Alimentatore 40A Gli apparati che uso vengono alimentati a 13,8 V, tensione fornita da un alimentatore da 40A autocostruito, con regolazione di tipo serie sul ramo negativo. Caratteristiche principali sono: assenza di circuiti integrati, immunità alla RF (anche per la presenza di nuclei di ferrite sulle uscite), ottima regolazione della tensione sia a vuoto che a pieno carico, protezione dai cortocircuiti. Con l'aggiunta della protezione da "rottura" dei finali anche gli apparati sono più sicuri. Non è certo un progetto Hi-Tec ma un alimentatore classico, con un'ottima stabilizzazione, poco costoso ed affidabile. Lo schema del regolatore adottato è stato pubblicato su Radio Rivista 11/89 da I1RRT Roberto, che a sua volta si era basato su un lavoro di N9KV. Io ho aggiunto lo start automatico ed una protezione per gli apparati, sostituendo alcuni componenti o perché li avevo in casa o perché più performanti. Dopo aver utilizzato questo alimentatore per molto tempo, ho aggiornato qualche componente e riprogettato i circuiti stampati, che nel frattempo ho imparato a progettare usando il software Eagle e a realizzare con la fotoincisione. Seguendo lo schema a blocchi troviamo il trasformatore, dimensionato generosamente (a suo tempo l'ho fatto costruire da una ditta specializzata), il ponte rettificatore, dimensionato per la corrente richiesta, ed il condensatore di filtro: qui se si vuole un buon risultato bisogna esagerare: almeno 2.000 uF per Ampere (io ho messo un 70.000 uF per 35-40A). In questa zona ho inserito il circuito (un
condensatore ed un relè) per lo start automatico. Si, perché
questo tipo di circuito regolatore ha un difetto: non parte se
non viene alimentata la sezione stabilizzatrice che ricava il
segnale di controllo dall'uscita. I transistor di potenza sono tre MJ802, forse non molto economici ma con ottime caratteristiche. Vanno montati su un dissipatore "generoso", magari aggiungendo una ventola per i momenti più "caldi", come ho fatto io, ed un circuito di controllo della temperatura. In uscita sono previsti dei condensatori di filtro, di tipo elettrolitico (1.000 uF) e ceramico a disco (10 nF), quest'ultimo per ogni coppia di boccole. Per evitare rientri di RF ho messo una perlina di ferrite sul cavetto che preleva la tensione dall'uscita e due toroidi, ex alimentatore da computer, sui cavi rosso e nero d'uscita. Per evitare danni agli apparati, derivanti da sovratensione per rottura dei finali, ho aggiunto,come da schema completo, una protezione con SCR pilotato da un DVS (diodo soppressore di tensione) che cortocircuita positivo e negativo in uscita. In questa pagina si trovano gli schemi elettrici, i master per i circuiti stampati, la disposizione dei componenti e l'elenco completo dei componenti (aggiornato 27/03/2016). Non essendo mai stato entusiasta dell'uso delle
basette millefori e relativo cablaggio a filo (se non per
piccoli circuiti di prova) ho iniziato da subito (mooolti anni
fa) a fare circuiti stampati, inizialmente disegnando
direttamente sul rame le piste con un pennarello specifico,
successivamente usando un master e la fotoincisione che consiste
nel fissare l'immagine delle varie piste e piazzole dal lucido
(master) sulla vetronite ramata e ricoperta da una sottile
pellicola fotosensibile ottenuta spruzzando una particolare
vernice. Eseguito il disegno, dopo varie prove per la preparazione del master ho scelto la via della fotocopia su acetato eseguita da una copisteria con macchine professionali. Per la preparazione della superficie ramata preferisco usare un prodotto sgrassante (ho provato anche con aceto e sale mescolati a mo' di salsa), sciacquare e passare un panno-carta con alcool. Successivamente spruzzo la vernice fotosensibile, che conservata in frigo si mantiene per molti anni. La piastra viene quindi asciugata in forno a circa 70 °C per circa 15 minuti. Preparo quindi un "sandwich" con lastra di vetro, vetronite ramata, master con il toner verso il rame (attenzione quindi a come si stampa) e vetro trasparente; nel frattempo accendo la lampada e la faccio andare in temperatura; poi espongo per circa 2-4 minuti in base al tipo di vernice ed allo spessore della stessa. Lo sviluppo avviene immergendo la vetronite nella soluzione di acqua e soda caustica praticamente finchè non si vede il disegno. Il rame in eccesso viene tolto immergendo la vetronite in una soluzione di cloruro ferrico. Successivamente la piastrina viene ritagliata e forata. Strumento base per
