Sintonizador automático ATU-100

 

En general en una estación fija la utilización de un sintonizador de antenas se percibe como una fuente de pérdidas, casi como una mala práctica. Y esa era la visión con la que muy en mis comienzos mis mentores se encargaron de formarme. Uno tiene que tomarse el trabajo de ajustar antenas y acoplamientos de la estación fija para que las antenas carguen sin necesidad de sintonizadores. Después de todo la mayor parte de los equipos tienen salida de 50 Ohms y las antenas mas usuales adaptan a 50 Ohms, cualquier diferencia es algo que se debe poder trabajar. El criterio general es cierto, y siempre hay que invertir esfuerzo en depurar los sistemas irradiantes y de acoplamiento para evitar pérdidas, todo lo posible.

El tema es que no siempre es posible. Por un lado por las consideraciones prácticas de espacio. Es muy difícil tener una antena para cada banda, y es natural que una antena multibanda ajuste mejor en alguna banda que en otras. Mi principal antena de HF (una Walmar 3340) ajusta casi perfecta en 40, 20 y 10 metros, pero es una peste en 15 metros. Algo similar ocurre con el dipolo rígido de la misma marca. Entonces hace mucho que tengo sintonizador, porque si bien es cierto que introduce algunas pérdidas, mas degradación produce la diferencia de adaptación de impedancias que ocurría sin el. Con el tiempo he utilizado dos excelentes sintonizadores manuales, el MFJ-941C y mas recientemente el MFJ-945E. El principal equipo de la estación, un Yaesu FT-2000, tiene sintonizador automático incorporado, y el Xiegu X5105 para portátil también. Pero el Yaesu FT-817 y el mcHF no tienen sintonizador y me es útil disponer de uno para sintonizar las antenas de hilo o el dipolo rígido con ellos. 

Sin embargo el sintonizador automático es muy cómodo, y en particular con antenas portátiles es necesario porque o no presentan una impedancia de carga de 50 Ohms (como en el caso de las antenas random o EFHW) o la impedancia de carga es tan dependiente de lo que rodea a la antena que es imposible asegurar su valor real. 

Toda ésta larga introducción viene a cuento del proyecto de sintonizador automático portatil ATU-100 cuyo kit adquirí y armé recientemente como compañero del transceiver QCX+, el que con la antena dipolo rígido parece necesitarlo (no así con la antena yagui).

El circuito se basa en el diseño de David (N7DDC),  la descripción técnica muestra (link) un diseño relativamente sencillo. Básicamente es la combinación de tres subsistemas, un banco L-C de distintos valores fijos que se puede combinar con una matriz de relays, un sensor de ROE y un microprocesador que es capaz de sensando uno ajustar el otro. El microprocesador es un relativamente vetusto PIC 16F1938, realmente no se necesita mas pues no se hace un procesamiento de señales sofisticados. Se miden señales que son prácticamente niveles de continua y se comanda a muy baja velocidad la conmutación entre componentes. 

El sintonizador está disponible en portales chinos en varios formatos. Como componentes sueltos, como placa armada y como unidad completamente ensamblada.

En mi caso opté por la versión kit, cuyo armado termina resultando simple pero tedioso, muchos componentes y bobinas, pero de densidad baja y gran facilidad de armado. La programación del PIC no es complicada.

Durante el armado conecté las tensiones del display OLED al revés (no todos van en el mismo orden, los conecté sin revisar y, bueno) por lo que tuve que reemplazarlo.

Una vez armada la placa y probado con una carga fantasma armé una caja con la impresora 3D, para lo cual siempre The Thingiverse siempre aporta alguna cosa útil (link), la unidad armada puede verse en las fotos.

Una vez en funcionamiento anda en forma muy simple, al transmitir una portadora continua simplemente ajusta a mínimo SWR, y reproduce el ajuste cada vez que detecta una variación. Es muy práctico y muy util. La potencia máxima de 100W es mas que adecuada para su propósito principal, operar los equipos móviles con antenas de distinto tipo.

Ahora solo falta que pase la pandemia y podamos nuevamente volver a disfrutar de la oportunidad de poder usar la estación portátil.

Malachite SDR

El nombre malaquita (malachite o malahit) refiere a varias cosas, es un personaje de historieta, es un tipo de piedra semipreciosa que es bonita visualmente pero que también tiene propiedades curativas y de sanación energética (cosa en la que no creo demasiado, pero uno nunca sabe) y es un diseño muy novedoso de receptor basado en técnicas SDR.

No es una apuesta muy difícil suponer que me voy a referir a lo último, simplemente observando que en los últimos años no he dedicado mucho espacio en el blog para geología ni temas esotéricos.

El diseño es una placa, basada en el procesador ARM STM32H743VIT6 el cual tiene capacidad DSP basado en la arquitectura  ARM Cortex-M7 con un  MCU con 2M de memoria flash Flash, 1M RAM, y un CPU de 400 MHz CPU. El diseño completo fue desarrollado por Georgy (RX9CIM) junto a otros. 

Ellos comercializan la placa y el firmware que se requiere para que la misma funcione. Como receptor promete tener cobertura entre 500 KHz y 1 GHz en pasos de 160 KHz, soporta los modos WFM, NFM, LSB, USB y AM. Su consumo es de solo 300 mA por lo que puede operar con un banco de recarga celular de 10A/h casi 30 horas (!!). El formato es una placa de circuito impreso, con mayormente montaje superficial sobre el que se le superpone un visor color de 5" aproximadamente, la suma de ambos dá la altura total que es de perfil bajo. Tiene dos controles, ambos con encoders paso a paso, uno para sintonía y otro multipropósito. 

No se trata de un kit, la placa viene armada y es completamente funcional, se le conecta una fuente de 5V mediante un conector USB-C y una antena mediante un conector SMA y se está en carrera para usarlo. De acuerdo a que versión se compre y donde viene con mas accesorios o menos. En el que yo compré no traía incorporada una batería LiPo, pero la placa tiene el circuito de carga por lo que agregándosela es posible cargarla desde la conexión USB. Si traía una antena telescópica plegable. Me gustaría detenerme en una serie de cuestiones a ésta altura que no son aparentes ni cuentan con información suficientemente clara como para evitar cometer errores, como los que varios que cometí.

Mi primer contacto con la placa fue a travez del vlog de Paul (OM0ET) quien le dedicó un par de entradas a comentar la placa, sus bondades y su configuración; la primera impresión es deslumbrante. 

Encontré rápidamente que hay al menos dos formas de comprarla, una es directamente desde Georgy (al correo cuyo link está antes) y otra es a traves de los portales chinos usuales. La diferencia de precio es muy notoria, a favor de los chinos. En el caso de los chinos es por su parte posible adquirirlas a varios costos, pero la diferencia termina siendo sobre si viene con su gabinete o solo la placa, o si viene con batería o no. En general no es fácil remitir cosas de China con batería por regulaciones de transporte. 

En mi caso terminé comprando la placa solamente, la que llegó sin novedades en tiempos razonablemente cortos.

Con la ansiedad propia de probarlo rápidamente lo conecté inmediatamente y fui encontrando algunas características extrañas a las que al principio no presté mucha atención pero con el tiempo se fueron acumulando. Contrario a lo que se menciona en varios lados no hay un proceso alambicado de inicialización donde hay que hacer intervenir a Georgy para que arranque; teóricamente en el primer encendido la placa solo muestra una "clave" la que hay que mandar a Georgy y a vuelta de correo remitirá otra "clave" que una vez ingresada activa el firmware. Nada de eso, conecté, encendió y anduvo sin ese proceso. ¡Que suerte! ... me dije....

Como primer paso, casi inmediatamente luego de encenderla y ver que en general andaba, mas allá de particularidades que investigaría después, le hice una caja con la printer 3D (ver fotos). Hay varios diseños en The Thingiverse (link) por lo que no llevó mucho tiempo. La caja que elegí tiene espacio de sobra para el parlante y una batería en el futuro, aunque por ahora lo utilizo con un parlante externo.

Ya con la caja y pudiendo manipularla con mas comodidad que una placa cuyo peso era menor que el conector de antena que tenía conectado (y por lo tanto muy inestable) por lo que era muy posible que cualquier movimiento quebrara el conector de antena,  empecé a probar su funcionamiento.

