ARRL International DX 2022

Se viene el ARRL International DX 2022, uno de los torneos de radiosport mas importante del año, tanto en antiguedad como magnitud de concurrencia, típicamente es parte de la clasificación WRTC 2022 también. Por la naturaleza de sus objetivos puede considerarse un "work USA" o un "US Open" si se asimilara a una competencia de tenis, en cuyo caso también sería un torneo de "gran Slam".

He participado muchas veces en diferentes categorías y no termino de encontrar una que me convenza completamente. La categoría que mas me gustaría sería SOSB10(U) QRP o LP, la cual desafortunadamente no existe. Las categorías que segmentan por potencia son todas "All Band" y las categorías "Single Band" mezclan todas las potencias juntas. Es decir termina siendo un equilibrio entre la cantidad de horas a participar y el tipo de competitividad que se tiene. Con una participación "Single Band" se puede tener un resultado competitivo a nivel continental con 8 a 12 horas de participación, el equivalente para "All Band" es fácilmente el doble, quizás mas incluso. Cada uno tiene entonces que definir que es lo que quiere, pero también lo que puede en términos físicos, familiares, sociales o incluso de motivación.

Como muchas veces he compartido en éste blog en el pasado, considero el planeamiento previo al concurso una parte importante de la preparación, y porque no del atractivo, que se obtiene. Es una tarea de evaluación, que tiene mucho de empírica y vivencial, pero que da una pauta de cuales serán las condiciones de propagación que se encontrarán, en que banda o bandas es mejor participar alineado con el deseo de invertir horas de competencia e incluso que estrategia de participación en términos de categoría es la mejor.

Por supuesto que hay operadores que no necesitan tal preparación, simplemente encienden en lo que entienden puede ser el mejor momento y mediante exploración de las bandas interpretan la propagación y actúan en consecuencia.

Con márgenes amplios de variación, pues después de todo se trata de pronosticar un fenómeno que involucra energías de escala cósmica que operan prácticamente al azar, tengo suficiente evidencia que el marco de la investigación previa de no mediar un evento solar significativo dá un pronóstico adecuado de aperturas e intensidades, suficiente para un planeamiento previo. Luego, con ese planeamiento previo se lo confirma durante el concurso.

Hay dos enfoques que he utilizado con bastante buenos resultados, uno es el basado en modelos de predicción de la propagación, VOACAP por ejemplo.

Para un circuito Argentina-USA (tomando Denver,CO) como centro de USA, se observa el pronóstico para las distintas bandas usando antenas direccionales y con 100W de potencia en CW, en general por experiencia se obtiene buenas condiciones cuando la probabilidad es superior al 70-80%. 

Otro enfoque es utilizar datos de comunicados reales en las distintas bandas y mediante el conteo de frecuencia de esos contactos asimilar la existencia (o no) de condiciones y la fortaleza de las mismas, asumiendo que mas contactos implica mejores condiciones. Hay varias fuentes para éste tipo de análisis y con el tiempo he utilizado, con distinto grado de éxito a todos ellos.

Por supuesto la fuente primaria es el tráfico de DX-Clusters, aunque encuentro que los reportes son algo erráticos y depende tanto que el contacto exista como que alguien se tome el trabajo de generar el "spot". Un poco mas ajustado es utilizar el Reverse Beacon Network (RBN) cuyo reporte es automático, aunque sigue dependiendo de dos estaciones haciendo un QSO que sean reportados, dependiendo del horario puede haber buena propagación pero no participantes, propagación social por llamarlo de alguna forma. Finalmente el sistema Weak Signal Propagation Report (WSPR o "whisper", susurro) forma una red global de estaciones "baliza" y "receptoras" completamente automática. Con su inaudita capacidad de tomar señales cuya relación señal-ruido (SNR, Signal-to-Noise-Ratio) cercanas a -30 dB (30 dB por debajo del ruido en un canal de fonía) puede capturar aperturas ínfimas que hasta quizás no son usables en otros modos, con la posible excepción de FT8. Sin embargo es bastante facil "corregir" los reportes sabiendo la potencia de la baliza (que es indicada en el mensaje) y sabiendo que una estación en LP emitirá con al menos 100W (típicamente 20-26 dB mas que la baliza), se completa el ajuste sabiendo que el piso de CW está entre -5 a -10dB de SNR dependiendo de la habilidad del operador, por lo tanto si el reporte WSPR +25dB da -5dB o mas el canal también es válido para CW. Todo con muchos supuestos, muy aproximado, pero funciona.

Entonces tabulando los reportes se sabe cuantos contactos hay por banda en cada horario, cual es su margen de señal y como comparan las bandas entre si, con lo que puede obtenerse la mejor banda para la hora (para orientar a quien opera all band) y la mejor hora para la banda (para orientar a quien opera single band en una banda en particular). En la tabla adjunta se encuentran ambos análisis y el coloreado ayuda visualmente a saber los mejores momentos pronosticados, cuanto mas verde mejor, cuanto mas rojo peor.

Pero todo es preparación, la verdad se dá en el transcurso del concurso, donde hay que ir ajustando de acuerdo a lo que se encuentre, aunque en general es difícil pasar de una participación single band a all band luego de varias horas de participación.

