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Interfaces para operar en MODOS DIGITALES
PTT control y acoplamientos de audio |
La nota a continuación es la documentación de una charla realizada en LU7EO Avellaneda Radio Club, el 19/10/02 y reescrito en Agosto de 2005, agregando gráficos y aclarando algunos puntos donde las consultas que han realizado aficionados me han demostrado que no he sido claro en mis conceptos. Para todos aquellos que me han escrito comentándome sus dificultades, mi agradecimiento y esta nueva versión, aceptando que debía mejorarla... ( y quizá lo deba seguir haciéndolo...) . Ante cualquier duda o consulta al respecto de esta nota, les agradeceré se comuniquen conmigo a [email protected] Para quienes leen esto por primera vez, y encuentren demasiado detalladas o básicas las explicaciones, dejo aclarado que la nota está destinada a quienes realmente las necesitan y fundamentada en las consultas recibidas. |
POR QUE Y PARA QUE Si bien la escucha del audio de nuestro equipo no implica mayores dificultades; la gran utilidad del sistema depende de que el equipo de radio transmita sincronizado y justo en el momento indicado por el PC; y la forma universalmente adoptada para lograr esto es tomar las señales de las salidas (Puertos) y realizar el PTT del equipo con un circuito accesorio. |
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LAS
VENTAJAS Y DESVENTAJAS QUE PROPORCIONA La transmisión-recepción utilizando modos digitales permite un mejor aprovechamiento del espectro, al utilizar anchos de banda muy angostos. Esto, sumado al empleo del ya mencionado DSP, nos permite recibir señales que se encuentran por debajo del nivel del ruido; algo imposible para el oído humano.
Los cambios de protocolos, formatos o nuevos modos digitales son
implementados y resueltos con nuevas versiones o actualizaciones de
software que no requieren cambios ni agregados de hardware, plaquetas o
filtros.
Dado que los programas de modos digitales solo requieren un modesto
procesador ( 486 o Pentium por ejemplo) y que la PC
cuente con placa de sonido, podemos dar uso a máquinas y partes que son
reemplazadas en el uso comercial o profesional por otras de mayor
capacidad o prestaciones y pueden conseguirse a precios muy bajos o
directamente obsequiadas por considerarlas obsoletas, y que pueden
asimismo equipararse en muchos casos a equipos mucho más actuales y costosos. |
Pero no existe ningún sistema sin inconvenientes, existen algunas desventajas que no deberíamos dejar de mencionar. 1_ Las placas de sonido, ocupan comúnmente algunos recursos del PC: un IRQ y uno o dos canales DMA. Si la placa de sonido no es del tipo "on board", también ocupará un slot y esto limita severamente el número de placas accesorias que puede instalarse en una PC concurrentemente. 2_ Algunas aplicaciones avanzadas requieren placas de 64 bits, que no siempre están disponibles en PCs más viejas.
### Y DE ESTO ULTIMO NOS OCUPAREMOS EN ESTA NOTA ### |
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PROGRAMAS Y APLICACIONES QUE UTILIZAN EL ACOPLAMIENTO Y CONTROL DE PTT
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QUE SE NECESITA Y UTILIZA PARA HACE MODOS DIGITALES
Aunque ya mencioné las múltiples utilidades y usos que pueden darse a las interfaces, mayoritariamente son utilizadas para transmitir y recibir Modos Digitales. Es por ello que dejando de lado las aplicaciones particulares y antes de empezar la descripcion de los circuitos, repasaré los elementos y características necesarias que se utilizan o necesitan para realizar Modos Digitales.
Software : o Programa encargado de codificar y decodificar las señales de nuestro equipo; el mismo determina en considerablemente el resto de los requerimientos, sobre todo del Computador. Existen innumerables programas de distribución gratuita, freeware, shareware, licenciada o registrada y de casi todos existen versiones de prueba o testeo para poder elegir convenientemente. Estos programas se distribuyen en la Internet y pueden encontrarse fácilmente con los buscadores, ingresando la frase "modos digitales". De allí en más, es solo elección del usuario y del tipo de modo preferido. Asegúrese de que el software pueda instalarse y funcione sin quedar "bloqueado" o solicitando un registro o clave para continuar, ya que en ningún caso necesita la interfaz para ejecutarse, ni la misma provocará que funcione si no lo hace sin ésta. En los "Help" y/o páginas web de los programas , suele indicarse la potencia, frecuencias y bandas mas propicias para cada modo en cuestión. Asimismo casi siempre figuran las conexiones o interfaces con alguna explicación referente a su funcionamiento. Por supuesto, conviene leer esas indicaciones y comentarios con detenimiento. PC o computadora : con las siguientes características : Procesador preferentemente Pentium o superior, aunque es posible utilizar de los del tipo 386 o 486, limitándonos en ese caso a las versiones de software menos "pesadas" en lo que refiere a velocidad y requerimientos. La generalidad de los programas requiere contar con sistema operativo Windows 95 o superior, salvo los casos de software que pueda ejecutarse en D.O.S. o Linux; para los cuales deberá obviamente contarse con dichos sistemas. Teclado, mouse , disco rígido y monitor preferentemente color VGA o super VGA. Placa de sonido con sus correspondientes drivers, funcionando tanto en reproducción como en grabación (o captación) de sonidos. Un puerto serial (o serie) libre. Esto es : no puede ser empleado simultáneamente por el mouse o cualquier otro dispositivo. Este último requisito, es utilizado por la mayoría de los programas para la operación de PTT o cambio de estado de transmisión a recepción del equipo de radio, y si bien no es indispensable, las soluciones alternativas son algo mas complejas. Equipo de radio : En lo que refiere a éste, puede tratarse del tipo base, móvil o de mano, y si bien los modos digitales pueden operarse en casi cualquier banda, el equipo debe ser capaz de transmitir y recepcionar en la/s porciones destinadas a los digimodos. No es necesario que el equipo tenga una salida de datos específica para realizar modos digitales, aunque si la posee las ventajas que ofrece la misma son los niveles de audio normalizados y la independencia del micrófono del equipo, que no necesita ser retirado |
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), las 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, el 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, accesibles 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" de 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, lo 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, centrando 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. 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. |
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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. |
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El cable es prácticamente 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 transformador de audio del tipo telefónico o de alguna radio en desuso o con un capacitor en caso de tener presente alguna tensión contínua. |
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_ Acoplamiento de PC a
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. |
