Automatski antenski preklopnik (2008.)

aap_slika_1

Novijim kratkotalasnim radio-primopredajnicima upravljaju mikroprocesori, pa nije teško napraviti elektroniku koja će sa njihovih namenskih digitalnih izlaza uzimati informaciju o trenutno radnom opsegu i na osnovu nje upravljati relejima i menjati antene. Međutim, još se koriste i stariji radio-uređaji kod kojih se podatak o opsegu mora dobiti merenjem frekvencije (učestanosti) VF-signala koji primopredajnik emituje. Ni taj metod nije velik problem. Ovde mikrokontroler meri frekvenciju i uključuje odgovarajući relej, odnosno antenu.

 

Sve je dimenzionirano za snagu primopredajnika do 1 kW. Automatika radi samo kada je kružni prekidač na položaju ‘A’, a pomeranjem klizača sa tog položaja korisnik dalje antene preklapa ručno. Pored svakog konektora za antenu postoji po crvena LE dioda koja svetli kada je ta antena spojena. Napajanje uređaja uključuje se i isključuje zelenim prekidačem na prednjoj ploči.

R9 i C18 montirani su van štampane pločice koja nosi glavni deo elektronike, pre svega da bi se olakšalo eksperimentisanje njihovim vrednostima. Ipak je ovo prototip, a očekivani signali na ulazu raznoliki su po naponu i frekvencijii – koliko i potencijalno opasni. Tri dvostruke diode (BAV99) ograničavaju apsolutnu vrednost VF-napona prema masi (tj. potencijalu negativnog pola napajanja), tako da on uvek ostane ispod 2 V. Na pinu 1 integrisanog kola 74HC390 postoji jednosmerni prednapon od oko +2,25 V, određen deliteljem napona koji čine R4 i R11. Diode D2 i D5 čine dodatnu zaštitu.

Zavisno od toga kako je povezan, 74HC390 može da deli ulaznu frekvenciju sa 2, 4, 5, 10, 20, 50 ili 100. U ovom slučaju deli sa 50. Tako, na primer, kada je ulazna učestanost 28 MHz, na pinu 9 mikrokontrolera može se izmeriti 560 kHz. Deljenje omogućava rad sa učestanostima koje bi inače bile previsoke za direktno lako merenje u ATtiny2313.

Program u mikrokontroleru nije komplikovan: merenje frekvencije i inače se jednostavno izvodi, a posebno u ovoj primeni koja ne zahteva visoku tačnost niti preciznost. Zato se za brojanje koristi 8-bitni hardverski tajmer: i on je dovoljno dobar za razlikovanje šest ili nešto više frekventnih opsega. Dovoljno je samo nakratko pritisnuti telegrafski taster ili taster na mikrofonu: pošto se približna učestanost ulaznog signala potvrdi istim rezultatima merenja tokom tri uzastopna perioda po oko 400 mikrosekundi, uključivanje odgovarajućeg releja događa se odmah PO NESTANKU merenog visokofrekventnog signala.

Kružni prekidač (minimalno sedam položaja) sa pločicom je povezan preko osmopolnog konektora. LE diode na poklopcu kutije povezane su preko svojih konektora, a zeleni prekidač (S1) preko dva natikača i lemnih stubića – sve zato da bi se poklopac po potrebi mogao ceo lako odvojiti. Žice koje dovode 220 volti zalemljene su za lemne stubiće na štampanoj pločici, a njihovi izloženi delovi pokriveni su bužirom, kao i celi vodovi od pločice do prekidača S1. Vod uzemljenja spojen je sa kutijom.

Tranzistor T1 služi da – samo kada je kružni prekidač na položaju ‘A’ – pin RESET na mikrokontroleru odvoji od mase i tako omogući izvršavanje programa u ATtiny2313. Kada je kružni prekidač na bilo kom drugom položaju – struja teče kroz R5 i bazu T1, pa tranzistor provodi i mikrokontroler je u stanju reseta; program se ne izvršava, a pinovi su u stanju visoke impedanse.

Releji se pogone kroz starinsko integrisano kolo ULN2003, koje sadrži sedam odvojenih drajvera sa bipolarnim tranzistorima u Darlingtonovom spoju. Radi uštede prostora, na šemi su prikazana samo dva releja – K1 i K2, sa pripadajućim svetlećim diodama i kondenzatorima. Podrazumeva se da su ostali povezani na isti način.

aap_slika_4

Dosta pažnje posvećeno je zaštiti od visokofrekventnih smetnji koje bi mogle uticati na rad elektronike, bilo da stižu zračenjem ili spregom preko napajanja. Zato se nije štedelo na rasprežnim (decoupling) kondenzatorima, a elektronika je aluminijumskom pregradom odvojena od dela kutije u kome su antenski konektori i releji. Trakasti kabl koji spaja ULN2003 i špulne releja (i takođe vodi +12 V do releja) – odmah po ulasku iza pregrade (na stranu elektronike) provučen je u jednom navoju kroz feritni prsten.

Napajanje se iz električne mreže dovodi trožilnim kablom, a na kutiji spolja postoji vijak sa leptir-navrtkom i velikim podloškama – za povezivanje dodatnog uzemljenja. Kvalitet uzemljenja kritično je važan za BEZBEDNOST korisnika i uređaja. Sve antene koje nisu u upotrebi – spojene su na masu preko mirnog kontakta pripadajućeg releja.

Sa ovim prototipom i šemom nije nimalo eksperimentisano: sve je iz prvog pokušaja proradilo tako da zadovoljava konkretne potrebe naručioca (Lazo, YU1JW) – i preklopnik je odmah dat u upotrebu. Sledeća verzija trebalo bi da bude više testirana i optimizovana. Kutija bi mogla biti drukčijeg oblika; sada je povelika, a poluprazna.

Ulazni deo je improvizovan, spreman da se oko njega tek eksperimentiše – i tako ostade.

Poboljšana verzija mogla bi biti projektovana za više opsega i antena, a verovatno će predviđati i antene koje neće pokrivati automatika, već će se birati samo ručno. Ulazno kolo biće bolje rešeno. Sada je (C18=1 pF) za pouzdano preklapanje potrebno da primopredajnik radi sa najmanje 2-3 W na 1,8 MHz, 15-20 W na 28 MHz. Osetljivost i njena zavisnost od učestanosti ulaznog signala mogu se balansirati izmenama vrednosti R9 i C18.

AAP_Slika_5

AAP_Slika_6

 

Ovaj uređaj povezuje se direktno na potencijalno smrtonosnih 220 V, pa se pri gradnji mora ispoljiti maksimalan oprez. Takođe je kritično važno poštovanje propisa i dobre prakse u vezi sa zaštitom od opasnih i potencijalno smrtonosnih atmosferskih električnih pražnjenja.   Nemojte pokušavati da sagradite ovaj uređaj ako niste potpuno sigurni da imate znanje, veštine, sredstva i koncentraciju potrebne da bi se izbegle šteta i povreda. Svako ko gradi i koristi ovaj uređaj čini to isključivo na sopstvenu odgovornost.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s