Jednočipový CW maják s PIC
Jednočipový CW maják s PIC
Maják vysílající na kmitočtu středních vln morseovkou libovolný text. Kromě procesoru PIC obsahuje dále pouze dva kondenzátory. Dosah majáku s neladěnou náhražkovou anténou je několik desítek metrů.
CW maják je velice užitečné zařízení a to nejen pro radioamatéry. V podstatě se jedná o vysílač nízkého výkonu (alespoň většinou), avšak s velice přesnou frekvencí. Ten stále dokola vysílá pomocí morseovy abecedy nějaký text. Nejčastěji tedy svou volací značku. Takové vysílače slouží v převážné většině případů k navigaci letadel a lodí. Radioamatéři je využívají ke zjištění aktuálního stavu šíření vln a jsou i celé skupiny lidí, kteří se snaží zachytit ty nejslabší signály z nejvzdálenějších majáků.
Klasické zapojení majáku obsahuje minimálně pět funkčních celků. Základ tvoří naprogramovaný procesor řízený svým oscilátorem. Dále je přítomen přesný oscilátor vysílacího kmitočtu doplněný případně i o několik násobičů, jehož výstup je veden do směšovače. Zde je signál směšován, tedy přerušován v rytmu morseových značek vycházejících z řídícího procesoru. Takto modulovaný signál je poté veden na koncový stupeň. Ten může kromě zesilovače obsahovat i další násobiče frekvence a nesmí zde chybět ani kvalitní dolnofrekvenční filtr.
Blokové schéma takového klasického majáku je na obrázku č.1.
Obr. 1: Blokové schéma klasického majáku
Maják s PIC:
Pro soukromé účely však může být taková konstrukce majáku zbytečně složitá. Použije-li však moderní procesor je možné, samozřejmě minimálně na úkor kvality signálu, sloučit všechny celky majáku do pouhých tří součástek. Z toho jsou dva keramické kondenzátory a jeden malý procesor.
Blokové schéma takového majáku s procesorem PIC10F206 je na obrázku č.2.
Obr. 2: Blokové schéma majáku s PIC
Tento maják může vysílat libovolně dlouhý text na frekvenci asi od 600kHz do 1200kHz, tedy v pásmu středních vln. Princip je přitom velice jednoduchý. Procesory řady PIC10F20x mají interní kalibrovaný oscilátor kmitající na frekvenci 4MHz. Uvnitř procesoru se tento kmitočet dělí čtyřmi, tedy na 1MHz a ten je dále využíván jako systémový takt. Změnou kalibrační konstanty je možné přeladit tento interní oscilátor v rozsahu zhruba 2,4 až 4,8MHz a tedy děleno čtyřmi: 600 až 1200kHz. Předností této řady procesorů je však možnost zapnout či vypnout výstup systémových hodin na příslušný pin a to pouhou změnou jednoho bitu v kalibračním registru. Starší procesory tuto možnost neměli a výstup hodin bylo možné zapnout či vypnout pouze při programování procesoru.
Nedostatky takovéhoto majáku jsou však zřejmé. Interní oscilátor je typu RC, takže odchylka v řádu až desítek Hz je při provozu téměř běžná. Druhou nevýhodou je samozřejmě obdélníkový výstup signálu bohatý na celou řadu harmonických kmitočtů.
Dosah takového vysílače s kouskem drátu jako antény je asi pár desítek metrů. Kdo by měl zájem, může však výstup doplnit o kvalitní filtr, případně i zesilovač a tím podstatně zvýšit kvalitu signálu. Na následujících řádcích je popsána stavba pouze té základní části a doplnění o VF filtr na vybrané frekvenci je ponecháno na uživateli.
Konstrukce:
Pro zájemce byli zhotoveny dvě verze majáku.
První je sestavena z klasických drátových součástek a je na následujících obrázcích.
Obr. 3: Schéma zapojení klasické verze
 Obr. 4: Rozmístění součástek |
 Obr. 5: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte) |
Druhá verze je v provedení SMD a její rozměry nepřesahjí 10 x 10 mm.
