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schede aggiuntive| Abbiamo previsto, costruito, testato alcune schede accessorie che sono descritte in questa parte del sito. La più piccola è una scheda (mm 60x25) da collegare alla scheda radioberry per utilizzare il Radioberry anche in trasmissione con la sua minima potenza QRPp, senza necessità di un amplificatore lineare nè di filtri, data la minima potenza in gioco. | ||
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| immagini random di alcune sperimentazioni in atto | ||
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durante la costruzione |
altra immagine random finale 300W |
La scheda accessori terminata con tutti i connettori montati.
I semiconduttori (LM317, i tre mosfet-P IRF9540, i due 2N2955 ed il TDA2002), sono fissati sul fondo del contenitore, tutti isolati eccetto il TDA2002 che non necessita del kit di isolamento.
L'ingresso 12Vcc porta i 12V dell'alimentatore generale che viene usata come tale per la sezione RF di potenza (RF Board) e genera i 5Vcc lineari per il connettore USB C che alimenta il sandwich Raspberry PI-scheda Radioberry-display LCD (marcata 5V Radioberry), se non si usa il suo alimentatore switching, sconsigliato perchè possibile causa di rumore RF.
A sinistra in alto le contattiere per ventola e sezione RF
Accanto il fusibile con spia LED che si accende in caso di sua interruzione.
Il trimmer orizzontale all'angolo sup. Sin della foto regola la velocità della ventola.
A destra il piccolo trasformatore è un 600-600 Ω di accoppiamento audio
Il connettore con i fili colorati va alla scheda retrofrontale.
Il concetto è di eliminare/semplificare i cablaggi, utilizzando solo connettori 'irreversibili' con flat cable crimpato, per evitare possibili errori e rendere l'interno più professionale e da assemblare. niente fili da saldare
I connettori sono in alto, facilmente raggiungibili senza pericolose acrobazie, e sono presa da PCB+ spinotto a vite irreversibile, i transistor sono in basso, imbullonati tramite kit isolamento al fondo.
Adesso le prese sono tutte in alto dal lato più conveniente, per la minore lunghezza dei fili, il frontale (radioberry) è a DX, il retro (lineare e filtri) a SX.
- tre flat cables da 16 fili dal retro-frontale all'Arduino, che a sua volta porta i comandi del frontale al Raspberry tramite cavetto USB
- tramite piccolo PCB, i 20 pin della scheda RadioBerry portano i segnali dei comandi PTTin, PTTout, I2C (filtri, SWR) alla scheda filtri tramite cavetto a 8 fili flat cable
- Scheda lineare e scheda filtri sono interconnesse da un corto cavo a 4 fili
- Scheda retro-frontale e scheda accessori sono interconnesse da un altro cavo a 4 fili con connettore irreversibile per ON_OFF e VCC encoder ottico
- L'interfaccia Audio-USB è stabilmente fissata alle barre di alluminio, un cavetto schermato va alla scheda accessori, un altro alla presa microfono sul frontale.
- Da quella presa microfono parte un cavetto bipolare per il PTT che va alla scheda filtri (è reversibile)
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amplificatore audio
L'amplificatore audio usa un integrato TDA2002, economico, prestazionale e reperibilissimo che offre una buona potenza audio.
Occupa la parte sinistra della scheda accessori, vedi immagine rendering 3D della scheda qui rappresentata,
Per prelevare l'audio dal Raspberry PI, si può usare un jack a quattro poli
- C1 1-10 µF
- C2, C3, C5 µF;
- R2 8.2,10 o 12 Ω. Noi abbiamo scelto 10 Ω
- R3 1-10 Ω
Il tab metallico del TDA2002 è connesso a massa, per cui non necessita del kit di isolamento
o meglio una interfaccia audio USB che presenta anche una presa jack femmina per un microfono, oltre alla presa per cuffia
- C1 1-10 µF
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controllo ventola
Si è scelto di regolare a piacimento la velocità della ventola, infatti il radioberry indica sul display la temperatura del processore che può raggiungere anche 80C°, ed anche per ridurne il rumore. Lo schema è quello classico e ben conosciuto con un comune LM317 in custodia TO220, quella con tab metallico.
