Techniek

Op deze pagina vind u allerlei schakelingen en apparaten die gerelateerd zijn aan het morse.

Vonkenboer Trainer	Electronische keyer	K1ELbug

Allereerst is hier deVonkenboer trainer van Wim PA0WV

De Vonkenboer-trainer

Inleiding

Jaarlijks organiseert de Veron in het najaar de Dag van de Radio Amateur, en daarin is een van de opgenomen evenementen een vonkenboerwedstrijd, de wedstrijdleider is PAoWRT.

In feite zijn er dan 3 modules, namelijk wedstrijd voor beginners, voor gevorderden en een vaardigheidstest.

De vaardigheidstest geeft nederlandse samenhangende tekst zonder cijfers maar met breukstreep en vraagteken, (als ik het goed heb), gedurende een minuut met een snelheid van een veelvoud van 5 wpm. Elke run van 1 minuut wordt eenmalig volledig herhaald. De snelheid van de runs loopt op tot en met 40 wpm. De resultaten dienen onmiddellijk ingeleverd te worden, handgeschreven op het uitgereikte invulformulier. Stenoschrift is dus niet bruikbaar, omdat de uitwerktijd naar normaal schrift ontbreekt. De ontvangen morsecode uittypen kan ook niet, te fraudegevoelig.
Fraude kun je om glimlachen bij een amateurevenement maar het is niet te verwaarlozen. Fraude en onsportief gedrag bij contesten zijn ruimschoots bekend, dus niets menselijks is de amateurbroederschap vreemd denken we dan maar.

Vanuit de afdelingen van de Veron wordt wel verzocht om erkenning door Agentschap Telecom MinEZ, maar die instantie begint daar niet aan. Logisch ook want de lengte van de tekst, de herhaling ervan en het ontbreken van cijfers erin doet de test als zodanig reeds, ook bij succes, onvoldoende gegevens verstrekken, om aan te tonen dat aan de voormalige exameneisen wordt voldaan.

Ik bedacht dat een trainerapparaat dat de proficiency-test nabootst, zodat regelmatig geoefend kan worden, en de morsevaardigheidstest zich niet tot een eenmalig per jaar luisteren naar Morse beperkt, een bruikbaar apparaat kan zijn.Gebruik stimuleert oefenen en aldus kunnen de zendamateurs het latijn van de telecommunicatie, de morsevaardigheid, hoog houden. Je weet trouwens maar nooit wat de toekomst voor noodsituaties kan bieden. Wat dat betreft zou het DARES sieren als ze een morsevaardigheidseis zouden stellen aan de deelnemers, maar ja we moeten er begrip voor hebben dat er dan weinigen zullen overblijven.

Aldus overwegende werd de Vonkenboertrainer geboren.

Eisen aan het apparaat

De opgenomen tekst moet gecontroleerd kunnen worden, een 2 regeling 16 karakter per regel LCD display volstaat, de tekst van een run wordt na afloop op de onderste regel van de display geschreven en als die vol is wipt die naar de bovenste regel en is de onderste weer blank. Dat leest makkelijker dan schuivende tekst (lichtkrant). Het is echter ook mogelijk de tekst gelijktijdig met de morsesignalen op het scherm te laten schrijven.

Voorts zijn twee insteldrukknoppen nodig om de beginsnelheid en de hoogste snelheid te kiezen en de keuze voor al of niet cijfers en al of niet leestekens in de tekst, ook voor het tussentijds stilhouden van de controletekstroulatie alsmede het weer het starten ervan en controle tussen de runs of pas erna. De beginsnelheid en andere instelbare parameters worden in EEPROM opgeslagen zodat die bij een volgende training na het inschakelen van de netspanning niet opnieuw behoeven te worden ingesteld.
Om gewenning aan tekst te voorkomen moet een voldoend lange tekst beschikbaar staan. Als we uitgaan van een 15 wpm t/m 40 wpm training, dan is dat totaal 165 woorden, met spaties mee is dat dan ruim 1 kbyte. Een EEPROM geheugen van een paar kilobyte dat de controller biedt volstaat dus niet, met 32 kbyte is voldoende variatie aanwezig. Dat zit niet in de gebruikte controller, dus is er een extern, met een I2C bus bestuurd EEPROM aangebracht.

