USB PIC18F2550 kontroler za Si570

Kratak update na temu oko SDR, uspeo sam da povezem StartUSB modul od MikroElektronike baziranom na PIC18F2550 sa Silicon Labs Si570 programibilnim oscilatorom.

Ovaj zahvat je na izgled bio relativno prost ali se ispostavilo da je prilicno komplikovan. Hardware je sam po sebi prost, jedino za delove je bilo malo povuci-potegni, ali pokvareni ADSL modem je imao tacno ono sto mi je falilo :). Ovde pre svega mislim na 3.3V regulator, SMD MOS-FET tranzistori za konvertor naponskog nivoa I2C komunikacije i minijaturni razdvojni VF transformator, jer sam (naravno) imao problema sa masom od USB koja je upala u krug (preko zvucne kartice) i pravila ogromnje smetnje samom prijemniku. Za tranzistore i trafo sam se vodio logikom, “jel lici?”, “daj” 🙂

Evo slike kako sam ja to sklopio …

Vezano za software, moram napomenuti da je ovo prvi put da radim sa USB tako da mi nije bilo ni malo lako da pohvatam sta i kako radi. Na svu tu muka, morao sam da napisem software za PIC (firmware) i dodatno program za host PC (driver) pod OS X. Ovde mi je veliku pomoc pruzio SpaleKG kome se ovom prilikom zahvaljujem.

Elem, posle vise dana eksperimentisanja, uspeo sam da napisem oba software-a. Naravno, to je daleko (funkcionalno) od onoga sto sam planirao, ali sam zadovoljan da je to uopste proradilo. Kompletna postavka radi i mogu da dvosmerno kominiciram PC <> PIC <> Si570.

Firmware je pisan u MikroE PIC Basic PRO dok je host deo pisan u konzolnom C++ (kompajliran sa Apple XCode)  koriscenjem HID API biblioteke.

To bi bilo ukratko … Novi detalji slede …

73 YU3MA

Kako napuniti akumulator za automobil sa punjacem od Netbook!

DOPUNA: Zbog velikog interesovanja za ovaj clanak u ovim ledenim zimskim danima kada vecina vozaca ima problema sa akumolatorskim baterijama u svojim automobilima, postavljen je drugi deo ovog clanka sa novim i korisnim informacijama. 

Stigli ste na vasu omiljenu destinaciju na moru sa sopstvenim automobilom. Dug put, vrucina, umor, samo da izadjete iz auta i smestite se u neku hladovinu … I trenutak nepaznje … ostavili ste upaljeno svetlo na automobilu …

Sutradan ste hteli da preparkirate auto … ali cvrc … aukumulator je skroz prazan … i sta sad covek da radi 🙁 …

Ovaj tekst opisuje kako pomocu punjaca / ispravljaca za netbook (ili notebook) uspesno napuniti olovni akumulator za automobil (nadam se da ste poneli svoj omiljeni racunar sa sobom)! Minimalno znanje oko struje / elektronike je neophodno! Naravno, ne preuzimam nikakvu odgovornost koriscenjem ove metode! Meni je pomoglo ….

Za ovu improvizaciju su vam potrebne sledece komponente:

– Punjac od netbook koji daje 18-22V napona i bar 2A jednosmerne struje (pogledati deklaraciju na punjacu)
– Rezervna halogena sijalica od fara 12V 55W (ona sa usicama za prikljucak)
– 1 metar licnaste zice ili duze, preseka 0.5mm ili deblje

Posto je NEOPHODNO ograniciti struju koja se izvlaci iz punjaca za racunar, spomenuta sijalica ce nam posluziti u tu svrhu. Bez sijalice koja ogranicava struju, punjac bi verovatno pregoreo istog trenutka nakon prikljucivanja.

Povezivanje

Pre svega, ustanoviti polaritet (+ / -) na konektoru punjaca. Na samom punjacu ili kod uticnice na racunaru je oznacen polaritet. U vecini slucajeva je spoljni / prsten negativni (minus) vod. Unutrasnji deo uticnice je dakle pozitivni (plus) vod.