Sea que se elija lo uno o lo otro, hay que pensar en encontrar la mejor forma de divertirse, que cada uno le entre al concurso como mejor le sirva y mas placer le de. Para eso son los concursos. Para eso es la radio.

Keyer 3D para portatil

 

Por mucho tiempo el mini-paddle de CW MFJ-561 ha sido parte de mi estación. Es muy pequeño y práctico, ideal para acompañar una estación portatil. Por cierto que no le dá para grandes velocidades pero cumple su papel.

Con la incorporación de varios equipos portátiles se plantea la utilidad de tener otro keyer por lo que empecé a mirar diseños en Internet y encontré que en YouTube las estaciones que hacen salidas desde exteriores (outdoor, POTA, SOTA, IOTA entre otros) suelen utilizar un diseño de keyer muy pequeño. Siempre he preferido tener keyers grandes y pesados, para que no se mueva mientras transmito ni tener que sostenerlo. Pero observé que la técnica es tomar el keyer en un puño y manipular con la otra mano. Para hacer eso tiene que ser pequeño y liviano.

Encontré varios diseños en The Thingiverse, por ejemplo éste de iambic paddles que me pareció lo suficientemente parecido a lo que necesito y lo suficientemente simple como para intentarlo, no me entusiasman los proyectos con base mecánica por cierto, pero en éste la mayor parte lo hace la impresora 3D.  

Bajados los archivos de diseño gráfico (.stl) imprimí primero las dos paletas y luego la caja, lo hice para poder utilizar colores distintos de hilo plástico. Mi impresora, una ANET A8 es posiblemente la mas básica, y si bien mas que cubre mis necesidades no permite lujos como impresión en mas de un color al mismo tiempo.

En general encuentro que con la calidad de mi impresora puedo hacer diseños que requieran una precisión mayor a 0.1 mm y cuyo acabado no sea crítico. Hay impresoras mas costosas que tienen mejor comportamiento en ambos aspectos, pero no se justifican a mi juicio para un uso hogareño y de proyectos relacionados con un hobby.

Utilizo extensivamente la impresora 3D para usos de aficionado en la construcción de accesorios y gabinetes, mas que cumple su función y es realmente económico darle una finalización muy buena a los proyectos con una fracción del esfuerzo que hubiera significado plantear un gabinete en metal, supuesto que la configuración del aparato en cuestión fuera posible con las herramientas que dispongo (por no hablar de la habilidad). Por ejemplo, toda "ventana" de tipo "cuadrada" en un gabinete es una penuria en gabinetes metálicos mientras que es trivial en un diseño con impresora 3D.

Los diseños que hago son tan básicos que me sobra una herramienta online llamada TinkerCad, originalmente usaba esa herramienta para emular placas Arduino y hacer debug del código; pero ahora que programo poco en Arduino uso bastante el sitio para los diseños 3D. Realmente tiene una interfaz y herramientas intuitivas, varias formas comunes pre-definidas y permite tener una biblioteca de componentes comunes. Mas que adecuado.

Supongo que tengo que trabajar un poco para que la operación sea mas firme, pero en principio quedó andando rápidamente. Como todo proyecto, no se puede considerar completado sin la correspondiente ceremonia de bautismo en el aire, y allí fui!

Portatileando por MDQ

 

Parte por restricciones, parte por precaución y otra parte por sentido común la situación de pandemia provocó la reducción de los viajes y las salidas de fin de semana para activar portátil.

Sin embargo, al mismo tiempo aportó la posibilidad de poder trabajar en el armado de equipos, antenas y accesorios para cuando fuera posible. 

He bromeado bastante con que la pandemia permitía activaciones GOTA (Garden On the Air), émulo hogareño del mas sofisticado IOTA o SOTA.

En un viaje reciente a la ciudad de Mar del Plata, conocida también por sus siglas MDP o por el identificador de su aeropuerto MDQ, me propuse explorar una configuración portátil lo mas minimalista posible para activar desde mi casa, un departamento en piso 10 (unos 35 metros de altura).

Y llevé al efecto varios equipos para probar, mas combinaciones de equipos y antenas que lo que el tiempo disponible permitió operar, como era de esperar.

Y tuve buenos resultados, por lo que quisiera compartir con que poco se puede tener resultados satisfactorios.

Para empezar la energía, no traje la batería recargable, que es pequeña pero pesada y claramente no es cómoda para viajar con ella o cargarla. La reemplacé por una fuente switching de 12V@3A, dado que opero con potencias bajas es mas que suficiente. También utilizo un "peine" de bocas USB que se alimenta desde 220V (12 bocas), toda la estación opera en realidad con 5V con excepción del transceiver.

