Ucuz ve Basit Bir HF SSB Alıcısı-2

Basit bir Arduino tabanlı doğrudan dönüşüm HF dijital modları SSB alıcısı Alıcı – Yapalım!

Bu makale dizisinin ilk bölümünde, bu projenin ardındaki mantığı, nasıl çalıştığını ve ne işe yaradığını basit bir şekilde bir anlatmaya çalıştım.

Bu makalede, alıcımızın yapım aşamasına geçeceğiz.

Bu makale serisinin ilk bölümünde bahsettiğimiz gibi, bu HF alıcısının sadece HF bandının dijital modlarını ve özellikle 20 m / 14 mhz bandını alması amaçlanmıştır. Bu, diğer amatör telsiz frekans bantları için kullanılamayacağı anlamına gelmez. Aslında bu alıcı, giriş filtresini uygun bant filtrelerine geçirerek ve vfo frekansını seçilen bant parametrelerine uyacak şekilde değiştirerek tüm HF bantlarında kullanılabilir.

HF Dijital Mod Alıcı beş ana bloktan oluşur.

1- Düşük Geçişli Filtre – 20m / 14 mhz üzerindeki her şeyi baskılayan filtredir.
2- Çift Dengeli Mikser – Temelde NE602 / SA602 çift dengeli mikser IC’den oluşur.
3- Ses Amplifikatörü – LM 358 opamp, PC ses kartı MIC girişi için uygun ses sinyallerini yükseltmek için kullanılır.
4- PLL Sentezlenmiş VFO – Bu, gerekli frekansların üretilmesinden sorumlu bir SI5351A PLL sentezlenmiş VFO modülüdür.
5- VFO Mikrodenetleyici – Bu, dört dijital mod alma frekansının tümünü seçmek ve üretmek için SI5351A’yı kontrol etmekten sorumlu bir Arduino Nano Mikrodenetleyicisidir.

Bu HF alıcısı, doğrudan dönüşüm tipi bir alıcı olan en basit alıcı biçimidir. Ses, VFO frekansını antenden gelen giriş frekansı ve mikserdeki alçak geçiren filtre ile karıştırarak üretilir ve çıkış, işlemsel amplifikatör tarafından yükseltilen saf sesdir.

NE602 / SA602’nin iç yapısına baktığımızda:

– Bir miksere enjekte edilen tamponlu dahili bir osilatör vardır.
– Karıştırıcıya sinyal enjekte etmek için kullanılan iki girişli bir amplifikatör vardır.
– Mikserden çift çıkış.

Bu yapı, kullanıcının bir IC ile bir alıcı ve bir verici tasarlamasına izin verir. Bu uyglamada entegreyi sadece alıcı olarak kullanıyoruz. Dolayısıyla bu şemada osilatör VFO harici kullanılmıştır. Dahili osilatör kullanılmamasına karşın, yerine dahili tampon kullanılmıştır. Alçak geçiren filtreden gelen sinyal IN_A’ya enjekte edilir, ardından mikser girişine ulaşılmadan önce güçlendirilir. Daha sonra karıştırıcı sinyali OUT_B mikser çıkışından alıp bir opamp ile güçlendirerek ses çıkışı alınır.

HF RX Şeması:

Bu, HF Rx dijital Mod Alıcısının şemasıdır. Bu şemada yukarıda açıkladığımız modüllerin tümünü görebilirsiniz.

Alıcının Arduino ve Yazılım tarafını anlatmadan önce birkaç pratik noktayı açıklığa kavuşturalım:

4 DIP Anahtarı, VFO ile farklı sayısal mod frekanslarını seçmek için kullanılır.
Yukarıda bahsettiğim gibi, bu alıcı 20m / 14mhz bandında çalışıyor ve Arduino yazılımı FT-8: 14.074 Mhz, WSPR: 14.095.6 Mhz, JS-8: 14.078 Mhz ve FT-4 olmak üzere dört dijital mod frekansına ayarlandı. : 14.080 Mhz.
Bu sabit frekansları seçtim, çünkü bunlar en popüler modlar. Yazılım, dip switchin konumuna göre ilgili sayısal modlara uygun frekanslara geçer (JT-65 veya JT-9 vb.).