De tekst moet, indien gewenst, na verloop van tijd ververst kunnen worden, daarom is een RS232 connector geinstalleerd om via hyperlink uit een PC nieuwe tekst erin te kunnen zetten.Een 16 bits random number generator in de vorm van een maximum shift register sequence zorgt ervoor dat het beginadres van een oefening ergens willekeurig in het EEPROM wordt gekozen, na die keuze wordt dat adres verhoogd tot de eerstvolgende spatie in de tekst, zodat een oefening niet halverwege een woord begint.
Snelle morse kun je niet gewoon maken door een blokgolf aan en uit te zetten, met een gelijkstroomcomponent die meeschakelt, want dat geeft hinderlijke klik en veel harmonischen, die je maximale snelheid begrenzen. Er mag in het signaal geen gelijkstroomcomponent zitten die in het ritme van de dits en dahs wordt geschakeld en tevens moet de flank waarmee de omhullende van de sidetoon aangroeit enkele ms duren. Tot 7 ms toe is bijvoorbeeld een instelkeuze bij www.rufzxp.net. Daar moet dus voor worden gezorgd. Een ingebouwd speakertje met een volumeregelaar is gewenst. Een telefoonjack hoort er eigenlijk ook in, maar tot 40 wpm is nog goed te nemen op een dichtbij staand luidsprekertje, die heb ik dus maar niet aangebracht. Een en ander bepaalt dus hoe de zaak er uit gaat zien.

Het ontwerp (Voor de schema's, klik HIER)

We maken gebruik van een microcontroller. Ik gebruik de Atmel AT89S8253 omdat ik die op de plank heb liggen, en die voldoende pennen heeft om zonder rompslomp alles te kunnen aansluiten. Tevens is het een 40 pens DIL IC en dus nog te solderen door de bejaarde amateur met het met de leeftijd gepaard gaande gezichtsverlies, en onvastheid van de soldeerhand.

Om een sinusvormige sidetoon te krijgen met de vereiste flanken van de omhullende wordt door de processor een blok gemaakt van 7200 Hz. (figuur 1) De mark space verhouding van die blok bepaalt de gelijkstroomcomponent. Die wordt eruit gehaald met 3 RC leden. Bij een symmetrische blok is die 2,5 volt. Wijzigt de mark spaceverhouding dan wordt die hoger of lager, Op die manier kun je door een juiste wijziging van de mark-space verhouding een sinus verkrijgen. En tevens, het belangrijkste, de amplitide van die sinus naar believen laten groeien en dalen in een gewenst tempo. Dit is een belangrijke routine. De flowchart is hierbij getekend, zodat dit principe ook naar controllers van een ander type makkelijk te porten is. Het principe is dat er twee keer per periode van 7200 Hz een interrupt wordt gegeven door het aflopen van een presetted teller. Bij de even interrupts (voor de marktijd) wordt de preset geladen en bij de oneven interrupts (voor de spacetijd) de two's complement van de preset. Samen leveren die altijd een vast bedrag op voor mark plus spacetijd, zodat de frequentie die 7200 Hz gekozen is niet wijzigt. De tabel met de variabele presets, die de flanken bepalen, is met een computerprogramma dat ik daartoe in C schreef gegenereerd, zodat makkelijk geexperimenteerd kon worden met verschillende flanktijden zonder dat er kans bestond dat er fouten inslopen. Gekozen is voor 16 monsters per sinus, de sidetoon is dus 7200/16=450 Hz. En de cosine squared leading en trailing edge van de morse is drie sinustijden lang, dus 6,7 ms.