La antena es una variante "clon" china de la MFJ-1899T (que también tengo) la que tiene la ventaja de ser bastante mas robusta y terminar en un conector PL-259, el que es mas apropiado para sostener la antena de mas de dos metros de altura que el conector BNC que tiene la MFJ. Con la impresora 3D hice un bloque de adaptación muy simple, un formato en "U" acostado que permite poner la antena en el tope y un bulón de sujeción en su piso, el conector donde va la antena se completa con un conector BNC a 90 grados y una toma de tierra para el counterpoise, el conector BNC no hace ningún esfuerzo en ésta configuración. Lo completo con un trípode de fotografía (económico) aunque podría ajustarse a cualquier perfil tipo ventana o mesa con una prensa tipo G mini, la que tiene la ventaja que es mas facil de transportar que un trípode.

El equipo es el uSDX, aparato que he comentado previamente y que tiene una performance mas que aceptable a pesar que sus usuarios se quejan un poco. Creo que básicamente es un problema de expectativas, siendo una fracción muy menor del costo de un equipo convencional su performance es una fracción mayor que la relación de costos. Pero no hay que caer en la ingenuidad de compararlo con equipos robustos de 10X su precio o mas. La performance es aceptable en recepción y la potencia de salida es cercana a los 5W en bandas altas y cae a algo menos de 1W en 10 metros, principal motivo de quejas en los usuarios, en particular del creador original del diseño Manuel (DL2MAN) quien sigue quejandose que lo hicieron sin su permiso y no deja pasar oportunidad de remarcar lo mala que es la copia.

La antena necesita un sintonizador, y en la configuración portatil uso dos, lo que no es del todo recomendable porque cada uno agrega pérdidas. El primero es un sintonizador automático ATU-100 y el segundo un sintonizador manual básico de QRPGuys.com. Con el segundo basta para sintonizar la antena con el medidor de Potencia/ROE incorporado en el uSDX, pero el segundo facilita la sintonía y agrega la eficiencia de carga.

Completa la configuración una Raspberry Pi 4 cargada con todo el software necesario en una estación de radio, la interfaz es un soundcard USB y un keyer de construcción casera con un puerto serie USB y un adaptador hecho en casa con un opto-aislador. Completan el "cablerío" un necesario transformador para aislación galvánica entre la placa de sonido y la entrada/salida de audio de transceptor. Los principales programas que uso son FLDIGI, FLRig y WSJT-X, todos compilados desde fuentes para el Raspberry Pi.

Podría operar en fonía, escuché con buena señal a estaciones de un radio de 500 Km en 40 metros y simplemente con el micrófono podría haberlo intentado, pero me concentré en CW y FT8 tanto en la banda de 20 metros como 10 metros.

Los mejores resultados los obtuve en 10 metros, donde en FT8 hice contactos o fui escuchado en todo el continente americano, África (Canarias) y Japón. En CW escuché y contacté con estaciones de USA con señales reportadas para mi bajas pero suficientes para completar un contacto.

Completa la configuración un handy Baofeng DM-5R y un hotspot basado en una Raspberry Pi Zero corriendo el software pi-star, con la que puedo estar en contacto tanto en VHF/UHF local mediante el uso de una antena simple en el balcón como a nivel global mediante los "Talking Groups" de DMR. La huella de la estación es ínfima, uso un pequeño adaptador de USB a 12V (es decir con un conversor USB obtengo 12V) que es suficiente para activar el cargador del handy. Operar en DMR se hace con potencia muy baja y la operación local depende del corresponsal, pudiendo cubrir por la altura de la ubicación a la mayoría de los corresponsales en directo con baja potencia.

Hay algo de "desperdicio" en tener dos placas Raspberry Pi para correr una estación supuestamente minimalista; con bastante trabajo se puede hacer correr pi-star en una Raspberry Pi 4 "full" pues realmente no consume demasiados recursos, pero la instalación "standard" del paquete pi-star es muy minimalista y "cerrada", pensada para bajar la imagen y que salga andando, para hacerla correr en un ambiente mas grande hay que instalarlo partiendo de fuentes y eso es bastante mas complicado, por ahora no vale la pena, pero es algo para pensar a futuro.

El tiempo de armado y desmontaje de la estación es de aproximadamente una hora desde empezar al primer contacto y cabe un una mochila pequeña no muy cargada. En realidad podría, con un empaquetamiento mejor, caber en cualquier equipaje habitual en un viaje de negocios o placer, ciertamente como parte de una salida de fin de semana. Para una activación mas exigente, como por ejemplo un "outdoors" en algún parque o un SOTA creo que es en general apropiada pues si bien hay que llevar alguna batería el volumen no es demasiado mas grande.

La operación puede hacerse directamente contra la Raspberry Pi 4 usando el TV doméstico como monitor (casi cualquier TV moderno tiene entrada HDMI) y un pequeño teclado plegable BlueTooth; pero encuentro mas práctico acceder desde otra PC o tableta IPad usando SSH y VNC, para FT8 es ideal. Para CW la recepción es a oido, el uSDX tiene un decodificador incorporado herencia de los orígenes como transceptor QCX de su firmware, pero como todo decodificador no sirve de nada y tomar a oido termina siendo la mejor opción. Para emitir se puede usar tanto un pequeño manipulador lateral (MFJ) usando el keyer electrónico que tiene que transceptor o directamente utilizar FLDigi al efecto (lo que es mas potente).