Fui, progresivamente, detectando varias cosas "raras" o al menos inesperadas. El receptor como tal funciona razonablemente bien en frecuencias de HF, en AM y en FM comercial, recibe razonablemente bandas de aficionados. Las funciones principales SDR funcionan sin problemas y el espectrograma que es parte integral de la interfaz de interacción anda muy bien. 

Sin embargo es difícil sintonizar, es difícil seleccionar el paso correcto y si bien se termina haciendo requiere un esfuerzo poco natural para lograrlo. Primer chubasco, el panel no es capacitivo, es resistivo (mucho mas barato y menos sensible).

Al tratar de configurar las funciones encuentro que las opciones de configuración son muchas menos que las que veo en los foros o en las demos, una tercera parte aproximadamente. Y ni noticias del resto.

Muchas de las principales funciones SDR sencillamente no están disponibles en mi placa.

El CAT funciona, o debería decir "en la versión correcta funciona", muy similar al transceiver mcHF, si uno alimenta el receptor desde la PC (para lo cual el puerto USB alcanza y sobra para alimentar) el receptor es reconocido al mismo tiempo como un puerto serie y como una placa de sonido. El puerto serie debería recibir los comandos de un Kenwood TS840 y la placa de sonido puede usarse para integrar el receptor con programas de modos digitales o de trabajo SDR (como SDRSharp por ejemplo) pues provee tanto una interfaz de audio como una de trama I/Q. Si bien los puertos son reconocidos en la PC los mismos no responden, nada de eso funciona.

Al mismo tiempo la cobertura de frecuencia está muy limitada, la frecuencia máxima es 200 MHz en lugar de mas de 1 GHz.

Ahi comencé realmente a bucear en distintos foros, hay uno muy completo en Facebook con muchos usuarios y donde ocasionalmente contesta el autor del firmware Georgy (link), se consiguen manuales (la placa viene sin ninguna documentación), pero éstos confirman que lo que la placa ofrece no se corresponde con lo que debería.

Al poco tiempo de investigar con cierto detalle empieza a emerger el patrón de la situación real. La placa china es realizada con componentes de menor calidad que la original de origen ruso, hay múltiples reportes al respecto. Esa menor calidad se traduce en temas como el display resistivo vs. capacitivo y en algunos efectos técnicos que capaz que hasta son sutiles excepto para usos mas especializados. Los reportes son mezclados y varían desde gente que dice que no le encuentran diferencia hasta gente que dice que le encuentra mucha, no tengo una placa rusa para comparar pero cuando logro sintonizar una estación la escucho bien en comparación tanto a los receptores usuales de la estación como a la placa Si4732 sobre la que comenté recientemente.

Pero el principal problema, por lejos, es el firmware. Las versiones que se compran en China tienen una versión que algunos califican con elegancia como "demo" (otros dicen que son "truchas" directamente) pero que en todo caso tienen una fracción de la funcionalidad original. Esas placas, en apariencia encuentro buceando en distintos hilos de comentarios, se clonaron sin mucho respeto por los derechos de autor de Georgy y sus camaradas, por lo que tampoco es que se puede recurrir a ellos de ninguna forma para obtener ayuda. Los portales chinos, por supuesto, ignoran cualquier pregunta o reclamo como hacen habitualmente cuando hay problemas.

Afortunadamente hay solución para todo esto, Georgy  acepta proveer el firmware original, el que supone habilitar el potencial completo de la placa pero, obviamente, espera obtener dinero por la licencia. USD 55.- para ser precisos. Ese costo hace que comprar la placa en el portal chino, mas la menor calidad que se obtiene, mas las molestias del ida y vuelta sea mal negocio realmente.

La actualización es similar a como se indica para la versión original, se le carga el nuevo firmware, al encender ofrece una clave, se le envía a Georgy (previo pago) y éste remite la palabra mágica que abre las puertas del cielo, bueno, al menos hace que todas las funciones aparezcan.

En un intercambio de correo con Georgy me contestó rápido y fue muy amable, asi que se nota que el costo de la licencia lo compensan por el hecho que no le hayamos comprado la placa a el. No "hard feelings" e bolshoi paka-paka tovarich Pedro..

Los reportes dicen que una vez que se hace la actualización del firmware por el "original" todas las funciones aparecen y que no hay problemas en hacer eso en la placa "no original" de China. Advierten, eso si, que una vez que se empieza con el proceso no se puede volver para atrás. "Living la vida loca" diría Ricky Martin, y aún lo hice como para compartir como me fue.

Mientras tanto, y ya aterrizado cual es el problema y como se arregla, volví con otra perspectiva a la placa que tengo para usarla. Y realmente anda bien, a pesar de sus limitaciones. Los videos que adjunto muestran breves ejemplos de recepción en distintos modos. La performance general no es mala, pero deja un sabor extraño cuando se va desde una expectativa alta a una mas baja. Quizás si no hubiera desarrollado las expectativas estaría mas conforme, de hecho el receptor es mucho mas potente y versátil que el referido basado en el Si4732.

A todo esto si bien ambos son "receptores de tecnología SDR" de propósito general para el rango de HF-VHF difieren en casi tantos puntos como tienen similitudes. El diseño de Si4732 está basado en un chip receptor de propósito general (el Si4732 justamente) al cual el procesador de la placa se usa para comandar sus distintas funciones, mas allá de alguna función que se le pueda agregar mediante "parches" de firmware (como la recepción de SSB por ejemplo) lo que hace el receptor es lo que hace el chip, y el firmware solo se usa para comandarlo. Es por eso que se puede manejar con un controlador Arduino Nano relativamente pequeño. El chip llega a VHF porque soporta la banda de broadcasting de FM comercial, y es plausible que se lo pueda usar en banda de aviación también, pero no es realmente útil para la banda de VHF de 144 o 220 MHz, y de hecho los parches para que reciba NBFM (FM de banda angosta) no transmiten la impresión que ande particularmente bien en éste modo. La interfaz de usuario es, también, bastante rudimentaria pues consiste en un visor LCD (u OLED) pequeño, mayormente alfanumérico.

Por su parte el Malachite SDR es una placa de procesamiento digital en todo su derecho, la recepción se hace con técnicas SDR y si bien tiene etapas de conversión de frecuencia su operación está dado por el firmware que se le cargue. Por eso un firmware "demo" como el que tiene mi placa, activa solo unas pocas funciones pero cambiandoselo se transforma en un receptor mucho mas potente. La interfaz es mucho mas rica pues, dificultades del panel resistivo al margen, es mas intuitivo operar con un espectrograma amplio donde uno ve las señales y que acepta comandos tanto táctiles como por los encoders. Desde el punto de vista de recepción diría que es mejor que el Si4732, mas sensible es mi impresión, aunque no hice ningún tipo de medición que soporte o desmienta la impresión.

En resumen, es experimentación y es divertido, me permitió agregar un equipo interesante a mi estación y un recurso portátil que parece eficaz, por lo que pese a las dificultades creo que vale la pena. Cuando tenga la oportunidad de cargarle el firmware adecuado podré completar la evaluación, pero no me siento defraudado, no completamente al menos. 

WWSA 2021

 El próximo fin de semana del 12 y 13 de Junio tendrá lugar el WWSA CW Contest, muy importante para los concurseros sudamericanos por ser junto con el CQ MM DX los únicos en éstas latitudes que son parte del calendario internacional y donde las reglas de alguna forma hacen atractivo trabajarnos a nosotros, cuando en otros concursos quizás tenemos alguna condición de marginalidad por condiciones de propagación o volumen de contactos que podemos ofrecer. 

El concurso sufrió durante algunos años un declive en su organización que hizo su lanzamiento, promoción y sobre todo el cómputo de sus resultados algo erráticos; sin embargo nunca se dejó de hacer por lo que es el concurso internacional mas antiguo que es organizado desde Argentina. Los esfuerzos de los organizadores incluyen un nuevo sitio de organización, una campaña de anuncios mas dedicada y una infraestructura de soporte al concurso y al procesamiento de resultados mas robusta. Puesto que todo se hace con esfuerzo voluntario es muy encomiable y merece el apoyo que implica la participación como premio.

