UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 19 Aug 2018, 01:49

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 4 posts ] 
Author Message
 Post subject: NanoVFO
PostPosted: 01 Apr 2018, 23:39 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 387
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Среди любителей QRP достаточно популярно направление конструирования простых трансиверов на один/несколько диапазонов, а так же портативных микротрансиверов. В таких конструкциях достаточно важно энергопотребление всех узлов и в том числе синтезатора, т.к. он работает постоянно. Ставить в такие простые конструкции навроченные синтезаторы с большими экранами и огромным количеством сервисных функций - наврядли целесообразно. Тут нужен простой синтезатор с минимумом сервиса. Так же достаточно актуальная поддержка работы в CW и наличие встроенного телеграфного ключа.

Проект синтезатора NanoVFO и создан как простое решение для микротрансиверов. Основные параметры:

CPU: Arduino ProMini
PLL: Si5351
Дисплей: OLED 0.91" 128x32, OLED 0.96" 128x64, I2C LCD 1602, MAX7219
Валкодер: механический или оптический
Клавиатура: 6 кнопок
Частотный план: прямое преобразование, квадратурный выход, однократное преобразование частоты. возможность коммутации гетеродинов на разные выводы (для Радио-76, Аматор и тп)
Диапзоны: до 4-ех без дешифратора диапазонов, свыше 4-ех - с дешифратором
CW: встроенный ключ. есть ямбический режим. память на три фразы. CW-VOX. сигнал самоконтроля. формирование сигнала дополнительного CW-гетеродина при передаче

Схема была максимально упрощена. Переход на 3,3в питание позволил отказаться от конвертора логических уровней для Si5351 и снизить энергопотребление.

Attachment:
Schematic_Nano-VFO.png
Schematic_Nano-VFO.png [ 186.24 KiB | Viewed 2471 times ]


Несмотря на то что называется проект NanoVFO, в качестве процессора используется не Arduino Nano, а Arduino ProMini. Выбор обусловлен отсутствием на плате чипа сопряжения USB-COM и как следствие более низким энергопотреблением.

Для отображение частоты может использоваться OLED, LCD 1602 или модуль на MAX7219. На схеме показаны все варианты дисплеев, но в реальном устройстве устанавливается только один. LCD 1602 требует питания от +5в. Остальные дисплеи работают от 3.3в.
На дисплее MAX7219 отображается только частота. На OLED и LCD дисплеях кроме частоты отображаются режимы работы RX/TX/CW, текущий диапазон и скорость работы электронного ключа.

Attachment:
dislpay_freq.jpg
dislpay_freq.jpg [ 111.76 KiB | Viewed 2472 times ]


Диапазоны генерируемых частот прописываются в коде. Переключение диапазонов осуществляется одной кнопкой BAND "по кругу". На 4ех пинах разъема P3 формируется сигнал управления ДПФ. В случае если диапазонов 4 или меньше - это сигнал на одном из выводов. Если больше 4ех диапазонов - то двоичный код, который необходимо поадать на дешифратор, расположенный на плате ДПФ.

Валкодер подключается к разъему P2. Оптический валкодер задействет все четыре контакта. Механический - только три, т.к. ему не надо напряжение питания. Никаких дополнительных подтягивающих резисторов устанавливать не надо. Параметры валкодера задаются в конфигурационном файле прошивки. Управление количеством импульсов на оборот интеллектуальное и зависит от того насколько быстро вращается валкодер.

Синтезатор формирует управляющий сигнал CW который говорит о работе трансивера в режиме телеграфа и может быть использован для коммутации SSB/CW фильтра в приемном тракте а так же цепей передачи. Сигнал CW формируется автоматически если мы находимся в телеграфном участке диапазона, но может быть включен/выключен принудительно нажатием кнопки CW. Это позволяет работать телеграфом в телефонном участке.

Манипулятор ключа подключается к разъему P11. В случае использования механического манипулятора он должен замыкать контакты DIT/DASH на землю. Кроме механического манипулятора можно использовать сенсорный - манипуляция производится просто касанием пальцами сенсорных площадок, подключенных напрямую к выводам DIT/DASH. Метод заимствован из [1]



Ключ может работать в обычном и ямбическом режиме. Скорость работы задается потенциометром R7.
Режим работы ключа и его параметры задаются в настройках и сохраняются в EEPROM.
Телеграфный ключ имеет память на три фразы, которые заданны в прошивке в виде текста и быстро вызываются нажатием кнопок MEMO1-MEMO3. Передача фразы может быть прервана при нажатии ключа.
Реализован режим CW-VOX, когда трансивер автоматически переходит на передачу при начале манипуляции. Для этого формируется сигнал PTT-Out.