misure radioamatoriali su circuiti oscillanti ed antenne, il GDM
nasce come strumento a valvole. Veniva usata una valvola come
oscillatore, con un milliamperometro inserito nel circuito di
griglia: se veniva avvicinato ad un altro circuito risuonante
sulla stessa frequenza, questo assorbiva RF provocando una
brusca caduta (dip)
della corrente di griglia
(grid), indicata dallo strumento (da cui Grid
Dip Meter). Era già da parecchio tempo che desideravo provare la ricetrasmissione digitale, in particolare il modo PSK31: dopo aver sperimentato un paio di circuiti per la separazione tra RTX e PC, necessaria per salvaguardare gli apparati, ho iniziato l'ascolto dei modi digitali, che si sono rivelati molto interessanti; per la trasmissione ho usato la porta RS232 del PC inserendo degli optoisolatori. Il tutto l'ho provato in unione col Kenwood TS690S ed un programma in Linux, gMFSK, con buoni risultati. Durante questa fase di test sono entrato in possesso di un portatile con la sola porta USB e quindi non potevo usare l'interfaccia seriale in mio possesso: altra ricerca di schemi che potessero fare al mio caso, senza troppe complicazioni! Alla fine ho optato per l'uso dell'integrato FT232R della FTDI, con montaggio SMD, che converte il segnale USB in RS232 con pochi componenti esterni, ovviamente a livelli TTL. Unico neo: la saldatura del componente richiede parecchia attenzione! Nel mio schema l'ho inserito attorniato dai componenti standard descritti nel data sheet, con minime varianti. Ho usato l'uscita \RTS per la commutazione del PTT e l'entrata TXD per l'FSK, interfacciando ovviamente entrambi i segnali con optoisolatori. Nella parte audio ho inserito due trasformatori di isolamento della ditta OEP (Oxford Electrical Products) utilizzati nella trasmissione dati, più costosi degli altri ma in grado di fornire una distorsione estremamente bassa in una vasta gamma di frequenze; due trimmer (o due potenziometri) vengono usati infine per regolare i livelli dei segnali in entrata ed in uscita. Dopo aver provato, con esito positivo, questa interfaccia, ho deciso di aggiungere anche un MAX232 per traslare i livelli TTL in RS232 standard per usarlo, eventualmente, anche come interfaccia USB<>RS232 completa; ho dovuto sperimentare sui collegamenti e sui valori delle resistenze (come si vede nella foto) ma alla fine il tutto ha funzionato correttamente. Maggio 2011: a seguito di alcune richieste ho modificato lo schema aggiungendo la possibilità di usare l'interfaccia anche via RS232 direttamente, tramite ponticelli o deviatore (con la versione precedente, come in questa se si desidera, dove essere attivata l'alimentazione a 5V), spostando anche il connettore sul pannello posteriore. Il tutto si può inserire in un contenitore di idonee dimensioni, come quello che ho acquistato presso la RS componenti. Il componente indicato con CON1 è l'uscita a livello TTL dei segnali seriali 232. Schema e circuito stampato si trovano in questa pagina.. Novembre 2011: ultima modifica. In base alle richieste avute da alcuni colleghi ho scelto di predisporre la scheda solo per i modi digitali, senza la possibilità di usarla anche come interfaccia per la conversione di protocollo. Nella parte audio ho lasciato gli stessi componenti, ovvero i due trasformatori di isolamento Z1258e della OEP (bassa distorsione su un ampio range di frequenza), i condensatori, le resistenze ed i potenziometri per prelevare e regolare l’audio in ingresso e in uscita. Anche la parte di interfacciamento con l’USB è rimasta la stessa, tranne che per l’assenza dei led di indicazione di RX e TX che erano collegati ai pin 22 e 23 dell’FT232RL; cambia invece lo schema nella parte di interfacciamento col ricetrasmettitore. In questa porzione ho impiegato un 7404 per invertire i tre segnali usati per il PTT, il CW e l’FSK, rispettivamente \RTS, \DTR e TXD, per connettere i tre led di indicazione attività e i