La tensione minima è 1.25Vcc. Se la ventola ha tre fili, usare solo nero e rosso.
La ventola può essere da 80x80 mm o, al massimo, 92x92mm, ed è dotata di un deflettore in sottile alluminio, che direziona l'aria sul radioberry, abbassandone la temperatura sotto i 40C°.
Se lungo la linea di piegatura si fanno dei piccoli fori, la piegatura sarà semplificata.
In mancanza dell'alluminio, si può usare un pezzo di PCB sul quale si saldano due robuste pagliette, che saranno poi piegate per la giusta angolazione e imbullonate sui fori della ventola.
Il deflettore ha un piccolo incavo in alto per il passaggio del connettore USB dell'Arduino DUE.
Alimentatore lineare 5V 3A
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Posizione, adiacente all'amplificatore BF i due 2N2955 sono imbullonati al fondo metallico della scatola frapponendo il kit d'isolamento e la pasta termoconduttiva e divengono appena tiepidi anche dopo un uso prolungato. |
Alimentazioni accessorie
da completare
Il Radioberry, come ogni apparecchiatura, necessita di un interruttore generale. Purtroppo questo interruttore deve necessariamente suppportare correnti elevate e in CC, dovrebbe essere grosso, di elevata qualità e quindi costoso e anche non così facile da reperire. Si sottolinea che gli interruttori hanno una corrente max dichiarata per CA, questa corrente decade moltissimo in CC.
Si è pertanto scelto di usare un normale piccolo economico interruttore che pilota tre Mosfet P che agiscono come interruttori.
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Il circuito è banalmente semplice: il mosfet è normalmente interdetto, cioè agisce come un interruttore aperto) tramite una resistenza unica per i tre mosfet, portando il gate a massa tramite l'interruttore di accensione i mosfet vanno in conduzione (saturazione) e alimentano tutto il Radioberry, inoltre, quando sono in saturazione, cioè come un interruttore chiuso, hanno una resistenza interna molto bassa, e praticamente non si surriscaldano. |
Possono essere usati moltissimi tipi di mosfet P, sia in custodia TO220 sia TO247 o simili, purchè in grado di sostenere una corrente di almeno 10 A e tensioni di almeno 50V. Nel prototipo sono stati usati degli IRF9540 per l'ottimo motivo che erano diponibili in laboratorio.
Il TDA 2002, i tre mosfet P ed il 7805 sono fissati su un angolare di alluminio, il 7805 ed i tre mos P devono essere isolati, per cui controllare sempre il buon isolamento.
L'angolare di alluminio è imbullonato sul profilo 15x15 con i dadi specifici per quel tipo di profilo
Ricordarsi di usare i kit di isolamento per i tre mosfet P ed il 7805, verificando l'efficacia dell'
isolamento prima di dare tensione.
I tre mosfet alimentano rispettivamente:
- il radioberry e l'Arduino DUE, tramite il riduttore di tensione da 12V a 5V
- l'amplificatore BF, la ventola, tramite regolatore velocità, l'encoder ottico VFO e la ventola esterna per il raffreddamento del finale RF.
- la parte a bassa tensione del finale di potenza RF, e la scheda filtri RF, più altri eventuali accessori come l' encoder ottico di sintonia
Il tab metallico del TDA2002 è connesso a massa, per cui non necessita del kit di isolamento
L'angolare di alluminio è imbullonato sul profilo 15x15 con i dadi specifici per quel tipo di profilo
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AMPLIFICATORE LINEARE RF
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| Stiamo provando a costruire questo amplificatore RF di K9HZ con OPA2674ID e pp di 2 x RD16HHF1 reperibile anche in kit completo o parziale. L'autore dichiara una linearità entro pochi dB fino a oltre 50 MHz, con una potenza massima di 15W con potenza input di pochi mW |
 Nostra versione personalizzata del lineare (mm 70x70) sul dissipatore da mm 90x90 su cui verrà avvitato |
Il circuito stampato da 100x100 mm è divisibile in 4 parti lungo le linee bianche
email di K9HS bill@wjschmidt.com link al progetto su github.com link al manuale di costruzione del kit 20W link al venditore del kit AI6YM 80 USD: kit completo da montare link al manuale di montaggio la stessa ditta produce anche un ampli 20W di costo minimo
con 2xIRF510 in finale, 29 USD montato. Richiede 25 Volt di alimentazione, cosa che lo rende meno appetibile.
