воскресенье, 24 января 2021 г.

Мороз - красный нос 2021 [Moroz - Red Frost 2021]

 Сегодня 23.01.2021 и погода меня радует. Снега много и тепло +0 С. Для работы в соревновании - игре "Мороз - красный нос" отправляюсь на косу Мазуринского озера.

Поезд доставляет меня влёт к начальной точке маршрута.
Заснеженный лес нависает еловыми лапами,
а дорожки и лыжня достаточно плотные и удобные для ходьбы.
Фирменная кормушка "Ашан" инкрустированная изолентой.
Воздух пропитан атлантической влажностью, поэтому туманно. Обошлось без установки тента,  немного капель попало на отчет и оборудование ближе к концу игры.
Ледовый трек
Край косы
Деревце - ориентир, такие расставлены вдоль всей лыжни.
Сосна на поляне
Некоторые события, произошедшие утром могли предсказать сложное участие в "Морозе", но всё прошло более-менее.
Сначала, я прошел мимо намеченной позиции, пришлось вернуться, далее, в первый час игры, подпрыгивал КСВ, пока не заметил, что
мой тюнер соприкасается клеммами тумблера с алюминиевой рогулькой (!). 
Запасные аккумуляторы я поставил сразу в работу, т.к. ранее их в поле не проверял. Измеренной ёмкости в 950 мА*ч хватило лишь на 20 минут работы на приём (ёмкость просела на холоде). Далее я поставил основной комплект (2500 мА*ч) и перешел на 1Вт, иначе на 4 часа игры не хватило бы.
Дальний край VP2E крепится где-то здесь за камыш
Поляна радиста
Использовал антенну VP2E с запиткой в край, основные направления СВ и ЮЗ в [V] на 20М и [H] на 40М, трансивер Yaesu FT-817, ноутбук работающий параллельно в качестве панорамного обозревателя в полосе 2.5 кГц, с которым тоже возникли сложности. Накануне обнаружил, что микрофонных вход не работает, поэтому кабельное подключение невозможно. Заменил его на клипсу с пищалкой от компьютера, и прижал к наружному встроенному микрофону. Оказалось, что пищалка почти не излучает звук на частотах ниже 1000 Гц, т.е. половина от панорамы еще и сильно ослаблена. Сам ноутбук отработал 3ч 15 мин и это очень неплохо!
VP2E + Рогулька
Клубный флаг
Оборудование
Измерения и контроль
Оператор R2AJA/P
Первая связь с Виталием UI7K на 40М в CW. В SSB была каша в районе 7.190, поэтому сильно там не задерживался. Совсем не сылшал участников телефоном на 20М =(.
Многократно встретились с Андреем UA6BFE/P - 4 связи из которых одна получилась повторная, ну и Александр UR5LAM/P сделал мне игру, слышно было отлично на 40М и в CW, и в SSB  провели 7 связей. Павел RA7RA/P и Юрий RA7R работали рядом на 20М. Сигнал US1UU принимал с искажениями на 40М. Сложные связи были с LZ1OQ/1 на 20М. Под конец игры на мой CQ подошел S58N и передал мне на моё /S номер "002", видимо был в другом мероприятии. =) 
Во время игры много слышал "UT4UUM/P" в SSB на 40М, но Андрей был неуловим. Слышал и Дмитрия UR4MCK/P в CW. 
Удивило полное "нежелание" UA3DLD/P провести QSO, хотя вроде бы были в зоне прямой видимости и уровни не менее S8.
В основном я работал на CQ и, судя по отчетам скиммеров, слышно меня было неважно штук 10-15 спотов за все игровое время!
Унылые зимние пейзажи
До новых встреч в радиоэфире и на выездах!

Статистика по игре:
10 связей на 20М, 28 связей на 40М. 
33 связи в CW и 5 связей телефоном
Собраны буквы:
F=8
R=6
O=2
S=3
T=19
Свои буквы-комплекты для доукомплектовки:
F=2
R=2
O=2
S=1

Лавриненков Игорь /
R2AJA

четверг, 21 января 2021 г.

Обзор радиолюбительского маяка WSPR KIT от F4GOH

 WSPR KIT от F4GOH - маяк предназначенный для самостоятельной сборки из предложенного автором набора. Я получил в свои руки уже собранное устройство, поэтому опишу только свои наблюдения. 

