COMO SE REALIZA UN COMUNICADO EN MODOS DIGITALES Quienes nunca hayan operado o visto operar en modos digitales; pueden tener la impresión de que los términos, indicaciones y comandos que se mencionan respecto a ellos parecen sacados de jergas o ni siquiera se dan una idea de cómo se concreta un QSO de esta forma. Para ellos , va esta breve explicación. Para comenzar, diremos que para realizar un comunicado en modos digitales necesita por lo menos de 2 corresponsales con sus respectivos equipos de radio; otros variantes, como el e-QSO, o eco-Link, no necesitan de los equipos de radio, no son modos digitales, sino transmisiones de voz a través de la Internet (VOIP), l as que se acoplan a radios o repetidoras de aficionados ; y por ahora no constituyen modos aceptados universalmente como válidos para la actividad de Radioaficionados. Existen muchos modos digitales que se distinguen por la manera en que se codifican los mensajes, su ancho de banda, velocidad y aplicación práctica. En un QSO en modos digitales, un equipo es modulado por una PC, módem o TNC, transmitiendo información en formato digital, y otro u otros equipos que reciben esas transmisiones pueden entender el mensaje transmitido si cuentan con la asistencia de una PC o módem y el software que decodifique esos datos. Hay programas de aplicación para PCs que realizan la codificación y decodificación de uno o varios modos, emulando o simulando la función de un módem, utilizando para ello la placa de sonido de la PC, siendo algunos del tipo multimodo, como el MixW y otros exclusivos para un modo en particular como el Digipan para PSK o el Chromapix para SSTV. Dichos programas se ajustan en cuanto a parámetros de transmisión, datos a transmitir, licencia del operador, etc. y además cuentan con su propia manera de recibir, emitir y comandar el equipo de radio. El caso particular de nuestro interés, que es la operación de modos digitales utilizando la placa de sonido, la información procesada por la computadora ingresa y se emite por acoplamientos de audio. El acoplamiento de audio se logra llevando las señales de audio desde la salida de la PC al micrófono del TRX y viceversa, adecuando y adaptando las señales a los requerimientos de cada caso; mientras que el control del PTT se efectúa mediante un circuito que recibe los comandos del puerto Serial (u otro) del PC y reacciona haciendo recibir o transmitir al equipo. Una vez seteados los datos del operador, seleccionado el modo y también sus características y la manera que se hará la conmutación Rx - Tx en el equipo, e l programa de Digimodos mostrará en alguna parte de la pantalla ( generalmente en la parte inferior ) un "Waterfall" o cascada, que responde con distintos colores o tonos a la presencia de señales de audio. Encontrará entonces que las frecuencias o desplazamientos de la misma en los que se escuchan estaciones transmitiendo, se forman líneas, más o menos gruesas, dependiendo del modo. El operador puede entonces ubicar el cursor de la pantalla sobre la línea que le indica la presencia de otra estación transmitiendo, y se el modo y parámetros se corresponden con los indicados en el programa, éste último comenzará a mostrar en otra ventana de la pantalla, la información decodificada. Si el operador desea responder a la estación que puede entonces "ver" en su PC, tiene una tercer ventana donde puede escribir su mensaje, respondiendo o llamando a aquella. Para transmitir dicha información escrita, tiene también que accionar el comando en la pantalla, ( un botón virtual de software ) y la PC pondrá entonces el equipo a transmitir la información tipeada, previamente codificada digitalmente. La operación en casi todos los programas se simplifica con el empleo de las "macros", que son secuencias de comandos pre-armadas, que pueden incluir desde las distintivas, nombres, datos de todo tipo además de los comandos de transmisión, recepción y otros, a ccesibles desde las teclas de función de la PC o botones virtuales de software. Los comunicados, siguen, a grandes rasgos, la estructura de un comunicado de CW o fone, como lo son el llamado CQ, la mención de Señales distintivas, reporte de señales RST, y datos personales. Cada digimodo presenta particularidades que condicionan la manera de concretar los comunicados, y la costumbre de los operadores aporta el resto de la "práctica operativa" d e cada modo; el uso de abreviaturas, extensión de los comunicados, datos y tipo de información transmitida, varían de uno a otro modo, por lo cual es siempre recomendable "ver" cómo se realizan los comunicados para luego al transmitir, seguir la modalidad adoptada en cada caso. Las frecuencias en las que se realizan los comunicados son casi siempre las indicadas en las ayudas de los programas, generalmente a pocos kHz del comienzo de cada banda, A diferencia de otros modos, la práctica aconseja no alejarse demasiado de la frecuencia indicada, ya que no encontrará corresponsales. Recuerde además, que en PSK, pueden realizarse hasta 32 comunicados simultáneos en la misma frecuencia, l o cual hace innecesario desplazarse. LAS INTERFACES Aqui hago una aclaración que considero muy importante respecto de las interfaces, para que se entienda cómo funcionan, ya que si esto no se comprende, es muy difícil saber que verificar o revisar cuando fallan o no funcionan correctamente. La Interfaz reliza 3 (tres) funciones totalmente independientes una de la otra : 1 _ Acoplamiento de audio desde la salida de parlante o data del TRX al micrófono de la PC. 2 _ Acoplamiento de audio desde la salida de la placa de sonido al micrófono de nuestro TRX. 3 _ Accionamiento del PTT o puesta en TX ( transmisión ) del equipo de radio por el PC. Estas funciones, pueden analizarse, realizarse y funcionan independientemente una de otra, por lo que las describiré y detallaré su construcción por separado. De igual forma deberá considerarse la búsqueda y solución de problemas, c entrando la atención en lo que no se ejecuta correctamente y la parte del circuito dedicada a la misma. ESQUEMAS DE ACOPLAMIENTO DE AUDIO Es la parte más sencilla de la interfaz y solo requiere cuidar algunos detalles. 