Licnastu zicu iseci na 3 parceta. Jednim parcetom zice povezati minus (-) vod od konektora punjaca sa minus klemom akumulatora. Zice uvezati i pritegnuti (uvijanjem) sto jace kako bi se dobio sto bolji kontakt.

Pozitivni vod se treba spojiti REDNO preko sijalice. Dakle, jedno parce zice iskoristiti za povezivanje od unutrasnjeg dela kleme punjaca sa jednim krajem sijalice. Drugo parce zice iskoristiti za povezivanje drugog prikljucka sijalice sa plus klemom akumulatora. I to je to!

Pre pustanja u pogon, DOBRO PROVERITI sve spojeve i dobro obratiti paznjnu da ne dodje do prespajanja zica aka kratak-spoj! Eventualno lepljivom trakom (ili flasterom) dodatno izolovati sve spojeve.

Punjenje

Posto koristimo dosta slabiji punjac nego sto je potrebno, vreme punjenja moze biti relativno veliko.
Ukratko, racun za potrebno vreme punjenja se svodi na sledece:
– Recimo da imamo potpuno prazan akumulator od 55Ah
– Struja punjenja (u najboljim uslovima) moze biti oko 2A
– Standardno punjenje akumulatora se svodi na punjenje strujom od 1/10 naznacenog kapaciteta (dakle 5.5A) tokom 14 sati
– U nasem slucaju punimo 2.75 puta manjom strujom (5.5 / 2) sto znaci da toliko vremena duze moramo da punimo , dakle 2.75 * 14h = 38.5h

Izracunato vreme je okvirno i naravno zavisi od raznih faktora, koliko je stvarno ispraznjen akumulator, kolika je stvarna struja punjenja, itd…
Jedan od pouzdanih metoda da se utvrdi kada je  punjenje pri kraju je da se “poslusa” akumulator! Tacnije, kada je akumulator na punjacu i skoro pun, iz akumulatora pocinje da se cuje brckanje tecnosti tj pocinju da se stvaraju mehurici sa vazduhom sto je siguran znak da je akumulator pun. U ovakvom stanju akumulator ne drzati duze od 15 minuta na punjacu.

Tokom punjenja, prikljucena sijalica ce menjati intezitet. U svakom slucaju sijalica mora da svetli sto je znak da kroz kolo prolazi struja i samim tim se akumulator puni. U pocetku ce sijalica imati jaci intenzitet (jer je veci pad naponja na njoj) i tokom vremena ce slabiti.

Napomena: Zbog potencialno veceg opterecenja samog punjaca nego sto je predvidjeno, punjac se moze poceti grejati vise nego sto je to uobicajeno. U tim slucajevima koristiti metalne posude ili neke druge metode kako bi sto vise ohladili sam punjac i izbeghli njegovo pregrevanje.

To bi bilo to! Mene je ova “fora” spasla zivaca i novca 🙂 Nadam se da necete imati potrebe za ovim ali ako zatreba nije lose znati …

SDR testiranje

Posto su sinoc bili fini uslovi za 80m uzeo sam da uradim poredjenje mog SDR prototipa sa PMSDR postavljenog u Austriji na Websdr (OE4XLC).

Kao prvo, morao sam da napravim ulazni bandpass filter. Ovo je bio mali problem za mene jer nisam imao na raspolaganju odgovarajuce prigusnice. Posto sam znao da ce ovo inace da mi bude problem, pre izrade samog SDR, ja sam napravio digitalni LC metar po ovoj shemi:
http://sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html

Kopanjem po rashodovanim plocicama, uspeo sam da nadjem dva komada prigusnica od 10uH sa starih plocica od napajanja za racunare. Naravno ni jedna prigusnica nije bila obelezena pa sam svaku skinutu ponaosob morao da izmerim i da izaberem odgovarajucu.
Sam filter za 80m je jako prost i uradio sam po ovoj shemi:
http://homepage.eircom.net/~ei9gq/filtcirc.GIF (http://homepage.eircom.net/~ei9gq/80M_.html)
Prikljuceni filter mi je naravno “oborio” ceo signal za koji decibel ali su zato nestale razne “anomalije” koje su do tada bile prisutne u tom delu spektra sto je i bila poenta filtera :).