Como en todos los aspectos de la radio la experimentación de usarlo fue muy divertida, pero lo fue mas el prepararlo, pensar que componentes convenía o no incluir así como construir cables y conectores especiales.

Pues de eso se trata, de divertirse.

Nuevo año, Nuevo proyecto el QDX de QRP-Labs

 

Finalmente llegó el nuevo kit QDX (Transceiver Digital de QRP-Labs). Si bien los fanatismos no son buenos considero que Hans Summers (G0UPL) es el mejor diseñador de kits para el mercado de radioaficionados, por lejos. Ya he construido muchos de sus kits e invariablemente son proyectos muy entretenidos pues al estar tan bien diseñados no genera los dolores de cabeza que suelen traer aparejados otros kits. El kit contiene todos los componentes, está diseñado con muchos conceptos de ergonomía y dispone de profusa información (el manual tiene 100+ páginas) donde se detalla a nivel de cada paso constructivo que es lo que hay que hacer, que precauciones hay que tomar, que herramientas se recomienda usar y que revisiones hay que hacer respecto al progreso del armado.  Por si todo eso falla hay un grupo en groups.io denominado QRPLabs donde existe un nivel de soporte muy bueno entre usuarios, además de las frecuentes intervenciones de Hans.

En cierta forma armar los kits de QRP-Labs tiene mucha semejanza con ir a ver una buena película, al finalizar la misma uno se queda con una sensación de placer por lo que experimentó durante su desarrollo, pero también disfrutó mientras ocurría.

El transceiver ha tenido un enorme éxito, en éstos momentos va por su segunda tirada de producción, basta comentar que la primera con 500+ aparatos se agotó en menos de quince minutos que se abrió su compra online. La segunda ocurrió algo parecido. Supongo que seguirá ocurriendo porque el concepto es novedoso, el precio es mas que muy razonable y los primeros que han armado el kit han reportado resultados espectaculares. 

Algunos "fixes" que fueron necesarios en el primer batch por errores en la placa impresa fueron corregidos en la segunda tirada, por lo que no hubo que hacer algunos cableados especiales. El único paso que por rutina agrego a todas las construcciones (kit o no) por mas que no estén indicadas es revisar con un medidor de componentes digital que cada componente esté en buenas condiciones y que además su valor sea correspondiente con el nominal para el circuito en que se utilizará, el medidor de componentes es una maravilla de las que uno se pregunta como pudo vivir casi toda la vida sin el.

El armado sigue un orden lógico, primero todos los capacitores, luego los diodos, luego los inductores y los transistores de potencia. El llamarlos "de potencia" casi que es un error pues son transistores MOSFET de baja señal BS170, pero como la etapa de salida es de alta eficiencia 4 de ellos en paralelo dan la potencia de salida necesaria y no se requiere un gran disipador. Luego siguen los transformadores, los bobinados y los toroides que forman parte de los filtros pasabajos para las distintas bandas.

El transceptor opera en 4 bandas (80,40,30 y 20 metros), y no tiene controles externos, su control es exclusivamente mediante CAT (Computer Aided Tuning) donde soporta el protocolo de comunicación utilizado al efecto por un Kenwood TS440 como en general todos los transceptores de QRP Labs.

No tiene controles externos, de hecho ni siquiera el de encendido y tiene 3 conectores. Un conector BNC para la antena, un jack tubular para la tensión de 12 Vcc y un conector USB-C para la interfaz con la computadora.

Al conectarse la computadora, de tener los drivers apropiados (caso que no revisar el manual sobre como subsanarlo) se registra un puerto serie y una placa de sonido virtuales. El primero será para la conexión CAT y la segunda para la señal de audio.

El transceptor es genérico, transmite cualquier cosa en cualquier frecuencia mientras que la banda base sea alguna forma de señal PSK o NBFM, básicamente mide la frecuencia (o fase) instantáneas de la señal de audio entrante y actualiza la frecuencia del DDS interno para mimetizarla. Es decir genera una señal por síntesis directa sin el proceso de heterodina que es habitual para generar una señal de fonía. Debido a eso es mucho mas facil mantener la linealidad y filtrar espurias. La desventaja es que no importa cual sea el nivel de audio ingresan la portadora resultante en la salida de RF es constante y no se la puede regular.

En estas condiciones puede emitir todos los modos digitales de baja señal, es probable que PSK31, RTTY y SSTV funcionen bien también. Seguro que no funciona en SSB, excepto con enorme distorsión. Es probable (no lo he probado aún) que pueda emitir en DV y merece una prueba (aunque Hans enfáticamente recomienda no hacerlo) en CW emitido mediante audio (tal como lo emite FLDigi y MixW).

El transceptor se puede configurar con un modo comando al que se accede al encender si detecta que estamos con una terminal serie en vez de un computador enviando comandos CAT, existe una cantidad de parámetros de funcionamiento que son configurables aunque aún no he revisado en detalle los mismos (ni creo que sea una idea grandiosa andar tocando sin tener claro primero que hace cada uno).

El primer contacto, el "maiden QSO" del transceptor fue en 20 metros, y gran casualidad, con Miguel (LU9HCO) viejo contertulio en VHF en mi época de residencia en Córdoba como LU7HZ. No es facil en FT8 enviar saludos especiales y no estoy seguro que Miguel conozca mi licencia actual (LU7DZ), pero fue un gusto aún así.