Por mi parte es un concurso en el cual participé varias veces, y de hecho tuve posiciones top en varias categorías con el transcurso de los años, pero que por distintos motivos no he podido participar desde hace varios años.

Un poco en preparación para estudiar la propagación he realizado el cómputo de como lucen las bandas, desde un punto de vista general basado en estadísticas del reciente CQ WPX CW durante el fin de semana del 29 y 30 de Mayo.

El método lo he compartido varias veces por lo que solo a modo de resumen puedo indicar que establezco frecuencias de contactos asumiendo que los spots registrados en el Reverse Beacon Network para smbos dias (pero en los horarios del WWSA) de distintas estaciones son directamente proporcionales a la existencia y fortaleza de las condiciones; un concurso de mucha concurrencia como el CQ WPX reduce en cierta medida el sesgo que éste método presenta donde podrían haber condiciones pero no marcarse por la ausencia de estaciones. Las frecuencias se asimilan a probabilidades y éstas se computan contra el total de spots de cada banda en un caso y contra el total de spots de una hora en el otro. Para afinar el cálculo tomo spots de Zona 13 (LU & CX).

La propagación es un fenómeno aleatorio influenciado por fuerzas de escala cósmica que pueden variar sin correlación alguna con el pasado reciente haciendo irrelevante cualquier pronóstico; además en casi dos semanas la zona geo-efectiva del Sol ha variado, pero dado que es una época baja del ciclo de manchas solares la probabilidad que ocurra un evento especial es probablemente mas baja que en la parte mas activa del ciclo. Sin embargo el uso continuado del método durante mucho tiempo en un gran número de concursos me ha permitido comprobar que pronostica las aperturas con bastante ajuste a la realidad, normalmente +/- 1 hora. Si después hay o no estaciones, y la cantidad de ellas que hay es otra historia. Las distintas bandas parecen tener ventanas del orden de 12 a 13 horas durante el concurso para sostener tasas significativas, sin embargo la lógica de perseguir multiplicadores puede hacer interesante estar en horarios de baja participación pero con algunos radio-paises claves en ellas.

Basado en éste método se puede computar cual es la performance de cada banda respecto de si misma ("mejor hora para la banda") de mayor interés a quien planee participaciones de tipo Single Band y de la banda respecto a las otras ("mejor banda para la hora") para quienes consideren participar All Band y puedan querer anticipar la mejor estrategia de cambios de banda y paradas.

El concurso es corto, dura 24 horas, y siempre eso fue una decisión sabia de los organizadores pues posiblemente no atraiga una concurrencia tal que haga entretenido el ritmo de contactos si durara mas. Historicamente el concurso ha tenido una participación interesante a nivel Sud-América y Europa, con participaciones mas reducidas de Africa, Asia y Oceanía. En las ediciones que participé la presencia de estaciones de NA sin ser nula fue mucho menor en proporción a la que suele ocurrir en otros concursos internacionales. Habrá que estar atento a las aperturas hacia Europa, pues ellas son la llave para obtener una buena posición competitiva. No obstante las aperturas con Brasil son productivas pues suele haber un gran número de participantes para los cuales las estaciones LU/CX somos un multiplicador atractivo, aún en momentos en que la propagación pueda ser marginal para distancias mayores.

Como verificación independiente el comportamiento de mi baliza WSPR en 20 metros confirma que las aperturas a nivel Sud-América ocurren a partir de las 1200Z y alrededor de las 1700Z comienzan los saltos con NA.

No estoy seguro aún si puedo participar o no, pero haré un esfuerzo para que pueda ocurrir. Como siempre ésta es una fiesta de la radio y el esfuerzo de los participantes, los competidores y los organizadores merece que todos se diviertan.

Maravilloso mundo del Si4732/35

 

La industria de consumo masivo aborda la creación de receptores de radio económicos y la solución obvia para lograrlo es integrar todas las etapas del receptor lo mas posible, en el extremo en un integrado único. Obviamente diseñar un integrado que tenga muchas funciones es mas caro, pero es un costo fijo y si el chip resultante se usará en tiradas de producción de centenares de miles o incluso millones de aparatos entonces ese costo fijo alto se hace irrelevante en su contribución para cada aparato. Al mismo tiempo el costo de fabricación aumenta linealmente con el número de componentes a incluir, y reduciéndolo se disminuye el costo de fabricación, y cuantos mas se fabriquen mas son los ahorros a obtener. En general esa situación se dá mucho con chips destinados a fabricar receptores de FM comercial, algunos que integran receptores de AM y FM comercial. En ambos casos son chips que pueden ser adaptados para un uso en bandas de VHF o incluso en HF a partir de modificaciones significativas, usualmente dá proyectos que no son tan complejos y divertidos de realizar pero que requieren bastante paciencia e instrumental para hacerse.

Esa situación es de alguna forma alterada por el chip denominado Si 473x (la x puede tener varios números pues es en realidad una familia de chips con funciones ligeramente diferentes), puede revisarse la hoja de datos resumida (link) o  mas substancial nota de aplicación AN332 sobre como usarlo en sus diferentes modalidades (link). Este chip está pensado como receptor de AM en bandas comerciales y el espectro de HF en general (pensado para estaciones de AM de onda corta) y el espectro de FM comercial. Los radioaficionados somos doblemente desafortunados en éstas cuestiones, por un lado nadie hará la inversión para desarrollar éste tipo de chips con funciones pensadas para nosotros, simplemente el mercado no tiene suficiente volumen para justificar el desarrollo de un chip especial, al mismo tiempo la recepción predominante en bandas de aficionado es en SSB, lo que tampoco es algo de consumo masivo y los volumenes son bajos, o sea que sería un chip muy completo pero no muy diferente de tantos otros similares. 

Pero hay una diferencia, éste chip utiliza tecnología SDR y por lo tanto su comportamiento es definido por su microcódigo, el cual es actualizable.... Y, blanco y jarra suele ser leche, apareció rápidamente un "patch" de microcódigo que permite que el chip opere en modos para los cuales no fue originalmente diseñado; entre ellos SSB y FM de banda angosta.

La cantidad de componentes que requiere éste chip para implementar un receptor de amplio espectro es ridículamente baja, solo algunas resistencias, bobinas y condensadores. Para funcionar, no obstante, el chip debe ser controlado mediante comandos, y esos comandos los recibe por medio de una interfaz I2C (dos lineas SDA/SCL con un protocolo asincrónico), la cantidad de opciones de configuración es gigantesca (la nota de aplicación tiene mas de 300 páginas) y absolutamente todos los parámetros pueden ser programados. No solo frecuencia y modo, también las distintas configuraciones de filtros, pasos, opciones de demodulación e incluso la carga de parches de firmware como el que lo habilita a recibir modos que no le son "nativos". 

La interfaz provista no es compleja, y es nativa en las placas microcontroladoras como la Raspberry Pi o Arduino, y de hecho la demanda de procesamiento es muy baja porque el controlador no cumple ninguna función de procesamiento de señales, solo tira comandos a velocidades muy bajas (en comparación con las que necesitaría si hiciera procesamiento de señales). Por lo tanto la placa Arduino, aún la mas pequeñita, puede ser suficiente. Para hacer las cosas mas fáciles Ricardo (PU2CLR) ha desarrollado una librería de programación denominada SI4735 que está disponible en forma gratuita en su sitio GitHub (link). 

La librería, de por si fantástica en la facilidad que otorga para configurar el chip con comandos relativamente simples, provee además una cantidad enorme de ejemplos de aplicación que terminan dejando disponibles firmware para cargar en una placa Arduino Nano  asociada a la mayor parte de las placas que implementan el chip Si473x, tanto disponibles comercialmente (en sitios como Ali Expréss por ejemplo), como realizado por hobbistas en tiradas cortas, como en creadores de kits (Jason Kits)  o incluso diseños hechos a "mano" con una placa genérica (ver foto adjunta).

Hay un sitio en Facebook muy activo "Si47xx for radio experimenters" (link) que brinda continuamente novedades sobre placas adicionales, implementaciones adicionales de las existentes y consultas de soporte de todo tipo.