Sledeca fina stvar koju sam “skontao” je ta da I/Q signali moraju da imaju veoma izjednacen nivo (pojacanje OP-a u demodulatoru) kako bi se skoro u potpunosti ponistilo preslusavanje. Pojacanje OP-a za I i Q granu bi trebalo ustelovati u red 0.1dB za optimalne rezultate. Ovo se u pojedinim SDR programima moze kompezovati veoma lako upisom odgovarajucih vrednosti za pojacanje I/Q grana. Nazalost, DSP Radio program koji koristim, nema tu opciju pa sam to uradio na nivou Pre-amp-a (gain) na zvucnoj kartici.

Kada sam sve ovo postavio, krenuo sam sa uporednim testiranjem. U prilozenoj slici, u gornjem delu je spektar iz mog DSP Radio programa dok je donji spektar sa spomenutog PMSDR/Websdr. Oba prijemnika su postavljena na istu frekvenciju kako bi tacno mogao da pratim svaki signal.

Sama slika puno toga govori. Kao prvo moram napomenuti da nacin na koji ove dve razlicite postavke prikazuju podatke (spektar) nisu iste, naime na Websdr to izgleda prilicno ostrije/finije. Dodatno da vas ne buni, gornji spektar “pada” odozgore-nadole dok je na Websdr to u suprotnom pravcu. Takodje, brzina “padanja” spektra je razlicita ali orijentaciono prikazuju isti vremenski period od cc 10 sec.

U sustini, ove dve postavke rade veoma slicno. Naravno zbog same razlike u lokacijama (oko 500km) ne mozemo apsolutno porediti signale. Generalno, ono sto se videlo/culo na PMSDR, culo se i na mom SDR sto je za mene fantastican rezultat. Sledece sto se uocava je SNR. Kod mene ima dosta vise pozadinskog shuma i signali su relativno slabiji. Ovo se i moglo ocekivati jer ja koristim jedan LM4562 OP dok PMSDR koristi veoma “zeznute” diferencialne pojacivace i dodatne ultra nisko-shumne sumirajuce OP.

Na kraju samo da spomenem veoma bitnu razliku u ovim postavkama. Ja koristim Inverted V antenu sa balonima koja je po meni prosecna antena dok je OE4XLC koristio aktivnu antenu renomiranog proizvodjaca za mernu tehniku Rohde & Schwarz HE 10.

Sve u svemu, po meni ovo jako dobro radi! Sta vise ocekivati od CBT3253C i LM4562 … 🙂

PS: Najudaljenija radio stanica koju sam cuo u ovom periodu je bila ED1R (Spanija, 2033km)

73 YU3MA

Software Defined Radio

Huh, evo i mog prvog blog posta :).
Ovaj post je namenjem svim HAM operatorima i ljubiteljima novih tehnologija (SDR) u ovoj oblasti kao i onima koji zele da naprave svoj SDR prijemnik. Clanak sadrzi dosta tehnickih izraza i engleskih fraza koje nisu strane HAM operatorima ali ostalima mogu da budu totalno nepoznati … sorry
Da ne duzim …

Posle duzeg vreme, uspeo sam da pustim u pogon moj prototip SDR prijemnika.
Na slici se vide SDR razvojna plocica, Si570 (gornji desni ugao) i prednji panel od Icom IC-706MKII HF/VHF primo-predajnika koji mi sluzi za poredjenje i testiranje.

Kompletna postavka SDR prijemnika se zasniva na sledecim komponentama:

PRIJEMNIK:
– SDR prijemnik baziran na CBT3253C analognom prekidacu u kvadraturnom demodulatoru
– LM4562 niskosumni dupli operacioni pojacivac u AF delu
– 2 x 74HC74 za 1/4 i 1/8 prescaler
– Silicon Labs Si570CAC000141G (CMOS) I2C programirajuci oscilator

ANTENA:
– Inverted V sa “balonima” za 80m
– Antenska prilagodna kutija rucne izrade

