Unidad de Control para Repetidor v3. (I/II)

Parece que no funciona mal la versión 2, la última evolución de este hardware hasta el momento. La versión 2 integraba la antigua unidad DTMF y la unidad de control, dos placas independientes que diseñé en el 2009 para el RU-84 de UHF y que publiqué en URE en marzo de 2011 en la revista de Radioaficionados.

La versión 2 me costó horas de trabajo por la integración que comentaba y aproveché para realizar alguna mejora en el diseño de audio. También añadí el identifdicador por voz ya que la versión primitiva sólo soportaba identificativo por telegrafía (CW) y que iba a fuego en el código.
Sólo me encontré un problema ya teniendo todo diseñado y construído, la intrgración con los Motorola GM340 no funcionaba y la unidad iba a las mil maravillas con mi FT5100 como transmisor. Después de investigar y bastante porque había poca información descubrí que la entrada de micro de la toma posterior del conector de accesorios era balanceada. Este descubrimeinto me permitio solucionar el problema con un adapatador que iba en el cable hacia el equipo GM340 transmisor...

Cometaba que no iba mal la v2 porque me encargaron una nueva controladora y he aprovechado para integrar la solución de salida balanceada de forma que ahora soporta cualquier tipo de equipo transmisor simplemente configurando la salida de la controladora como mostraré en esta entrada...
Tabién he aprovechado para mejorar los aspectos de la v2 donde flojeaba, aunque las prestaciones son las mismas tiene mejoras en el ajuste de audio.
Recordemos que tanto la v2 como la v3 disponen de las siguientes funciones:

- Bajo consumo (< 25 mA)
- Control vía DTMF con clave
- Posibilidad de cambio de clave vía DTMF
- Comandos para activación/desactivación del Repetidor
- Roger Beep fin de transmisión (on/off vía DTMF)
- Relé de 10A controlable por DTMF para uso auxiliar.
- Control de Ignition Sense para equipos Motorola.
- TOT (170 segundos) con rearme automático.
- Identificador vocal o CW (grabación 10s máximo)
- El identificador se transmite en los espacios en blanco.
- El identificador y las transmisiones se mezcaln en el caso de coincidir.
- Se alamcena el estado del repetidor en EEPROM  (se recupera después de un corte de alimentación).

He realizado un trabajo a medida en el cajeado final ya que me han solicitado la posibilidad de grabación sin destapar la unidad., para ello he realizado unos taladros para dejar pasar la voz y un orificio para presionar el botón de grabación con un objeto fino tipo clip.

Podemos ver el detalle en la parte superior:

La unidad internamente dispone de los siguientes bloques:

Lo primero es identificar la alimentación de la unidad, en la parte superior izquierda está el conector de alimentación de 13,8V. justo al lado de F1. El pin 1 es el POSITIVO y el pin 2 es el NEGATVO de alimentación.

El conector de 4 pines del equipo RX tiene la siguiente descripción:

PIN 1 - Audio RX
PIN 2 - SQUELCH (0- Cerrado 1-Abierto)
PIN 3 - Ignition Sense (Motorola)
PIN 4 - GND (masa)

El conector de 6 pines del equipo TX tiene la siguiente descripción:

PIN 1 - Ignition Sense (Motorola)
PIN 2 - GND (masa)
PIN 3 - Transformador Audio OUT 2
PIN 4 - Transformador Audio OUT 1
PIN 5 - PTT (se conecta a GND en TX)
PIN 6 - GND (masa)

El conector del grabador ISD para el identificador tiene la siguiente descripción:

PIN 1 - GND (masa)
PIN 2 - GND (masa)
PIN 3 - Audio 2
PIN 4 - Audio 1
PIN 5 - Vcc +5V para ISD
PIN 6 - PLAY Mensaje (desde CONTROL)

El conector AUXILIAR es un interruptor, se comanda vía DTMF y cierra o abre los pines 1 y 2 a través del relé de 10A. La configuración es recordada tras un corte de suministro ya que se guarda en EEPROM.

El bloque de CONTROL gestiona la conmutación del repetidor, ejecuta los comandos enviados por el bloque DTMF. Gestiona el TOT, el envío del identificador y genera el Roger Beep.

El bloque DTMF es el reloj del sistema, le marca los tiempos al PIC de Control y le comunica los comandos recibidos para que los ejecute siempre que sean válidos. La decodificación de comandos, la comprobación y validación de clave se ejecuta en este módulo.

