orlíku Alois Veselý Pùvodnì jsem mìl v úmyslu pøedstavit rádiovou výzbroj naší obrnìné brigády ve Velké Británii za druhé svìtové války. Ale po bližším kontaktu s panem ing. Wernerem Thotem z Radebergu, který je jedním z nejvìtších badatelù vojenské radiotechniky druhé svìtové války a který v souèasnosti sepisuje asi 500stránkovou monografii o nìmeckém transceiveru Kl.Fu.Spr.d. jinak pøezdívaném „Dorette“ a u nás „Karlík“, jsem zámìr zmìnil. Pan Thot pojal toto dílo pøíliš komplexnì a zaøadil tam také naši pováleènou RF-11. Pøi poslední návštìvì za vydatné pøeklada-

telské pomoci OK1HEA z Jablonce nastolil Werner otázku, kdože stál u konstrukce této radiostanice, zkrátka kdo, kde a kdy a jaká byla její další cesta armádou až do Svazarmu. Pøestože by se dalo øíci, že jsem obì dvì stanice v padesátých létech dùvìrnì znal, tyto otázky jsem nebyl schopen zodpovìdìt, a proto pomocí Electusu bych chtìl do tohoto problému zatáhnout více lidí. A nyní, co vím já: Pøi poøizování dokumentace II. stupnì jsem objevil v depozitáøi Vojenského technického muzea v Lešanech transportní bednu o rozmìrech 430x240x155 mm na víku oznaèenou „RC 473 èís. 5“. Bedna má tvar pøibližnì jako pùvodní bedna od nìmeckého Karlíka, v útrobách se skrývá radiostanice, zdrojová skøíòka a 2 anténní prodlužovací cívky. Pøi zbìžném pohledu se stanice tváøí témìø jako prototyp superreakèní RF-11. Bližším ohledáním a po vyjmutí stanice ze skøíòky zjišuji, že se

jedná o krátkovlnný superhet osazený 6 miniaturními elektronkami 1T4, 1S4T, 1T4, 1R5T, 1T4 a 1S5, sokly jsou výrobky USA z hnìdého bakelitu. Frekvenèní rozsah je fixnì naladìn a lze jej zmìnit pomocí výmìnných šuplíkù 2; 2,2 a 2,3 MHz; po pøepnutí pøepínaèe do polohy vysílání pracuje stanice jako dvoustupòový vysílaè. Konstruktéøi byli zøejmì inspirováni americkým handie-talkie BC-611. Pøední panel je z hlubokotažného železného plechu vyrobený obdobnou technologií jako Kl.Fu. .Spr.d druhé varianty, té z konce války. Pøístrojová skøíòka je z Al plechu o rozmìrech 180x95x55 mm. Prototyp pochází z roku 1948, kdy bývalé VTD byly pøejmenovány na VTÚ. Stanice má výrobní štítek RC 473 V 1-3/48 Vývoj VTD-II/1; Výroba VTD - II/1. Zdrojová skøíò má rozmìry 110x 130x80 mm a na výrobním štítku je Vzor ZA 481, è-V1-11/48, Vývoj VTÚ-

V roce 1944 pøišel do výzbroje wehrmachtu tento malý transceiver

Škoda jen, že se pan M.C. z Turnova nezmínil, kde byl totálnì nasazen a o jaký transceiver vlastnì šlo. Ale myslím, že nemùže být pochyb s DDD 25; pokud je mi známo, se vyrábìl jenom jeden

Ke Kl.Fu.Spr.d byl vyvinut i vibraèní mìniè, což je ménì známo

61

〉

Panel inovované Dorette z konce roku 1944, kde bylo upuštìno od pùvodního ladìní, které nahradily promìnné indukènosti

Fotografie z r. 1947 z výcviku v terénu, kdy byly ve výzbroji inkurantní stanice

〉

11/1, Výroba VTÚ-11/48. Vývojové práce zøejmì pøišly do období, kdy se z VTD stal Vojenský technický ústav. Práce na vývoji pojítka padly do neštastného roku vítìzství pracujícího lidu. Stojí za povšimnutí, že v roce 1947 konstruktér Ženíšek rovnìž ve VTD zhotovil 2 ks funkèních vzorkù simplexní radiostanice v decimetrovém pásmu pro spojení prùzkumu na vzdálenost 1,5 km. Zvláštností tohoto

pojítka bylo, že pøilba vojáka posloužila jako anténní systém. Do výzbroje se však tato stanice nedostala, protože øešila spojení na nejnižším stupni, zatímco rádiové prostøedky pro vyšší stupnì zatím nebyly realizovány. Radiostanice nesla název Pøilba. No a po uplynutí tøí let se na celý projekt jaksi pozapomnìlo. V èeskoslovenské armádì v té dobì právì dosluhovaly nìmecké spojovací prostøedky, a tak se kvaltovalo na domácí výroU prvního modelu byl ladìn superreakèní detektor kondenzátorem, na kterém byl excentr, který ladil vf pøedzesilovaè indukèností, jak je patrno po sejmutí kotouèe stupnice