Yo adquirí mi placa en Ali Express y vino provista de un parlante y una antena plegable como accesorios, pese a que la foto muestra una batería LiPo la misma no viene en en envío por razones de seguridad de transporte. La placa es muy completa e incluye una Arduino Nano, el visor OLED, todos los switches y el rotary encoder. También provee amplificación de audio y un circuito de carga de baterias LiPo, es decir, se la puede alimentar mediante USB pero si tiene batería la misma es cargada mientras se usa. Muy bien armado. La placa viene con un firmware en su placa Arduino Nano que es de tipo genérico, se sospecha que usa la librería de Ricardo pero en la mejor tradición de los chinos sin pagar un centavo de royalty por ello o hacer mención siquiera a su uso (un谢谢no se le niega a nadie).

Cuando llegué y luego de verificar que todo anduviese la bajé el firmware especial para los kits de Ali que se provee como ejemplo en el sitio GitHub, el programa se carga como se lo hace con cualquier placa Arduino, se necesita el IDE Arduino y un cable USB, los ejemplos están en source escritos en C++ y hay que compilarlos (lo que es automático en el IDE). 

El "sketch" es un tanto grande para la placa, las placas Arduino tienen la particularidad que cuando se ocupa mas del 50-60% de la memoria de datos y mas del 60-70% de la memoria de programa puede tener inestabilidades de ejecución, en algunos casos el IDE avisa la situación y en otros no. Las "inestabilidades" son un eufemismo por anda erráticamente (falla o hace reboot aleatoriamente) o simplemente no anda. En el primer caso porque se queda sin espacio para las variables "locales" que todo programa va generando y en el segundo porque puede interferir con otras estructuras que tienen que estar en memoria como el bootloader. El firmware provisto como ejemplo por Ricardo anda muy bien sin tocarlo, con lo justo diría. Solo para probar agregué una librería CAT que he desarrollado para otros proyectos con la placa Raspberry que emulan un Yaesu FT-817, lo que es una convención bastante difundida, pero la librería tal como estaba no entraba. Le hice recortes sustantivos pero a pesar de los cuidados quedaba muy grande. En el proceso se nota que arruiné el bootloader del Arduino por lo que me encontré en la infortunada situación de "briquearlo", salvajismo linguistico que significa que transformé la placa en un pisapapeles ("brick" es ladrillo en inglés) que es cuando la placa no responde adecuadamente y no permite programarla "pisando" el firmware con problemas. Es un incordio que pase, pero tiene solución. El procedimiento para hacerlo (link) consiste en utilizar la interfaz ISP que tiene todo Arduino para utilizar otra placa Arduino como "quemador", puede usarse tanto para programar el chip en una Arduino existente o para programar un chip ATMega328p aislado. "Volveremos...." dijo el Gral McArthur con el agua a las rodillas mientras se tomaba el palo de Filipinas (lo cierto es que volvió), posiblemente con una implementación mucho mas ligera de firmware para CAT, posiblemente el del Kenwood TS840  que es mas liviana.

Aventuras con el código al margen el uso del receptor en si es muy facil, en mi caso lo alimento con un parlante que es al mismo tiempo pack de baterias. Al encenderse recuerda lo último que se hizo y trae la frecuencia y el modo. En FM es capaz de recibir estereo y RDS (los mensajes que manda la emisora), en AM es un poco ruidoso pero sospecho que es por la antena pequeña. En HF se comporta magníficamente con una antena decente en recepción en todas las bandas, lo usé mayoritariamente en 40 metros SSB pero pruebas rápidas mostraron que se comporta razonablemente bien en todas las bandas desde 160 metros hasta 6 metros inclusive. Lo utilicé para recibir señales de CW (el firmware de PU2CLR incorpora un filtro de 500 Hz para eso), SSB, FT8 e incluso SSTV! Obviamente las estaciones mas débiles no las tomaba, pero mi referencia era muy maliciosa... un Yaesu FT-2000. Imagino que con un pequeño transmisor de CW o FT8 puede perfectamente ser parte de una estación (muy) portatil. La placa suelta tiene algún riesgo en ese estado por lo que construí con la printer 3D una caja (ver foto al comienzo del artículo), el diseño lo saqué de Thingiverse (link) donde si bien el autor califica la caja como "terrible" es en realidad bastante decente y facil de construir. Creo que es una alternativa muy razonable para un receptor de uso portatil, o de uso casual o incluso un primer receptor construido"en casa" para la estación. Altamente recomendable.

Nuevo integrante, el QCX+ de QRP-Labs

Es dificil resistir a la tentación de "atacar" uno de los kits de QRP-Labs, en éste caso el denominado QCX+. QRP-Labs es la expresión comercial de los diseños de Hans Summers (G0UPL). No es mi intención hacer un panegírico de éstos kits que pueda sospecharse de aviso comercial, por cierto que no tengo afiliación alguna con dicha empresa. Pero he construido ya varios kits y es sorprendente lo bien hechos que están. Hasta ahora he construido el QCX-Mini para 20 metros y el QCX "legacy" pero con la modificación para que opere en SSB. Son kits de complejidad alta (largamente mas de 100 piezas), pero tan bien logrados que son un placer construirlos y andan muy bien, en particular si se respetan las muy detalladas instrucciones de armado. 

Las instrucciones están detalladas en un manual que impreso ocuparía 138 páginas (link). Nada de folletos plegados con cuatro fotos, paso por paso, con instrucciones que apuntan a que si es es meticuloso es muy dificil errarle.

El kit está cuidadamente ensamblado, en el mas de centenar de partes encontré un solo faltante (la lámina de mica para aislar térmicamente al regulador de voltaje) y una instrucción desactualizada en la construcción (una indicación que un capacitor había que doblarle las patas porque era muy grande pero no lo era en realidad. Una particularidad que tiene éste kit es que el transceptor tiene herramientas de diagnóstico y calibración en su firmware con lo que es posible ponerlo a punto con prácticamente nada.  Los chips mas complicados de soldar son los tipo SMT, la placa tiene dos, y ya vienen soldados.  

En general soy muy cuidadoso cuando realizo armados, y tengo la suficiente experiencia en hacerlos como para saber que un simple componente defectuoso o simplemente colocado erroneamente con el valor equivocado una vez incorporado en un circuito no solo puede generar una falla de muy dificil diagnóstico, sino que también puede ser extremadamente complicado de retirar. Asi que componente por componente antes de ponerlo en la placa lo medí con un medidor LCR digital, herramienta insustituible realmente en cualquier taller.

La secuencia de armado comienza lo que el autor califica como "lo mas dificil" que es el transformador multifilar (no es tan dificil, pero requiere paciencia) y continúa con los integrados de cápsula DIP convencional. Luego siguen los capacitores, los resistores, los transitores y finalmente toda la minutería, al finalizar con la placa principal se debe armar una placa auxiliar que tiene el visor LCD, el encoder, el potenciómetro de volumen y los tres interruptores. La placa  auxiliar, una vez finalizada, se integra con la principal mediante unos conectores al efecto.

A diferencia del kit original, antecesor del presente y denominado QCX,  éste fue pensado con algunas mejoras funcionales y en particular el poder facilmente adaptarse a un gabinete mas convencional pues se le eliminaron los desniveles que tenía su predecesor y los controles sobre la placa directamente, lo que hacían dificil el armado de un gabinete, incluso con una printer 3D. Una vez armado se debe realizar un proceso de calibración relativamente sencillo consistente en ajustar el brillo del visor LCD, seleccionar la banda inicial y luego ajustar 4 controles en la placa (un capacitor variable y 3 potenciómetros) con la ayuda de las herramientas construidas en el software.

La etapa de salida apela a un amplificador clase E, que es muy eficiente y que utiliza transistores muy baratos en paralelo (los BS170). La belleza de utilizar transistores MOSFET muy baratos es que se pueden poner muchos en paralelo (en éste caso tres) y que a diferencia de sus contrapartidas bipolares no es necesario ecualizar su corriente. Gracias a la eficiencia se pueden extraer algo menos de 5W de potencia con un disipador muy sencillo, básicamente una arandela que presiona los tres transistores sobre una zona de impreso al efecto y que se desdoblan (ambos) como un disipador, sencillo y elegante.

