ads

06 noiembrie 2017

Pulse Frequency Modulation IGBT controller

I have been asked by a friend to make a custom IGBT controller. Well, I heard about this marvels previously but didn't bother to read about more than the general definition.

I will not reiterate here all the theory behind the Isolated Gate Bipolar Transistors; who want to learn, there are several pages on the internet. 1, 2, 3.

After reading a lot of datasheets I decided that the best approach is to make a PFM generator working on 40-80 kHz with fixed 50/50 duty cycle, modulated with a PWM signal at around 100 kHz.
One big issue was that the 50/50  signal have to had a precise timing to match the Half-Bridge command mode. This is hard to achieve with microcontrollers but very easy if you use a specialised IC. So I start to look after this kind of circuits and found a lot of them!

The IC controller at choice was the IR2153 made by International Rectifiers (later aquired by Infineon).

Here is the waveform needed by a Half Bridge IGBT to work properly:


I did the schematic on a small breadboard and found it work from the first power-on! So, time to move on, to the variable PWM.
The simplest way to generate it was from a Arduino board using the lowest interrupt timer at 122 Hz. I wanted to use the interrupt timer because it's steady, precise and it's not affected by other "things" the microcontroller does. And I planned to do some nice things with it!

To keep the story short, I generate the signal with the Arduino, put the informations on a I2C LCD display (a nice bargraph, temperature and status) and did a test check-out at the Power On. More on that, on the small Youtube video I made. It's in Romanian but you get the point!

Here is the schematics and the code.
Oh, a big thanks to Damien Clarke who wrote a very nice library for reading analog values!!!

The CODE is available HERE ON THE GITHUB.





22 iulie 2017

SE6861/12 mod AEG Telefunken manpack HF radio

AEG Telefunken SE6861/12 mod

Gama de frecventa : 1.5 - 30 MHz in pasi de 100Hz
RF output: 2W sau 20W PEP
Antena: baston 3.3 m
Antena tuner automat: ASG-6861 controlat de microprocesor, solutie de acord in max 5 sec, tipic 3 secunde, puterea de acord <10mw o:p="">
Modulatie: J3E (SSB) in LSB sau USB, A1A (CW) si (optional) FSK
Memorii presetabile: 4 + 1
Receptor: IF1 40.9MHz, IF2 9.91 MHz
Emitator: IF1 9.91 MHz
Stabilitate in frecventa: Sinteza de frecventa, 1ppm @-20/50oC, 2ppm @ -40/-20oC
Supresie armonici: >50db fata de PEP
Suprimarea purtatoarei: > 40db fata de PEP
Rejectia frecventei imagine: >80db
AGC: +/- 2db maxim pentru 1uV la 1V input
S/N 12db SINAD J3E:  1uV
S/N 18 db SINAD A1A: 1uV
ANL (limtator de zgomot) automat
BFO pentru A1A: 1000 Hz, fix



Anul acesta, shack-ul meu s-a upgradat cu o statie pentru HF, militara - tip “manpack”, pe care intentionez sa o utilizez in regim portabil in locul batranului IC-703+ care tot sufera varii experiente fumegatoare, semn ca se doreste pensionat.

Cum propagarea nu este tocmai buna pentru QRP ( La Ham Fair 2017 care a avut loc in Friderichshaffen am pus ochii pe o statie germana (cum altfel?) AEG SE6861/12mod.
Verde, nou nouta, cu toate accesoriile necesare (chiar daca nu tocmai originale). Ba chiar am avut ocazia sa o si testez la fata locului…