HNY 2022

 

En el marco de la cruel pandemia COVID-19 que se resiste en aflojar su mordida sobre nosotros se completa otro año.

Este año mi familia se vio bendecida con un nuevo integrante, la pequeña Lara, y con la salud y relativo bienestar de todos los restantes. En éstos tiempos habiendo salud lo hay todo, pero tenemos mucho que agradecer en otros órdenes también. Lo que no es poco.

Ya tendremos nuevos proyectos técnicos, nuevos concursos, nuevas investigaciones y aprendizajes y, de ser posible, poder enseñar parte de lo mucho recibido de otros durante tantos años.

Usualmente, y como lo vengo haciendo en mi blog desde hace mas de 20 años (primero en lu7hz, luego como lu7did y ahora aquí como lu7dz) solo resta a esta altura celebrar agradeciendo poder hacerlo con nuestros afectos, todo lo relevante para éste blog se ha dicho en el año que se está yendo, y lo que no se pudo se dirá en el próximo.

Hemos levantado anoche nuestras copas y soñamos junto a los nuestros sobre planes futuros. No sabemos si tendremos futuro, pero si lo hay... ¡que no nos encuentre sin planes!

¡HNY 2022 DR OM 73 ES DX ES 88 TU BK!

¡Μολὼν λαβέ 2022!

Suena Dah Dit Dit Dit Dit Dah... se viene CQWWCW 2021

 

La humanidad viene de dos años terribles, signados por la tragedia y la muerte, no conozco a nadie que la pandemia COVID-19 no haya provocado perdidas personales irreparables, y para los que quedaron una enorme angustia. Que mejor que celebrar la vida participando en el evento mas divertido y convocante del calendario internacional de concursos, el CQ WW CW 2021 que ocurrirá el 27 y 28 de Noviembre próximos, en rigor en Argentina empieza el 26 de Noviembre a las 9pm hora local debido a nuestro huso horario GMT-3. En rigor el segmento de Fonía, en el que hace muchos años que no participo, ya tuvo lugar el 30 y 31 de Oct ppdo. por escuchas aisladas y comentarios entiendo que estuvo muy entretenido.

Es útil hacer algunos deberes preliminares de planeamiento de como luce que pueda estar la propagación. En rigor estamos todavía en la parte baja del ciclo solar, cuyo máximo se pronostica para dentro de varios años, y como tal es de suponer que las bandas bajas deberían tener preponderancia en términos de propagación. Al mismo tiempo, han ocurrido recientemente eventos CME (Coronal Mass Ejection) que han producido condiciones de propagación anómalas, gran absorción en bandas bajas y situaciones de buena propagación en las bandas altas, justo al revés de lo que el ciclo indica. Al momento de escribir éstas líneas el SSN=30 con un SFI=86 con perturbaciones menores en el campo magnético. En éstas condiciones de las bandas cual será la mejor es una moneda en el aire que solo el concurso real esclarecerá.

Para quien elija una categoría All Band los riesgos de equivocarse son menores, puesto que el pronóstico se utiliza para establecer una estrategia inicial que luego se va ajustando en función de lo que se va monitoreando en las bandas o, si se participa en una categoría asistida, lo que van indicando los distintos monitores de propagación tales como los DX-Cluster (por ejemplo el de Rick LU9DA) o el Reverse Beacon Network (RBN). En mi caso utilizo un monitoreo global en tiempo real que deriva de un procesamiento gráfico que realiza Rick en su DX-cluster y que con un programa sencillo en JavaScript actualizo periódicamente (link), como monitor de fondo durante el concurso me ayuda mucho a visualizar como está cambiando la propagación. Hay otros monitores visuales, pero siempre encontré este muy útil y hace mas de una década lo uso en concursos. Incidentalmente, suelo participar cuando el concurso lo permite y el CQ WW lo hace, en categorías asistidas por lo que el uso de éste recurso no hay dudas que está permitido. Sin embargo, creo que al dar el recurso visual que no define ni frecuencia ni estación debería poder ser utilizada aún en condiciones no asistidas, pero es un debate sobre el que anticipo puede haber opiniones muy variadas.

Para realizar mi propio pronóstico uso un mecanismo que he utilizado muchas otras veces en éste blog y sus antecesores mediante el cual calculo las frecuencias de contactos por banda, para distintas bandas y horarios entre estaciones de cualquier parte del mundo (incluyendo Sud América) y estaciones LU o CX. En la práctica la propagación rioplatense es regional y es muy marginal establecer si entre la orilla CX o la LU hay alguna diferencia de horario, en la práctica no la hay. De hecho cuando el nodo RBN de Jorge (CX6VM) (uno de los pocos de alta prestación en Sud América, es desafortunado que no haya mas) comienza a reportar estaciones usualmente las puedo escuchar (quizás no con el SNR que el reporta), y cuando el RBN de Jorge me empieza a reportar a mi significa que la propagación empieza a abrirse. Es debatible si tomar a todas las estaciones LU como referencia no introduce algún sesgo, es muy posible que si, Argentina es un país muy extenso y en particular muy "largo" por lo que es posible que haya diferencias medibles. También es debatible porque quizás estoy tomando el reporte de una estación de Cuyo (M/P) o de la Patagonia Argentina (Y/V/W/X) entre otras y no sus contrapartidas CE unos pocos kilómetros mas al Oeste. En general observo que las condiciones en zona CE difieren en el entorno de una hora respecto a lo que yo escucho, lo que no es casualidad puesto que tenemos una hora sol de diferencia y en bandas altas eso puede ser crucial. Este esquema de cálculo parece ser un tanto sesgado a mi ubicación corriente en Buenos Aires, pero era útil como aproximación cuando operaba desde Córdoba como LU7HZ también.