Me gustaría decir que anduvo de una pero lamentablemente no, pero fue mi culpa no del kit. Evidentemente el foco en la construcción y la medición componente por componente en un kit tan grande acumuló una cantidad importantes de horas de construcción, y cierta fatiga. Como resultado soldé tres conectores en el lado incorrecto de la placa auxiliar con lo cual no había forma de conectarla correctamente con la principal. Fue literalmente imposible desoldarlos sin que se destruyeran. Afortunadamente tenía un conector de zócalo de Raspberry que cortandolo en tres (5x2 y dos de 3x2) pude crear un reemplazo, el aprendizaje es cuidado con las horas y el cansancio.

Una vez finalizado el kit y realizado los ajustes no pude resistir la tentación de conectarlo a una fuente, la antena dipolo rígido y empezar a escuchar en la banda. Rápidamente encontré a Elvio (LU5EVD) que era tomado muy fuerte, el QCX+ tiene un medidor de señal pero no tengo aún claro como leerlo bien, y le reporté 5NN mientras que el me reportó 55N. Nada mal para 5W sobre una antena de costado para el. Luego continúe escuchando otros QSO y realmente estoy muy satisfecho con la performance en recepción.

En lineas generales opino que armar kits de buena calidad (como éstos u otros reportados en éste blog de otras fuentes) captura mucho del placer del armado, la prueba y la operación posterior, al mismo tiempo que reduce la frustración de juntar las piezas y tener detenida la construcción por mucho tiempo tras un componente crítico o realizar adaptaciones menos que óptimas porque no es posible conseguirlo. Realmente muy recomendable, y creo que hay que tomarlo no como un colectivo para llegar a tener el transceptor y utilizarlo sino mas bien como un micro turístico donde mientras se llega al destino se disfruta el paisaje y el camino.

La reforma del QCX en QCX-SSB (!)

 En una entrada anterior compartí la modificación propuesta por Guido (PE1NNZ) al kit QCX creado por Hans Summers (G0UPL) y distribuido por Qrp-Labs para hacerlo funcionar como transceiver multimodo-multibanda, en esa entrada se repasa el enfoque general técnico y la documentación de referencia para comprender lo que hizo. El kit de por si es una maravilla técnica pues proporciona un transceiver de CW, monobanda, con un número de innovaciones técnicas que lo hacen funcionar muy bien. El kit es de complejidad media-alta, pero gracias a la excelente documentación disponible para su construcción es posible construirlo, siendo metódico y cuidadoso, sin mayores tropiezos. La belleza que tiene, además, es que el kit incorpora en la placa todos los instrumentos necesarios para su calibración y puesta a punto.  

Hay dos formas de abordar la construcción del kit para que opere como transceiver de SSB, uno es construir el kit tal como es indicado en la excelente documentación original del mismo, una vez finalizada la construcción (incluido el calibrado) se tienen que hacer una serie de modificaciones para implementar los cambios que propone Guido, usando éste enfoque es posible preservar el transceptor para que opere en su modo "nativo" (como QCX) o en su modo "modificado" (como QCX-SSB) cambiando el firmware y conmutando un par de cosas. La segunda forma es construir desde cero el kit como QCX-SSB, de esa manera se evita tener que insertar casi 80 componentes y realizar todos los pasos de calibración del modo "nativo" que no sirve para el QCX-SSB. 

En mi proyecto, y dado que estaba construyendo el kit desde cero, preferí el segundo método. Al hacerlo me salí, metafóricamente hablando, de la autopista y comencé a transitar por un camino vecinal. El primer intento fue tomar el manual constructivo del QCX original y marcar que pasos debía hacer y que pasos no, descubrí que esa forma iba a ser confusa y posiblemente condujese a errores pues muchos pasos donde se insertaban múltiples componentes no todos son necesarios para el QCX-SSB y había que tener cuidado que se ponía y que no. Cuestión de tiempo de insertar componentes de menos o de mas. Adicionalmente las modificaciones implican insertar en ocasiones algunos componentes diferentes a los etiquetados en la placa (por ejemplo una resistencia en lugar de un capacitor o viceversa).

Preferí utilizar el manual escrito por Manuel Klarig (DL2MAN) (link) que sin ser tan detallado como el original es específico para el QCX-SSB. Básicamente se instalan los componentes en 4 "pases", IC/Zócalos, resistencias, capacitores y resto (inductores, transistores y miscelaneos). Algunas referencias son un tanto crípticas, por ejemplo varios componentes dice "no colocar para la función mágica de Guido" y no queda para nada claro si se debería colocar o no, el spoiler para que no haya suspenso es que no deben colocarse. Algunos componentes no están en el kit y hay que agregarlos (dos resistencias de 82K y un capacitor de 220 nF). 

Al finalizar los primeros pases ocurren varios pases de modificaciones donde se trabaja con "jumpers" y componentes soldados entre distintos puntos de la placa. Durante la construcción encontré que había soldado dos capacitores fuera de lugar, y tuve que extraerlos y volverlos a insertar (uno sobrevivió y el otro no). Al finalizar la construcción comprobé que había soldado dos transistores de mas, también tuve que sacarlos.

Las instrucciones de armado dan tres alternativas para el filtro pasabajos de salida, una es construir el filtro que viene con el kit, con lo que mayormente el transceiver queda monobanda (en mi caso 20 metros). Otra es hacer "by-pass" del filtro en la plaqueta y poner el filtro pasabajos a continuación del conector de antena, de esa forma se puede enchufar y des-enchufar distintos filtros. 

La tercera es hacer lo mismo pero en la placa, los filtros que comercializa Qrp-Labs son adecuados para éste enfoque. En mi caso fui por la primera y puse fijo el filtro pasabajos de 20 metros. Cabe destacar que en la lógica de funcionamiento que tiene el transceiver y como no tiene cirtuitos sintonizados, otro que el filtro pasabajos, en teoría el transceptor puede utilizarse en las bandas por debajo de la que tiene el filtro (30,40,60,80 y 160 metros en éste caso), pero es probable que la capacidad de sintonía y la supresión de espureas sea mala (no lo he probado). 

Finalmente viene la modificación que refiere Manuel para la función mágica de Guido, que consiste básicamente en poder controlar los niveles de inyección de la etapa final mediante software, para lo cual hay que hacer una serie de modificaciones adicionales, una de ella en particular implica cortar una delga de la placa y eso significa que se pierde la posibilidad de utilizar en el futuro la placa como un QCX original, cosa que Manuel advierte muy claramente. En realidad no veo porque no pudiera hacer un "jumper" mas para re-instalar la delga cortada, pero no tengo intenciones en lo inmediato de transformar el kit en QCX original, asi que corté la delga.

El climax de la construcción viene sin dudas al grabar el firmware, el cual es completamente diferente al que viene con el QCX. 

Es binario, uno u otro. El QCX original no funciona con el firmware de QCX-SSB y el kit construido para QCX-SSB no funciona con el firmware original del QCX. Una primera decisión a realizar es donde grabar el firmware, el kit QCX viene con un procesador ATMega328P con el firmware grabado para el QCX original, y siempre se puede pisar sobre el el correspondiente al QCX-SSB. Sin embargo, tomé un camino mucho mas conservador, partí de un procesador vacío, le quemé un bootloader y grabé sobre el el microcódigo; las instrucciones de Manuel son suficientemente buenas para hacer ésto.

Se instruye con bastante detalle como utilizar una placa Arduino Uno (supongo que nada impide utilizar una Arduino Nano) para utilizarla como programador ISP, se baja el source  (OCX-SSB.ino) y con una serie de pasos se graba en la placa (por intermedio de la Arduino Uno).  