1_ Acoplamiento de Radio a Placa de Sonido Intervienen en esta acoplamiento la salida de audio de la radio y la entrada de audio de la PC. La salida de audio del equipo de radio, puede ser el jack para conectar el parlante exterior, audífono o auriculares, o bien la salida de datos provista en algunos equipos, a los efectos de enviar datos digitales. Esta última opción está dispuesta por lo general en una ficha específica, denominada comunmente DATA, que además posee otras conexiones que pueden ser de entrada, ptt, scuelch, busy, etc. Otros equipos también incluyen una salida de audio en la ficha del micrófono. La entrada de audio a la PC se realiza en la placa de sonido, en las entradas indicadas como MIC, (micrófono) o bien AUX, (auxiliar). La diferencia entre ambas es el nivel de audio mínimo necesario para ser captado, siendo la entrada de micrófono la mas sensible, ya que está preparada para ser excitada con un micrófono electret. La entrada AUX, debe ser excitada con mayor nivel de audio, por ejemplo la salida de un parlante con volumen bajo o medio. Para enviar audio desde la radio hacia la placa de sonido, solo hace falta un cable blindado o mallado, con las fichas correspondientes a cada salida y entrada, normalmente un plug de 3,5mm mono para la radio y un plug 3,5mm stereo para la placa de sonido. Dependiendo de la entrada utilizada, el nivel de audio conveniente se regula desde el equipo y la configuración de la placa de audio en el panel correspondiente de la PC. El cable es practicamente el mismo para Handys o bases y raramente se necesita aislar o desacoplar dicha conexión, pero en caso de ser necesaria, podrá puede realizarse con un pequeño t ransformador de audio del tipo telefónico o de alguna radio en desuso o con un capacitor en caso de tener presente alguna tensión contínua. 2 _ Acoplamiento de PC a Radio Intervienen aquí la salida de audio de la PC, desde la salida SPK (Parlante) de la placa de sonido , y la entrada de Micrófono o si la posee, el "Data Input" de la ficha DATA del equipo de radio. Atenuador Al disminuir el volumen de la salida de la placa de audio de la PC, el ruido o "soplido" propio del amplificador de audio supera el nivel del audio que debe llegar al micrófono del equipo de radio; por ello es necesario mantener el volumen de salida de parlante de manera que supere al mencionado soplido de amplificador. Este nivel de audio supera ampliamente el requerido por la entrada de micrófono de los equipos de radio, por lo que se procede a atenuar el mismo unas 100 veces aproximadamente mediante un divisor resistivo, formado por dos resistencias de valores aproximados a 100 Kohm y 1 Kohm, los cuales no son críticos en absoluto. Para realizar entonces el acoplamiento de audio desde la PC hacia la radio, se necesita un plug stéreo un cable mallado y los resistores mencionados. El circuito o disposición de los mismos se muestra en la imagen. El otro extremo del cable mallado debe conectarse al terminal correspondiente al micrófono o entrada de datos del equipo. Para comprobar el funcionamiento de este acoplamiento, o que el audio que sale de la placa de sonido de la PC, sea transmitido por el equipo de radio, se debe pulsar el switch del PTT, ponerlo manualmente en transmisión o tener la tercera parte de la interfaz terninada, que se encargará precisamente de ello. Como consideraciones respecto a este acoplamiento debemos tener en cuenta que también se debe adecuar el nivel de volumen de parlantes mediante los controles por software de la placa de sonido, sin exederlos demasiado, ya que el equipo terminaría sobremodulado. Se puede también aislar los circuitos del PC y la radio mediante el uso de transformadores. Es usual el empleo de los pequeños transformadores denominados "driver" o "de salida" de las viejas radios a transistores, y también los usados en telefonía. En estos casos, la atenuación puede realizarse ajustando o adaptando los diferentes bobinados o interponiendo el mismo divisor resistivo antes descrito, si se emplea un transformador de relación 1:1. v Como mencioné anteriormente, los acoplamientos de audio son la parte más sencilla de las interfaces; pero de hecho se puede operar en modos digitales con sólo estas dos conexiones, ( y hasta con menos !!...) por lo que aún si el interesado n o está habituado al trabajo de electrónica, no tiene excusas para no realizarlas, ya que solo hace falta conectar dos cables. SALIDAS DE PC (PUERTOS) Todo PC está provisto de "Puertos" de Entrada-Salida de datos por los cuales toma contacto con el exterior. Los más comunes y conocidos son los Puertos Paralelo ( Comunmente empleado para las impresoras, scanners y unidades de almacenamiento externo) ; Joystick o Game Port, empleado casi por exclusividad para juegos, y los Seriales, q ue habitualmente reciben los mouses, TNCs, Módems y otros accesorios; éste puerto es el habitualmente empleado por los programas antes mencionados y que de adapta mejor a nuestras necesidades, dado que respeta el standad RS 232 El standard RS 232 prevee una serie de características bastante particulares, algunas de las cuales vamos a mencionar ya que interesan específicamente a este tema. Los niveles de tensión con los que vamos a encontrarnos variarán entre -5v a +12v correspondiendo a los niveles lógcos 0 y 1 de la tecnología TTL. El Std prevee que cualquier salida pueda cortocircuitarse a masa (0v.), +12 o -5v sin provocar daño alguno al PC y/o al equipo conectado, limitando la corriente drenada a unos 50 mA. De acuerdo a los niveles de tensión que se aplique a determinado PIN se podrá inhabilitar o habilitar la salida o entrada de datos, lo que posibilita que se pueda controlar el flujo de datos o cualquier otra acción referente a la coordinación de entrada-salida. Asignación de pines en las fichas DB9 y DB25 y el adaptador o converter usado en casos de que no coincida la ficha disponible en la PC con la de interfaz. COMO FUNCIONA EL PTT El PTT, sigla que proviene de la frase inglesa "Push To Talk" ("Presione para hablar") y define la acción de presionar un swich o interruptor para hablar o modular. En realidad ante esta acción lo que sucede generalmente, es que los equipos pasan de modo RX (recepción) a TX (transmisión). Para nuestro caso particular el PTT pondrá en transmisión el equipo y no hablaremos, s ino que la computadora modulará el TRX. Lo que nos interesa en este momento es como se refleja la acción de presionar el PTT en la circuitería de nuestros equipos, ya que debemos reemplazar ese mecanismo por un circuito eléctrico. Básicamente el cerrar el swich de un PTT Provoca la circulación de corriente desde un potencial positivo (+) a masa, y si bien existen algunas variantes que voy a describir; casi todos los equipos responden a este funcionamiento. Para ello proveen un terminal denominado justamente PTT (que