IR1UFZ nodo 466490 SVXLINK (Echolink)
Ponte sincrono by IK1JTD Roberto I1SKV Vito
Nella primavera 2011 ci è venuta l'idea di realizzare un progetto forse nuovo per quanto riguarda i radioamatori: una rete isofrequenza con ricevitori remoti.
Dopo alcune chiacchierate in radio e di persona, avendo la disponibilità di OM interessati ai test e all'utilizzo, di alcune postazioni e di vari apparati abbiamo iniziato l'acquisto del materiale occorrente, la costruzione degli apparati non reperibili in commercio, la scrittura del software, le modifiche e le programmazioni degli apparati, le tarature, i test.
Specifiche del progetto:
- Costo contenuto
- Frequenza UHF
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-Ingresso: 4 RX remoti e relativi TX link verso il Master, gestione RSSI.
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- Mongardino, Asti, Loazzolo, Cocconato
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-Uscita: 3 TX isofrequenza di diffusione e relativi RX circolare
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- Mongardino, Bauda, Cocconato
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-Master: 4 RX link e TX circolare, gestione RSSI RX remoti e commutazione audio
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-Master di backup
Componenti utilizzati:
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- Apparati Radio
-Postazioni Remote-
4 Motorola GM900 RX remoti freq. 435.3375 MHz CTCSS 127.3 Hz
4 Telettra MT100_3 TX link 4 Watt, freq. link1, link2, link3, link4 CTCSS vedi dopo
3 Motorola GM900 RX circolare freq. circolare CTCSS SI
3 Motorola GM900 TX diffusione 10 Watt, freq. 430.3375 MHz CTCSS NO
-Postazione Esercizio Master-
4 Motorola MCmicro RX link freq. link1, link2, link3, link4 CTCSS vedi dopo
1 Motorola GM350 TX circolare 8 Watt, freq. circolare CTCSS SI
1 Motorola MCmicro link UHF
1 Icom IC-H6 RX Radiocomando (8 canali)
-Postazione Riserva Master-
4 Motorola MCmicro RX link freq. link1, link2, link3, link4 CTCSS vedi dopo
1 Motorola GM350 TX circolare 8 Watt, freq. circolare CTCSS SI
1 Icom IC-H6 RX Radiocomando (un canale)
- 5 Schede Tone Encoder Communications Specialists o Sicep
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- 5 Schede Arduino 2009 per i convertitori RSSI - CTCSS e toni audio,
4 in servizio sui ricevitori, una riserva
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- 1 Scheda Arduino 2009 per il convertitore Analogico - Digitale al Master
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- 1 Scheda Arduino 2009 per l’Identificatore Vocale in servizio
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- 5 Oscillatori Termostatati ad alta stabilità OCXO a 10 MHz per i moduli OCXO,
3 in servizio sui trasmettitori, 2 riserve
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- 1 Oscillatore Termostatato ad alta stabilità OCXO a 10 MHz
per il generatore di frequenza campione agganciato al GPS
- 1 Modulo Ricevitore GPS con uscita a 10 KHz e relativa antenna
per il generatore di frequenza campione agganciato al GPS
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- 5 Oscillatori controllati in tensione e compensati in temperatura VC-TCXO a 16.8 MHz
per i moduli FLL TCXO, 1 prototipo, 3 in servizio sui trasmettitori, 1 riserva
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- 1 Circuito Integrato ISD1416P per l’Identificatore Vocale in servizio
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- 1 Circuito Integrato ISD2560P per l’Identificatore Vocale di riserva
- 16 Circuiti Integrati FX335, 1 modulo oscillatore a 1 MHz per il Master
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- 2 Filtri attivi audio Murata per il modulo di misura S/N e monitor
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- 2 Moduli di commutazione audio autocostruiti per Master e Riserva Master
- Filtri duplexer e notch
- Antenne collineari e yagi
- Alimentatori di qualità lineari e switching con gestione accumulatori Piombo - Gel
- Schede DTMF per i radiocomandi
- Connettori di qualità
L'uscita RSSI di ciascun ricevitore remoto, da 1 a 4 volt circa, proporzionale al segnale RF ricevuto, entra in un ingresso analogico di una scheda Arduino 2009.
Il software gestisce livelli, isteresi e ritardi, pilota una scheda tone encoder CTCSS TS-32 / TS-32P / SS-32P Communications Specialists oppure una scheda tone encoder Sicep, i led monitor di stato e genera toni in banda audio di identificazione e segnalazione funzionamento a batteria.
Abbiamo previsto 4 livelli RF in ingresso e relativi subtoni:
1 LOW CTCSS tono 1 apre tone squelch
2 MED CTCSS tono 2 segnale migliore, molto soffio S/N 15 dB circa
3 HIGH CTCSS tono 3 poco soffio S/N 25 dB circa
4 FULL CTCSS tono 4 assenza di soffio S/N migliore possibile (>30 dB)
Attualmente eseguiamo misure e tarature strumentali sul rapporto segnale/rumore, anche se la taratura "ad orecchio" utilizzata nella prima fase è risultata accettabile.
Il subtono generato viene miscelato con l'audio ricevuto ed entra nell'ingresso del TX link.