Manuel recomienda hacer un cable de programación casero (ver foto) para no tener que estar cableando entre la placa QCX y la Arduino Uno, cada vez que se necesite modificar el firmware. Y es esperable que haya que modificarlo, ante parches y versiones nuevas que pudiera producir Guido por un lado. Pero en mi caso porque tengo toda la intención de modificar en forma local el firmware para hacer pruebas, experimentos y, si se dá, alguna que otra optimización. No es demasiado el espacio que queda disponible, el firmware ocupa el 85% de la memoria disponible en la placa QCX y en general no se puede usar mucho mas que el 90% antes de empezar a tener comportamientos erráticos. En realidad el proceso lo tuve que hacer dos veces, en la primera no quedó generado bien el firmware en la placa QCX y no hacía correctamente el boot. En la segunda repetí con especial cuidado todos los pasos y salió andando. Un último detalle al ponerlo a funcionar fue que parecía andar, transmitía en CW al menos, y cuando transmitía con mi estación el medidor de unidades S marcaba a full en el QCX pero no salía audio. Terminó siendo una conexión equivocada en la construcción (una de las mods), al solucionarla empezó a emitir audio.

Aqui es donde, creo, se nota mas la diferencia entre el kit original y ésta modificación. Es claro que el receptor es un poco "sordo" y que la potencia de salida es muy baja, hay que ajustarlos. Si bien hay parámetros configurables para realizar el ajuste no se dispone de todo el instrumental incorporado del kit QCX "original",  por lo que por ahora quedará como trabajo subsiguiente estudiar como hacer esos ajustes y experimentar como mejorar el rendimiento. Aún así en recepción tuvo una mas que aceptable performance tomando estaciones en FT8 en 20 metros y 40 metros. No pude, no obstante, lograr escuchar en CW en el WebSDR de Nestor (LU5DNP) en Saladillo (Bs As) (link), los otros equipos de mi estación, aún en potencias QRP los podía monitorear alli sin problemas. Para poder usarlo en la práctica construí el cable de alimentación, un keyer para conectarlo a la computadora y un cable de audio acorde a las conexiones especiales que usa.

Queda aún bastante para terminar de completar el proyecto en materia de ajustes y pruebas; pero es claro que el potencial para experimentar es enorme. Agregar AM y FM, optimizar la transmisión para FT8 y WSPR y algunos factores de usabilidad me vienen rápidamente a la cabeza. Queda además hacer una carcaza con la impresora 3D para no dejar expuesto al circuito. A mas largo plazo las ideas de Guido creo que pueden ser aplicadas para lograr que el mismo "core" DSP pueda utilizarse con otro transceiver mas sencillo (¿Pixie?) haciendo el proyecto mas a tiro de experimentadores con menos experiencia y a un costo mucho mas acomodado. En tal sentido creo que se puede usar módulos completos para la placa Arduino Uno que se consiguen bastante facilmente en el mercado local, el LCD/rotary switch y adaptar un DDS Si5351 usando una placa "shield" vacía,  para finalmente mover un kit Pixie u otro similar. Si bien de esa forma se puede obtener un receptor de conversión directa (en lugar de I/Q balanceado como en el caso del QCX) el transmisor en clase C podría perfectamente ser utilizado en FT8 además de CW. En un proyecto anterior (PixiePi/Pi4D) utilicé unas librerías DSP propias muy optimizadas que me permitían hacer el procesamiento en una placa Raspberry Pi Zero en forma mas eficiente, pero claramente las rutinas de Guido son mucho mas eficientes pues pueden trabajar incluso en un microcontrolador con un clock de solo 20 MHz (contra el 1 GHz de una placa Raspberry). Otra variante es mover los diseños QRPp de una buena vez por todas a que sus amplificadores de salida utilicen Clase E, es mucha la diferencia de eficiencia y la posibilidad de usar transistores baratos y sin disipador para operar en potencias QRP. Es decir, una enorme gama de proyectos por venir.

Guido (PE1NNZ) sigue sorprendiendo.... ¿porque no sorprende?

El kit OCX de Qrp-labs, diseñado por Hans Summers (G0UPL) es posiblemente una de las herramientas de experimentación mas completas y mejor logradas disponibles para radioaficionados hoy, para fundamentar un poco esa afirmación es necesario una disgresión primero.

Hace muchos años que la disyuntiva que enfrenta quien tiene gusto por la radio es u operar equipos comerciales muy completos (y costosos) cuya reproducción con herramientas y habilidades constructivas "normales" es virtualmente imposible. O su alternativa, hacer equipos funcionales pero con muchas menos capacidades, siempre que se dispongan de herramientas, instrumental y habilidad. Hay casos aislados de diseños que alcanzan complejidades del orden de las comerciales, pero requieren habilidades e instrumental inalcanzables para la mayoría, por no mencionar acceso a los componentes lo que no es facil tampoco en cantidades de menudeo. Y aún así casi nunca se alcanza el nivel de integración, tamaño y funcionalidad completa de un equipo comercial. Eso está cambiando, con la disponibilidad de sub-sistemas completos es posible armar equipos de cierta complejidad ensamblando sub-sistemas. Sigue siendo divertido, sigue siendo una tarea profunda y deliciosamente técnica, pero es mucho mas accesible con conocimientos e instrumental mas de terrestres. A eso hay que agregarle otra tendencia simultanea que es mover funciones de hardware a software, entonces muchas de las funciones pasan de realizarlas componentes dificiles de conseguir y calibrar a ... lineas de código. En proyectos anteriores de éste blog (como el PixiePi o el Pi4D) puede verse como un kit de transceiver QRPp de muy baja gama de complejidad puede aumentarse enormemente en sus prestaciones trasladando muchas de sus funciones a software y apalancando en procesadores modernos de mucha potencia y velocidad (como la Raspberry Pi Zero en éste caso) o proyectos donde todo el hardware es la placa misma, como el OrangeThunder también en éste blog. Pero la tendencia es visible por todas partes, no solo en los proyectos de éste blog, ni por cerca. Hay muchos proyectos donde a un transceptor, usualmente comercial, a todas luces obsoleto por ser de canales fijos en HF, se lo puede traer a la vida nuevamente con el agregado de una simple placa DDS y unas pocas modificaciones menores (algo de eso hay en la cocina, pero no he podido dedicarle tiempo al proyecto todavía). Toda ésta disgresión viene a cuento que la tecnología moderna permite volver a poner en las manos de los experimentadores el realizar aparatos útiles, funcionales, potentes y muy entretenidos para construir, modificar y operar. Incluso, con enormes posibilidades de experimentar mediante su modificación, con habilidades e instrumental razonable. Hay "eco sistemas" de construcción que están lentamente cambiando eso, un ejemplo claro es el proyecto BitX.

Esto nos trae de vuelta al kit QCX. Recientemente me referí a la delicia que fue construir su versión mas actualizada, el QCX-Mini. Pero me estoy refiriendo al kit original. Un kit es una experiencia muy linda porque permite construir, experimentar, aprender y operar con varios problemas (que al menos a mi no me dan placer) solucionados, tales como conseguir componentes, generar una PCB impresa o resolver problemas mecánicos. No conozco nadie que me haya dado un reporte malo de ese kit, tanto en la construcción como el uso. Y en el aire suena muy bien, he contactado con varios en el aire y son una maravilla. Se puede argumentar que es un kit monobanda y que es para CW, cosa que es cierta aunque en la práctica no lo veo tanto como una limitación. El agregar capacidad multibanda suele agregar muchas dificultades constructivas y hay veces que es preferible tener mas de un equipo. Tampoco es que todo el mundo sale en todas las bandas. Mis propias preferencias de operación confinan la mayor parte de mi actividad a tres bandas, 40, 20 y 10 metros. Para la comunicación ocasional incluso menos, 40 y 20 pues 10 metros es mas bien una banda concursera para mi. Por supuesto que algo en otras bandas, 30 metros la exploro siempre que puedo en FT8 por ejemplo. Pero es muy raro que salga en 12, 17 o 60 metros. Casi nunca lo hago en 80 o 160 metros pues tengo antena muy pobre o no tengo antena respectivamente. El kit es también un "sistema", es decir es un todo. Para llegar al transceiver andando hay que empezar por tener un diseño bueno (que no dé dolores de cabeza para arrancar y ajustar), tener todos los componentes, tener un sistema de armado muy logrado con detalles como secuencia de inserción para que un componente no sobrecaliente o moleste a otro, y por supuesto métodos de calibración. El QCX tiene todo eso.