normalmente tiene potencial positivo (+) y otro masa de PTT o simplemente masa. Esta configuración corresponde generalmente a los equipos base o móviles a excepción de algunos BC que conmutan el modo Recepción y Transmisión descargando el potencial a uno u otro circuito. Para utilizar estos terminales debemos obligadamente retirar la ficha de conexión del micrófono y acceder a los mencionados terminales mediante una ficha d e iguales características de las del cable original, Las entradas Tipo DATA que proveen algunos equipos evitan el retiro del micrófono y se accionan de la misma manera, solo cambiando la denominación clásica del terminal de PTT por otras similares como PTTP, etc. y empleando una ficha especial a tal efecto ( din, minidin, db9, etc) Para el accionamiento de los handys se debe utilizar las entradas provistas en éstos para la conexión de micrófonos de palma, existiendo aquí dos variantes: La primera y más clásica es la tipo Yaesu, Icom y similares, que por medio de un miniplug de 2,5 mm. ofrece en el terminal central del mismo el potencial positivo del PTT y la masa en el cuerpo de la ficha. En serie con estos terminales se coloca la pastilla de micrófono o "Electret" , el cual tiene una impedancia de uno a dos Kohm. Para equiparar este circuito, habrá que reemplazar con un resistor la impedancia solicitada por el equipo para poder ingresar sonido en el mismo terminal, ya que si colocaramos el teminal de PTT directamente a masa el equipo pasaría a modo TX, pero las señales inyectadas en el terminal de PTT también serían derivadas a masa, transmitiéndose solo portadora. La segunda variante para el PTT de Handys es la del tipo Kenwood, Maxxon y otros, en las cuales la masa de la ficha de Micrófono tiene un potencial (+) respecto de la del parlante, y la acción de transmisión se ejecuta al cortocircuitar dichas masas. A simple vista parecería más sencillo, pero en la práctica resulta algo más complicado de ejecutar que en el caso anterior. PELIGROS PARA LA PC Y LA RADIO Numerosas veces he oído hablar sobre miedos y consecuencias de conexiones de radio a PC por desperfectos, o directamente "quemaduras" de componentes, tanto de radio como de Computadoras, y la necesidad o conveniencia de aislar la interfase por medio de transformadores y/o optoacopladores. Tratare de desmitificar algunos conceptos y aclarar los peligros reales. Por conexionados erróneos Los peligros y daños comunmente producidos y/o temidos para las PC se refieren generalmente a las placas de sonido y las conexiones sobre la salida serial. Si nos referimos a las placas de sonido, uno de los mitos es que se ingresa "RF" al PC pudiéndo dañar componentes. Esto es falso, ya que la RF de nuestro equipo "sale" por la antena y no por el parlante. Lo que ingresamos a la placa de sonido es simplemente AUDIO, y aún ingresando audio de elevado volumen e s improbable causar daño de esta forma. Por lo contrario, donde sí podemos causar daño es en las salidas; ya que las mismas son STEREO, se deben emplear miniplugs Stereo para tomar señal de las mismas. Es un error muy común el emplear fichas miniplug Mono, ya que provocan que uno de los canales de salida de la placa de audio quede cortocircuitado a masa, causando probablemente daños irreparables en la misma, más aún cuando se trate de placas con salidas amplificadas (Tipo Soundblaster). El problema no existe utilizando las fichas stereo, ya sea conectando un solo canal o cortocircuitando ambos canales. El empleo de fichas mono para las entradas de micrófono o auxiliares no tiene ningún riesgo para la placa, pero descarta la entrada de datos desde uno de los canales. Referente a las conexiones sobre la salida serial, e l mismo Standad RS 232 declara que no debería haber problemas ya sea cortocircuitando a masa o a potenciales de 12 V. o similares cualquiera de los terminales, a lo sumo no funcionará el circuito. Para los tranceptores, los peligros de dañarlos provienen de las conexiones que realicemos en las fichas MIC y/o DATA. Ya que casi todas estas conexiones proveen de 8 a 12 Volts en alguno de sus terminales (para luz de teclado, alimentación de accesorios, etc.), si se lleva a masa alguno de estos terminales seguramente s e provocará un cortocircuito de impredecibles consecuencias. Además las fichas DATA acceden directamente a los procesadores de los equipos, salteando etapas de audio y tratamiento de señales previas, por lo que una tensión aplicada en el terminal incorrecto también puede causar daños a la "lógica" del equipo. Dado entonces que el comando de PTT e s equivalente a llevar a masa el terminal correspondiente, hay que tener muy en cuenta que el circuito lo haga en el terminal correcto. Dicho de otra forma, si la interfaz funciona bien pero lo hace sobre un terminal erróneo puede causar daños. Hago notar aquí un detalle importante : Casi todas las marcas de equipos emplean fichas similares pero con diferentes conexionados; s i se emplea una interfaz que funciona bien para un determinado equipo en otro diferente no solo no funcionará, sino que pueden producirse daños. Para minimizar estos riesgos, es conveniente cerciorarse de los terminales que vamos a utilizar en las fichas, midiendo potenciales con un instrumento adecuado (multímetro), cotejando los mismos con las referencias del manual o esquemas disponibles. Tenga en cuenta que es muy común invertir el "conteo" de terminales al girar las fichas (la mayoría tiene indicado en relieve cada número de Pin). El terminal de PTT tiene siempre potencial positivo, de 3 a 8 volts por lo general, dependiendo del equipo. Y por sobre todas las cosas, si no sabe para que es cada "patita".... NO pruebe haciendo cortos a masa !! Si tiene dudas sobre el funcionamiento o disposición de las patas o terminales en un micrófono, es preferible desarmar el mismo y tratar de seguir el cable del switch de PTT hasta la ficha, ya sea ubicando los colores de los cables o con la ayuda de un multímetro. Otra comprobación que puede realizarse cuando no se está seguro si el terminal es o no el correspondiente al PTT, es unir el mismo a masa pero mediante un resistor de 500 a 1000 ohms; esto evitará, de ser incorrecto que se produzca un cortocircuito. Con respecto a las conexiones de audio, y/o entrada de datos, los niveles no son posibles causantes de problemas. Por descargas electricas Cuando se conectan cables entre dos equipos o artefactos con fuentes de alimentación individuales, los potenciales de masa pueden ser diferentes, lo que produce una chispa en el primer contacto. La magnitud de la chispa depende de la diferencia de potencial entre los equipos que se produce por cargas estáticas de los gabinetes, campos magnéticos de transformadores, o fugas de los bobinados. Para estos casos y como regla general hay que recordar que TODOS los equipos, tanto sea de radio, PC, fuentes y otros, deben conectarse a tierra. Así, además de evitar las descargas estáticas o de tensión sobre nosotros, que somos mucho más importante s que cualquier equipo. Como medida extra, poner a todos los equipos a un mismo potencial , uniendo con un cable los chassis o gabinetes, evitando cualquier salto de chispa. Esto que se mencionó no es consecuencia del empleo de una interfaz sino un problema subyacente que si bien puede manifestarse al conectar la misma, también se producirá al apoyar un equipo sobre el otro o simplemente al tocar ambos equipos con nuestras manos. 