WSPR

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 04 ноя 2019, 14:30

Доброго времени суток!

WSPR уникальный вид связи, на мощности менее одного ватта можно обогнуть шарик.

Заинтересовавшись этим видом связи, хотя его таковым трудно назвать (как правило это не QSO в обычном понимании), мне интересно было реализовать подобное. Родилась схемка, которая умеет передавать WSPR, карта покрытия во вложении...
Но не забываем, это при условии прохождения и тем более это цифра с многократной коррекцией ошибок.

P/S/ Если интересно паяющей публике, поделюсь своими наработками и изучениями данной темы.
Вложения
map.png
pcb_full.png

Аватара пользователя
R2AJI
Сообщения: 187
Зарегистрирован: 12 окт 2019, 22:48
Город: Москва
Благодарил (а): 59 раз
Поблагодарили: 78 раз

WSPR

Сообщение R2AJI » 04 ноя 2019, 15:29

R0AEK, о чем Вы говорите?! Конечно интересно, тем более есть готовое устройство.
Делитесь схемой, платой, ПО и опытом. Девайс выглядит симпатичным, очень хочется подробностей.

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 04 ноя 2019, 16:00

R2AJI писал(а):
04 ноя 2019, 15:29
R0AEK, о чем Вы говорите?! Конечно интересно, тем более есть готовое устройство.
Делитесь схемой, платой, ПО и опытом. Девайс выглядит симпатичным, очень хочется подробностей.
Приветствую Владимир! Спасибо!

Есть страничка проекта , тут на Ваше модераторское усмотрение!

Предлагаю начать с малого - с понимания основ. Ведь просто повторить схему, и "залить" прошивку это не сложно, интересней понять как оно все там формируется.

Надеюсь, что мои познания, и Ваши пожелания, для данной темы, помогут усовершенствовать, доработать и получить отличное устройство. Мое конечно работает, но требует доработок!

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 04 ноя 2019, 17:56

Попробую просто описать теорию....

Основа WSPR - это вид модуляции (манипуляции), тут используется модуляция 4FSK. Данный вид модуляции считается более помехоустойчивым.

Т.е. частотная модуляция по четырем (4) частотам. Разнос между частотами равен 1.4648 Гц.

Если просто - то информация кодируется определенным алгоритмом (об этом позже), в процессе кодирования у нас получается последовательность в 162 символа. Закодированный передаваемый текст состоит из набора цифр, где 1 символ равен одной цифре от 0 до 3.

Таким образом, процесс передачи информации строится на изменении несущей частоты передатчика скачками равными 1.4648 Гц в полосе 6 Гц.

По формуле:

fOut(мГц) = fTx(мГц) + (n * 1.4648(Гц))

где n - символ кодированной информации от 0 до 3

Длительность передачи одного симвла в микросекундах рассчитывается по формуле:

8192*1000/12

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 08 ноя 2019, 18:27

Продолжение следует, прошу отнестись с пониманием, времени свободного мало, а писать наскоками нет желания, охота развернуто донести информацию!

73!

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 08 ноя 2019, 20:51

У меня получилось WSPR маяк реализовать следующим образом:

1. Контроллер маяка выполнен на микроконтроллере PIC 18F2550 - есть модуль USB (через который осуществляем программирование маяка), есть поддержка протокола I2C по которому управляем синтезатором Si570, достаточно внутренней памяти для хранения закодированного WSPR текста и настроек маячка, легко программируется.
2. ВЧ модуль Si570, программируемый синтезатор частоты, с богатыми возможностями, в зависимости от модели верхняя граница перекрываемых частот выше 1 ГГц.

Скажу сразу, для реализации было изучено много примеров выложенных в сети интернет, т.к. русскоязычной информации по реализации формирования WSPR практически нет, использовал примеры и вариации зарубежных коллег, иногдна ночами напролет для разбирания англоязычной информации :twisted: :twisted: :twisted: :twisted:, некоторые примеры разбирал по энное количество раз, чтобы понять суть.

Принцип работы следующий:
1. Через компьютер, по шине USB в микроконтроллер через конфигуратор "заливаются" настройки маяка (выбранные диапазоны и текст передаваемой информации закодированный в формат WSPR передачи);
2. В микроконтроллер маяка заложена некоторая программа, которая в свою очередь делает следующее:
а) опрашивает модуль GPS для получения точного времени, а именно начало четной минуты (первой или второй секунды) , что в свою очередь является сигналом начала WSPR передачи;
б) микроконтроллер по шине I2C управляет синтезатором частоты Si570 в плане перестройки частоты согласно закодированному тексту WSPR из памяти микроконтроллера;
в) по окончании передачи по запрограммированным диапазонам маяк продолжает работу на выбранных диапазонах в цикле.

Маячок для конфигурирования подключается к ПК по шине USB как HID устройство, такой вариант был выбран для исключения заморочек с написанием отдельных USB драйверов для конкретного устройства, хотя по и определенным правилам..... молчу, опустим подробности.....!!!!! :oops:

Программка конфигурирования маячка, не требует ни какой установки, и работает под всеми, на сегодняшний день, версиями Windows (от XP до 10-ки хоть 86, хоть 64 битными). Имеет, на мой взгляд, простой и удобный для понимания интерфейс, через данную программку можно проверить/попробовать все возможности и настройки маячка.
1.png
Работа маяка, теоретически, возможна в диапазоне от 80m до 2m. Практически были приняты сигналы данной конструкции в диапазонах от 80m до 10m. Диапазон 2m сложный для приема и стабильности.