Pero, .... es solo CW, insisten...... Bueno, para mi eso no es un problema, es mas bien una ventaja, mi operación en radio en HF es CW y FT8 mayormente, solo muy ocasionalmente hago fonía (distinto es VHF/UHF donde casi todo lo que hago es fonía aunque recientemente he hecho muchas pruebas en CW en 2mts y 70 cm con Alejandro (LW8DRU). Pero es solo CW, ... siguen insistiendo.

Entonces vino Guido (PE1NNZ), y pateó el tablero. Guido es un viejo conocido y experimentador holandés que nos viene sorprendiendo con pensamiento e implementaciones innovadoras, lo que hizo con el QCX y ahora voy a comentar con mas detalle lo viene avisando desde hace casi una década (!¡), pueden ver mi entrada en el viejo blog LU7HZ donde comentaba su muy innovadora propuesta de generar SSB mediante modulación de un PLL y su implementación, por entonces, en una placa Raspberry Pi.

Lo que hizo Guido es innovador y creativo, pero también revolucionario. El tomo el kit QCX como base, eliminó mas de la mitad de las funciones implementadas en hardware (hay mas de 80 componentes del kit que no es necesario insertar) y movió sus funciones equivalentes al firmware del kit. No solo hizo eso, sino que implementó su método de generación de SSB en el firmware de un ATMega328P (el procesador del QCX), de manera que en una muestra de exquisita destreza en programación logró que un procesador chico funcionara como procesador de señales, muestreara una señal de audio, aplicara las transformaciones necesarias para generar las fases I/Q de las señales y generó las señales para que el chip DDS que utiliza el QCX (un conocido SI5351) fuera modulado en frecuencia enviando las señales por el protocolo I2C a 800 KBps, simple, ¿no?. 

Entonces el QCX ahora no solo transmite en CW, también lo hace en SSB (USB/LSB), y ya que estamos porque solo es cuestión ahora de hacer las cuentas un poco diferentes lo hace en AM y FM. Por supuesto que al transmitir en SSB también lo puede hacer en modos digitales (PSK/FT8/RTTY). Y ya que estamos, pues es solo materia de controlar el DDS a la frecuencia correcta de paso lo libera de ser monobanda y puede salir en cualquier banda entre 80 y 10 metros. El OCX queda fuertemente "destripado" y es necesario hacerle algunos "jumpers" para lograr el resultado (ver fotos). Pero aún así la complejidad de la modificación es mucho menor que la parte del kit que no se construye. El firmware del QCX es reemplazado completamente,  el mismo está en el dominio público en el sitio de Guido en GitHub (link). Si bien es posible "pisar" el firmware del QCX con éste, para lo que hay que "hamacarse" un poco aunque no exageradamente mucho lo mas recomendable es comprar un ATMega328P vacío y grabarle el firmware virgen preservando el que vino con el QCX en primer lugar. Para grabar un ATMega328P hay muchas formas dependiendo de si el mismo tiene un bootloader o no (cuando uno lo compra virgen no tiene bootloader alguno), pero se puede generar un grabador de boot y del firmware por métodos simples teniendo dos placas Arduino, una placa Arduino y el QCX mismo o una placa Arduino y un circuito "ad-hoc". También se puede comprar un grabador especial, pero salvo que se quiera grabar muchos probablemente no se justifique. Este video del canal de Manuel Klaerig (DL2MAN) (link) muestra como es una posible forma de grabar el firmware usando una placa Arduino Uno como auxiliar. En realidad el lo hace para una placa llamada USDX creada por Barbaros Asoroglu (WB2CBA), pero esa pequeña sorpresa es básicamente una placa OCX reformulada de manera tal que los componentes del kit que no se usan no estén, y por lo tanto es mucho mas pequeña, pero es lo mismo funcionalmente que una OCX y de hecho el firmware de Guido es el mismo, es por lo tanto un transceiver multimodo y multibanda basado en un Arduino. Pero eso, eso es otra historia que les contaré cuando me lleguen las placas que pedí a China para construirlo. ¡La diversión hay que administrala después de todo!

El mini máximo de QRP Labs (QCX Mini)

 

En el aire solo se escuchan elogios y buenas señales del transceiver QCX, diseñado por Hans Summers (G0UPL) y el cual es comercializado en forma de kit por Qrp-Labs. Se trata de un transceiver para CW, mono banda, que puede configurarse en cualquier banda de HF que uno elija. El transceiver tiene un muy buen soporte en el foro correspondiente de QRPLabs@groups.io y se recibe respuesta con una velocidad que envidiarían mas de un soporte a clientes. 

El transceptor posee sintonía continua de toda la banda de telegrafía (de toda la banda, en realidad), dos VFO, keyer automático (con modo entrenamiento incluido), memorias, decodificador de CW, tiene la capacidad de funcionar como baliza de CW y WSPR. Completa la lista de facilidades el tener CAT (Computer Aided Tuning), poder conectarse a un GPS. El kit tiene un impresionante listado de agregados, accesorios y modificaciones; solo enThingiverse hay al menos media docena (ejemplo) de cajas para imprimir entre otros agregados. Hay incluso una modificación experimental para hacerlo funcionar en SSB-AM y FM (link) por medio de técnicas de SDR. 

Al mismo tiempo es un transceptor de buena performance, no es un diseño QRP de compromiso, utiliza técnicas de SDR para el procesamiento de la señal tanto para demodular como para filtrar la señal. Tiene por lo tanto muy buena selectividad y no funciona como un conversión directa como típicamente ocurre con los dispositivos QRP mas sencillos. 

 Todas éstas bondades mejoraron con el reciente lanzamiento del modelo QCX-Mini. Funcionalmente es igual a su antecesor (o hermano mayor pues no se ha discontinuado) pero aplica técnicas de construcción mas avanzadas para lograr un aparato de dimensiones muy reducidas, aproximadamente dos teléfonos celulares apilados. El resto de la funcionalidad es igual.

Para lograr semejante reducción y al mismo tiempo que sea un kit accesible la placa de circuito impreso ya viene pre-poblada con un importante número de componentes SMT (resistencias, capacitores e integrados).

Se empieza por construir el transformador toroidal principal, y luego la excelente guía de armado va progresivamente conduciendo la construcción en forma metódica gasta concluirlo. El kit completo consta de una placa principal y dos placas subsidiarias, una para el armado del control de sintonía/volumen y el otro para montar el visor LCD 16X2. 

El proceso de construcción termina con el ensamble de las tres placas y su fijación estructural. Una facilidad fantástica que tiene el kit es que incluye en su firmware las facilidades para sintonizar y ajustar el equipo, no necesita instrumental, la placa misma tiene todo lo necesario. Debido a eso el ajuste es muy rápido. Siempre me gustaron los kits, me permiten concentrarme en la parte que me gusta (la electrónica, el software, la operación) y me resuelve la parte que no me gusta tanto (el juntar componentes en ocasiones dificiles de conseguir sueltos, el armado mecánico, etc); tengo por lo tanto bastante experiencia práctica en ellos. Siempre falta algún componente, hay alguna instrucción poco clara o erronea, siempre hay algún defecto o algo que uno hace mal y siempre uno se da cuenta cuando lo termina que se olvidó de algo. Para que ninguna de esas cosas ocurran, o al menos sea menos probable que ocurran, el kit tiene que ser soberbio. Y éste kit lo es. El manual de armado tiene mas de 100 páginas, paso por paso, con diagramas, con fotos (usualmente en más de un ángulo), con "tips", con "ayudas" y con toda la explicación detallada de funcionamiento para que no solo se arme en forma "mecanicista" mediante una serie de pasos sino con detalladas explicaciones del circuito y módulos. Una belleza.

Al finalizar hice algunas pruebas, para ello lo conecté al manipulador lateral, a la fuente de 12V regulada de la estación, usé un parlante USB (no tiene parlante propio) y empecé a sintonizar. Justo estaba el CQ Russian Contest  asi que tenía muchas estaciones para sintonizar y alguna que otra para comunicar. Justo pude sintonizar a Osvaldo (LU3MAM) quien estaba participando en el concurso, muy bien tomado.

