Elbug OK2TEJ

firmware v3.0 14.10.2004


Elbug je založen na jednočipovém procesoru Atmel 89C4051, ke kterému je připojena sériová paměť eeprom pro uložení nastavení a pamětí. Pracuje s jedno i dvoupádlovou pastičkou, umožňuje revers pastičky, nastavení typu skvízového klíčování, příposlech vysílaných znaků s možností odpojení, majákový provoz, počítání spojení, změnu weightingu aj. Umožňuje uživateli zadat až 12 obsahů pamětí s dynamickou délkou, rozdělených do dvou sad o celkové velikosti podle paměti 230 až 2020 znaků. Pro přehrávání je vybaven vyrovnávací pamětí pro navolení postupného přehrávání pamětí a jinými usnadňujícími funkcemi.

Technické parametry:

Popis konstrukce

Celý klíč je řízen jednočipem Atmel 89C4051. Z důvodů nedostatku místa v původním procesoru bylo nutno použít chip s větší pamětí. K procesoru je připojena sériová EEPROM paměť 24C02, 24C04, 24C08 nebo 24C16, do které se zapisuje konfigurace a uživatelem definovaný obsah pamětí. Na analogové vstupy je připojen RC článek, který zajišťuje časování vysílací rychlosti. Na zbylé piny portu P1 jsou připojeny tlačítka pro přehrávání pamětí. Pokud se nezapojí všechna tlačítka nedojde k nevyužití paměti protože prázdná paměť zabírá 1 byte. Mechanika pastičky se připojuje na svorky SV3, kde bez zapnuté reverze je na pinu P3.2 je tečka a na pinu P3.3 čárka. Jako zvukový výstup je použit piezoměnič. Pro klíčování je použit tranzistor s oddělovací tlumivkou. Napájecí napětí 7-15V je přivedeno na svorky SV1.

Konstrukce je umístěna v přístrojové krabičce na asi centimetrovém olověném plátu. Na plátu je za pomocí jednoho z nejbáječnějších vynálezů lidstva - lepící pistole - přichycena mechanika (od Jirky OK2PEM) a distančními podložkami (jak jinak než z lepidla) přichycena deska s elektronikou. Desku s elektronikou je nutno udělat co nejtenčí, aby se celá konstrukce vešla do krabičky. Hmatníky byly použity z vyřazené kalkulačky. Krabička je podlepena podložkou pro myš. Vlastní tvořivosti se ale meze nekladou a celou konstrukci je možno realizovat i jinak.

Ovládání

mechanická konstrukce

Pokud je vše v pořádku, klíč po zapnutí ohlásí svou připravenost zprávou OK. Po sestavení elektroniky je ale paměť nenastavená (nebo špatně) a je nutné ji vynulovat, což se provede držením tlačítka funkce FCE při zapnutí klíče. Po tomto klíč oznámí vynulování paměti zprávou RESET. Toto nulování lze použít i kdykoliv později, např. pokud se nastaví nevhodný weighting nebo poměr tečka/čárka. Je ho také nutno provést při změně firmware! Při tomto nulování se kromě frekvence piezoměniče, poměru klíčování, nastavení weightingu, prodlevy majáku, typu klíčování i nastavení echa mažou také všechny paměti. Klíč si během resetu také automaticky detekuje velikost připojené paměti a její typ lze zjistit pomocí příkazu I.

Veškeré povely se do klíče zadávají pomocí pastičky po stisknutí tlačítka FCE, kdy klíč vyzve otazníkem k zadání příkazu. Pokud se nedočká povelu nebo je zadán chybný povel, upozorní na to a vrátí se zpět do režimu klíč. Jednotlivé povely jsou uvedeny v přiložené tabulce. Tlačítkem FCE případně pastičkou lze také většinu operací přerušit. Pomocí zbývajících tlačítek 1 až 6 lze vyvolat přehrání obsahu zvolené paměti. Klíč obsahuje vyrovnávací paměť na 10 stisků kláves a postupně přehraje obsahy všech navolených pamětí. Při zadávání obsahu paměti případně povelu se pro snazší odhad mezery mezi znaky ozve pípnutí, které signalizuje, že byla přijata pauza pro mezeru.