KONTROLER:
– TIBBO EM1000-EV za TCP/IP-I2C komunikaciju

AD KONVERTER
– TC Electronic Impact Twin FireWire 24bit / 192KHz audio interface

SOFTWARE
– MAC OS X Snow Leopard
– PHP script za  kalkulaciju zadate frekvencije i upis u TIBBO kontroler preko TCP/IP (na lokalnom web serveru)
– HOST program u TIBBO kontroleru koji upisuje dobijene podatke na I2C bus za Si570
– DSP Radio 1.2.1 – Ovo je cela magija 🙂

PC HARDWARE
– Gigabyte EP45-UD3LR (da, na ovome radi SL! Kako? Mozda neki sledeci post 🙂 )
– Q9550 Core2Quad CPU
– 8GB RAM
– FireWire 400 PCI card

OSTALO
– Alesis M1Active 520 Studio monitori

Sledeca slika prikazuje spomenute komponente na gomili.
Napomena: Na slici komponente nisu medjusobno povezane.

Sledeca slika prikazuje PHP skript koji izracunava vrednosti za Si570 registre na osnovu zadate ulazne frekvencije vodeci racuna da izabere kombinaciju internih delitelja tako da se dobije sto niza interna freqvencija (fdco) kako bi se dobio sto nizi fazni shum, niza potrosnja struje i nizi frekventni “jitter”. Skripta zahteva BCMath PHP modul za preciznu matematiku. Ukoliko neko zeli da dobije kopiju ove PHP skripte, neka me slobodno kontaktira.


Ovaj uredjaj je prvestveno namenjem prijemu HF signala u opsegu od 1.25MHz do 30Mhz. Donja frekvencija je limitirana preskalerom (max deljenje sa osam) i najnizom radnom frekvencijom Si570 od 10MHz  dok je gornja frekvencija limitirana brzinom analognog prekidaca CBT3253C u kvadraturnom demodulatoru (prakticno do nekih 25-26MHz).

I kako to sve radi?

Prema mojim pre-eliminarnim testovima i poredjenjem sa ICOM-om, ovaj SDR prijemnik radi  ako ne minimum ISTO onda cak i malkice BOLJE!

Ovo je fantastican rezultat ako se uzme u obzir da poredimo nesto sto sam napravio u kucnoj radionici sa Japanskim fabrickim uredjajem! Takodje, Icom IC-706MKII je ANALOGNI super-heterodyne prijemnik dok je ovaj SDR prototip totalno DIGITALNO orijentisan i zasniva se na “zestokoj” digitalnoj obradi signala (DSP) u PC racunaru.

Prvo sto se primecuje je nekoliko dB bolji odnos signal/sum (SNR). Moram napomenuti da ovaj SDR prijemnik nema na ulazu band-pass filter sto bi sigurno poboljsalo SNR za jos koji dB.

Sledeca interesantna konstatacija je vezana za ukupni delay SDR prijemnika (vremensko kasnjenje u odnosu na RT). Na Q9550 CPU procesoru + Impact Twin, ovo se svodi  na red od 100-ak mili sekundi sto cini SDR isto tako upotrebljivim kao stari dobri analogni prijemnik.

Sledeca slika prikazuje frekventni spektar od 3600KHz do 3800KHz iz DSP Radio programa.

U prikazanom spektru se lako moze uociti 15-ak radio stanica koje su emitovale signal u tom trenutku. Zeleno markirani deo (3710KHz) je stanica koju sam slusao u tom trenutku sa LSB modulacijom. Horizontalne sive linije su smetnje iz atmosfere (QRM) uglavnom prouzrokovane elektrostatickim praznjenjem (citaj gromovi) koje su na trenutke bile prilicno izrazene.

Sve stanice koje se mogu videti na spektru su prakticno mogle i da se cuju bez nekog veceg problema ili naprezanja usiju. Kvalited ovakve demodulacije je fantastican; veoma lako razumljiv sagovornik, sirina AF signala (bandwidth) moze da se menja, Notch filter koji se lako postavlja i fino skida problematicne side-signale.

Nastavak sledi …
73 by YU3MA

Update 1: Forum vezan za ovau temu pratite ovde:
http://www.elitesecurity.org/t431047-Software-Defined-Radio-SDR