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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 no está habituado al trabajo de electrónica, no tiene excusas para no realizarlas, ya que solo hace falta conectar dos cables. |
SALIDAS DE PC
(PUERTOS) |
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. |
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COMO FUNCIONA EL PTT 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 de 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
Por conexionados erróneos
Dado entonces que el comando de PTT es 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; si 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
El
problema mencionado 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. 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 conect ar algo a una PC, se trata de un caso extremo, ya que el haber contado con una interfase aislada, difícilmente podría haber soportado lo que 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. |
Circuitos básicos 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. |
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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 es prácticamente un cortocircuito a masa y el potencial en el terminal de PTT es casi 0 Volt , poniendo el equipo en modo de transmisión. |
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", el 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 es que las placas de sonido, habitualmente "monitorean" la 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, causando que la interfaz active el transmisor del equipo. |
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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, como 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. |
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Dado que no hay contacto eléctrico sino óptico entre diodo y transistor, las 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. |
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 cuya 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.
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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. 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. |
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.
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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. |
INTERFACE BASICA AISLADA
Como ya se mencionó, quienes prefieran mantener aislados galvánicamente el equipo de radio de la PC, es necesaria la utilización de transformadores en la etapa de audio y un optoacoplador para el accionamiento del PTT. Una de las configuaciones más comunes que cumple con estos requisitos es la interfaz que aquí se muestra. |
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Circuitos de
Interfaz para
handys |
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Interfaz completa tipo Yaesu, Icom, Alinco,Adi, etc. |
Interfaz completa Tipo Kenwood, Maxxon, otros. |
Construcción de Interfaces 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, dado 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. |
Un Montaje araña, bug o ugly de una interface, paso a paso En esta secuencia, se muestra el armado de las etapas de PTT y atenuador de audio dentro de la ficha DB9, utilizando los pines de conección de la propia ficha como base de sostén del conjunto. Se emplearon componentes relativamente grandes (resistores de 1 W y transistor de encapsulado TO-196) para demostrar que aún con esas dimensiones todo puede quedar integrado en la cápsula de la ficha DB9, tomando las precauciones de un armado prolijo. |
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La primer recomendación al encarar
el armado es individualizar los terminales de fichas y componentes. |
Variantes y testigos 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. |
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, sería muy poco probable poder verlo. El DB9 que se acopla a éste, se puede intercambiar de acuerdo al equipo de radio utilizado. |
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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. Recuerde que la numeración está indicada en el cuerpo de la ficha (ver con una lupa). |
Información Anexa : Transformadores de aislación de audio ( el fin de un mito ? ) En la gran mayoría de los circuitos que se ven en la web, se indican para la aislación de los circuitos de acoplamiento de audio, transformadores de relación 1:1 o bien 600:600 Ohms, de los usados en telefonía o de salidas de audio de viejos receptores de radio. Si bien estos transformadores funcionan correctamente, no es imprescindible la relación 1:1, ni tampoco que la impedancia sea de 600 Ohms. Casi cualquier transformador de audio funcionará bien en una interface, incluso llevando esto a extremos casi ridículos como lo muestra la prueba descripta a continuación, en la cual busqué la forma mas simple de construir un transformador de acoplamiento de audio. La idea fue realizar dos bobinas de alambre esmaltado, de unos 0,6 mm de diámentro, sobre una forma de plástico, que permita insertar un núcleo de hierro, como un tormillo, bulón, varilla de hierro o incluso un ferrite. Las dos bobinas, de aproximadamente 40 a 50 espiras, se realizaron una sobre otra y se colocaron sendos plugs, que conectarían una salida de audio y la entrada del micrófono de la PC. |
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En las pruebas se conectó la fuente de audio, en este caso y por cuestiones de practicidad y para mantener un nivel de audio constante, fué un grabador tipo periodista, con el audio tomado de una transmisión de RTTY, conectando la salida directamente al micrófono, interponiendo diferentes acoplamientos. |
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Cable directo | Transformador de audio | bobinas con núcleos férricos | bobinas con núcleo de aire |
En las pruebas no se notan diferencias significativas entre los resultados usando el cable directo, el transformador de audio, y las bobinas colocando núcleos de hierro y ferrite. Sí se nota un gran atenuación cuando se probaron las bobinas con núcleo de aire, pero incluso así, fue posible la lectura y decodificación en el programa de digimodos . |
Problemas y posibles causas "LA INTERFAZ NO FUNCIONA" . Antes de comenzar recuerde lo mencionado sobre los tres circuitos separados que conforman la interfaz
Verifique primero que la configuración del programa sea la correcta. 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 y/o a mala configuración del programa multimodo. 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, continúe 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 :
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 : _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.
_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.
(Este punto puede comprobarse
facilmente llevando el terminal seleccionado como PTT a masa, con lo cual el
equipo debe pasar a TX) 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, lo 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, se deberá accionar el PTT del equipo. Si se cuenta con un equipo con función VOX, solo 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, se 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. |
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