10/04/2010 - Un caso extremo : Cortocircuito de la una fuente de PC. Desgraciadamente, esto le ocurrió al amigo Jorge LW8DZP, y pude comprobar en persona los efectos del fallo. El mismo se produjo al enchufar el CPU a la red eléctrica, momento en el que la fuente switching hizo un cortocircuito interno, La PC estaba conectada por medio de una interfase a un equipo de HF Kenwood TS 140. La consecuencia del fallo, observada a primera vista fué la quemadura del integrado de audio del HF, (algo lógico, si pensamos que la salida de audio está vinculada a la placa de audio de la PC) , rotura de una pista de circuito impreso en el conector de micrófono, y quemadura de un transistor digital de la plaqueta conmutadora TX - RX, además de la quemadura del transistor de PTT de la propia interfase. Si bien esto desanima a cualquiera a conectar algo a una PC, se trata de un caso extremo, ya que el haber contado con una interfase aislada, difícilmente podría haber soportado lo q ue no soportó el propio transformador de la fuente de la PC. CONTROL DE PTT Como vimos en puntos anteriores, las salidas de puertos de la PC son utilizadas para controlar el flujo de datos desde y hacia la misma. Así los programas y software destinado a codificar y decodificar Digimodos, utilizan a éstas para indicar a nuestro equipo cuándo transmitir; generalmente mediante el cambio de un potencial Negativo (-) a uno positivo(+). Ante esta señal (y con la mayor rapidez posible) debemos hacer que el terminal de PTT de nuestro equipo sufra el cambio de potencial correspondiente para que pase al modo TX. Teoria básica de transistores y diodos y resistores Resistor es un componente (no polarizado) que ante la aplicación de un potencial (Voltaje) en sus terminales, opone una resistencia al paso de corriente, limitándola de acuerdo a su propio valor y al potencial aplicado. Diodo es un semiconductor (polarizado) que permite el paso de corriente en un solo sentido y se utiliza para bloquear el paso de una corriente en un sentido no deseado. Sus terminales se denominan ANODO y CATODO , este último indicado por una banda en el extremo correspondiente. Transistor es un semiconductor (polarizado) que posee tres terminales, denominados BASE, COLECTOR y EMISOR. Hay de diversos tipos, siendo los más comunes los llamados Bipolares que a su vez pueden ser PNP o NPN. La particularidad de este componente es que ant e la circulación de una leve corriente entre los terminales Base y Emisor, la resistividad entre los terminales Colector y Emisor decrece en forma proporcional, permitiendo que al aplicar tensión entre estos terminales y ante una leve corriente circulando entre Emisor y Base, circule una corriente mucho mayor entre Colector y Emisor. Este comportamiento se mantiene proporcional dentro de determinados límites y se dice que el transistor trabaja en forma "Lineal" en esos rangos; de allí su uso más común como amplificador de señales. Pero los transistores poseen numerosas características entre las cuales nombraremos dos que nos interesan para este proyecto, ya que se puede utilizar un transistor como "llave electrónica". La primera característica es que la tensión aplicada entre Base y Emisor debe ser mayor que el "Potencial de ruptura" para que pueda circular corriente. Este potencial es para los transistores de Silicio de aproximadamente 0,7 volts, por lo cual si no se aplica una tensión superior a este valor entre dichos terminales la resistencia ofrecida por el transistor entre Colector y Emisor es muy elevada, casi comparable a un circuito ABIERTO; se dice entonces que el transistor esta trabajando al "Corte" . En el extremo opuesto, si se eleva la tensión (y por consiguiente la corriente ) entre Base y Emisor, fuera del rango "Lineal" del transistor, éste se saturará bajando la resistencia entre Colector y Emisor hasta presentar prácticamente un cortocircuito o circuito CERRADO; se dice que allí el transistor está "Saturado". Haciendo trabajar al transistor con las tensiones de Base-Emisor necesarias se lo puede llevar del "Corte" a la "Saturación" como si se tratara de un interruptor. Este interruptor electrónico hará el trabajo de PTT en nuestra interfaz. A los fines prácticos de esta aplicación, mencionaré q ue utilizaremos transistores tipo NPN que conducen al presentar potencial Positivo (+) en el terminal de Base. Circuitos básicos Comenzaremos explicando la generalidad de los circuitos de PTT, que es emplear el terminal RTS (Request To Send), correspondiente al pin 7 en las fichas DB 9 y al 4 en las fichas BD 25; o bien el terminal DTR (Data Terminal Ready), correspondiente al pin 4 en las DB9 y al 20 en las DB25 y masa de la PC ( pines 5 en las DB 9 y 7 en las DB 25). De ahora en más, los circuitos refieren al terminal RTS por ser el más comunmente adoptado por los programas de Digimodos para el PTT, pero puede utilizarse de igual forma el DTR, simplemente cambiando el conexionado a los pines correspondientes. Para la mayoría de las aplicaciones estos terminales presentarán aproximadamente -5v en reposo y pasará a +12v cuando el programa envía la orden de cambiar al modo transmisión en el equipo de radio. La tensión de RTS se debe aplicar a la base del transistor, pero se debe limitar la corriente con un resistor de un valor entre 1 y 5 Kohms a fin de protegerlo. Dado que en reposo tenemos en el terminal RTS unos -5Volts, esta tensión inversa puede dañar la juntura del transistor; para protegerlo, se puede colocar un diodo con el ánodo a masa para drenar la corriente y mantener la base del transistor con un