62

Výrobní èíslo na fragmentu panelu nového modelu

Všechny stupnì nového modelu byly ladìny zmìnou indukènosti bu. Zøejmì hrozilo nebezpeèí z prodlení, a tak byl prototyp RC 473 z roku 1948 odložen k ledu a sáhlo se po Nìmci již vyzkoušené ,superreakci’ a celkové koncepci transceiveru... Nìmci ovšem na konci války byli již o nìco dál. Zanechali ladicího kondenzátoru a pracného ladìní pøedzesilovaèe pomocí jádra, které zasouval excentr na ose ladicího splitstatoru do cívky vf pøedzesilovaèe. Nový funèní vzorek z konce roku 1944 byl již ladìn pouze indukènostmi. Dvì cívky na jedné ose za sebou s 8 závity na keramickém váleèku o prùmìru asi 2,5 cm, které se otáèely, ladily superreakèní audion a vf pøedzesilovaè. K sériové výrobì tohoto pojítka však již nedošlo. Pøevážná èást produkce Kl.Fu.Spr.d byla realizována v závo-

〉

dì Imperial ve mìstì Strassfurt a tam také bylo toto pojítko vyvinuto. Z této továrny vyšlo 25 000 kusù Dorette a všechny nesly pøejímací razítko zbrojního skladu Wa.A. 117. U zrodu èeskoslovenských vojenských krátkovlnných spojovacích prostøedkù jako RM-31, RO-21, RF-11 a decimetrových smìrových pojítek stála pracovní skupina èeských technikù, která za okupace pracovala v Ostmarkwerke ve Kbelích. Za poslední mìsíce jsem se dopátral nìkolika jmen a také nìco málo drbù. Byli to pánové vìtšinou narození v létech 1900 až 1920, tedy generace našich otcù. Vzpomeòme nìkteré jmenovitì, pøedevším ing. Goldschmit, ing. Ditl, ing. Petr, ing. Waidinhofer a nejmladší z této skupiny pan Ženíšek. Nìkolik pracovníkù Ostmarkwerke bylo ke konci války vyznamenáno Svatováclavskou orlicí. Nìkteøí znalci tehdejšího prostøedí tvrdí, že tato vyznamenání nebyla udìlena ani tak za práci a zásluhy o Protektorát, ale mìla mít ochranný charakter proti perzekuci ze strany tehdejšího nìmeckého vedení. A jak že to bývá, nìkteøí pánové se profilovali více doprava a jiní zase vlevo. Po skonèení druhé svìtové války se z Ostmarkwerke opìt staly Vojenské telegrafní dílny a tato manufaktura mìla pokraèovat v cestì zapoèaté ve 20. letech, pøed druhou svìtovou válkou, a zásobovat èeskoslovenskou armádu spojovací technikou. Zkušenosti, nové technologie, souèástková základna a úplnì nová filozofie konstrukcí vojenské elektroniky, které Nìmci na našem území zanechali po skonèení II. svìtové války, poznamenaly dosti patrnì spojovací techniku konstruovanou u nás v létech 1946 až 1960. Možnost konfrontace sovìtské, angloamerické a nìmecké spojovací techniky a obrovské nadšení brzy pøinesly èetné projekty a funkèní vzorky nových národních konstrukcí spojovací techniky. Nìkteré z tìchto lahùdek bych vám rád pøedstavil v detailu a fotografii. Po osvobození naší vlasti v roce 1945 se dostalo do výzbroje èeskoslovenské armády okolo jedné stovky typù spojovacích prostøedkù po nìmeckém wehrmachtu. Na pøedním místì to byl malý transceiver, urèený pro nejnižší stupeò velení, jenž nesl typové oznaèení Kl.Fu.Spr.d, pøezdívaný také Karlík. Po vyèerpání zásob a náhradních dílù inkurantní techniky bylo tøeba stanovit vlastní koncepci materiálního a technického zabezpeèení novì budovaného spojovacího vojska. Vše ještì zaèala komplikovat mezinárodní situace a Vítìzný únor 1948; na Varšavskou smlouvu se muselo poèkat ještì sedm let. A tak byly mobilizovány národní síly pøedevším v bývalých VTD v té dobì již pøejmenovaných na Vojenský tech-

Radiostanice Kl.Fu.Spr.d mìla návaznost na celou øadu radiostanic kvùli souèinnosti jednotlivých druhù vojsk, jak je patrno ze schématu a tabulky:

Pøedevším mohla komunikovat s rádiovou sadou Fu 5, což byla unifikovaná radiostanice pro tankové vojsko (TX 10 W.S.c a RX Uk.WE.e). Dále s radiostanicí Torn.Fu.d2 - touto stanicí bylo vyzbrojeno dìlostøelectvo a radiostanicí Feldfu.f byli vyzbrojeni pancergrenadýøi... Pro snažší orientaci ve frekvenèním spektru byly stupnice opatøeny vedle hodnot v MHz ještì kanálovými znaèkami. Tak byla zajištìna dokonalá souèinnost všech zúèastnìných týmù nický ústav. Kdo vedl týmy technikù, jaké byly priority, zadání, co sehrály osobní vztahy, na to budeme po padesáti letech jen tìžko hledat odpovìdi. Podaøilo se mi získat jen nìkolik málo kamínkù do této mozaiky. Po kádrové smršti, která zaèala Únorem 1948 a skonèila nìkolik málo let po Stalinovì smrti, ing. Goldschmit spáchal sebevraždu, ing. Petr skonèil ve VÚSTu (Výzkumný ústav sdìlovací techniky). První pováleèné zmínky o Karlíkovi najdeme na stránkách Radioamatéra z roku 1946, zde bych si dovolil pøetisknout autentickou glosu k tomuto pøístroji (viz strana 61 vlevo dole). Škoda jen, že tyto stopy zavál èas. Ing. Miroslav Petr, velký odborník na superreakèní zaøízení, stál u zrodu radiostanice RF-11. Prototyp s oznaèením RC 473 byl odložen ad acta. V Dorette byly nahrazeny nìmecké elektronky ètyømi sedmikolíkovými bateriovými miniaturními elektronka-

mi typu 1L34. Také ladicí obvody zaznamenaly mírné zmìny, bylo upuštìno od promìnné indukènosti u vf zesilovaèe. Splitstator byl nahrazen duálem, jehož jedna polovina ladila vf pøedzesilovaè a druhá superreakèní audion. Planžetová anténa byla nahrazena drátovým svazkem z ocelové struny. Celková koncepce pøístroje nedoznala žádných podstatných zmìn, vèetnì frekvence - ta zùstala u 30 MHz. Po ukonèení vývoje, to se psal rok 1950, byla výroba svìøena jako ostatnì i mnoho dalších vojenských zakázek Tesle Pardubice. První radiostanice pøišly k útvarùm v roce 1952 spolu s radiostanicí „Libeò“ RO-21 a RM-31, ktérá byla vyvíjena pod krycím jménem „Super Táòa“. Tanková verze RM-31 byla vybavena ještì VKV transceiverem pro pásmo 50 MHz pro spojení v tankové èetì a k tomuto pojítku byla frekvenènì uzpùsobena RF-11 s oznaèením M,

63

〉

Schéma radiostanice Orlík, kde byl ladicí kondenzátor nahrazen obvodem s pevnou frekvencí

〉

Civilní verze radiostanice RF-11 „Orlík“ (zdrojová skøíò byla stejná jako u RF-11, pouze byla žlutá) kterou byly vyzbrojena družstva motostøelcù. Jednalo se o koncepci spojení používanou wehrmachtem mezi tanky a pancergrenadýry (motostøelci). RF-11 byla morálnì zastaralá již v dobì její výroby. No a v polovinì padesátých let se RF-11 stìhuje do armádních „enzetù“ a o nìco málo pozdìji do Svazarmu, kde je využívá-

64

na pøi spojovacích službách pøi rùzných sportovních soutìžích, napøíklad pøi motocyklové „šestidenní“. Labutí píseò si ještì zazpívala na vodním díle Orlík, ale to již byla v civilu. Pøi budování pøehrady na Vltavì u Orlíka byla zapotøebí komunikace mezi jeøábníky, betonáøi, políry a rùznými dalšími profesemi zúèastnìnými na této obrovské stavbì. Tesla v té dobì ještì neprodukovala radiostanice typù VXV, embargo a nedostatek deviz si vynutil vlastní øešení. A tak se sáhlo po RF-11. Bylo upuštìno od plynulého ladìní, stanice dostaly kanárkovì žlutý nátìr. Sluchátka a hrdelní mikrofon byly nahrazeny mikrotelefonem. Pro stacionární stanice byly vyrobeny síové zdroje a dodávaly se k nim také antény typu ground plane. Radiostanice se dodávaly od 34,8 až do 35,4 MHz v sedmi pevných kanálech, které byly oznaèeny písmeny A až G Jednotlivé skupiny pøístrojù byly od sebe frekvenènì vzdálené po 200 kHz. To se psal rok 1953. Nedávno bylo možno toto pojítko vidìt v televizním poøadu pana Èáslavského Hledání ztraceného èasu, právì ve filmech z výstavby pøehrady Orlík. Stanice dostala obchodní název ORLÍK TYP 554500. Dnes se RF-11 stává sbìratelskou záležitostí a ještì se s ní mùžete setkat v Nìmecku na rádiových burzách v cenách od 30 do 50 euro. V èeských zemích již témìø vymizela.

Tímto èlánkem bych chtìl otevøít diskusi o vìcech dávno minulých, zajímajících snad již jen nìkolik málo pošetilých starcù a ztøeštìných badatelù. Má-li nìkdo zájem a by i kusé informace, mùžeme v tomto tématu pokraèovat soukromì nebo i na stránkach èasopisù AMARO. (Viz obrázky na vedlejší stranì obálky)

Autor èlánku ve svazarmovském støedisku v Božkovì se stanicí RF-11 v roce 1956