Toda ésta discusión es simplemente para enfatizar la naturaleza muy aproximada del análisis, todos los sesgos mencionados antes palidecen frente a otras fuentes de error posible. Como siempre que hago éste tipo de análisis repito la misma advertencia cuanto que se trata de una mirada estadística a fenómenos absolutamente caóticos que involucran energías de escala cósmica, eventos en el Sol o en la estructura atmosférica de la Tierra de naturaleza variante e impredecible pueden cambiar para mejor o peor éste análisis. Además las condiciones del Sol, que muestra cierta actividad en éstos días, puede enfatizarse, mantenerse o disminuirse hasta el momento del concurso, cambiando los pronósticos en forma consiguiente. 

Finalmente, existe siempre un sesgo al analizar la propagación basado en la actividad de estaciones en cuanto puede no haber estaciones en geografías para las que hay propagación y por lo tanto no reflejarse esa condición. El CQ WW como evento genera la activación de un número de países muy superior al habitual por lo que si hay propagación es probable que esos países puedan ser trabajados. 

Dicho todo lo anterior tomé como fuente de análisis una semana de actividad en el Reverse Beacon Network del cual purgué (para que el dataset resultante fuese manejable) todo reporte cuyo origen o destino no fuera una estación LU o CX. Para sorpresa de nadie los resultados no difirieron demasiado de un análisis anterior realizado en base a los monitores de propagación FT8 PskReporter.Info (link) reportando a mi estación en 20 o 10 metros.

Luego establecí las frecuencias relativas de contactos comparando el total de QSO para una hora y banda con el total de esa hora o de esa banda. A la primer frecuencia la llamo "mejor banda para la hora" y a la segunda "mejor hora para la banda". Los cuadros resultarán de interés para quien aborde una participación de tipo "All Band" para permitir esbozar una estrategia básica de cambios de banda o incluso para descanso o "Single Band" respectivamente.

Del análisis global todo parece indicar que la mejor banda será 15 metros, seguida de 40 metros. 20 metros tendrá aperturas mas focalizadas y tanto 10 metros como 80 metros aperturas para "paladares negros" de esas bandas.

No lo presento aquí por la extensión que implica el análisis para todas las bandas, pero la frecuencia relativa de aparición de continentes para quien participe All Band es la esperable en la población continental, es decir NA primero, seguido de EU y AS; SA , AF y OC con frecuencias de participación bastante menores. El análisis de continente para bandas específicas depende mucho del patrón de propagación de ellas, para 15 y 40 metros es aproximadamente la distribución global de operadores esperable. Para las otras bandas es mas restringido.

Esto es el pronóstico, la verdad la empezaremos a saber el próximo Viernes a partir de las 21 horas. Suerte y mucha diversión para todas y todos, nos lo merecemos.

Propagación en 28 MHz

Los cultores de las bandas altas disfrutamos mucho los picos del ciclo solar donde la banda de 28 MHz está abierta con alcance global prácticamente las 24 horas del día y con circuitos de bajas pérdidas por lo que la operación QRP da buenos resultados. Lamentablemente estamos lejos aún del pico del ciclo solar  el que se estima ocurrirá entre 2025 y 2026, de hecho apenas estamos saliendo del mínimo que en éste ciclo fue bien mínimo, en ocasiones sin ninguna actividad solar por semanas.

Sin embargo están observandose muestras de actividad solar, estamos al momento de escritura de ésta entrada esperando un evento de viento solar producido por una eyección de corona (CME en inglés) que seguramente producirá perturbaciones notables en la magnetósfera (para deleite de los que observan las luces árticas y antárticas).

Hace pocos dias Rick (LU9DA) puso una animación GIF representando los contactos reportados en su cluster en la banda de 28 MHz a lo largo del día, y realmente la actividad lucía intensa.

Viniéndose encima el CQ WW CW 2021 (Nov 27 y 28) es útil empezar con los estudios de propagación para ir definiendo cual será la mejor estrategia de participación, en años anteriores probé  bandas medias como 14 MHz y bajas como 7 MHz con resultados variados, claramente mis mejores resultados siempre fueron en 28 MHz. Hace algunos años por otra parte que tengo preferencias por categorías Single Band pues implican un esfuerzo manejable en términos de horas de operación para lograr algún resultado aceptable.