potencial cercano a 0 Volts o bien colocarlo en serie con la resistencia con el cátodo hacia la Base del transistor. de esta manera, se bloquea todo potencial negativo que podría dañar la juntura y se permite el paso de los pulsos positivos que activarán el transistor. El circuito se completa colocando el Emisor de transistor a la masa común y el colector del transistor se colocará al terminal PTT del equipo, que como recordamos, mantiene un potencial positivo mientras el transistor no se polariza en base. Cuando el terminal RTS presenta un potencial positivo, el transistor se polariza, saturándose, por lo que la juntura Colector-Emisor e s prácticamente un cortocircuito a masa y el potencial en el terminal de PTT es casi 0 Volt , poniendo el equipo en modo de transmisión. El circuito descripto, es el más simple y seguramente funcionará a la perfección en la mayoría de los equipos; asimismo pueden realizarse variantes y agregados para mayor protección o que produzcan efectos adicionales, tales como iluminar LEDs para indicar el estado o encender una turbina para refrigerar el equipo en transmisión. Los puertos serie, son los universalmente utilizados por los programas de modos digitales a los efectos de poner en transmisión el equipo; pero también es posible realizar la conmutación de RX a TX empleando otros puertos, como el paralelo o el Game Port o Joystick. Estas posibilidades se ven en la mayoría de los casos, limitadas al software, aplicaciones o desarrollos personales que prevean esta forma de operación. Circuito PTT por puerto Paralelo Cuando no se cuenta con puertos libres en la PC, ya sea porque están ocupados, no funcionan o simplemente no están provistos, se puede recurrir a la solución de un circuito tipo "VOX", e l cual podrá poner el equipo en TX cada vez que el programa de modos digitales emita sonido. El circuito se complica un poco, no obstante el mayor problema e s que las placas de sonido, habitualmente "monitorean" l a entrada de micrófono, por lo que cuando el equipo se encuentra recibiendo, la placa de sonido reproduce lo que ingresa por la entrada de micrófono, c ausando que la interfaz active el transmisor del equipo. Para resolver este problema, he utilizado cada canal de la placa de sonido (stéreo) para cada una de las tareas. Así por ejemplo, el canal izquierdo es utilizado para la recepción y el derecho para los datos de transmisión. De esta manera la reproducción de lo escuchado en el canal izquierdo no puede producir el efecto de PTT, ya que sólo se activará cuando el programa transmita datos que solo se escucharán en el canal derecho. Otros circuitos interesantes : OPTOACOPLADOS . . El esquema que se muestra utiliza un optoacoplador, (paradójicamente también los llaman opto aisladores) circuito integrado que contiene un transistor y un diodo LED. En algunos modelos ( 6 patas) el transistor puede excitarse por el terminal de Base, c omo cualquier transistor, o (como en los de 4 patas) polarizando el diodo LED, cuya luz incidirá internamente la juntura del transistor en el interior de la cápsula, (no es visible), , provocando la conducción de corriente entre Colector y Emisor. Dado que no hay contacto eléctrico sino óptico entre diodo y transistor, l as dos secciones del circuito quedan aisladas eléctricamente. Esto evita que las diferencias de tensión entre masas de PC y equipo, o incluso cargas por inducción provoquen descargas de uno a otro equipo. LLos circuitos son prácticamente iguales, con la salvedad que con los optoacopladores de 6 patas cambia la disposición de los terminales. Funcionalmente son iguales y brindan igual aislación. El diodo y la juntura del transistor tienen una tensión de ruptura bastante confiable, pero aún así no debe suponerse que es infalible, por lo que debe prestarse atención si se utilizan para acoplar equipos valvulares o amplificadores lineales de ese tipo. Como cualquier transistor, deben conectarse con la polaridad correcta, al igual que los LEDs, en los que la tension inversa es generalmente baja ( 5V ) y pueden dañarse si se omite el diodo polarizado inverso Para determinados equipos de BC el swich de PTT conmuta los circuitos de recepción y transmisión, por lo tanto en esos casos deberá accionarse un relé inversor de tres contactos c uya bobina será accionada por el transistor y se deberá proveer de alimentación necesaria a dicho relé, ya sea desde el mismo equipo o desde la fuente. Describiré ahora la variante para handys tipo Yaesu, Icom, Etc. Como mencionamos anteriormente, al disparar el PTT de un handy d ebíamos respetar la impedancia de entrada del micrófono (habitualmente 1 a 2 Kohms) para poder inyectar audio en el mismo terminal, de modo que solo debemos agregar un resistor de ese valor en serie con el colector del transistor para salvar esa diferencia. Para los Handys de la línea Kenwood o Maxxon se debe contar con las fichas de Mic y Speaker simultáneamente ya que el PTT s e acciona al cortocircuitar las masas de ambas fichas También en estos handys podría recurrirse al empleo de un relé, pero aumentaría considerablemente el volumen de la interfaz El acoplamiento en handys difiere del anteriormente descripto dado la ya mencionada particularidad de estos de activar el transmisor e ingresar audio por el mismo terminal. Nuevamente diferenciamos los tipo Yaesu de los tipo Kenwood. Tipo Yaesu, Icom, etc. en estos casos el audio proveniente de la placa de sonido se ingresa através de un capacitor de .05 a .01 microfaradios al terminal de PTT, uniendo en este punto los circuiros de activación de PTT e ingreso de señal. No se necesita en este caso el puente resistivo, pero sí regilar el volumen de la placa de audio para lograr una modulación satisfactoria. Para los Kenwood, solo hace falta conectar la salida de la placa al 2do. anillo de la ficha Stereo de micrófono y regular el volumen del PC. A continuación se esquematizan las conexiones de acoplamiento de audio típicas para equipos base y una variante aislada por transformadores de audio y regulación de volumen por preset. Función como "key" o llave para CW Algunos programas multimodos y/o programas específicos para la operación en modo CW, requieren que el accionamiento de la interfaz actúe sobre una ficha del tipo "plug" de 6,5 mm (la ficha más habitual) o otra similar y no sobre las fichas de micrófono. Para estos casos, hay dos opciones, la primera es usar la misma interfase con un chicote de cable bipolar desde el terminal de la interfase correspondiente al