Aby se optimálně využil prostor v paměti, je používána metoda "defragmentace paměti", kdy se obsahy pamětí, do kterých se nebude zapisovat přesunou na začátek a konci zůstane paměť zvolená pro zápis. Tím je dosaženo maximální dostupné délky záznamu bez destrukce jiných pamětí. Tato defragmentace probíhá typicky od 0 do 2s podle obsazení a velikosti paměti a během ní se z piezoměniče ozývá vrčení. Vkládat do paměti je možno až po provedení defragmentace. Ukončení zadávání obsahu paměti se provede automaticky po vypršení času zadání znaku asi 2s. Pokud se po zvolení zápisu do paměti nic nezapíše, paměť se pouze vymaže a zvětší se celkový dostupný prostor pro ostatní paměti.

Pro změnu tvaru značek je klíč vybaven dvojicí povelů P a V. Povel P nastavuje poměr tečka/čárka. Nastavení ovlivní pouze délku čárky a krok je 0.1 tj. 30 znamená standartní poměr 1/3. Změna weightingu se provádí povelem V, který nastavuje poměr tečka/mezera. Toto nastavení ovlivňuje pouze délku mezery a krok je 0.05 plus konstanta 0.5. Toto zdánlivě nelogické krokování je kvůli jemnějšímu kroku. Hodnota 10 je standartní poměr 1:1 a např. 14 je poměr tečka/mezera 1/1.2 , 8 je 1/0.9 a povel V6 nastaví poměr tečka/mezera na 1/0.8 což je 5/4. Nejlepší je vyzkoušet si to v praxi. Délka tečky zůstává vždy konstantní. Bohužel se změnou poměru nebo weightingu se změní i celková rychlost, kterou je nutno dostavit.

Klíč umožňuje majákový provoz. Ten se aktivuje delším stiskem tlačítka paměti (minimálně po délku doby 10 teček), pokud ale již nejsou ve vyrovnávací paměti navoleny jiné paměti. Po přehrání paměti klíč vyčká nastavený počet sekund (nastavuje se povelem B) a přehrání paměti se poté opakuje. Lze toho využít i pro trvalé generování telegrafní zprávy, kdy se uvedené tlačítko trvale spojí a zařízení se chová po zapnutí jako generátor.

Zabudované interní počítadlo umožnuje používat klíč pro závody. Po zapnutí je nastaveno na 1 a přenastavit lze povelem N. Pokud je v paměti uložen znak '----', nahradí ho při přehrávání uvedeným číslem spojení z počítadla. Dalším speciálním znakem je '..--', který zvyšuje číslo v počítadlu o 1 a znak '.-.-' počítadlo zase o 1 snižuje. Tak stačí např. do jedné paměti uložit text (do apostrofů jsem uvedl speciální znaky): 599 '----' HKA'..--', který odvysílá text relace (přehraje číslo a pak ho zvýší) a do druhé paměti text: '.-.-'599 '----' HKA'..--', který opakuje poslední číslo spojení (nejprve číslo sníží, přehraje a pak zase zvýší). Po poslední úpravě firmware se číslo počítadla přehrává zhráceně tj. T nahrazuje 0 a N nahrazuje 9.

Jeden z novějších povelů je G pro změnu banky. V klíči je celkem 12 pamětí rozdělených na 2 banky po 6 pamětech. Mezi jednotlivými bankami pamětí se přepíná uvedeným povelem. Dostupný volný prostor obou bank se sdílí, aby byla paměť optimálně využita a pokud se banka nepoužije, nezabírá tedy prostor. Po zapnutí klíče je aktivní vždy první banka.

Pro pokusy nejen se 136kHz umožňuje klíč přehrávat obsah paměti módem slow-cw, kde tečka trvá 3s (QRSS3). Mód se aktivuje povelem XS. Nastavení módu je pouze do vypnutí napájení a není tudíž trvalé. Pozor na to, pokud do paměti nezačnete zadávat hned po defragmentaci, vloží se jako první znak mezera a ta bude působit rušivě, protože v módu slow-cw znamená úvodní prodlevu cca 15s.

Pokud Vám vyhovuje, aby se při zápisu do paměti zapisované znaky automaticky i vysílaly, lze toto nově zapnout povelem MK.