Na inschakelen willen we niet altijd dezelfde tekstkeuze horen. Er is daarom een random number generator geimplementeerd met een maximum shift register sequence, volgens het polynoom x^16+x^5+x^3+x^2+1 die het beginadres van een tekst aanwijst. Dat kan natuurlijk midden in een woord vallen. Vervolgens wordt dan het gevonden adres verhoogd tot de eerstvoorafgaande woordspatie zodat een oefening niet midden in een woord begint. Een timer die op de morsetekentijdbasisinterrupt draait wordt bijgehouden zodat na een minuut op de eerstvolgende spatie wordt gestopt met zenden.Bij elke herhaalde snelheidsoefening wordt het random adres van de generator in EEPROM van de controller opgeslagen zodat bij uitschakelen de volgende keer na inschakelen niet dezelfde tekst herhaald wordt.
De in een normale tekst opgenomen multipel spaties voor regelvulling wordt als een spatie behandeld nadat de drie controltekens wagen terug, line feed en tab zijn omgezet in spaties. Er is rekening mee gehouden dat altijd per run een minuut wordt gezonden ook als cijfers en/of leestekens naar keuze niet mee mogen doen.

de bouw

De meeste onderdelen heb ik betrokken van Conrad. Voor een geprogrammeerde controller kan ik zorgen, neem dan contact opnemen met mijncall@amsat.org. De hexfile om zelf eventueel te programmeren is ook beschikbaar. De onderdelen worden op gaatjesboard geplaatst van half euroformaat dat is 10 bij 8 cm, de foto geeft de opstelling voldoende duidelijk weer. De 10 pens connector die ICP genoemd wordt in het schema kan worden weggelaten als een geprogrammeerd IC wordt geplaatst, omdat die alleen nodig is voor in circuit programmeren. Een en ander wordt volgens het schema bedraad. Ik gebruik daarvoor 0,4 mm posijn wikkeldraad, en zover mogelijk dun (0,6 mm) blank montagedraad, maar iets anders is natuurlijk ook prima. Het kastje bevat 6 losse delen waarvan de voor en achterzijde bewerkt worden volgens bijgaande tekeningen. Ik druk zo'n tekening af op de inkjet printer van de PC, knip de delen uit, plak ze met plakband passend op de voor en achterpaneeltjes van het kastje en prik er dan met een kraspen de gegevens van over waar er geboord moet worden. Die putjes dan centeren met een centerpunt, voorboren met 2,5 mm en naboren met de opgegeven maat. De rechthoekige gaten uitzagen met een handfiguurzaag, de zaag smeren met spiritus. Daarna precies op maat vijlen en als finishing touch de randen schuren met wat schuurpapier op een verf-roerhoutje. Let op de afmetingen van de LCD display, die verschillen onderling per merk. Baco IJmuiden en Dijken in Groningen leveren het type dat ik gebruikt heb, ze kosten minder dan 4 euro.

Gebruik

Tekst om het externe EEPROM (vermoedelijk) eenmalig te vullen kan worden ingevoerd vanuit een PC, als tijdens het inschakelen van de netspanning de rechter menuknop ingedrukt gehouden wordt. Daarna loslaten. Vervolgens kan met hyperterminal ingesteld op 9600 8N1 een tekstfile worden verzonden (niet de instelling bestand verplaatsen, maar tekstbestand verplaatsen). Zorg ervoor dat het bestand minstens 32 kbyte groot is. De display geeft tijdens het programmeren de adressen op van de 64 byte pagina's in het geheugen die beschreven worden. Dat stopt bij voldoend lang tekstbestand bij hex8000 met de mededeling dat het eeprom vol is. Het is dus ook mogelijk in andere dan de nederlandse taal te trainen. Voor de gebruikelijke prosigns bij begin KA en einde AR van een run zijn voor de LCD leesbare fonts voor ingezet direct na inschakelen van de netspanning.In het EEPROM zit een checksum, klopt die niet dan worden defaultwaarden voor de parameters in het EEPROM gezet. Als je tijdens werking op de linkerknop drukt stopt de morse bij de eerstvolgende spatie en kun je door op de linkermenuknop te drukken het menu doorlopen, Is er een parameter die gewijzigd moet worden dan op de rechterknop drukken, de parameter biedt dan alle keuzes die mogelijk zijn en zodra de gewenste keuze voorstaat weer drukken op de rechterknop. Aan het einde van het menu kun je het opnieuw doorlopen of eruit gaan, In dat laatste geval worden de parameters opgeborgen in EEPROM en de zaak start opnieuw.