DESCRIERE
SE6861 este o statie proiectata in anul 1976 la AEG-Telefunken in Ulm, de catre o echipa din care au facut parte: Ulrich L. Rohde (N1UL/DJ2LR), Klaus Eichel (DL6SES) si Peter Suelzer, (DF9FJ). Asadar, nu numai ca este o statie militara HF excelenta dar are si un pedigree deosebit!
Potrivit “legendei”, proiectul acestui transceiver s-a nascut cand cei trei se aflau intr-o vacanta la schi si au ramas inzapeziti intr-o statiune din Italia.
SE6861 a trecut o proba “de foc” si mediu ostil in expeditia din anul 1979 a alpinistului Reinhard Messner care a urcat pe varful K2 fara oxigen si abordand o noua ruta (Magic Line) si, chiar daca pe parcurs a schimbat traseul, cele trei statii furnizate de AEG Telefunken (plus panouri solare pentru incarcare) si-au facut treaba si astazi au o valoare “de piata” de circa 100.000 EUR!
Pe langa simplitatea in operare, care nu necesita o instruire prealabila a operatorului, cateva “detalii” fac din SE6861 o statie HF care poate fi folosita in traficul de radioamator fara nicio “rusine”!
La emisie, semnalul de la microfon trece printr-un procesor de voce care adauga cativa db la semnalul perceput de corespondent; receptia este cu dubla schimbare de frecventa, selectivitatea fiind asigurata de doua filtre cu cristal: 8 kHz passband la IF1 si 2.4 kHz la IF2.
Exista un selector de antene care permite utilizarea unei antene baston sau a oricarui tip de antena filara (AEG recomanda antena tip “dublet”) dar exista si o iesire pe conector standard BNC cu impedanta de 50 Ohm pentru iesire pe cablu coaxial in antena sau intr-un amplificator extern. Foarte avantajos, transceiverul poate opera atat in USB cat si in LSB, un avantaj fata de alte statii militare care au posibilitatea de a lucra doar intr-unul din aceste moduri, necesitand modificari substantiale pentru a le avea pe amandoua!
Selectarea frecventelor se face cu comutatoare decadice operate prin apasarea de butoane pentru Up/Down, frecventa fiind afisata prin mici ferestre in dreptul fiecarui comutator. Spre deosebire de alte modele militare care folosesc acelasi sistem, comutatoarele permit setarea in ambele directii si nu numai intr-una.
Tunerul automat realizeaza acordul antenelor baston si al antenelor filare pentru un SWR de maxim 1.5 in circa 2-3 secunde, fiind controlat de microprocesor; acordul are loc dupa schimbarea frecventei, la prima apasare pe PTT. Sistemul verifica apoi mentinerea acordului la fiecare intrare in emisie, efectuand, daca este necesar, un nou acord. Pentru usurinta in operarea in teren, se pot memora 4 frecvente care, impreuna cu frecventa afisata, reprezinta 5 canale de “memorie”.
Nu in ultimul rand, dimensiunile compacte si consumul redus de energie o fac potrivita pentru operarea din baterii (incorporate) in regim HF portabil in activitati SOTA sau WFF.
Printre dezavantajele care vin “la pachet” as mentiona faptul ca necesita alimentare la o tensiune atipica (24-36V) si conectorii speciali pentru alimentarea externa si accesorii (casti/microfon si cheie CW) dar, in cazul meu am primit impreuna cu statia un set de conectori asa ca nu imi fac mari probleme.
La emisia in CW, prima apasare pe cheie trece statia in emisie trecand apoi pe receptie dupa 0.7 secunde dupa ultimul semn transmis, fiind posibila astfel operarea SEMI-BK. Nu sunt un operator de CW dar cred ca aceasta procedura, de a da un punct inainte de a transmite creeaza un oarecare disconfort daca se doreste operarea in vreun concurs ;-)
In ceea ce priveste alimentarea cu energie electrica, statia este destul de versatila, avand un bac de baterii care contine si electronica necesara incarcarii si stabilizarii tensiunii de 14.4 V necesara pentru modulele interne.
Exista diverse optiuni de alimentare: doua pack-uri NiCd sau NiMh de 15V (12 celule x 1.25V) sau un pack de 24V ori  pack LiIon de 36V/30Ah precum si optiunea de baterii de unica folosinta.
Exemplarul meu nu a avut antena originala ci o antena produsa de Hughes (AS1887) pentru PRC-74B. Intrucat antena si statia au montura tip “surub” pas Witfort de 3/8, am folosit o mufa din alama (echipamentul a fost “livrat” cu un “T” din fier), cumparata de la “raionul” de instalatii J.
Capac peste toate, statia este “waterproof”, AEG jurandu-se ca poate rezista in imersiune la 1m pentru cel putin o ora…

Statia nu a sosit cu rucsacul original dar, la un alt stand am vazut un rucsac pentru statii Harris despre care proprietarul nu stia ca e de vanzare si, pentru pretul corect, SE6861 si-a gasit si modalitatea de transport :-) .