Pro hamy používající externí klíčování buď klasickým klíčem nebo počítačem umí klíč povelem M6 přepnout funkci tlačítka paměti 6 na externí klíčování. Pokud se nechá funkce aktivní, je možné tlačítko 6 použít jako zjednodušenou verzi povelu K Externí klíčování přeruší případné přehrávání paměti a jiné aktivity klíče. Pro klíčování PCčkem je pro připojení vhodné použít optočlen.

Pro méně zdatné telegrafisty klíč umožnuje ruční zadávání mezer a ukončování znaků. Toto se aktivuje povelem MS. Při zápisu do paměti první stisk tlačítka FCE zadá mezeru a druhý stisk zadávání ukončí. Automatické ukončení se také provede, pokud není zadáno písmeno delší dobu než 15s. V tomto režimu je některé funkce s parametrem nutné potvrzovat klávesou FCE nebo čekat 15s např. P, V, B, N.

PovelPopis
W číslo zápis do paměti aktuální banky (1 až 6)
E zapíná / vypíná echo při klíčování vysílače - odpoví podle aktuálniho nastaveni
R zapíná / vypíná revers pastičky
T ladění - ponechá zaklíčovaný vysílač pro doladění antény
K klíčování, využitelné pro ladění PA; návrat přes tlač. FCE
P poměr nastaví poměr tečka/čárka na 1/desetina poměru (od 25 do 40), kde 30 je poměr 1/3
V poměr nastaví weighting - poměr tečka/mezera na 1/10 poměru (rozsah je od 1 do 18), kde 10 je 1/1
F nastavení frekvence piezoměniče (pomocí pastičky)
S informace o aktuálním tempu ve WPM při daném nastavení tečka/čárka/mezera
I informace o ovládacím programu a instalované paměti (chip02 = 24C02) např: 'elbug v30 chip08 ok2tej'
Q změna skvízového klíčování - odpoví podle aktuálně nastaveného R=reálné, D=doplňkové
B sekund nastavení prodlevy mezi opakováním majáku [0-255s]
N číslo nastavení čísla spojení [0-65535]; po zapnutí je nastaveno na 1
XS zapíná / vypíná slow-cw QRSS3 při přehrávání paměti (tečka trvá 3s tj. wpm = cca 0.3) - odpoví podle aktuálniho nastaveni
G zapíná / vypíná druhou banku pamětí - odpoví číslem aktuální banky; po zapnutí je aktivní banka 1
MK zapíná / vypíná klíčování při zápisu do paměti elbugu - odpoví podle aktuálniho nastaveni
M6 zapíná / vypíná klíčování výstupu tlačítkem paměti 6 - odpoví podle aktuálniho nastaveni
MS zapíná / vypíná ruční zadávání mezery tlačítkem FCE - odpoví podle aktuálniho nastaveni

Seznam součástek

R1 4k7
R2,R6 1k
R3,R4,R5 10k
C1,C2,C6 100nF
C3,C4 33pF
C5 5uF
C7,C8 10nF
L1,L2 100uH
P1 10k/N (lineární)
Q1 11.0592MHz
X1 piezoměnič
T1 BC337
IO1 AT89C4051
IO2 24C02, 24C04, 24C08 nebo 24C16
IO3 78L05
X1 pasivní piezoměnič
  doporučuji svorky SV1, SV2, SV3 a patici

Schéma elbugu

schéma elbugu

Plošný spoj a osazení

nová deska umožňuje osadit dva typy tlačítek:

klasicky mikrospinac tlacitko

Desky mám k dispozici v provedení vrtané s maskou

Modifikace konstrukce pro snížení odběru

Velmi často jsem zaslechl hlasy s přáním snížení odběru elektroniky. Celkový odběr se podle následujícího kroku sníží na zhruba 5mA.

Je třeba zaměnit stabilizátor 7805 za LM2931 s menším klidovým proudem a za výstupem stabilizátoru do série zařadit LED diodu, na které vznikne cca 2V úbytek. Procesor je totiž schopen pracovat již od 3V s menší spotřebou. Je třeba take zajistit, aby se 3V uměla pracovat i paměť (typy s označením LC nebo AA např.: 24AA02, 24LC02).

Můžete také zkusit procesor napájet bez stabilizátoru přímo 3V (neodzkoušeno).