Выход Si570 обеспечивает выходную мощность до 10 милливатт, при более менее, хорошей антенне, с такой мощностью сигналы маячка могут принять на расстоянии более 1000 км. Но тут стоить изучить распространение радиоволн на каждом диапазоне.

Есть небольшой бонус в виде CW маячка, который передает (при условии включения данной опции) после каждой WSPR передачи телеграфом заданный текст, этот текст так же задается через конфигуратор, но работа CW мачка еще полностью не отработана. Есть определенные минусы.

В следующих повествованиях опишу работу схемы.

Ссылка на все есть в третьем посте данной темы.

73!

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 08 ноя 2019, 23:39

Схема
circuit.png
1. На компонентах D4/SW1 реализована схема сброса (перезагрузки) микроконтроллера (в "прошивке" зашит "авторесет" МК при пропадании, снижении, до минимального и ниже заданного значения питания МК). Т.е. при пропадании и последующем возобновлении внешнего питания МК начнет работу в штатном режиме;
2. Светодиоды D1/2/3 - отображение состояния маячка (питание/передача/программирование). Также реализован режим само диагностики, ошибки при само диагностики отображаются определенным свечением светодиодов;
3. Транзистор Q2 - управление реле, конфигурирование двух возможных ВЧ выходов (P6/7) маячка для подключения дополнительных устройств, тут могут быть диапазонные фильтры (КВ/УКВ), либо дальнейшие диапазонные усилительные каскады, для упрощения схемы выбрано три вариации:
3.1 - все на первый;
3.2 - КВ и 50МГц на первый/УКВ на второй/;
3.3 - КВ на первый/50МГЦ и УКВ на второй/;
4. Транзистор Q1 - управление питанием Si570;
5. Транзисторы Q3/4 схема преобразования уровней для шины I2C (управление синтезатором Si570), а именно преобразование уровней с 5v до 3,3v;
6. Разъем P1 - разъем USB;
7. Разъем P2 - внешнее питание схемы маяка;
8. Разъем P3 - внутрисхемное программирование микроконтроллера (необходимо для первоначального программирования запаянного в схему микроконтроллера, либо для восстановления после сбоя, чтобы не выпаивать МК для "заливки" в него так называемого бутлоадера);
9. Разъем P4 - подключение внешнего приемника GPS.

Приемник GPS необходим для получения точного времени, при работе с конфигуратором, информативно, можно посмотреть текущие координаты, высоту над уровнем моря, количество принимаемых GPS спутников, текущее время и дату UTC.
cfg4.png
Также в конфигураторе настраиваются минимально необходимые параметры используемого синтезатора Si570, об этом позже.....

Аватара пользователя
R2AJI
Сообщения: 187
Зарегистрирован: 12 окт 2019, 22:48
Город: Москва
Благодарил (а): 59 раз
Поблагодарили: 78 раз

WSPR

Сообщение R2AJI » 09 ноя 2019, 16:02

R0AEK, прочитал, изучил, задумался...
Есть вопрос. Можно ли использовать модуль RTC дабы не использовать GPS модуль, который накладывает определенные ограничения, и постоянно не подводить часы? В принципе, если сделать подхват времени из windows при программировании маяка, то вопрос с установкой и его стабильностью решится сам собой.
изображение.png
Сам модуль стоит копейки + литиевая батарейка.
Или может есть какие-то ограничения?
Может можно предусмотреть оба варианта?

Аватара пользователя
R0AEK
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 03 ноя 2019, 22:30
Позывной: Саша R0AEK
Город: Красноярск-26
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 35 раз

WSPR

Сообщение R0AEK » 12 ноя 2019, 07:45

Приветствую, Владимир!

С таким девайсом дела не имел, интересно было бы получить отзывы о стабильности времени на данных модулях. Вариант с GPS был выбран потому, что маяк установлен, за городом и в зимнее время доступ к нему ограничен для корректировки времени, если время убегает более чем на 5 секунд, то передачу уже практически ни кто не примет, т.к. приемные станции синхронизируют, как правило, время по инету.

Аватара пользователя
2Qay
Сообщения: 43
Зарегистрирован: 14 окт 2019, 12:58
Откуда: Татарстан
Позывной: ----
Город: Казань
Благодарил (а): 8 раз
Поблагодарили: 8 раз

WSPR

Сообщение 2Qay » 14 ноя 2019, 15:02

R0AEK писал(а):
12 ноя 2019, 07:45
С таким девайсом дела не имел, интересно было бы получить отзывы о стабильности времени на данных модулях.
Если не ошибаюсь, то это модуль на часиках ds3231, и ещё зачем то там еепромку воткнули.
Сам использую эту микросхему. Часы очень точные и за ~2 месяца не сбились от часов в Яндексе. Вообщем там фича в том, что из всей обвязки нужны только резисторы в айтуси интерфейсе. Кварц и прочее тактирование там все в микросхеме. Вообщем лучше и точнее дешёвых ds3102

Ответить

Вернуться в «Микроконтроллеры и программирование»