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FILTRI PASSA BASSO
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 Pensiamo di adottare il tipo che usa un filtro per più gamme, con filtro dei 10 metri sempre inserito.I gruppi sono 80-60, 40-30, 20-17-12. Useremo due relè DPDT per ogni filtro, ponendo in parallelo i contatti, per commutare con più sicurezza il segnale RF. |
Ecco qui a fianco la scheda filtri, da 72x100mm
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Ricordiamo che ogni volta che il filo passa nel foro del toroide, questa è una spira. Quindi per non sbagliare contate sempre le spire sulla circonferenza interna del toroide. Pannello posteriore
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La scheda del lineare e quella dei filtri PB sono applicate sul pannello posteriore della radio, e consentono di mantenere piuttosto libero lo spazio interno del contenitore. Ecco una immagine presa durante le numerose prove di posizionamento. |
ARDUINO DUE e Scheda shield per comandi analogici
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Il Radioberry prevede l'uso di un LCD touchscreen non troppo semplice da usare per le ridotte dimensioni degli schermi generalmente disponibili da 5 o 7 pollici.
Anche se è più agevole scorrere fra i menu del TRX è l'uso del mouse collegato al Raspberry Pi, neppure questa è la soluzione migliore.
Invece l'uso di un Arduino Due con relativo software, permette l'adozione per i comandi più usati come sintonia, volume, ecc., di comandi rotativi (encoders), ottico per la sintonia, meccanici per gli altri comandi, e di pulsanti, che rendono del tutto agevole l'uso dell'apparato senza la necessità del mouse, così come avviene per ogni apparato RTX di alto livello.
Sono previsti anche tasti funzione programmabili per accedere direttamente alle voci più importanti del menu.
Qui si è adottata la soluzione dell'uso di Arduino Due come descritto nel sito
https://github.com/g0orx/HPSDR_MIDI
Per documentazione personale può essere utile leggere da questo sito i files:
schematic.pdf
sketch hpsdr-midi
.
Istruzioni per la compilazione del codice per Arduino DUE
scaricare e mettere nella stessa directory sia il file sorgente '.ino' che i file headers '.h':
hpsdr-midi.ino
Rotary.h
pins.h
attenzione, i cavetti usati per la carica dei telefonini non sono fatti per trasferire dati, quindi non usateli qui,
perchè generalmente possiedono solo la connessione al positivo e negativo
- Accertarsi di avere il compilatore Arduino nel propro PC
- Collegare la scheda Arduino DUE al PC con il cavetto USB
- lanciare Arduino IDE e scegliere Arduino DUE
- Aprire il file hpsdr-midi.ino
- Cliccare: Verify/Compile
Ora il nostro Arduino Due è un perfetto MIDI controller adatto a pilotare tutti i comandi del RadioBerry tramite pulsanti ed encoders rotativi.
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scheda 5" per 'Radioberry 5'
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scheda minimale per 'SEMPLICISSIMO'
 
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La scheda misura circa 60x25 mm, e si usa solo nella versione base del radioberry. Può prendere alimentazione dal pin 1 della scheda Radioberry solo se usiamo un relè da 5V con consumo modesto, non più di 30-30 mA, come nella foto, altrimenti con un relè da 12V si usano 12V presi da una fonte esterna. I connettori Rx e Tx vanno connessi con coax F-F ai corrispodenti SMA della scheda radioberry. Ad ANT si collega l'antenna esterna, Qui abbiamo usato un relè da 5V e quindi la schedina viene alimentata dal pin 1 della scheda radioberry. Osservare al retro il connettore femmina 10+10 pin da innestare nel corrispondente connettore maschio che avremo saldato alla scheda radioberry.