DIP Anahtarı 1, FT-8’e karşılık gelir
DIP Anahtarı 2, WSPR’ye karşılık gelir
DIP Anahtarı 3 JS-8’e karşılık gelir
DIP Anahtarı 4 FT-4’e karşılık gelir

Bir mod frekansı seçmek için sadece bu DIP anahtarını ON (Açık) konumuna getirin ve gerisini OFF (Kapalı) olarak bırakın.
L1 ve L2 indüktörleri, yaklaşık 28 AWG’ye karşılık gelen 0.35 mm emaye bakır telden bir Amidon T37-6 sarı toroid, L1 = 15 tur ve L2 = 13 tur sarılır.
L3, aliexpress.com veya ebay.com adresinden satın alınabilen direnç şekilli 2.2 uH sabit rf indüktördür. Örnek olarak:
https://www.aliexpress.com/item/32811389798.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.4c3e226eKhfLur&algo_pvid=d209acf9-7d31-4e3b-abae-96055c1d3011&algo_expid=d209acf9-7d31-4e3b-abae-96055c1d3011-2&btsid=0ab6d67915838537542487091e5311&ws_ab_test= searchweb0_0, searchweb201602_, searchweb201603_

Arduino’nun, VIN’de 6V ve 12V arasındaki voltajı 5 Volt’a dönüştürmek için bir regülatörü vardır. Devreye DC jak girişinden 6 V ila 12 V voltaj arasında güç sağlamayı seçebilir veya Arduino USB girişinden bir USB kablosuyla eşit şekilde güç sağlayabilirsiniz. Devreye güç vermek için sadece 5 volt gereklidir.
10 K trimpot ses seviyesi kazancıdır ve ses kartının MIC girişini aşırı yüklemeyecek şekilde ayarlanmalıdır.

FT modları ve WSPR modu için, buradan indirilebilecek WSJT / X yazılımını kullanacağız:
https://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/
ve JS-8 için JS8Call yazılımını şu bağlantıdan indirebilirsiniz:
http://js8call.com/
Bu programların her ikisinde de 10 k trimpot yardımı ile Ses Seviyesi kazancını ayarlamanıza yardımcı olacak bir Desibel giriş göstergesi vardır. Sağlıklı bir alım için 50 ila 60 db’yi geçmemeli ve kesinlikle kırmızı çizgi sınırına geçmemelisiniz.

Arduino VFO Yazılım programlama İpuçları:

SI5351 VFO, Arduino Nano mikrodenetleyici kartı tarafından kontrol edilir. Popülerliği, programlaması kolay ve ucuz bir mikrodenetleyici alternatifi olması nedeniyle Arduino nano’yu seçtim. İlk olarak bir PIC mikrodenetleyici fikrini değerlendirmiştim, ancak üçüncü taraf kullanıcı için sıradan ve hantal programlama sunabildiği için kullanmadım.

Aşağıdaki Arduino Nano kartının bir klonunu kullandım:
https://store.arduino.cc/usa/arduino-nano
www.ebay.com ve www.aliexpress.com yeterince ucuz birçok klon var
SI5351 modülleri ebay.com ya da aliexpress.com üzerinde de bulunabilir
SI5351 modülü için SI5351 Arduino kütüphanesini kurmanız gerekir. Harika olan, Jason Mildrum NT7S’in kütüphanesini kullandım. En son sürümü indirmek istiyorsanız link:
https://github.com/etherkit/Si5351Arduino
Kolaylık olsun diye, bu kitaplığı aşağıdaki zip dosyama da ekledim.

Bu proje için Arduino yazılımlı zip dosyası:

Poorman_s HF RX
– SI5351 kütüphanesini Arduino’ya kurduktan sonra, Arduino yönetim kısmından programlayacağımız kartı seçiyoruz. “Arduino Duemilanove veya Diecimila” yı seçin.

– Daha sonra Arduino’ya SI_5351_VFO_CALIBRATION.ino yazılımını yükleyin ve çalıştırın. Bu, SI5351 Modülünüz için kalibrasyon değerini bulmak amacıyla ana yazılımı yüklemeden önce gereklidir. SI5351 modülündeki her kristalin farklı bir frekans kayması özelliği vardır. Kalibrasyonla SI5351’i kesin doğru VFO frekansını üretecek şekilde ayarladık.

Bunu başarmak için, doğru bir frekans sayacına veya en az 20 MHZ bant genişliğine sahip bir osiloskopa ve tercihen bir frekans sayacı görüntüleme seçeneğine ihtiyacınız olacaktır.

Seri portta COM bağlantı noktanızı seçin ve 115200 bps’ye ayarlayın. Koştuğunuzda bu ekran görüntüsünü göreceksiniz. Klavyenizde ekranda görüntülenen tuşları ve kapsamınıza veya frekans sayacınıza bağlı si5351 çıkışınızı kullanarak frekansı 14000000 Hz kadar kesin olarak eşleştirmeye çalışın.
Frekans doğruluğundan memnun olduğunuzda klavyedeki q düğmesine basın ve kalibrasyon faktörünü bir kağıda kaydedin!

Şimdi HF RX yazılımını Arduino IDE’mize yükleyebileceğimiz kalibrasyon faktörüne sahibiz.

POORMANS_HF_RX_002.ino’yu ekli zip klasöründen Arduino IDE’nize yüklediğinizde bu ekran görüntüsünü göreceksiniz.

Şimdi daha önce bir yere yazdığınız kalibrasyon faktörünü kırmızı dikdörtgen içine alarak işaret ettiğim yere yazmanız gerekiyor.