При манипуляции на выходе TONE формируется сигнал самоконтроля. На выходе KEY - сигнал для формирования огибающей. При этом второй гетеродин отключается а на третьем выходе Si5351 формируется сигнал в полосе пропускания фильтра ПЧ с частотой тона самоконтроля плюс частота второго гетеродина. В трансивере он должен быть подвергнут формированию огибающей с помощью сигнала KEY и смешан с первым гетеродином.

Так же возможно в конфигурации прошивки указать что при передаче телеграфный гетеродин формирует сигнал непосредственно с требуемой результирующей частотой передачи, который после формирования огибающей можно сразу подать на услиитель мощности. В случае чисто телеграфного трансивера это позволяет упростить тракт, реализовав его как два отдельных модуля - приемник и передатчик.

Вход в настройки происходит при нажатии кнопки SETUP, либо при рестарте контроллера с нажатой кнопкой BAND либо нажатым манипулятором ключа. Настройки представляют собой список из 16ти числовых параметров. На первом уровне меню настроек выбирается параметр с помощью валкодера. При нажатии кнопки BAND попадаем в меню редактирования значения параметра. Изменение значения производится так же с помощью валкодера. Используя кнопки BAND/CW завершаем редактирование параметра с/без сохранения нового значения. В настройках задаются параметры электронного ключа, яркости дисплея, время перехода в энергосберегающий режим, а так же производится калибровка частоты Si5351 и подстройка в небольших пределах (+/-10kHz) частоты второго гетеродина. Есть возможность полного сброса всех настроек в значение "по умолчанию".

Для минимизации энергопотребления синтезатор умеет переходить в режим простоя, уменьшая яркость дисплея либо полностью отключая его. Возврат к нормальному режиму происходит автоматически при смене частоты настройки либо диапазона. Потребление синтезатора с механическим энкодером без учета потребления SI5351 в зависимости от используемого дисплея выглядит следующим образом:
Code:
OLED:     15    13.5   8.4
MAX7219:  32    16      8
LCD 1602: 35    --     16

Первая колонка - ток потребления в мА при средней яркости (7), вторая - дисплей работает на минимальной яркости, третья - дисплей выключен. Для LCD1602 электронное управление яркостю невозможно, поэтому во втором столбце прочерк. Для OLED энергопотребление одинаковое для версий 0.91" и 0.96". К этим цифрам необходимо добавить еще потребление SI5351 составляющее примерно 25-30мА в зависимости от режима работы и нагрузки.

Клавиатура и разъемы являются опциональными. В минимальнйо конфигурации для однодиапазонного трансивера без поддержки CW клавиатуру можно вообще не устанавливать (при этом пин A6 необходимо "подтянуть" к питанию через резистор 10ком). В таком варианте чтобы войти в меню настроек необходимо перегрузить контроллер при нажатом манипуляторе ключа (точка или тире). Навигация по меню осуществляется так же с помощью ключа. Нажатие точки соответствует выбору пункта либо записи нового значения, тире - выход на уровень вверх.

Проект опенсоурсный. Прошивка выложена на гитхабе: https://github.com/andrey-belokon/NanoVFO

Reference
1. Iambic sensor key
2. Запускаем Arduino при пониженном питании


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: NanoVFO
PostPosted: 04 Apr 2018, 15:37 
Offline

Joined: 29 Mar 2018, 21:13
Posts: 2
Позывной: RN4NU
Андрей,здравствуйте,очень круто!Можно сделать проект под SI570 на 4 диапазона только CW участки?С уважением.


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: NanoVFO
PostPosted: 01 May 2018, 21:14 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 387
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Прошивка обновлена до версии 1.1
1. Добавлена поддержка Si570. Для включения раскоментарить VFO_SI570 в config_hw.h. Если установлены оба синтезатора Si5351 и Si570, то 570 выполняет роль первого гетеродина. При включенной директиве CWTX_DIRECT_FREQ и одной Si570 сигнал переачи будет формироваться на ней
2. Добавлена поддержка SH1106 для OLED 1.3"


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: NanoVFO
PostPosted: 02 May 2018, 22:21 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 387
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Прошивка обновлена до версии 1.2
Исправлен баг с самопроизвольным входом в меню по нажатию манипулятора ключа.


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 4 posts ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group