Články / HAM - Contesting

Stratosfericky balón - vysielač APRS

---

Rozhodol som sa túto druhú časť o stratosférickom balóne venovať vysielaču APRS. Po úspešnom skonštruovaní, meraní a otestovaní v praxi mám veľmi dobrý pocit, že to funguje ako má. Vysielač ma výstupný výkon zhruba 2-3W, frekvencia je stabilizovaná fázovým závesom a o vysielanie dát sa stará mikroprocesor. Mikroprocesor sme zatiaľ naprogramovali tak, aby vysielal stále rovnakú polohu a k tomu ešte vysielal informáciu o nameranej teplote a napätí akumulátora.

Konštrukcia

Pri konštrukcií vysielača som čerpal zo stránky pira.cz [1] , plošný spoj som si upravil podľa seba a výstupný filter som prerobil podľa konštrukcie s amatérskeho rádia [2]. Schému možno vidieť na obr. č. 1. Tranzistor T2 tvorí oscilátor, ktorého frekvenciu udáva cievka L1 a kondenzátory C8,9 spolu s varikapmi. Pomocou varikapov fázový záves tvorený obvodom TSA5511 stabilizuje frekvenciu na 144,8 MHz. Zároveň sa na varikapy privádza aj kódovaný signál kde sa frekvenčne namoduluje na nosnú frekvenciu. Tranzistor Q2 sa stará o dostatočné zosilnenie signálu pre výstupný tranzistor. TR1 je VF transformátor navinutý na dvojotvorovom jadre. Slúži na galvanické oddelenie a impedančné prispôsobenie. Koncový stupeň tvorí tranzistor T3 – 2SC1971. Výstupný signál je potom vedený cez filter kde sa odstránia nežiaduce frekvencie.

Obr č. 1: Schéma zapojenia


DPS:

DOWNLOAD: Návrh DPS v Eagle 5.7

Celé vysielanie packetu prebieha nasledovne:
1) Zopne sa tranzistor T4, tým sa spustí oscilátor a aj fázový záves. Pri vypnutom stave vysielač neberie takmer žiaden prúd.
2) Pomocou I2C zbernice mikroprocesor pošle do fázového závesu dáta o frekvencií na ktorú sa má naladiť.
3) Počká sa niekoľko ms na zladenie frekvencie a vyšle sa paket.
4) Vypne sa vysielač

Tento cyklus sa neustále opakuje, momentálne mám nastavený cyklus medzi vysielaním na 5minút.

Meranie vysielača

Meranie spočívalo v overení správneho návrhu výstupného filtra, ktorý sa najviac podieľa na tom koľko výkonu sa vyžiari do antény. Daľej som nastavoval správnu šírku pásma pre úzkopásmovú FM a overil som či je správne signál modulovaný. V blízkej budúcnosti by som chcel vysielač zmerať aj na spektrálnom analyzéri, ako je natom s vyššími harmonickými.

Na obr č. 2 vidno že mikroprocesor úspešne poslal dáta do syntézy


Na obr č. 3 je návrh výstupného filtra realizovaného pomocou programu RFsim99. Ako vidno Nad frekvenciou 144Mhz nastáva výrazný útlm.




Na obr č. 4 som pomocou svojho SDR rádia, ktoré som pripojil ma medzifrekvenciu 10,7 MHz prijímača ktorý je popísaný v starších článkoch [3] nastavil správnu šírku pásma pre vysielanie na tejto frekvencii.


Na obr. č. 5. je AFSK signál ktorý som zachytil pomocou zvukovej karty a zobrazil v programe GoldWave. Ako vidno modulácia je v poriadku.


Nakoniec prikladám obrázky samotného vysielača. V ďalšom článku plánujem popísať čo je to APRS, načo slúži a ako ho mi vo svojom balóne využijeme.

Fotky vysielača

Použitá literatúra

[1] http://www.pira.cz/tx4.htm
[2] Amatérske Rádio A4/87 - strana 152
[3] http://svetelektro.com/clanky/prijem-meteo-snimkov-cast-3-338.html