PTT, y masa, colocando la ficha correspondiente a la entrada correspondiente al "key" de nuestro equipo. La segunda opción es realizar una interfase doble, que maneje las señales de RTS y DTR, seteando a cada una de las funciones PTT y KEY. Obviamente una de ellas estará destinada al Micrófono y la otra a la ficha del Key. Muchos programas de digimodos, telegrafía y loggers pueden emitir mensajes en ese modo por medio de las macros y una interfase. La operativa con estos programas es utilizar las macros para emitir los llamados, y responder los datos reiterativos, pero se debe contar con la posibilidad de operar manualmente el key para transmitir otros datos o mensajes no previstos, para esto, se pueden conectar los cables de la interfase a los terminales de la llave de telegrafía, dejando así la opción de operar manualmente o por medio del programa de la PC indistintamente. INTERFACES COMPLETAS Una vez comprendidas las diferentes partes y posibles variantes pasaremos a ver las interfaces que nos permitirán tanto escuchar como transmitir automáticamente cuando los programas digitales así lo requieran. En la siguiente figura vemos el esquema completo de una interfaz de equipos Base, con los circuitos de activación de PTT, KEY, recepción y transmisión de audio. INTERFACE DOBLE PROPOSITO Los programas de digimodos, como el MixW o similares, tienen la posibilidad de setear las salidas del puerto serial para el accionamientos de PTT Y CW por separado. Así por ejemplo, se puede definir a la salida de RTS para el PTT, y a la salida de DTR para el Key de CW. Incluso se podría manejar dos equipos independientes, usando cada una de estas señales; pero la aplicación más habitual es la anteriormente mencionada. El circuito para ello es el mostrado a la derecha y es una de las interfaces que uso más a menudo, por su versatilidad. Aunque parezca complejo, con un poco de paciencia todos los componentes pueden alojarse dentro de la ficha DB9 Dado que he recibido algunas preguntas de amigos que no llegan a comprender totalmente la simbología de los circuitos y componentes, he agregado otro esquema algo más detallado, incluyendo los dibujos de los componentes con su formato físico, a los efectos de que pueda ser comprendido por cualquiera, especialmente quienes no tienen experiencia en electrónica. Los dibujos representan los componentes con sus colores correspondientes y la forma en que deben ser conectados entre sí. Circuitos de Interfaz para handys A contnuación vemos los esquemas de las interfaces para los handys, obviamente con las mencionadas 2 variantes Interfaz completa tipo Yaesu, Icom, Alinco,Adi, etc. Interfaz completa Tipo Kenwood, Maxxon, otros. Construcción de Interfaces Para la construcción de una interfaz debemos asegurarnos de antemano de tener los conectores y elementos correspondientes a los equipos que vamos a utilizar, a saber : º Tipo de ficha a conectar en el puerto serie : DB9 o DB25 º Fichas a conectar en placa de sonido : por lo general Plugs stereo º Si se utiliza la entrada de micrófono; ficha correspondiente al mismo y a la salida de parlante (plug mono o RCA) º Si se utiliza entrada de datos, la ficha correspondiente ( DIN, DB 9, MiniDIN ) º Nota : Si va a utilizar fichas RJ45 o similares, también necesitará una pinza para crimpar terminales de ese tipo º Cable preferentemente blindado o mallado de tres conductores más la malla ( longitud según las propias necesidades, sin excederse demasiado ) º Un transistor NPN de usos generales 2N2222, BC548, BC327, etc. ( cualquier NPN sirve ) º Algunos resistores ( 1k, 100k, 2k2, 1K2, etc.) º Un diodo 1N4148 o similar de germanio º Un capacitor de .01 a .05 µf º Estaño, placa pertinax, spaguetis, cinta aisladora º Soldador 30w, pinzas, alicate, destornilladores, etc. Una vez determinadas las fichas a utilizar (obviamente de acuerdo a los equipos involucrados) debemos decidir la técnica constructiva del circuito, que dada su simplicidad, por lo general no merece ser realizado sobre una plaqueta impresa a tal efecto, y puede alojarse directamente dentro de la ficha DB9 o DB25. Se puede realizar el circuito soldando los componentes a los terminales de la ficha, empleando la técnica comunmente denominada "Montaje araña" o utilizar una plaqueta de montaje standard de proyectos. Personalmente prefiero este tipo de montaje, d ado que le otorga a la interfaz una rigidez mecánica mayor ante los inevitables movimientos y tirones que sufren los cables. Si no tiene experiencia soldando y/o con la realización de circuitos compactos, la recomendación es realizar el proyecto fuera de la ficha; para lo cual puede alojarse el circuito en un pequeño gabinete, sobre todo si desea incorporar algún tipo de elemento de ajuste o indicador luminoso. La primer recomendación al encarar el armado es individualizar l os terminales de fichas y componentes. En el caso de las fichas DB9 y/o DB25 la numeración de los terminales se encuentra indicada en el cuerpo plástico de las mismas, al igual que en algunas de las fichas de conexión de micrófono. En algunos casos, como por ejemplo cuando se deba utilizar fichas RJ45, mini DIN u otras que no posean una indicación clara de la numeración de terminales o "patitas" s e deberá prestar mucha atención a los diagramas de conexiones de los manuales y/o individualizar los terminales correspondientes mediante una ficha y un chicote de cable para evitar los peligros por conexiones erróneas anteriormente nombrados. Respecto a los componentes electrónicos, los resistores y capacitores cerámicos no poseen polaridad, o sea que cualquier posición es indistinta para su funcionamiento. Los capacitores electrolíticos, tienen indicado en sus caras laterales, el terminal negativo, por lo general con una banda a lo largo del cuerpo. Este terminal coincide con el envase exterior del componente. Los terminales de los diodos se referencian como ánodo y cátodo; este último indicado por una banda circundante en el extremo correspondiente. Los transistores, poseen tres terminales, Base, Emisor y Colector, y si bien pueden ser individualizados mediante el uso de un multímetro, la conveniencia en estos casos es buscar las fichas técnicas de los mismos en hojas de datos o manuales, o bien consultar al proveedor que sin duda tendrá las especificaciones disponibles. Por último resta solo mencionar los plugs, para los cuales ante la duda solo basta con testear cada terminal con un medidor de continuidad. Si no se tiene la plena seguridad de la ejecución