Podklady

Zde si můžete stáhnout podklady:

Změny

firmware v3.0 říjen 2004:

firmware v2.4 (dodatecna revize stareho fw) 2004:

firmware v2.2 červen 2002:

firmware v2.1 červen 2002:

firmware v2.0 červenec 2001:

firmware v1.1 srpen 2000:

firmware v1.0 únor 2000:


Poznámky a dotazy hamů

Můžete přispět se svými postřehy k vylepšení konstrukce. Případné připomínky či návrhy rád uvítám přes e-mail, packet, fone nebo přes buro na QSL listku hi.


Děkuji za připomínky Jindrovi OK2UZ, Frantovi OK2BQ, Slávkovi OK1DSP, Rišovi OM2TW, Pavlovi OK1GK, Jozefovi OM3BA, Jardovi OK1AYY, Jirkovi OK2PDE, Josefovi OK2BBJ, Mirkovi OK2PPP, Jirkovi OK1JVM, Jozefovi OM3QQ, Jendovi OK2BFH, Edovi OK2BPR a za překlad Daliborovi OK2JKD.

Vím, že klíč stavěla další spousta hamů a budu rád když se mi ozvete, ať mám přehled a pokud můžete poslat obrázek klíče e-mailem, tak já je tu vystavím pro inspiraci.

Klíč byl publikován ve sborníku Holice 2000 (verze 1.0) a v časopise Radiožurnál 4/2001 (verze 2.0)

Bez souhlasu autora je konstrukce určena pouze pro nekomerční využití.

 

  • elbugs/1.JPG
  • elbugs/ok2jc2.jpg

    OK2JC

  • elbugs/fbi2.jpg

    Jirka OK1FBI

  • elbugs/ok1akj.jpg

    Karel OK1AKJ

  • elbugs/fbi1.jpg

    Jirka OK1FBI

  • elbugs/pmf1.jpg

    Milan OK2PMF

  • elbugs/ok1vm1.jpg

    Michal OK1VM

  • elbugs/ok2mtv2.jpg

    Vláďa OK2MTV

  • elbugs/cs1.jpg

    Ivan OM2CS

  • elbugs/ok2uz2.jpg

    Jindra OK2UZ

  • elbugs/jx2.jpg

    Marek OK1JX

  • elbugs/ok2uz3.jpg

    Jindra OK2UZ

  • elbugs/ok2mtv1.jpg

    Vláďa OK2MTV

  • elbugs/ok2abu.jpg

    OK2ABU

  • elbugs/ok1sf1.jpg

    Béďa OK1SF

  • elbugs/img553a.jpg
  • elbugs/dko2.jpg

    Karel OK1DKO

  • elbugs/li2.jpg

    Jirka OK2LI

  • elbugs/ok1zad1.jpg

    Karel OK1ZAD

  • elbugs/elbug2.jpg

    Radim OK2TEJ

  • elbugs/pmf2.jpg

    Milan OK2PMF

  • elbugs/elbug3.jpg

    Radim OK2TEJ

  • elbugs/elbug4.jpg

    Radim OK2TEJ

  • elbugs/339151.jpg

    OK2-33915

  • elbugs/om1ci1.jpg

    Jozef OM1CI

  • elbugs/li1.jpg

    Jirka OK2LI

  • elbugs/bza2.jpg

    Tonda OK2BZA

  • elbugs/339152.jpg

    Petr OK2-33915

  • elbugs/ok1zad2.jpg

    Karel OK1ZAD

  • elbugs/ok1tah.jpg

    Mirek OK1TAH

  • elbugs/elbug1.jpg

    OK2TEJ

  • elbugs/ok1vm2.jpg

    Milan OK1VM

  • elbugs/bns.jpg

    Vašek OK1BNS

  • elbugs/jx1.jpg

    Marek OK1JX

  • elbugs/bza1.jpg

    Tonda OK1BZA

  • elbugs/ok1sf2.jpg

    Béďa OK1SF

  • elbugs/om3tbg1.jpg

    Milan OM3TBG

  • elbugs/jfh.jpg

    Pepa OK1JFH

  • elbugs/ok2jc1.jpg

    OK2JC

  • elbugs/dko1.jpg

    Karel OK1DKO

  • elbugs/ok2uz1.jpg

    Jindra OK2UZ