OPERAREA
Este simpla si presupune trecerea selectorului de memorii pe “0”, selectarea tipului de antena si pornirea statiei. Se alege frecventa de lucru si se apasa PTT pentru realizarea acordului, daca se foloseste antena filara sau cea baston. Se recomanda ca la fiecare schimbare de frecventa sa se apese PTT pentru efectuarea acordului de catre ATU.
Nivelul audio la receptie se alege si el, tot cu un comutator tip decadic, dar cu doar 7 pozitii, nefiind posibila oprirea completa a semnalului de receptie. Pe panoul frontal exista doi conectori, in paralel, pentru conectarea a doua seturi de accesorii (casti-microfon, microfon, difuzor, cheie CW sau EMU/crypto).
Pe timp de noapte, inscriptiile de pe comutatoarele decadice sunt retro-iluminate in oranj la apasarea unui buton aflat pe selectorul de antena. Pentru observarea functionarii corecte, exista un LED verde care lumineaza in ritmul modulatiei  incepand de la circa 20% PEP si un alt LED care semnalizeaza descarcarea bateriei. La aprinderea acestui LED, statia mai poate fi operata pentru foarte scurt timp si doar pe putere redusa.
In lateralul bacului de baterii, exista un LED portocaliu care semnalizeaza incarcarea acumulatorilor.
Pentru a simplifica operarea in conditii dificile, selectorul de frecventa este protejat de un capac metalic pe care exista o eticheta ce permite notarea frecventelor presetate cu un marker sau un creion. Materialul etichetei permite stergerea si rescrierea adnotarilor.
M-am jucat cu ea si, la o prima chemare in 20m a raspuns o statie IZ. Tot in 20m am reusit sa lucrez OD5VB prin pile-up!
Am primit rapoarte OK despre modulatie; un pic metalica dar “plina”, efect al procesorului de voce!

Din informatiile prezente pe internet, o astfel de statie a costat armata Vest-Germana peste 14.000 DM!

Greutatea unitatii radio este de circa 4 kg iar impreuna cu unitatea de acumulatori totalizeaza circa 8 kg.


Mai jos sunt cateva imagini si un scurt videoclip.
























09 aprilie 2017

Dipol VHF (UHF) simplu

M-a intrebat un amic ce antena de VHF sa isi faca. Imediat m-am gandit la un dipol deschis, ca varianta optima eficienta/pret.
Ca materiale, am folosit o teava din aluminiu, de 20mm grosime in lungime de 1m si o bara de PVC, tot de 1m lungime precum si o mica platbanda de circa 25mm latime si 1mm grosime in lungime de circa 45mm.

Pentru inceput, am facut suportul (consola) din PVC. Am taiat din bara de PVC o lungime de 30cm si am marcat-o la jumatate. Pe aceasta bucata se vor prinde elementele dipolului.



Restul de circa 70 cm urmeaza sa fie "consola"; la unul din capete am prelucrat-o cu un Dremel astfel incat sa fie concava si sa se imbine pe generatoarea bucatii de 30 cm. 
Am pregatit o mica cantitate de rasina epoxidica cu intarire rapida, am imbinat cele doua bucati si le-am prins cu un holtzsurub.


Apoi, am taiat in doua bucati de cate 50 cm teava de aluminiu si am realizat gaurile de prindere cu o bormasina cu coloana pentru a asigura perpendicularitatea pe generatoarea tevii.


Cele doua bucati de teava de aluminiu se introduc pe bratele suportului in forma de "T" din PVC apoi gaurim si PVC-ul pe tiparul gaurilor din tevile de aluminiu.

Din bucata de platbanda am facut suportul mufei BNC mama cu flansa patrata. Aceasta se prinde cu un surub M4 pe una din tevi, pe gaura realizata la 7mm de capatul tevii. Firul central al mufei se conecteaza la cealalta teava, tot la prima gaura.

Antena se realizeaza in circa o ora cu un cost total, circa 30 lei...

Bratul consolei (circa 70 cm)  asigura instalarea la distanta de cel putin 50 cm (L/4) de un pilon. Atentie insa, pe directia pilonului, diagrama va fi cardioida cu o atenuare de circa 3 db!

Masuratoarea de SWR arata 1:1.2 in banda 118-138 si circa 1:1.5-1:1.6 in 140-146 MHz cu 1:1.6 in 435 MHz, apropiat de simularea in MMANA:


Pentru un acord perfect in 145 MHz, lungimea celor doua elemente ale antenei trebuie redusa la circa 49 - 49.3 cm. Eu le-am pastrat de 50 cm pentru banda aero.

Cum arata antena:

Este pusa cu GND in jos :-) dar merge la fel si invers :-)))








Postări populare

OnLine logbook YO3HJV

www.hrdlog.net