tre optoisolatori. A questi led arrivano direttamente anche i segnali provenienti dalla porta RS232 e di conseguenza si può usare alternativamente l’USB o la RS232 col solo cambio di connettore. Schema e circuito stampato si trovano in questa pagina.. SONO DISPONIBILI ALCUNI CIRCUITI STAMPATI Gennaio 2013: l'amico Franco I0RSC mi ha informato della sua modifica. Usando un 74HC04 e la porta RS232 i led avevano una minore luminosità (parte della corrente entrava nell'integrato): ha così inserito un diodo al germanio AA138 tra le uscite 2, 4, 6 dell'integrato e le resistenze R6, R7, R8 riducendone anche il valore a 150 ohm. Così facendo funziona tutto normalmente. Marzo 2015: l'amico Mario IV3VMI mi ha informato su come ha risolto il problema di interfacciamento audio col PC, un notebook con uscita su singolo jack di cuffie e microfono. In prima battuta ha provato gli sdoppiatori audio a "Y" ma con scarsi risultati, forse perché si usa l'ingresso microfonico; successivamente ha provato un convertitore USB -> audio della Manhattan e, settate correttamente le porte, ha potuto usare "Line in" e "Line out" standard con ottimi risultati. Quando ho terminato la realizzazione dell’interfaccia per modi digitali mi sono ritrovato con una scheda “cannibalizzata” con solo alcuni componenti fra cui lo FT232RL, convertitore di protocollo tra USB e RS232. E’ nata così l’idea di costruirmi un’interfaccia per il controllo della radio tramite computer, conosciuta anche come CAT o CI-V a seconda delle marche Kenwood, Icom o Yaesu. La parte di interfacciamento con l’USB è gestita dall’FT232RL ed è la stessa dell’interfaccia modi digitali, con la presenza dei led di indicazione di RX e TX che sono collegati ai pin 22 e 23. Questi led, effettivamente, non hanno una funzione pratica durante l’uso standard dell’interfaccia ma sono utili in fase di analisi del funzionamento; possono quindi non venire montati sul circuito. All’uscita dell’FT232RL, verso la radio, ho usato un CD4009N, che contiene sei buffers invertenti, per gestire e convertire i segnali RXD, TXD, \RTS e \DTR per la connessione con i vari apparati. Anche se il CD4009N prevede la possibilità di due alimentazioni separate io ho usato i 5V disponibili sulla presa USB senza riscontrare alcun problema. Come si può rilevare dallo schema elettrico, al connettore di uscita si possono collegare direttamente gli apparati Kenwood e Yaesu, mentre bisogna chiudere JP1 per l’Icom. Dopo alcuni mesi di utilizzo, però, ho riscontrato che in alcune situazioni il CD4009 “defungeva”, forse perché troppo sensibile. Ho verificato sui datasheet e l’ho sostituito con un CD4049, singola alimentazione e protetto in entrata anche per tensioni che superano la VCC: da allora non ho avuto più problemi. Schema e circuito stampato si trovano in questa pagina.. 2006 Come ho detto in altra pagina, l'idea è stata partorita in ospedale (...) pensando a cosa installare sul tetto del condominio dove abitavo per usare le HF, senza attirare troppe ire da parte dei condomini e/o dell'amministratore. Dopo aver letto vari articoli, fra cui quello di Gaston Berteles (ON4WF), tradotto da I1ZCT e pubblicato su RR 3-93 (L'antenna magnetica), sono stato colpito dalle caratteristiche di questo tipo di antenna ed ho voluto realizzarne una per verificarle direttamente. L'idea di base era di avere un loop autoportante in alluminio: dopo aver visitato alcune pagine di vari siti internet sulla realizzazione di loop magnetiche ho iniziato la progettazione del prototipo adottando come forma un esadecagono (16 lati) perchè così mi risultava più agevole sia piegare il tubo con un piegatubi da idraulico sia fissare l'antenna al supporto: inoltre questa forma è anche quella che più si avvicina al cerchio, teoricamente al 97,5%. Come condensatore ho usato un variabile tipo "Butterfly" autocostruito seguendo le indicazioni trovate sul sito di ON4CEQ: io però ho inserito 10 lamelle mobili con un dado come distanziatore, ottenendo così una capacità di circa 114 pF. Per l'accordo anche sui 40 m ho aggiunto due lamelle fisse esterne. Per l'accoppiamento al cavo di discesa mi sono orientato sull'uso del gamma match in quanto l'antenna è collegata direttamente