Questa mini scheda comprende la sola circuiteria per il comando PTT ed è stata costruita soltanto per la
versione SEMPLICISSIMO del Radioberry, per provare a trasmettere in QRPp. Nelle altre nostre due versioni più sofisiticate del transceiver, questo circuito è compreso nella scheda filtri passabasso, collegata alla scheda Radioberry mediante un apposito flat-cable. QRPp si riferisce a "potenza molto bassa", in particolare utilizzando una potenza di trasmissione inferiore ad 1 W, dell'ordine di 100 milliwatt o anche meno. QRPp è una sfida che richiede abilità, sperimentazione e attrezzature efficienti per comunicare a distanza. |
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Immagine della scheda radioberry già montata sul Raspberry PI 4
Al connettore marcato CN301 (in basso nella foto) va saldata una striscia doppia maschio a 10+10 contatti, consigliamo del tipo irrversibile come questo .
Notare che la striscia più vicina al bordo della scheda contiene i numeri pari, e l'altra quelli dispari
schema dei collegamenti alla scheda radioberry:
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- Parte destra dello schema
chiudendo a massa tramite transistor o fotoaccoppiatore il PIN 13 (PTT IN), si va in trasmissione. Sconsigliabile pilotarlo direttamente dal pulsante PTT. In parallelo alla resistenza 4.7K che va a massa, si può mettere una resistenza (R5)+led (LED1), per visualizzare l'attivazione del PTT(R5)
- Parte sinistra dello schema
sul PIN 3 (PTT OUT), quando si va in trasmissione, si ha una tensione che pilota, tramite il transistor Q1, il relè di trasmissione RX-TX, che può variare da 5V o 12V in base alla scelta dell'utente di usare i 5V del piedino 1 oppure di un alimentaore esterno da 12Vcc.
In parallelo al relè si può mettere una resistenza+led (R6 LED2), per visualizzare il passaggio a TX. Non dimenticare il diodo 1N4148 oppure 1N4007 in paralelo alla bobina del relè.
Se il relè è da 5V con consumo basso, si possono usare i 5V prelevati dal pin 1, evitando inizialmente l'uso di un altro alimentatore.
Nulla vieta di usare 12V sia per il relè, sia per il comando PTT, prendendo la tensione da una sorgente esterna e modificando i componenti come indicato nella lista.
La massa dei circuiti dei due transistor è collegata alla massa del Radioberry, tramite i pin 19 e 20. Tutte le masse vanno collegate ai pin 19 o 20.
I pin 17 e 18 saranno successivamente usati per SDA e SCL dell' I2C, cioò le estensioni (comando filtri LPF e lettura potenza RF e SWR)
N.B. Controllare con attenzione, non sono ammessi errori.torna su
rendering 3D delle schede per completare il Radioberry
nell'ordine:
- rendering 3D della scheda frontale realizzata in PBC con scritte e fori,
- della scheda retrofrontale su cui vanno saldati tutti i comandi analogici, Per ridurre gli sprechi di materiale, nella parte della finestra per la scheda LCD è stato ricavato il PBC della scheda accessori (alimentazione 5 e 12V, controllo ventola, audio),
- lo shield per Arduino DUE per i comandi analogici,
- il PCB per il finale RF con il pp di RD16HHF1. Anche in questo caso per ridurre gli sprechi di materiale, sullo stesso PCB sono stati ricavati gli stampati per la versione minima del radioberry, e altre due per particolari connettori.
- Infine la scheda con i filtri passabasso, i relativi relè ed il circuitino per la visualzzazione della potenza diretta e riflessa sullo shcermo LCD. Anche qui alcune schedine mniori da ritagliare
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