Non avendo potuto escludere l'enfasi dai TX link abbiamo inserito la deenfasi sugli RX.
Tutti gli altri apparati sono in lineare.
Le stessa scheda Arduino 2009 inoltre genera un tono in banda audio per un tempo di 80 mS ripetuto ogni 6 secondi o una sequenza di 2 toni in banda audio per un tempo di 80 mS ciascuno e pausa di 80 mS ripetuti ogni 6 secondi che vengono miscelati con l'audio ricevuto e identificano il ricevitore remoto:
LA4 440Hz = Mongardino (un “beep” ogni 6 secondi)
LA4 440Hz e LA#4 466Hz = Asti (due “beep” consecutivi, il secondo più acuto, ogni 6 secondi)
LA4 440Hz e LA4 440Hz = Loazzolo (due “beep” consecutivi, stessa frequenza, ogni 6 secondi)
LA4 440Hz e SOL4# 415Hz = Cocconato (due “beep” consecutivi, il primo più acuto, ogni 6 secondi)
Gli stessi toni, con durata maggiore, (560 mS) segnalano il funzionamento a batteria.
Alla postazione Master l'uscita filtrata di ogni RX di link entra nell’ingresso di una scheda di commutazione audio autocostruita.
L'uscita della scheda di commutazione audio entra nell’ingresso del TX circolare insieme all'audio dell'identificatore vocale:
" Rete sincrona, tono 127 punto 3 " per il Master in servizio (Analogico)
" Rete sincrona, tono 127 e 3 " per il Master di riserva (Digitale)
L'uscita non filtrata di ogni RX di link entra in un apparato Master “Analogico” autocostruito.
L'apparato Master “Analogico” ha 16 decoder di subtono: 16 integrati FX335 con unico oscillatore esterno a 1 MHz, (4 decoder per ogni RX) e fornisce 4 uscite analogiche a 4 livelli discreti proporzionali ai segnali RF remoti ricevuti.
Queste uscite vanno a pilotare le commutazioni della scheda audio.
L'apparato Master fornisce il segnale di abilitazione TX e ritardo.
Attualmente alla postazione Master vengono utilizzate due antenne, una per la ricezione dei link e una per la trasmissione circolare, con la possibilità di utilizzarne una sola tramite un filtro duplexer con 4 cavità notch.
E' prevista l'abilitazione o la disabilitazione dei singoli ricevitori di link, del trasmettitore circolare, due valori di tempo della coda di portante, l’abilitazione e la disabilitazione di una radio opzionale in VHF e il reset di tutti gli apparati da remoto tramite radiocomando.
Disponiamo inoltre come riserva di un apparato Master “Digitale” autocostruito, Software by IK1FLC Giancarlo, che abbiamo utilizzato in una prima fase.
Sempre nella prima fase abbiamo utilizzato 2 soli TX di diffusione tarati accuratamente in isofrequenza.
Lo slittamento verso il basso all'aumentare della temperatura procedeva in maniera simile nei 2 TX ma per passare all'utilizzo di 3 trasmettitori abbiamo deciso migliorare decisamente la stabilità.
Per questo motivo abbiamo modificato ogni TX di diffusione (Motorola GM900) inserendo un riferimento esterno al posto del TCXO interno a 16.8MHz.
Abbiamo acquistato tramite Ebay TCXO a 16.8 MHz in SMD per telefoni cellulari e OCXO a 10 MHz. Abbiamo autocostruito un hardware dedicato per agganciare i TCXO agli OCXO e abbiamo autocostruito un generatore di frequenza campione a 10 MHz agganciato al GPS per le tarature.
Al master una scheda Arduino 2009 e relativo software permette una gestione più sofisticata della commutazione audio e l'utilizzo del tone squelch al posto del carrier squelch sui segnali provenienti dai ricevitori remoti.
E' stata testata la miscelazione audio al posto della commutazione audio per segnali remoti di pari livello, livello 1 o livello 2, ma i risultati non sono stati positivi.
La modalità implementata prevede commutazione audio sul ricevitore con intensità maggiore e memorizzazione.
L'affidabilità delle schede Arduino 2009 si è rivelata totale.
L'audio in uscita dopo 3 ritrasmissioni è più che accettabile.
La sincronizzazione è discreta, non ci sono battimenti e nelle zone di sovrapposizione si avverte, nel peggiore dei casi, un effetto "QSB" con frequenza massima inferiore a 5 Hz.
La modulazione nelle aree di sovrapposizione ovviamente non è limpida come quella all'uscita di un ponte con un singolo trasmettitore ma in confronto con la modulazione di diverse reti sincrone professionali monitorate è di pari se non di migliore qualità.
Non si avvertono interruzioni o rumori sulle commutazioni audio.
Si passa da un ricevitore a un'altro senza alcun problema, con continuità.
La "copertura" è notevole e si riesce a mantenere il collegamento in ampie zone con un portatile e l'antenna in dotazione.
Un ringraziamento agli amici radioamatori che ci hanno supportato, in particolare a chi ci ha messo a disposizione postazioni ed energia elettrica, fornito componenti, installato antenne anche in condizioni climatiche avverse, accompagnato alle postazioni con i fuoristrada, riparato apparati, revisionato cavità, assistito e sopportato nelle varie fasi di messa a punto.