Obr. 6: Schéma zapojení SMD verze
 Obr. 7: Rozmístění součástek |
 Obr. 8: Plošný spoj v originálním rozlišení 600dpi |
Elektricky jsou obě verze naprosto shodné a je pro ně i jediný firmware. Základ vždy tvoří procesor PIC10F206 buď v provedení s drátovými vývody, nebo jako SMD. Jeden kondenzátor filtruje špičky a rušení na napájení a druhý kondenzátor tvoří oddělení antény od obvodu.
Piny J1 a J2 slouží k připojení napájecího napětí 5V a pin J3 je určen pro připojení malé drátové antény či drátové smyčky proti zemi (J2), případně koncového stupně.
Firmware:
Jednotný program pro procesory, včetně zdrojového kódu je ke stažení na konci článku.
Nastavení frekvence je možné, jak již bylo uvedeno, v rozsahu zhruba 600 až 1200 kHz. Provede se tak změnou hodnoty konstanty na 19. řádku zdrojového kódu a to konstanty nazvané FREQ. Tato hodnota je uvedena v kódu hexa a má následující rozložení:
80h = nejnižší frekvence
... C0h ...
00h = střední frekvence
... 3Fh ...
7Fh = nejvyšší frekvence
Dále jsou zde konstanty na případnou změnu délky trvání tečky a čárky.
TECKA equ 50 ; delka tecky CARKA equ 150 ; delka carky FREQ equ 23h ; frekvence
Od řádku č. 28 je poté ve zdrojovém kódu uveden vlastní text vysílané zprávy. Text je již uveden v morseově abecedě a to jednotlivým vysíláním teček, čárek, mezer mezi písmeny a mezer mezi slovy. Jsou to příkazy:
CALL SND_1 ; vyslání čárky CALL SND_0 ; vyslání tečky CALL SND_P ; pauza mezi písmeny CALL SND_S ; pauza mezi slovy
Poskládáním těchto příkazů pod sebe je možné vytvořit celou vysílanou zprávu, jako například:
CALL SND_0 ; P CALL SND_1 CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_0 ; A CALL SND_1 CALL SND_P
CALL SND_1 ; N CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_1 ; D CALL SND_0 CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_0 ; A CALL SND_1 CALL SND_P
CALL SND_1 ; T CALL SND_P
CALL SND_0 ; R CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_1 ; O CALL SND_1 CALL SND_1 CALL SND_P
CALL SND_1 ; N CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_0 ; . CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_1 CALL SND_P
CALL SND_1 ; C CALL SND_0 CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_1 ; Z CALL SND_1 CALL SND_0 CALL SND_0 CALL SND_P
CALL SND_S CALL SND_S CALL SND_S CALL SND_S CALL SND_S
Na konci tohoto textu musí být zachován ještě příkaz GOTO START, nyní obsažený na řádku č. 94.
Výsledný signál:
Následující video zobrazuje zachycení signálu přijímačem Eton 5.
|
|
| piccwtrx_vid.flv 20s & 2MB |
Po připojení přijímače ke zvukové kartě PC bylo možné počítačem automaticky dekódovat přijímané morseovy znaky. K tomu byl použit oblíbený program CwGet. Výsledek dekódování je vidět na obrázku č. 9.
Obr. 9: Dekódování programem CwGet
Výsledný signál bohužel není příliš kvalitní a při vysílání se pohybuje až v rozmezí desítek Hz. To je bohužel daň za jednoduchost zařízení.
Závěr:
Maják však může být v některých případech užitečný i přes své drobné nedostatky. Po doplnění o příslušná čidla může navíc stejně dobře vysílat i teplotu, vlhkost a další údaje.
Obr. 10: Zapojení obvodu na zkušební destičce
Seznam součástek (klasická verze): C1 100n C2 100n IO1 PIC10F206-I/P
Seznam součástek (SMD verze): C1 100n 0402 C2 100n 0402 IO1 PIC10F206-I/OT
Odkazy & Download:
Firmware se zdrojovými kódy pro procesor PIC10F206 - piccwtrx.zip
Program CwGet - http://www.dxsoft.com/micwget.htm