Страничка проекта: https://hamprojects.wordpress.com/2019/06/02/wspr-beacon/

Страничка с кодом и библиотеками: https://github.com/f4goh/WSPR

Набор включает в себя основную плату, на которую устанавливаются модули: ФНЧ, синтезатор частоты AD9850, МК Arduino Nano, Модуль реального времени DS3231, GPS (опционально поддерживается через программный COM-порт), также есть возможность подключения OLED дисплея SSD1306 128x64. Дополнительно имеется место под температурный датчик DS18S20.

На фото показана собранная плата маяка и 20М полосовой фильтр от QRP-Labs:



Варианты модуляций, которые можно заложить в маяк: ft8, hellschreiber, jt9, jt65, psk, rtty, fsq. 

Возможности набора хорошо изучить заливая тестовые скетчи из папки /SRC.

Поскольку меня интересует возможность работы с WSPR, я использовал только прошивки wsprSimple, wsprEncode, WSPR_TinyGps_encode. 

wsprEncode умеет кодировать текст сразу в последовательность WSPR, а wsprSimple требует предварительно сформированный массив для передачи из программы wspr encoder, тем не менее я использовал Simple, т.к. другой вариант "отказывался" установить время на DS3231 через монитор COM-порта по команде "h". WSPR_TinyGps_encode - заработала без проблем, локатор рассчитывается прошивкой. 

Начальное управление маяком простое - настраиваем монитор COM-порта на скорость 115 кбит/с и отправляем команду "h", далее вводим время в предложенном формате: г,м,д,ч,м,с например: "2021,1,20,21,15,00" и нажимаем "Enter".

Для принудительного начала передачи WSPR даём команду "w", это может пригодится при наладке.

Схема компонентов маяка:


Модуль передатчика на AD9850 имеет один регулировочный резистор триммер. 

Железная точка корпуса триммера сверху слева. Рассмотрим положение ручки по аналогии со стрелочными часами. Положение триммера примерно от 12 до 15 часов (две точки между диагональю и диагональ - это стрелка, точки со стороны стрелки).  12,13,14,15 это четвертинка оборота и 14 часов — оптимальное положение (по выходной мощности). Триммер изменяет скважность цифрового сигнала в сторону увеличения ширины импульса (по часовой стрелке).

Ниже показаны осциллограммы и спектры с цифрового (меандрового) выхода QN.

Автор, F4GOH рекомендует устанавливать ширину импульса равную половине периода, у меня первая гармоника получилась больше, когда импульс был немного шире половины периода, см. третью осциллограмму и спектрограмму. На каждом диапазоне необходима подстройка ширины импульса.

В качестве усилителя мощности используется параллельная пара BS170. Для управления усиления предлагаются два варианта: 

Первый: - используйте выход QN (J2) DDS и замените конденсатор C7 перемычкой. не устанавливайте R3, C6, R4, L1 на плату, разрыв j8 остается разомкнутым. (это конфигурация, которую использует F4GOH)). Отрегулируйте триммер DDS 9850 так, чтобы на выходе QN была прямоугольная волна. Когда передача выключена, напряжение QN должно быть 0 В! Убедитесь в этом по осциллографу, "землю" можно взять с площадки PT5 (или даже с основания SMA разъема). Таким образом на усилитель сразу подается высокочастотный сигнал с постоянным смещением, что обеспечивает максимальную выходную мощность без возможности регулировки.

Второй: -- используйте выход SINB (J2) и установите смещение на затворе BS170. (установите R3, C6, R4, L1 и перемычку J8), затем примените команду analogWrite на выводе 6 ардуино. (для настройки усиления программно). Если значение усиления слишком высокое, BS170 может быть поврежден. 