de la plaqueta o circuito "araña" se puede realizar primero sobre una placa tipo "proto" (aunque de contar con la misma, s eguramente no la necesite para este proyecto). Decidida finalmente la forma en que se realizará el montaje, solo resta comenzar el mismo. Mi recomendación e s realizar la interfaz en partes : Los chicotes y plugs para la placa de sonido, la ficha DB9 o DB25, la ficha para el micrófono o data, individualizar cada cable convenientemente, y luego empalmar las distintas partes aislando cada empalme. Variantes y testigos A partir de los diferentes diseños explicados, se pueden realizar algunas variantes, modificaciones, agregados y mejoras de acuerdo a cada caso, necesidad o preferencia. Como se puede observar en los circuitos que se muestran a continuación, algunos son bastante más elaborados que los descriptos hasta ahora, sin embargo, si los estudiamos detenidamente, resultan de combinaciones de distintos tipos de acoplamiento, más el agregado de presets de ajuste, a lgunos elementos de filtrado y leds de testigo. Vale la pena aclarar en este punto que si bien este tipo de interfaces resulta muy útil para ajustar los niveles de audio y visualizar el estado de transmisión y/o recepción, todos estos componentes requieren espacio y no siempre es posible realizar los montajes de manera reducida. Los circuitos resultantes, hacen necesario el empleo de gabinetes de dimensiones apropiadas, y/o encapsulados que no siempre tiene la estética de nuestros equipos y a veces resulta molesto sobre la mesa de trabajo o el Jack de Radio. LEDs indicadores de Rx o Tx El agregado de diodos LED para visualizar el funcionamiento de la interface y el estado actual (Rx o TX) es sencillo y puede realizarse en un par de variantes. En el esquema de la izquierda, se representan las conexiones para colocar diodos LEDs indicadores de estado. Si bien pueden ser de cualquier color, lo más lógico es que se coloque uno verde para indicar el estado de recepción y uno rojo para la transmisión, como tradicionalmente se utilizan en los indicadores de los equipos de radio. Como puede observarse, el resto del circuito no requiere modificaciones, por lo cual incluso pueden agregarse a la interface que ya se tenga en funcionamiento. Siendo solo cuatro componentes a agregar, es posible disponer todo en un pequeño gabinete o incluso reducirse a mínimos tamaños, como se puede observar en la ficha DB9 de la foto, en la que se alojaron el par de leds junto al resto de los componentes. Nótese que esta ficha es en realidad una prolongación desde el puerto serie, ya que estando en la parte trasera de la PC, s ería muy poco probable poder verlo. El DB9 que se acopla a éste, s e puede intercambiar de acuerdo al equipo de radio utilizado. Información Anexa : Pinouts Los pinouts de las fichas de micrófono habitualmente aparecen en los manuales de cada equipo. Los más comunes se muestran a continuación: Problemas y posibles causas A continuación enumerare algunas de las fallas y probables causas que suelen llamar a la maldita frase : "LA INTERFAZ NO FUNCIONA" . Antes de comenzar recuerde lo mencionado sobre los tres circuitos separados que conforman la interfaz De las posibles cusas, verifique primero las que resulten más fáciles de comprobar. No desuelde toda la interfaz ni comience por verificar los componentes. Normalmente las fallas se deben a causas tan obvias que las salteamos o se deben a errores de configuración y no a la interfaz en sí misma Las partes por separado funcionan ? Comience ejecutando el programa de digimodos elegido, para comprobar su funcionamiento. Conecte un micrófono del tipo PC (un audífono, parlante o auricular pueden servir en reemplazo) en la entrada de Micrófono de la placa de Sonido y observe si el Waterfall refleja algún cambio cuando el micrófono capta algún sonido. Si no es así, compruebe la configuración de la placa de sonido y del programa digimodo, (el control de nivel debe estar aproximadamente a media escala) y verifique que la entrada de micrófono sea la correcta. Si ya comprobó que el programa "escucha" y se reflejan cambios en el waterfall, c ontinúe la comprobación conectando un parlante o auriculares en la salida de parlante de la placa de sonido. Ejecute entonces el comando de transmitir; deberá escuchar en el parlante el sonido clásico del modo seleccionado (chirridos agudos con algunas variaciones). Si no escucha nada en el parlante o auricular, verifique la configuración de la placa de sonido y el programa, y la salida de la placa de sonido seleccionada. Si las dos comprobaciones mencionadas han sido realizadas sin dificultades o cambios, compruebe ahora el equipo de radio. Sintonice una frecuencia donde escuche transmisiones de digimodos y conecte un parlante o auricular en la salida del equipo prevista a tal fin, comprobando que funcione correctamente. Si ha optado por captar audio del TRX desde una ficha data o deberá realizar la comprobación conectando un par de cables o alambres provisorios en los terminales corespondientes. Las últimas comprobaciones son las más delicadas, y se refieren a la captación de sonido por el micrófono del equipo, para lo que deberá utilizar una ficha con los cables accesibles para conectar un micrófono y conmutar el equipo para poder comprobar si se está transmitiendo audio. Algunos equipos cuentan con la tecla MOX, VOX, o transmisión, que sirve para este caso. Debe verificarse que se transmita modulación, ya sea monitoreando la frecuencia con otro equipo, o si el equipo posee un instrumento que registre los cambios de modulación. De igual forma, la conmutación Rx - Tx se deberá comprobar con la ficha seleccionada a tal efecto, ya sea la del micrófono o la de Data, accediendo al cableado y cortocircuitando el terminal de PTT con masa. Una vez comprobadas todas las partes por separado, verifique entonces cada circuito por separado, como se indica a continuación : * El programa (Digimodo) no "escucha" Los síntomas son que no muestre ningún tipo de imágen en el cuadro correspondiente al "waterfall" , cascada o espectrograma, se muestre algunas imágenes muy oscuras o directamente el cuadro de color negro. Para buscar las causas, concéntrese en el circuito que vincula la salida de audio del tranceptor (salida del parlante exterior o data out) y la entrada de Micrófono de la placa de audio. Las causas más comunes que provocan esta falla son : _Ficha de salida de audio o data OUT mal conectadas, invertidas, mal enchufadas, mal soldadas, desoldada. _Los