No es casualidad, en bandas bajas solo se puede aspirar a tener un buen puntaje a nivel regional, quizás a nivel continental, es muy difícil poder neutralizar la enorme cantidad de contactos disponibles que tienen las estaciones europeas, americanas y japonesas dentro de primer salto; hay aperturas de propagación ciertamente. pero rinden decenas de contactos y no centenares además de durar relativamente poco.

En 28 MHz, en cambio, la cancha se nivela puesto que las estaciones de Norteamérica, Europa y Japón tienen condiciones mucho mas restringidas a nivel local y regional, mientras que desde la distancia tenemos buenas condiciones.

Siguiendo el análisis de Rick hice un primer análisis de condiciones, usando mi actividad en FT8 durante un día completo en la banda de 28 MHz, y de alguna manera confirmé que hay buenas condiciones.

El gráfico adjunto resume el análisis. El método de cálculo fue explicado muchas veces en entradas anteriores, pero a modo de resumen se cuentan la cantidad de veces que mi estación fue escuchada o que yo escuché a otras estaciones tal como es reportado por WSJT-X al sitio PSKReporter.info. 

La cuenta en cada hora comparada con el total del día permite pronosticar la intensidad relativa respecto al día (mejor hora) y la segregación en cada hora por continente permite pronosticar con que continente es posible que se observen buenas condiciones en una dada hora (mejor continente para la hora).

El resultado muestra una actividad de 12 horas de las cuales el 98% se concentra en 10 horas; hay aperturas de distinta intensidad con todos los continentes, aunque como es de esperar NA y SA son los que mayor expectativa de sostener un run parecería van a tener. Pero el CQ WW es tanto run como s&p asi que hay que buscar puntitos donde los haya.

Las aperturas son pronosticadas a partir de las 9 de la mañana hora Argentina con SA, habiendo apertura breve y de baja intensidad con EU hacia las 11am, luego a partir del mediodía se muestra apertura con NA para cerrar pasadas las 20 con AS (mayormente JA). AF y OC es posible que tengan aperturas breves que habrá que encontrar y aprovechar.

Una idea de la solidez de las condiciones puede obtenerse evaluando el SNR promedio de las señales de/hacia mi estación, los límites del sistema prácticos son aproximadamente -20 dB medidos sobre un canal de voz (SSB), dado que las mediciones se hacen con potencias entre 1 y 10W (valores típicos con los que se opera en FT8, 1W en mi caso) equivale a varios cientos de Watt en SSB y varias decenas de Watt en CW. Esta medición tiene muchos sesgos, no todas las estaciones tienen la misma potencia, no todas las estaciones del continente están a la misma distancia y no todos los circuitos de propagación permanecen igual durante la hora en la que se hace discreta la medición; pero creo que para dar una idea general puede ser un buen indicador.

Como siempre que hago éste tipo de análisis repito la misma advertencia cuanto que se trata de una mirada estadística a fenómenos absolutamente caóticos que involucran energías de escala cósmica, eventos en el Sol o en la estructura atmosférica de la Tierra de naturaleza variante e impredecible pueden cambiar para mejor o peor éste análisis. Además las condiciones del Sol, que muestra cierta actividad en éstos días, puede enfatizarse, mantenerse o disminuirse hasta el momento del concurso, cambiando los pronósticos en forma consiguiente.

Finalmente, existe siempre un sesgo al analizar la propagación basado en la actividad de estaciones en cuanto puede no haber estaciones en geografías para las que hay propagación y por lo tanto no reflejarse esa condición. El CQ WW como evento genera la activación de un número de países muy superior al habitual por lo que si hay propagación es probable que esos países puedan ser trabajados.

Para ir calentando motores, aceitando manipuladores y durmiendo un poco mas a cuenta de las 48 horas intensas que representa el concurso.

QDX de QRP Labs

Bastó que completara una serie de entradas, luego de bastante tiempo sin hacerlo, reflejando la actividad técnica de varios meses alrededor de modificaciones al diseño QCX y su evolución para SSB el μSDX para que Hans Summers (G0UPL) anunciara su nuevo producto el QDX (Digital Transceiver).

En varios sentidos se trata de un aparato revolucionario desde su concepción técnica, al mismo tiempo es notablemente simple.

La recapitulación de la evolución de las distintas placas involucradas en el transceptor QCX y sus derivados (QCX+, QCX-Mini), el firmware revolucionario de Guido (PE1NNZ) que lo habilita para trabajar en SSB (QCX-SSB) y la optimización realizada por Manuel (DL2MAN) entre otros con el uSDX sandwich puede verse en detalle en entradas anteriores de éste blog y siguiendo los respectivos links de referencia.

Por supuesto que el firmware QCX-SSB, como transceptor SSB que es, permite la operación de modos digitales en general y de modos digitales de baja señal en particular. En especial FT8, el que es el modo que ha revolucionado la radio.

Hans tuvo un razonamiento novedoso preguntándose porque es necesario contar con un transmisor de SSB para generar una señal digital como FT8, esa es la manera convencional de hacerlo por cierto, se empieza por el programa WSJT-X, se extrae la señal de audio modulada y se introduce en un transmisor de SSB. Del receptor a la placa de sonido para la decodificación por el programa WSJT-X completando el camino inverso. 