Als je na een oefening tijdens het verschijnen van tekst op de display op de rechterknop drukt dan stopt die tekststroom zolang je de rechterknop ingedrukt houdt. Dat vergemakkelijkt het controleren van op papier geschreven tekst.

Tot slot:

Conrad bestelnummers (niet van alle onderdelen):
150234 EEPROM 24LC256-I/P
152281 MAX232
168254 kwarts 11,0592 MHz HC18U=HC49U
175030 spanningsregelaar 1A pos
181544 TDA7052
189600 precisie IC voet 8 polig
189677 precisie IC voet 40 polig
335371 mini luidspreker LSM-40 A/SQ 8 ohm
451843 ker schijfcond 4700 pF
506150 trafo 9V 2,3 VA
522209 m3x6 verloren kop kruiskop
523232 alu behuizing 1030
531901 soldeerlip eenpolig
605468 vertind koperdraad 0,6 mm 40 m
617836 aderhulzem 1 mm rood
705071 miniatuur drukknop
729949 aansluitklem 2 polig
741370 RS232 schroefvergrendelingsset
742082 sub D female 9 pool

73 PAoWV

Naar boven

De electronische keyer van PA3AQL

In CQPA van februari 1979 zag ik een artikel over een memory keyer. Besloten werd om hem na te bouwen, maar dan zonder memory en volgens mijn eigen layout.
Alles werd op baantjes print gemonteerd en in een Euro kastje ondergebracht.
Aan de voorkant bevinden zich een aan/uit schakelaar, een tune knop en de speed regelaar. Bovendien een ledje om te zien wanneer de keyer aan staat.
Op de achterkant zit een aansluiting voor 12 Volt, een 3 mm telefoonplug om een handsleutel aan te sluiten, een tulp plug voor de padles en een 6 mm telefoon plug om verbinding te maken met de TX.
Jarenlang met veel plezier mee gewerkt. Momenteel is deze keyer niet in gebruik. Heeft wel enige jaren in de Unimog van de Stichting HelleMonster gestaan.
Thuis gebruik ik nu een ETM-8C. Eens tweedehands op de kop getikt.

