淺談 HF 頻道選擇 band decoder 線路

band_decode_cover


前言

電波傳播理論 topic 太大,那將之斬件分為數編文章。


Why band decoder

頻道選擇器,一般用於 HF,作為 antenna tuner 以致天線陣的切換。本文以 ICOM 最簡單的線路作為 demo,並介紹兩款 open source,以 Arduino nanocontroller 可用於三大日系品牌的成品 band decoder


各日系品牌的 HF 頻道選擇法

Kenwood
commandcom port 發出指令。

Yaesu
BCD

2el_AD

courtesy of https://remoteqth.com/bcd-to-16.php

ICOM

ICOM 不外兩種方法,一是以 CI-V commandcom port 發出指令。

另一是 ICOM 檯機一般也有 ACC 13pin 的端子,pin 5 band 的輸出,以不同電壓代表。一般來說,max 電壓是 8V,每約 1V 代表一至兩個 band

Icom-7300-ACC


YaesuBCD 一樣,明顯這是舊時代產物,MCU 應用未流行的設計。處理也不複雜,不外是以 op-amp 電壓比較,或以 LM3914 這種 voltage level indicator 處理。有玩過音響的,對其孖生兄弟 LM3915 應不會陌生。

LM3914 在旺角鴻光商場仍有售,仙丹價 $15 大元。


k6xx_band_decode

courtesy of  https://www.k6xx.com/radio/icbsciv.pdf


這是 K6XX 的線路,我接上 LED 代表相應的 band,實際應接繼電器。

K6XX 的線路簡單,三個重點需注意:

那些 inductor,有固然好,無也不碍事。

R2 27k 數值因應不同 LM3914 需調整,我直接用 47k VR 從中間值向下調,直至 0V 代表的 10MHz 不會發出喑光為止。

以我的 IC-7000 為例 (其他 ICOM 也應相若),每 1V 代表的 bands 的誤差頗大。

band_volts


如以 ACCpin 1 固定 8V 輸入 LM3914 作為參考電壓,會導至 24/28MHz 50M 以上頻段因電壓太近而誤當是50M 以上頻段。

我的解決方法是以 ACC13.8V 輸出,接 LM1117 adj(LM317 也可) ,將參考電壓拉闊到 8.6V ,讓 24 / 28MHz 50M 以上頻段跌在同一組內。那按 24/28M 掣是起碼有反應。


YouTube demo


這個方案簡單,一晚功夫搞掂。短處是部份 band 跌在同一組內。要明確知道使用中的頻段,ICOM 機就需使用 CI-V command 了。


以下是兩款同廠並支援日系三大廠家的 open source 的方案。

https://remoteqth.com/arduino-band-decoder.php

slide-bd-05

第一個是停產了的。 open source 管他停產與否,合用即可。這方案簡單,用家可按自身需要刪減不需的部份 (say 沒有 Yaesu 機,BCD 那部份可省掉)。接電腦的部份用 USB to TTL 取代可更簡潔。


https://remoteqth.com/wiki/index.php?page=Band+decoder+MK2

wiki-bd2-01

第二個 MK2 是仍供貨中,但搞到太複雜了。最敗北是那個 25pincom port。今時今日仲用真係嚇親人。支援三廠的 I/O,有很多方法。一般用家也會用同一品牌以省卻多餘配件。 25 pincom port 是方便生產商,不是方便用家。

這方案唯一可取是有 LCD 顯示和網絡連結而已。

Again,參透線路後,省掉一大堆用不著零件,但很花時間。


總結

band decoder 不是人人用得著,但要自製也不算困難。

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ESP32 iGate 試製

esp32igate_cover


前言

屋搬完,試考完,未病完,但 life 還得繼續…

搬屋對 ham 係好麻煩o既事。成個雞棚拆左,要係新地方起翻,不少接線用唔返,擺放位置也是一個問題。只有得閒做d,慢慢搞。

我也陷入簡單、重覆性高的不想寫;難的,需很花時間的又想攤下先的情況。

廢話少講,入正題。


這個 project 知道了一段時間,由 ver0.3 試到剛發佈的 0.8。是泰國同好 HS5TQA 的傑作。泰國同好(我理解是同一team)有幾個以 ESP 系列做出 APRS project 是不錯的。主攻是小型,附細 oled display 顯示。

但和我之前介紹過的大同小異,所以暫且不寫文介紹了。


Why ESP32 iGate

年代不同,無需再 connect 電腦屏幕做各樣設定。只需以電話,平板等經 Wi-Fi 接入即設定並查看實時數據。

最新的 0.8oled 會顯示四頁有用資訊,這是前版沒有的。

硬件設計與同一作者的 M17 Gateway 是一樣。

M17 Gateway 的玩法是以一 analog 機接 ESP32 線路,再 forward M17 制式的 chatroom,反之弈然。不過可惜的是我的測試是連她的 Wi-Fi 也連不上。

最後一點是,這個 project 是靚機測試器 …,詳看下文


官網 GitHub 連結:

https://github.com/nakhonthai/ESP32IGate


硬件準備

原設計的 ESP32 module 屬舊款,我用較新的版本。只需腳位跟線路圖對回即可。

輸入有 SQL,一般手機沒這個輸出。實戰測試空接,上天或落地沒甚分別。


軟件準備

下載最新,普通的 ESP32IGate_Vxx bin file 即可。也無需如官網所用的 tools 複雜下載。用 ESPHome-Flasher 簡單下載即可。

留意,module 不要插在線路上下載 FW,必需拔出再經 USB cable 接電腦下載。


初測

上電後,用平板掃描 SSID,應有一個ESP32IGate。接上後,用瀏覽器登入 192.168.4.1。一切順利應可登入 iGate 網頁。設定各 parameter reboot

ssis

web_m1

web_m_service


實戰測試

SDR Angel 監聽 APRS 頻道。FTM-350AT-878UV 作為 tracker 發射 beaconESP32IGateUV-5R 作為 iGateTxRx

sdrangel


結果是不論 SDR Angel 盡收 350878APRS beacon,但 ESP32iGate 皆很間歇性才收到一次半次。起初以為因為沒接上 SQL

ESP32DR_SimpleCircuit


遂以一開關將 SQL 上天或落地皆沒甚幫助。


web_decode_fail


最後,以 KenwoodTH-F6 換掉接 iGateUV-5R ,並將接 headset 模式轉為 TNC。成功率需大增,但也不是 100% 全收。

esp_rx


menu1


menu2


menu3


menu4



總結

設計概念雖好,但不知是線路過於簡單,或是軟件設計仍有bug。測試還好,用在 production 仍有一段長距離。M17 GatewayWi-Fi 也連不上,想試也可省回。

可幸的是,發現監聽用最新版的 SDR Angel 功能超強。基本上以前介紹過的 SDR 應用,現在一個 program 就搞掂。有機會再介紹。

雞棚還未搭回,下文如無意外,是不自量力講一些電波傳播活用法。

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