Во втором случае используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для управлением напряжения на выходе интегратора (R3, C6, R4, L1 ).  ШИМ в данном случае представляет собой последовательность импульсов с периодом 1 мкс и амплитудой = Vcc (5В). Ширина импульса регулируется переменной со значением от 0 до 255. При 0 имеем отсутствие импульсов, при 255 непрерывный уровень Vcc. При 50 я получил Ти примерно 200 мкс, при 110 Ти = 400 мкс. Сборка по первому варианту оказалось не очень надежной, DDS 9850 по окончанию передачи иногда выставлял высокий логический уровень на QN и по сути полностью открывал транзисторы BS170, которые начинали прокаичвать через себя ток, ограниченный лишь в источнике питания(!). F4GOH указывает, что к сожалению, такое случается. Собрав второй вариант, я удалил R4, который является частью делителя напряжения Vcc для того чтобы иметь возможность подавать до 4...5 В для наибольшего усиления BS170. С R4 максимальное напряжение на затворах оказывалось около 2В, что при напряжении питания около 5В маловато. Далее предлагается забирать синусоидальный сигнал с выхода SINB.

В сравнении с меандром, он слабый, и требует меньшей фильтрации гармоник, — около 5 мВт, если получится усилить на паре BS170 до 50 мВт было бы неплохо.  Меандр - сигнал с QN можно грубо оценить как 30 мВт  которые усиливаются на паре BS170 до 100-200 мВт выходной мощности. Именно его я и подаю через С7 на затворы транзисторов. (не забываем правильно поставить перемычку J2).
Для дальнейшего анализа настроил маяк на работу в диапазоне 40М.

Изменяя переменную ШИМ от 1 до 255 оценивал выходную мощность, уровни гармоник, потребление энергии маяком.

Таблица 1  - для меандра 7 МГц



Таблица 2 - для синусоидального сигнала 7 МГц
Оптимальным по КПД оказалось смещение на затворе в районе 3В!

Изменение диапазонов показало оптимальным использование: 40М, 30М и 20М, на 80М,160М, 17М, 15М, 12М, 10М уровень выходного сигнала получался сильно сниженным.

Таблица 3 - обзорные уровни по диапазонам

Окончательно настроив маяк на уровень 23 дБм, и частотой 7040150 Гц проверил работу фильтра от QRP-Labs (Указано, что он приёмный и может не выдержать большие мощности).

Спектр без фильтра 20М:

Спектр с фильтром 20М:


Ослабление внеполосных 7МГц - на 50 дБ, 21МГц - на 27 дБ, но и в зоне пропускания 14МГц снес около 7 дБ! (Фильтр я подстроил по максимальным показаниям анализатора на 20М)

Оставив на сутки включенным маяк с антенной диапазонный диполь на 40М и мощностью 23 дБм получил такую картинку:


Моя версия прошивки с управлением ШИМ сохранена здесь: wsprSimple+PWE-Control-R2AJA-23dBm (в массиве передачи зашит мой позывной и мощность, не забудьте изменить на свои)

Лавриненков Игорь / R2AJA

 

 


вторник, 10 ноября 2020 г.

Симметричная линия из П-274 и Inverted-V (simmetric line + Inv-V)

 Описанная ранее антенна - низковисящий диполь с симметричной линией питания явно сильно "сдавал" на 40М из-за своих недостаточных размеров и малой высоты установки: Симметричная линия из П-274 и диполь (simmetric line antenna)

Рассмотрев варианты модернизации свел в таблицу:

Расчеты проверяются в NEC-2 for MANNA (иначе просто неправдоподобно)

 

Сейчас

 

1 Inv-V

 