Naar boven

De K1ELbug

PAoWV, 10 juni 2010

Inleiding

Er wordt de bouw van een schakeling beschreven als aankleding van een keyer chip die door K1EL los wordt verkocht als type K12 (inclusief verzending van een exemplaar kost die 10 dollar, dus ongeveer 8 euro) De K12 chip is een geprogrammeerde PIC12F683. Het is een makkelijke methode om een goede keyer mee zelf te bouwen. Er is veel amateuristische rommel op de markt in kitvorm, gemaakt door mensen die zelf nauwelijks of geen CW gebruiken maar denken te weten hoe een keyer moet werken; eenvoudig immers: links punten en rechts strepen, is hun standpunt. Daar niet aan beginnen dus.
Gegevens waaronder een uitgebreide bedieningshandleiding kunnen worden gevonden bij http://k1el.tripod.com/files/k12man.pdf Bouwkeuzes of kliek HIER.
Ik ben niet geinteresseerd in batterijvoeding, dus er is een netvoedinkje gemaakt zoals het schema aangeeft. Alles is gemonteerd op gaatjesboard. De chip geeft een sidetone af, die is noodzakelijk om de instellingen te kunnen wijzigen want de conversatie met zijn baasje geschiedt dan in morse.
De schakeling moet een zender sleutelen, in mijn geval een negatief gesleutelde buizenzender die open spanning -70 volt op de sleutel heeft en bij sleutel ingedrukt loopt er 2 mA. Dat kan natuurlijk met transistors die ik niet heb liggen, maar een andere zender die positief geschakeld is werkt er dan weer niet mee, dus heb ik gekozen om te sleutelen met een reed relais, dat werkt dan altijd voor elke zender. Het snoertje wordt op de seinsleutelinput aangesloten, de contacten zijn zwevend dus de polariteit doet niet terzake. De PIC mag niet zwaar worden belast en geeft 3 volt af bij key down, dus is er een darlingtontransistor BC517 tussen gezet waarvan ik een keer een aantal in een zakje kocht bij Baco in IJmuiden. Het reed relais dat ik gebruik heeft inwendig een diode, heeft het dat niet, wat met een ohmmeter makkelijk is vast te stellen, dan moet er parallel aan het relais een diode worden gezet, met de anode aan de collector van de darlington. Het gebruikte relais heeft een 5V spoel en is daarom aan de 5V voeding bevestigd.
De spaan-contacten van de knijpsleutel zijn uitgevoerd naar een 3,5 mm stereo telefoonplug de linker (punten) spaan aan het puntje van de plug en de rechter (strepen) spaan aan de ring van de plug, omdat dat de gebruikelijke aansluitingen zijn. De afscherming en massa van de sleutel aan de massa ansluiting van de plug. Ferriet varkensneuzen en C-tjes van 1nF houden het HF dat de blote delen van de knijpsleutel eventueel oppikken, buiten de aluminium kast. Ook de netsnoerdoorvoer is voor de zekerheid van ferriet voorzien.
De sidetone wordt via een verzwakkerweerstand naar een volumeregelaar potmeter van 5k aan een TDA7052 1 W versterktje toegevoerd, dat een 4 cm speakertje van 8 ohm voedt. Een condensaator parallel aan de volumeregelaar voorkomt hf genereren van de versterker.
De 3,3 Volt voeding voor de PIC die tussen 0 en 10 mA trekt, is aangesloten op een 3,3 V zener, die via een 100 ohm weerstand uit de gestabiliseerde 5V wordt gevoed. Er is dus geen speciale 3,3 V regelaar toegepast, simpelweg omdat ik de nu gebruikte onderdelen toch had liggen.
De keyer kent 6 bedieningsdrukknoppen met een maakcontact, een voor het geven van commando's en die ene genoemde plus 5 anderen voor het starten van 6 opgeslagen berichten. Verder 6 extra gemonteerde knoppen die lezen de stand van een 5k trimpotmeter uit, daarmee kan dan de snelheid over een deelbereik worden ingesteld. Instellen over het volledige bereik kan ook met een S commando maar dat kost meer tijd. Er is nog een derde manier om de snelheid te verhogen en te verlagen over het hele bereik door het aandrukken van een seinspaan en dan op de commandoknop drukken, maar dan heb je geen weet van welke snelheid je precies op staat.
Het is net als met een autorit, als je een tijdje snel rijdt lijkt 50 veel langzamer dan wanneer je een tijdje aanzienlijk langzamer hebt gereden door een dwangbord 30.
Die 6 knoppen die een trimpotmeter uitlezen heb ik daarom gemonteerd zodat elke knop een aparte trimpot van 5K achter zich heeft. Na eenmalige afregeling van die trimpots kan met een simpele druk op een van die extra knoppen de bijbehorende snelheid onmiddellijk worden ingesteld. In het schema zijn er slechts twee getekend dat aantal kan naar behoefte worden uitgebreid. Ik heb er 6 gemonteerd, omdat daar ruimte voor was en de zaak er dan symmetrisch uitziet. Het oog wil niet veel, maar ook wel wat.

De bouw:

Klik op de foto voor het schema

Het kastje bevat twee printen half euroformaat, de bovenste is opgesteld vlak onder de bovenplaat en bevat alle drukschakelaars en bijbehorende trimpots en weerstanden. Nauwkeurig boren is vereist, om die knoppen dan door die gaten te laten vallen. Het makkelijkste is het om op grafiekenpapier een knop precies aan te geven en dat papier dan als mal gebruiken om dat punt over te nemen op het aluminium en vervolgens te boren met 1 mm. Daarna gebruiken we een ongebruikte gaatjesprint als boormal. Een los 1 mm boortje door een gat van de printmal, en tevens door het geboorde mm gat in het aluminium, de print parallel aan de randen van het aluminium vastklemmen en vervolgens de gaatjes van de gaatjesprint als boormal gebruiken om met 1 mm boor centerputjes te boren. Vervolgens die printmal verwijderen, de centergaatjes voorboren met 2 mm, en dan naboren met de gewenste diameter. Een ander soort drukknoppen die direct in het aluminium bevestigd kunnen worden is natuurlijk veel eenvoudiger te monteren. Maar goed, de gebruikte knoppen had ik in voldoende aantal liggen, andere typen niet.
Ontkoppeling van de 3,3 volt van de PIC direct bij de contacten 1 en 8 solderen. De seinspaanontkoppelingen direct op de stereocontraplug en daar een paar varkensneuzen achteraan.
De PIC niet opblazen dus de spanning op het gemonteerde 8 pens ICvoetje meten na montage van de voeding en de zener. Pin 2 van de ICvoet tijdelijk met pin 1 of pin 8 verbinden levert dan bij wijze van test dat het reedrelais moet sluiten (zender in) of openen. Pen 3 aan pen 1 of 8 moet in het speakertje te horen zijn als de volumeregelaar niet op 0 staat.
Op pen 7 staat 3,3 volt en indrukken van de tweede t/m de zesde drukknop moet dan een verlaging van de spanning geven, die overeenstemt met de theorie die voor spanningsdeling voor het zendexamen is geleerd, niet voor niks dus. De handleiding geeft overigens een commando Y waarmee je later kunt testen of de weerstandwaarden van de drukknoppen liggen in de gewenste bereiken. Als dit allemaal werkt kan de chip in de voet gezet, denk er wel om dat pen 1 in het juiste gaatje komt, dat IC niet een halve slag draaien dus, de chip past dan namelijk ook in de voet en kan vervolgens worden weggegooid. Controleren dat alle pennetjes in de gaatjes van het voetje belanden. En niet als kattepootjes onder de chip zijn dubbelgevouwen.
Dan kun je strepen geven, en het aantal strepen tellen in 5 seconde. Dat aantal is nagenoeg het aantal woorden per minuut, daarmee kunnen de trimpots worden geijkt. De gewenste snelheden onder de knoppen kun je zelf kiezen.
Als je niet zo snel kunt tellen als een bank CEO, kun je met een frequentieteller op de collector van de darlingtontransistor, liefst met poorttijd van 10 seconde, tellen. Op de print is daarvoor een testpen aangebracht. De dot-spaan, moet dan voortdurend ingedrukt zijn, je meet dan dus de dot frequentie. De morsesnelheid in woorden per minuut is 2,4 keer de gemeten dot-frequentie. Meet je bijvoorbeeld 5 Hz dan sta je op 12 wpm. Hoewel de potmeters analoog regelen werkt de chip met een AD converter, en vind je dus schoksgewijze wijziging van de frequentie bij voorzichtig draaien aan de trimpot en herhaaldelijk de bijbehorende knop indrukken.
Instellen met het speedcommando S leert, dat als je 20 wpm ingeeft hij op 19,28 staat bij mijn exemplaar. Bij 5 wpm meet ik 4,99 wpm en bij 55 wpm is bij mijn meting de werkelijke snelheid 54,88 wpm.
Met de sidetone is droogzwemmen, om de seinspanen te bedienen voor oefenen mogelijk. Youtube toont filmpjes door een nederlandse zendamateur erop geplaatst die dat bedienen helemaal verkeerd doet; bij een letter W bijvoorbeeld in een iambic mode twee keer op de streepspaan drukken. Mijn tip is daarom om een handleiding te gebruiken van K7QO die te vinden is op www.k7qo.net/sending.pdf Het is namelijk vervelend als je verkeerde gewoonten aanleert en bij het vorderen van je vaardigheid dan later aanloopt tegen een muur waar je niet doorheen komt zonder eerst met heel veel moeite je verkeerde gewoonten af te leren.

55 es cu in cw 73 de PAoWV

Naar boven

Mail ons

Last updated on January 20, 2011