al palo di sostegno. Per la sua costruzione ho usato un tubetto di alluminio di 6 mm di diametro, sagomato in modo da seguire la forma del conduttore principale dell'antenna; da un lato ho inserito un pezzo di cavo in rame da 6mm² pressando poi il tubetto con una morsa. Il rame è stato poi saldato al centrale del connettore PL. Il tubetto è ad una distanza di circa 13 cm dal tubo del loop e tra questi è inserito un ponticello di cortocircuito mobile. Per la taratura ho proceduto in questo modo: col grid dip meter (quello qui sopra) ho controllato la risonanza del circuito e successivamente, con pochissima potenza, ho aggiustato il cortocircuito del gamma match per il minimo di onde stazionarie. Condensatore butterfly: materiali e calcolo Il materiale migliore per le rondelle, i dadi (M6) e la barra filettata (M6) è l'ottone o l'acciaio inox, (materiale non magnetico per le perdite). Per distanziare le lamelle si possono utilizzare 2 rondelle M6 = (6Kv) o un dado M6 = (12 kV) se si utilizza lamiera di alluminio spessore 1 mm. Se si usa un dado allora conviene rimuovere il filetto con una punta Ø 6,25 millimetri. Si calcola, quindi, matematicamente l'area delle lamelle: per il condensatore di prova ("Disegno condensatore 1" nella pagina di disegni e foto) l'area è di 11,7 cm². Con la formula "pF=(0,0885 x area) / spaziatura" (dove spaziatura vale 0,1 cm per l'uso di rondelle e 0,2 cm per l'uso di dadi) si calcola la singola capacità: esempio per 2 rondelle = (0,0885 x 11,7 cm ²) / 0,1 cm = 10,35 pF; esempio per 1 dado = (0,0885 x 11,7 cm ²) / 0,2 cm = 5,17 pF. Si calcola quindi il valore complessivo del condensatore in base alla quantità di lamelle usate. Per esempio: uso 2 rondelle come spaziatura e 5 lamelle per il rotore e 6 per lo statore, ottenendo così 10 singoli condensatori. 10.35 pF x 10 = 103 pF + 10 pF di capacità parassita = 113 pF Dato il tipo di condensatore, il risultato finale verrà dimezzato: si ottiene quindi un variabile con un valore di 5÷56 pF. Se non si vuole fare tutti i calcoli a mano, si può usare questo programmino (partendo dall'area delle lamelle): http://www.ad4c.us/Antennas/Magnetic Loop_files/capcalc.exe La foto si riferisce all'antenna installata sul tetto dopo le prime verifiche eseguite sul balcone di casa. Disegni e foto si trovano in questa pagina. Nel nuovo progetto che sto elaborando il diametro sarà di 2m ed il condensatore di circa 128 pF teorici. Giugno 2009 Dopo il cambio di abitazione e l'installazione del palo di sostegno per le antenne (vedi sotto), ho avuto finalmente un po' di tempo per montare un'impalcatura ed iniziare a modificare il parco antenne. Ho iniziato a terra risistemando la loop magnetica che, complice il trasloco, si era starata: nuovo attacco al mast, consistente in un "T" per impianti idraulici, nuovo ponticello di cortocircuito per il gamma match e nuova scatola di protezione per il condensatore variabile. Successivamente ho verificato col grid dip meter la sintonia dell'antenna, mentre il ROS l'ho verificato con l'antenna sistemata sul palo di sostegno: 1:1, 1:1,3 non male! (Ovviamente sintonizzando col condensatore variabile). Settembre 2010 L'odissea continua... Terminati alcuni impegni, ad inizio anno ho ripreso l'ascolto in HF e mi sono accorto che non riuscivo più a sintonizzare col variabile! Dopo varie imprecazioni mi sono deciso a montare una nuova impalcatura per vedere da vicino cosa era successo e, con l'occasione, tarare l'antenna per i 50MHz che avevo installato per i primi esperimenti. Arrivato in cima e staccata l'antenna ho scoperto che la plastica della scatola si era cristallizzata e che gli ingranaggi (ex lettore cd) erano distrutti, frantumati! :-( Ho quindi calato l'antenna a terra ed ho rifatto la scatola di protezione del condensatore variabile con del policarbonato che avevo già usato. Per far ruotare il condensatore ho usato un motore passo-passo collegato direttamente all'asse del rotore: vedremo i risultati. Gennaio 2016: scarsi risultati, purtroppo! Anche con mezzo step la sintonia è difficile: bisognerebbe adottare comunque una demoltiplica. Alla fine ho deciso di cambiare completamente loop, visto anche i troppi esperimenti su quella