El bloque de AUDIO, se encarga de adecuar los niveles hacia el transmisor, dispone de los ajustes de ganancia y atenuación para dicha función. El Audio del repetidor y el mensaje de identificación se mezclan si llegan a coincidir. El repetidor espera a que se quede la frecuencia libre si está en uso para enviar el identificador grabado. De esta forma se evita coincidir con las transmisiones.
El corazón de este bloque son los amplificadores operacionales.
La salida de audio está aislada por el transformador que además de esta función sirve para balancear la salida en el caso de equipos que así lo rquieran, como son los GM340 por ejemplo.

Los potenciómetros de ajuste tienen las siguientes funciones:

P1 - Nivel del identificador.
P2 - Nivel de entrada, este potenciómetro se ajusta dependiendo del nivel de audio entregado por el equipo RX, depende de cada equipo y puede estar comprendido entre varios centenares de mVpp hasta algo más de 1 Vpp (1000mVpp). Su ajuste permite ajustar el nivel de señal hacia el amplificador operacional.
P3 - Es la ganancia del amplificador operacional, su ajuste está muy relacionado con P2 ya que si el nivel de entrada es bajo y aumentamos la ganancia también podemos elevar el nivel de ruido por lo que es conveniente no trabajar con ganancia excesiva y aumentar siempre que se pueda el nivel de señal en P2.
P4 - El la ganancia del amplificador DTMF, es el último ajuste ya que depende del nivel dado por P2. Si el nivel entregado al IC decodificador DTMF es insuficiente o excesivo aparecerán errores en la decodificación.
P5 - Está situado en el módulo de Control, controla el nivel del tono fin de transmisión (Roger Beep) generado por el PIC . Es importante que el nivel no sea excesivo para que la recepción del repetidor con auriculares sea cómoda...
Estos niveles se pueden ajustar con osciloscopio, algo recomendado pero no es imposible un buen ajuste a oído, se puede tomar como referencia a un corresponsal que transmita a la entrada y ajustar para que el nivel de audio sea el mismo a las salida del repetidor.Una vez conseguido, si el audio es correcto y no hay saturación tendremos unos valores adecuados...

F1 y F2 son los fusibles, F1 protege a la Unidad de Control y F2 es el fusible de la salida de Ignition Sense hacia los equipos Motorola, o lo que es lo mismo el cable de tensión bajo accesorios. Este fusible suministra tensión a los pines 3 y 1 de los conectores de los equipos RX y TX respectivamente.

Los LED nos muestran el estado de la unidad, son para comprobación ya que la unidad en instalaciones repetidoras no suele estar supervisada.
El LED A se ilumina si la unidad de control es alimentada a 13,8V, puede trabajar con baterías a 12V perfectamente.
El LED B se enciende cuando el repetidor está ACTIVADO, en caso contrario estaría apagado y el repetidor no funcionaría. La forma de activación/desactivación es mediante los comandos DTMF.
El LED C indica TX., su encendido corresponde a la activación de la línea PTT.
El LED D se ilumina cuando se recibe un tono DTMF, no tiene otra funcionalidad, puede quedar encendido permanentemente pero siempre muestra actividad si se reciben tonos DTMF correctamente.

El pulsador indicado como RESET sirve para resetear de fabrica la unidad, es decir se recupera la clave DTMF grabada a fuego. Sólo es necesaria esta operación si en algún momento hemos cambiado la clave vía DTMF y la olvidamos. El único inconveniente es que si olvidamos la clave perdemos el control y el reset requiere desplazarse a la ubicación del repetidor.
Si gestionamos el repetidor estamos obligados a almacenar en posiciones de memoria los comandos ya que son necesarios enviarlos a cierta velocidad siendo imposible hacerlo manualmente. Dificulta los ataques, además los comandos fallidos bloquean brevemente el módulo DTMF durante unos segundos aumentando la seguridad aunque todos sabemos que si nos graban nos han pillado, siempre podemos cambiar la clave.
Esto último también puede tener dificultades ya que la unidad de control evita "repetir" los comandos DTMF. De todas formas es algo excepcional la gestión DTMF, es más por la necesidad de cumplir las normativa lo que hace al DTMF un sistema válido, fácil de utilizar e implementado en multitud de equipos.

En la siguinete entrada que haga me centraré en el detalle de las conexiones, en concreto de los equipos GM ya que son los que implemnetado  pero también de las conexiones con equipos de radioaficionado estándar, bastante más sencillo que estos equipos profesionales, sobre todo por la ausencia de programación.

Gracias por haber llegado leyendo hasta aquí, espero que haya sido ameno...

Víctor.