mismos problemas pero en el otro extremo del circuito : La ficha de entrada de micrófono de la placa de la PC. _Volumen del equipo demasiado bajo, scuelch cerrado, control de ganancia de RF cerrado, muy bajo o equipo apagado. _Seteo de la placa de sonido mal ajustado (micrófono o aux muy bajos o deshabilitados). Verificar esto desde el programa de Digimodos y en el seteo de la PC. * El equipo transmite solamente portadora (acciona PTT) pero no transmite audio. Los síntomas son que el S-meter no indica modulación ( en HF SSB), no se escucha ningún sonido al monitorear la frecuencia de salida del equipo, falta de respuestas de los corresponsales o aviso de los mismos que perciben la portadora sin modular. Las causas que pueden provocar esta falla son : _Ficha de audio OUT o salida de parlante de la placa de sonido de la PC mal conectada, invertida, mal enchufada, mal soldada, desoldada. _Ficha o terminal correspondiente al micrófono o Data-IN del tranceptor con alguno de los defectos mencionados en el punto anterior o cable conectado a un terminal erróneo en la ficha. _Seteo de la placa de sonido mal ajustado (volumen muy bajo o deshabilitado). Verificar esto desde el programa de Digimodos y en el seteo de la PC. _Control de ganancia del micrófono cerrado o muy bajo. _Puente atenuador resistivo o capacitor de acople mal conectado, dañado o con algún componente defectuoso. * El equipo no transmite cuando el programa lo indica. Dado que ésta es la falla más compleja realice las siguientes comprobaciones en el orden indicado : _FIcha DB9 o DB25 mal conectada, conectada a terminales errados o conectada a un puerto incorrecto. _Seteo erróneo del puerto de salida ( COM1 o COM2) para accionamiento de PTT en el programa digimodo. Puerto deshabilitado o selección de un modo de Accionamiento PTT incorrecto (recuerde que la interfaz solo funciona con el comando RTS (Restart to Send) y no con DTR o con puerto paralelo) _Ficha del equipo ( ya sea la del Micrófono o la DATA ) mal conectada, mal soldada, desoldada, conectado a terminales errados o invertidos. (Este punto puede comprobarse facilmente llevando el terminal seleccionado como PTT a masa, con lo cual el equipo debe pasar a TX) Una vez comprobada la inexistencia de los posibles problemas antes mencionados se debe realizar la comprobación de cambio de estado sobre el puerto de la PC, sobre el pin 7 o 4 (según la ficha utilizada).La tensión en este terminal debe cambiar de -5V (en RX) a +12V (en TX). Si esto se cumple se deberá medir la tensión sobre el colector del transistor, l a cual debe pasar de un nivel positivo en RX, (el voltaje depende del equipo utilizado) a prácticamente 0V en transmisión. Cuando todo esto halla sido comprobado y aún así no funcione, recuerde que siempre habrá algún colega que se acercará para desorientarlo aún más....... .y que si su equipo aún sigue funcionando todavía puede hacer fonía. AUN CON MENOS O CASI NADA ... Mencioné en párrafos anteriores que con un par de cables y aún con menos, también pueden realizarse modos digitales. Voy a describir las formas para hacerlo, no sin antes aclarar que se trata de recursos para poder recibir o emitir en condiciones precarias, o bien probar los modos digitales antes de encarar la construcción de una interfaz. Otra vez hay que separar las distintas funciones a los fines de explicar convenientemente las posibles opciones. Recepción : Sin realizar un cable específico para recibir, lo único que se necesita es tener un micrófono de PC conectado a la salida de Mic. de la placa de sonido. Si no cuenta tampoco con eso, puede también conectar una cápsula del tipo electret con un cable mallado a la salida mencionada lo que funcionará perfectamente. Acerque entonces el micrófono al parlante del equipo de radio, ajustando el volumen de éste para no provocar saturación o deficiencias; tomando como referencia el waterfall de la pantalla del programa. Hay que tener en cuenta que el micrófono tomará todos los ruidos del ambiente, l o cual dificultará en algo la recepción y decodificación, pero en la mayoría de los casos es más que satisfactoria. Transmisión : En este caso, solo hacen falta los parlantes de la PC, a los cuales deberá acercarse el micrófono del equipo de radio, ajustando también el volumen a un nivel conveniente, por lo general algo menos que cuando modulamos en fonía. Antes de accionar el comando de transmisión de datos en el programa de digimodos, s e deberá accionar el PTT del equipo. Si se cuenta con un equipo con función VOX, s olo deje el micrófono cerca del parlante y ajuste volumen y sensibilidad del VOX para que éste ponga el equipo de radio en transmisión. En los dos casos mencionados, la mayor dificultad es realizar las acciones de RX y TX sincronizadamente para no perder parte de los datos en la conmutación de funciones. Analizando esta forma de operar, se dará cuenta que está vedada para modos como el packet, en los cuales las conmutaciones TX - RX son muy breves y no dependen de la voluntad del operador. Otra cuestión a considerar es el ruido presente en todo momento, que por lo general se trata de chirridos agudos y penetrantes, nada agradables al oído humano. Si la dificultad del aficionado reside en la parte electrónica, puede reemplazarse todo el circuito destinado a la conmutación Rx - Tx por un simple interruptor. Si bien no es lo más cómodo, es mejor que mantener el micrófono presionado manualmente, lo que ocupará una de sus manos y no podrá utilizarla para escribir en el teclado. A continuación se muestran dos circuitos sin electrónica, para los casos que se cuente o no con MOX o VOX en el equipo transceptor En el caso de que el Equipo cuente con la tecla MOX, se podrá usar el cable de recepción de audio, junto a la Variante 1 del cable de acoplamiento de audio, accionando dicha tecla antes de accionar el comando de transmitir datos en el programa de digimodos. En el caso de contar con el opcional de VOX en el equipo, solo debe dejar accionada dicha función, ajustar los controles de sensibilidad de la misma, con lo cual el equipo conmutará a transmisión cada vez que el programa de digimodos emita sonido. Para quienes no disponen de las funciones MOX o VOX en el equipo, s e debe utilizar la variante 2 para el cable de acoplamiento de audio en transmisión, realizando la tarea de conmutar el equipo de Rx a TX por medio del interruptor indicado en el gráfico.
Posted on: Tue, 17 Sep 2013 18:18:49 +0000
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