Un concurso es una buena forma de probar un receptor porque se pone en juego que tan bueno es en cuanto a su selectividad y capacidad de manejar un buen rango dinámico, por supuesto que el FT2000 con todos sus filtros avanzados y una antena direccional tomaba mas... ¡mas vale! Pero el chiquitín se defendía muy pero muy bien.

Quedan algunas cosas por repasar, quizás un ajuste mas exacto para extraerle todo el jugo, hacerle un keyer para la computadora, un par de conectores, quizás un par de accesorios con la printer 3D pero ya está. Muy conforme con la compra, deleitado con la construcción y satisfecho con la performance resultante!

El dragoncito habla nuevas lenguas

Hace bastante tiempo, en 2013 en mi antiguo blog lu7hz.blogspot.com, que he referido utilizar un transceptor Dragon SS301 en salidas portátiles. Se trata de un handy de 5W pep para banda ciudadana que es comercializado bajo varias marcas (Albretch, Magnum, Dragon, etc.);  también opera en AM/FM/SSB en banda de 28 MHz (10 metros) y con una modificación sencilla, pero que requiere soldado en el motherboard,  funciona en 24 MHz (12 metros). Es un diseño simple y su funcionamiento es referido en las redes sociales como "soberbio" o "una porquería" (link) casi con igual frecuencia. En mi uso práctico me ha dado prestaciones satisfactorias una vez que se tiene en cuenta sus ventajas, las que ayudan a compensar sus debilidades. Básicamente es un transceptor mediocre en performance en casi cualquier aspecto que se desee considerar, pero tiene el factor de forma y peso de un handy, por lo que es muy facil transportarlo. Y de hecho ese es el uso primario que le he dado y para el que me resulta satisfactorio, equipo portatil de muy baja huella de espacio y peso para llevar en viajes, con un tiempo de puesta en marcha muy rápido. La antena con la que viene provisto no sirve para mucho, excepto en rangos muy cortos. Pero he obtenido buenos resultados con una antena igualmente pequeña, la MFJ-1810, la que es una antena que luce cara (como, en mi opinión, todos los productos MFJ) pero que es muy robusta, plegada tiene dimensiones muy pequeñas y es muy adecuada para el funcionamiento portátil, sea que al transceptor se lo use en una posición "fija" como que se lo utilice en su original naturaleza de "handy". Entre los problemas que tiene se cuentan que no tiene una forma directa (sin modificaciones en el motherboard) de trabajarlo en CW, que tiende a tener cierto "tironeo" en la frecuencia con el nivel de modulación y que su mecanismo de sintonía apesta pues es práctico para establecer una frecuencia de operación pero no para sintonizar la banda. Lo he llevado en viajes tanto al interior como al exterior y su performance siempre invitó a volver a usarlo. Sin embargo, hace bastante tiempo que no lo uso. En principio porque no viajo tanto como antes, y ciertamente nada desde que estamos en pandemia, pero además porque la propagación en 10 metros es virtualmente inexistente. Hay aperturas de propagación que pueden aprovecharse con buenas antenas en SSB, pero la operación en portátil es con antenas pobres. 

Tampoco se puede usar en CW que es mucho mejor en esas condiciones. Se puede usar en CW por el método de generar la señal como audio. Tanto FLDIGI como MixW tienen esa capacidad, y es un formato básico quizás pero el problema del "tironeo" de frecuencia con el nivel de audio hace que para que la señal sea limpia deba tener muy poco nivel de audio, y eso se traduce en unos pocos cientos de mW (solo pude hacer muy pocos contactos de esa forma, y siempre locales). Pero pensé que se le puede dar una vuelta de tuerca a éste equipo usandolo en FT8, con un ajuste cuidadoso de los niveles de audio si se puede sacar entre 500 mW y 1W la experiencia me dice que acoplado a una buena antena debería lograrse una buena performance. Y una buena antena es una antena de media onda alimentada al extremo (EFHW) como las que estuve probando recientemente con tan buen resultado en otros equipos. Una antena de ese tipo para 10 metros solo tiene 5 metros de longitud y es incluso compatible con desplegarla en una habitación o colgarla desde un balcón cualquiera. Con esa posibilidad en mente puse en funcionamiento la portátil con éste transceptor. A mi me pasa, y no sé si es algo que me pasa solo a mi o es generalizado, que tengo las distintas configuraciones de portátil en sus respectivos "bolsos" para un despliegue rápido. Y eso incluye todos los cables, arneses, conectores y otros misceláneos necesarios para la configuración. Pero, por razones de costo, hay componentes que no tengo uno por cada configuración de portátil, por ejemplo la batería de gel de 12V@7AH. Otros componentes en cambio son víctimas de rápidos saqueos cuando necesito configurar otra cosa rápido y encuentro algún cable o conector que me es útil, y por supuesto no repongo. No es completamente fuera de la cuestión que otros miembros de la familia también se sirvan, en particular dispositivos no tan asociados a la radio como cables USB, hub, soundcard, etc. Como quiera que sea, cuando quiero utilizar una determinada configuración portátil no anda nada, me faltan varias cosas y termino necesitando trabajar un poco para ponerla en funcionamiento. En éste caso, además, es obvio que todos los elementos muestran el trajín de muchos uso y las condiciones de conexiones no es la mejor, asi que no vino mal repasarlo. Por lo demás, conceptualmente, la misma interface que usaba para modos digitales y CW, se reutiliza para FT8. El transceptor no tiene VOX, por lo que hay que hacerle PTT mediante un puerto serie (ver diagrama de interfase). Por lo demás, luego de renegar un poco con algunos falsos contactos salió andando. Al sintonizar en 28074 KHz (frecuencia de FT8 para la banda) inmediatamente escuché las clásicas señales de FT8, no solo indicando que andaba sino que además había bastante actividad. 

Muy rápidamente el WSJT-X confirmó que así era, se toman con comodidad estaciones de alcance regional, todos los países limítrofes que mostraban actividad. Configurando la parte transmisora pude contactar sin ninguna dificultad a todas las estaciones que intenté y que llegaban a un nivel SNR -8 dB o mejor, con lo que pude hacer contactos con PY, CE, varios LU e incluso FG5 (Guyana Francesa).Muy gratamente sorprendido. Luego de llamar CQ varias veces también tuve respuestas de PY y CE. Con el correr de las horas pude hacer QSO con Centro y Norte América, y mas tarde para mi sorpresa incluso Japón. Observando el mapa de reportes en pskreporter.info muestra que la señal es escuchada en buena forma en forma global, mucho mas que aceptable para una configuración modesta de tipo portátil con algo mas de 2W y una antena sencilla. El consumo monitoreado sobre la batería de gel fue de 170mA en recepción y 750mA en transmisión, por lo que aún en un ciclo continuo de llamada y operación en FT8 da algo menos de 0.5A, lo que es mucho menos que lo que consume el FT817 (0.45A/2A respectivamente) y por lo tanto puede operar aproximadamente 14 horas desde la batería de gel. En base a las pruebas con paneles solares también daría una ecuación energética muy favorable usada en conjunto con un computador de bajo consumo como un Raspberry Pi o una tableta Windows sencilla. Definitivamente el uso de FT8 le agrega nueva vida a ésta configuración. Aproveché para probar la configuración con un arrancador portátil USB y con un conversor USB-12V conectado a un pack de recarga. Ambas pruebas fueron exitosas en recepción pero ambas fallaron en transmisión. En el caso del arrancador portátil la calidad de la señal en emisión era pésima, aún bajando prácticamente a la nada misma el nivel de audio (100 mW aproximadamente), mientras que en el caso del conversor USB a 12V directamente al intentar transmitir el handy se reseteaba pues no podía mantener la tensión de funcionamiento, buenas pruebas para saber que ninguno de los dos son opciones válidas para ésta configuración, lástima porque constituyen una solución muy práctica para proveer energía en una operación de poca duración como la que usualmente termina siendo un uso portátil. Solo hay que esperar probar toda ésta configuración en serio en condiciones portátiles.... ¿o no será que en realidad estamos buscando excusas para salir de una vez por todas a tener actividades al aire libre?