esistente. Ho iniziato quindi la costruzione di una loop con tubo di rame ed accoppiamento con un piccolo loop realizzato in cavo coassiale; per la sintonia ho deciso di impiegare un condensatore sottovuoto. Due anni dopo la QSY che mi ha dato l'idea della loop magnetica ho pensato bene (!) di cambiare casa e mi sono trasferito in un appartamento che dispone anche di un piccolo giardino, staccato di pochi metri dall'abitazione. La presenza di questo pezzo di terreno ha costituito il "plus" che ci ha convinto all'acquisto: mia moglie ci vede lo spazio per i suoi fiori ed io quello per le antenne e ... per il barbecue! Ho così intrapreso la ricerca di un sostegno adeguato, ovviamente senza esagerare per non incrinare da subito i rapporti con il vicinato, e fra un piccolo traliccio ed un palo autoportante ho optato per quest'ultimo. Mi sono rivolto allora ad una ditta della zona specializzata in forniture elettriche, la Marchiol S.p.A. di Villorba, dove mi hanno consigliato un palo rastremato in acciaio zincato di spessore 4 mm, lungo 7,80 metri, con diametro alla base di 14 cm ed alla sommità di 7 cm, raccordato a 6 cm, della ditta f.lli Campion srl: l'altezza fuori terra sarà di 7 metri, mentre gli 80 centimetri rimanenti verranno inseriti nel plinto di fondazione. Ho preparato, da bravo geometra, un disegno di massima per la mia realizzazione: le dimensioni del plinto le ho ricavate da pubblicazioni del settore, il palo è quello acquistato e la gabbia rotore l'ho autocostruita, come descritto più sotto. Successivamente ho iniziato i lavori di costruzione del plinto preparando lo scavo necessario, consistente in una fossa di dimensioni 80x80x80 cm: la perfezione dello scavo non è importante purchè ci siano sempre circa 80 cm per lato. Ho inserito quindi un'armatura consistente in una rete metallica elettrosaldata opportunamente sagomata: in teoria la forma dovrebbe essere tronco-piramidale ma visto l'uso va bene anche cubica, 70 cm per lato. Al centro del plinto ho inserito un tubo in plastica bianca del diametro di 16 cm, di quelli usati in edilizia per gli scarichi, nel quale verrà inserito il palo per le antenne. Con l'aiuto di due addetti ai lavori e della loro betoniera (prepararlo a mano era ... tanto!) ho impastato e versato il calcestruzzo nello scavo facendo attenzione alla posizione del tubo di cui sopra. Successivamente all'indurimento del calcestruzzo, 2-3 settimane, ho aiutato le stesse persone ad inserire nel tubo di plastica il palo metallico e visto il peso di quest'ultimo posso dire che è stata veramente dura! Una volta portato in verticale, verificando con una bolla, ho riempiendo lo spazio tra i due tubi con della sabbia asciutta bagnandola continuamente per compattarla. Gli ultimi 5 cm li ho riempiti di malta cementizia creando il così detto "collare": questo sistema è usato anche per l'illuminazione stradale. Provvisoriamente ho fissato la loop magnetica alla cima del palo, anche per testare la resistenza al vento della loop di prova: ci sono state parecchie raffiche di vento, alcune molto intense, che hanno piegato anche il sostegno dell'antenna TV ma la loop ne è uscita indenne. Ho iniziato quindi la costruzione della gabbia per il rotore, un vecchio CDE AR-22R modificato con l'aggiunta del potenziometro del CD-44 e control box autocostruito, seguendo il disegno che in questo caso ho preparato partendo dalle misure del rotore stesso: la struttura è decisamente migliorabile, sia come forma che come esecuzione, essendo stato questo il primo lavoro importante che ho fatto con la saldatrice ad elettrodo. Per completare l'opera mi serviva un cuscinetto reggispinta ma la ricerca non è stata semplice, finché chiedendo a mio figlio, meccanico, ho saputo che nel blocco frizione del motore di un'automobile ne viene usato uno. Ho quindi contattato un rivenditore di pezzi di ricambio della zona che ne aveva uno del diametro di 47mm: è resistente, completo e costa poco, anche se bisogna proteggerlo dalla pioggia (basta un coprigiunto). Il tutto è stato ovviamente protetto con antiruggine e smalto. Anche in questo caso disegni e foto si trovano in questa pagina. |
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