Artık Arduino’yu programlamaya hazırız. Yükle düğmesine basın ve umarım her şey yolunda gider ve işte işiniz bitti!

Şimdi DIP 1 AÇIK ve geri kalanı KAPALI konumda olan FT-8’i seçin, herşeyin iyi ve çalışır durumda olduğunu doğrulamak için frekansı ölçün. Kapsamınız veya frekans sayacınız 14074000 Mhz göstermelidir. Her şeyin iyi çalıştığından emin olmak için diğer tüm DIP konumlarını da deneyin.

Ayrıca seçimlerinizi doğrulayabilir ve Arduino’nun 115200 bps seri monitöre ayarlı olarak programı çalıştırıp çalıştırmadığını kontrol edebilirsiniz. Bunun gibi bir ekran görüntüsü göreceksiniz:

Alıcının çalışıp çalışmadığını hızlıca kontrol etmek için bir kulaklık kullanabilir ve alıcının ses soketine takabilir ve ses seviyesini 10k trimpot’a uyacak şekilde artırabilirsiniz.

Düşük sabit bir ses duymalısınız. Ardından 20 m / 14 mhz antene bağlayın ve DIP 1 / FT-8’i seçin. Değişen tonları dinlemeye çalışın. Onları duyarsanız tebrikler FT-8 aldınız! 

Şimdi modunuza bağlı olarak HF alıcınızı çalışırken kullanmak için, FT-8 için WSJT / X, WSPR veya FT-4 ve JS-8 için JS8Call bilgisayarınıza indirin ve yükleyin. Bu programların bağlantıları yukarıda listelenmiştir.
Alıcının ses çıkışını uygun 3,5 mm ila 3,5 mm jak ses adaptör kablosuyla ses kartı MIC girişinize bağlayın.

Zayıf Sinyal Modları doğru bir zamanlamaya bağlıdır, bu da bilgisayar saatinizin 1 saniyeye kadar doğru olması gerektiği anlamına gelir. Bu karşıdan yüklemeyi gerçekleştirmek ve Dimesion4 adlı bir programı yüklemek için:
http://www.thinkman.com/dimension4/
Dimesion4’ü çalıştırdığınızda, PC saatinizi bir NTP sunucusu atom saati ile senkronize eder. Bu, PC saat senkronizasyonunuzun doğruluk problemini çözecektir.
PC zamanınızın ne kadar doğru olduğunu bu siteden kontrol edebilirsiniz:
https://time.is/
Başarılı bir RX için WSJT / X veya JS8Call’ı çalıştırmadan önce saatinizin ne kadar doğru olduğunu kontrol etmek her zaman iyi bir fikirdir.

Şimdi programı çalıştırabilirsiniz, diyelim ki WSJT / X ve WSJT / X ayarlarından çağrı imzanızı girin. Ardından sese gidin ve ses kartı ayarlarınızı yapın. Sonra muhabir ayarına gidin ve pskreporter tespitini etkinleştir seçeneğini işaretleyin.

Modlardan FT-8’i seçin ve DIP anahtarını DIP1’i AÇIK olarak ayarlayın. KAPALI konumuna getirin.
Bir antene bağlıysanız ve alıcınız önceki kulaklık ses testini geçtiyse, db olarak etiketlenen yeşil bir dikey çizgi görmeye başlamalısınız. 10k ses seviyesi trimpotunu ayarlayarak bu hattı maksimum 50 db’de tutmaya çalışın. Sinyal kırmızıysa, mikrofon girişine aşırı yüklenir.

Şimdi amatör radyo istasyonu çağrı işaretleri ile bir ekran dolgusu görebilmelisiniz:

Bu FT-4 için bir ekran görüntüsü ancak FT-8 buna benzer.

Hangi istasyonları aldığınızı ve ne kadar uzak olduklarını kontrol etmek için:
www.pskreporter.info

Başka neler geliştirilebilir?

– Bu basit bir alıcı. SA602 girişindeki bir bant geçiren filtre ile geliştirilebilir ve bir kristal filtre eklenebilir mi? Bu kesinlikle beni aşar!
– Arduino ve SI5351 ile değişken alıcılı bir dijital vfo, bu alıcıyı tüm bant kapsamını dinlemek için kullanmak üzere programlanabilir.
– Bahsettiğim gibi, farklı frekanslar üzerinde çalışabilmek için diğer frekanslar ve bantlar takılabilir. Örneğin DIP anahtarı, DIP 1 20 m, DIP2 40 m, DIP 3 80 m ve DIP 4 160 m FT_8 alımıyla seçilebilen mevcut tüm bantlarda FT-8. Alçak geçiren filtreleri buna göre değiştirmelisiniz!
– Raspberry Pi ile ucuz bir bağımsız WSPR beacon raporlama alıcısı olarak kullanılabilir.

Umarım bu alıcıyı dener, yararlı ve eğlenceli bulursunuz.

Saygı ve sevgilerimle,

Barbaros Aşuroğlu, WB2CBA, NY