Виды модернизации для 1 Inv-V

Диапазон/

Зенитный угол

Inv-V

10+10  3М-5М-3М

Луч 20М

Dipole 7+7 на 3М

по сравнению с лучом 20М

Inv-V 7+7 3М-5М-3М

Dipole 7+7 на 5М

Dipole 10+10 на 3М

Inv-V

10+10  3М-5М-3М

Dipole 10+10 на 5М

80М угол 40

-3.28

-2.57

-7.61

-5.04

+ 3.48

+ 4.5

+ 0.92

+4.33

+5.04

40М угол 20

-2.92

-3.34

-6.13

-2.79

+ 2.65

+ 3.5

+ 0.76

+3.21

+3.95

30М угол 20

-0.67

1.07

-3.25

-4.32

+ 1.99

+ 2.8

+ 0.82

+2.58

+3.34

20М  угол 20

1.47

-0.46

-0.87

-0.41

+ 1.46

+ 2.4

+ 1.06

+2.34

+3.42

15М угол 10

-1.14

-0.08

-3.03

-2.95

+ 1.42

+ 2.6

-0.3

+1.89

+2.83

10М угол 10

1.21

0.87

-0.57

-1.44

+ 0.57

+ 4.9

-0.36

+1.78

+3.49


В таблице показны усиления для антенны типа Луч длиной 20М, что висела у меня долгое время, первая версия диполя для симметричной линии "Dipole 7+7 на 3М" и усиление текущего варианта "Inv-V 10+10  3М-5М-3М". Справа показан прирост в усилении в случае модернизации "Dipole 7+7 на 3М", а также её проигрыш в сравнении с предыдущим лучом.

Из своих возможностей повесил вариант Inv-V 10+10  3М-5М-3М, т.е. плечи по 10.3 М, высоты крепежей около 3М, 5.5М, 3М.

Сравнительная картинка. Антенна после апгрейда красным лучи, синим - линия питания, солнце на юге. Предыдущий вариант желтым+оранжевым:

Плечи имеют равную длину. В пространстве правое плечо уходит дальше от нас, чем левое.

Обзорные фото:

Линия вид изнутри:
Линия вид изнутри:
Линия вид снаружи:
Крепление дальнего луча:
Груз оттяжки середины:
Линия имеет длину 29.7 м, 4 м из неё смотал в дроссель подавления синфазного тока. Эффективность которого оказалась неочевидной, скорее всего нужно больше витков.
Добавление такого дросселя полностью изменило параметры настройки симметричного согласующего устройства(!)
Примерные значения настроек, импеданса, КСВ и оценка принимаемого шума в таблице:

Частота, МГц

Настройка L, мкГн

Настройка С1,С2, пФ

R,Ом

jX,Ом

КСВ

Шум симм.*

Шум несимм.*

28.1

2.87

82

43

-2

1.22

S3

S4

24.9

1.79

82

52

-7

1.2

S0

S6

21

1.15

47+82

52

+3

1.18

S6

S0

18.1

2.2

47+82

60

-12

1.45

S6

S4

14

1.4

22+47+82+150

39

+8

1.5

S1

S6

10.1

1.79

10+22+82+150

59

-15

1.54

S6

S0

7

3.4

150+330

45

-12

1.5

S8

S8

3.5

4.91

82+150+330

58

-30

2

S8

S+

1.8

-

-

 

 

>10

-

-***


* Оценка шума при подключенных обеих клеммах линии или же только с одной (несимметричный вариант)

В варианте без дросселя значения были такие:

Частота, МГц

Настройка L, мкГн

Настройка С1,С2, пФ

R,Ом

jX,Ом

КСВ

Шум симм.*

Шум несимм.*

28.1

1.79

10+22+47

47

-2

1.17

S1

S2

24.9

1.79

22+47

53

-3

1.1

S0

S0

21

1.15

150

57

+3

1.2

S8

S0

18.1

2.2

150

66

-9

1.5

S7

S4

14

1.4

330

46

0

1.01

S7

S4

10.1

2.2

22+47+150

52

-7

1.27

S+

S8

7

4.29

82+330

49

-2

1.18

S+

S8

3.5

6.03

47+82+330

61

-15

1.53

S8

S+

1.8

-

-

 

 

>10

-

-***

Для проверки передающий свойств использую режим WSPR-2 по два цикла мощностью 1 Вт на каждом диапазоне от 15М до 80М. Для сравнения подключаю эту же линию как Long Wire через Г-образное СУ.

Результат посмотрим в таблице:



Как видим, антенна на передачу сильно уступает на всех диапазонах кроме 15М и 40М!

По приему в вечернее и ночное время на 40М я начал принимать споты WSPR мощностями до 20 дБм из Англии, Греции, что раньше не получалось. 


В моём QTH действует заградительная помеха - какой-то источник в доме, все интересные споты получены, когда источник электромагнитного смога не активен(!)

На 20М ощущается направленность к северу, принимаются Шведские, Финские, Норвежские станции (CW и WSPR), они же принимают и мои сигналы CW.  Наиболее используемое направление в моём случае - "западное" оказывается в минимумах диаграмм почти на всех диапазонах.

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь / R2AJA