La señal FT8 modulada no tiene información de amplitud, es una modulación de fase (el nombre FT8 deriva de Franken-Taylor PSK 8), por lo que es perfectamente posible emitirla por una cadena que no sea lineal. En el proyecto PixiePi comentado en éste portal utilizo de hecho un transceiver Pixie de CW para emitir en FT8. Sin embargo, el problema es la modulación, como empiezo con una señal de audio y modulo si no es una cadena lineal, como la de un transceiver SSB. Pero implementar un transceiver SSB es costoso, relativamente importante como proyecto y tiene sus propias limitaciones técnicas en cuanto a distorsión, supresión de portadora y supresión de banda lateral no deseada.

La generación de una señal FT8, pero por sobre todo su demodulación, requiere cierto músculo de procesamiento; en definitiva en éste mundo de procesamiento estocástico de señales la capacidad de procesar mas señales en la breve ventana de pocos segundos disponibles termina determinando la sensibilidad del sistema y la capacidad de recuperar señales que están muy profundamente por debajo del ruido en un ancho de banda de fonia. Volvemos al audio inyectado en una PC para el tratamiento.

Hay soluciones relativamente sencillas, el kit D4D de CRKits (reportado en éste blog aqui) aborda el problema manteniendo la PC para generar y demodular las señales pero utilizando un receptor de conversión directa simple para recibir y un transmisor de DSB para emitir. El enfoque es muy simple, pero tiene sus propios problemas (aunque la simplicidad, portabilidad y practicidad del kit ayudan a disimularlos). Uno es el uso de DSB, modo ineficiente y que además es cuestionable puesto que genera una banda lateral que puede interferir fuera de la sub-banda FT8. El receptor de conversión directa es siempre una alternativa interesante de experimentar pero tiene también problemas de mayor ruido, sensibilidad de ruido de modo común y por sobre todo interferencia de la frecuencia imagen. He realizado muchos contactos con éste kit y operarlo en condiciones de portátil tiene sus encantos.

Pero Hans toma un enfoque totalmente diferente, descarta el uso de un transceptor SSB convencional, al menos para transmitir. Para recibir utiliza una arquitectura similar a la del QCX. Para transmitir recibe la señal de audio, producida por cualquier programa de generación de modos digitales por caso el WSJT-X, y mide la frecuencia de la señal. Habiendo detectado la misma altera la frecuencia del DDS Si5351 para que la salida sea a la frecuencia del piloto de banda base (virtual) mas la frecuencia de audio, exactamente lo que haría un proceso de modulación por SSB. 

Si se mide la frecuencia con la suficiente velocidad y se actualiza el DDS en forma acorde la señal de salida es, efectivamente, modulada por la banda base de audio. Pero no hay proceso de creación de SSB involucrado, no hay mezclador balanceado, no hay señal portadora que suprimir ni banda lateral indeseable que retirar.

El truco para hacerlo en forma eficiente no es utilizar, como podría suponerse una transformada rápida de Fourier (FFT), sino mucho mas simple. Básicamente medir el tiempo entre cruces por cero de la señal de entrada. Esa es una forma de medir el período, y la frecuencia es su inversa. Dependiendo de la frecuencia de la señal y la de muestreo ese cruce puede caer entre dos muestras sucesivas, pero si el muestreo es suficientemente rápido de forma que existan muchas muestras (25-30) por cada ciclo se puede aproximar con una cuenta simple la señal senoidal al valor de la señal misma (sin(x)=x), y por lo tanto usar una regla de tres simple para ubicar el cruce exacto. Repitiendo esa cuenta muchas veces y promediando es posible extraer un cálculo de la frecuencia muy preciso y detectar variaciones muy rápidamente, las que comunicadas al DDS producen la modulación deseada. La imagen, tomada del manual del kit (link) muestra esquemáticamente el proceso.

Una vez que el DDS emite una señal de la frecuencia deseada solo es necesario amplificar la misma en forma eficiente (con un amplificador clase D) y filtrarla de armónicos para tener la señal que emitir.  Eso es exactamente lo que hace el transceptor QDX.

Una placa Arduino (o el procesador ATMega328p) puede procesar con cierta holgura unas 9600 muestras por segundo, con algunos trucos de programación y no haciendo otra cosa puede llegarse a 56000 muestras por segundo, claramente es insuficiente. Para poder procesar con holgura las 48000 muestras por segundo que requiere éste enfoque se utiliza un procesador de arquitectura ARM STM32F401RBT6 el que además de más músculo de procesamiento y memoria aporta la capacidad de tener una placa de sonido y un bus USB integrado, eso permite un diseño relativamente sencillo para el resto de la placa. 

Originalmente pensada para 80,40,30 y 20 metros la placa provee también los filtros pasabanda respectivos para suprimir la generación de armónicos en cada banda y la capacidad de conectar electrónicamente el filtro apropiado.

El formato de comercialización, como casi todos los productos de QRP Labs es en kit, aunque la evaluación preliminar es que se trata de uno de complejidad media-baja puesto que la mayor parte de los componentes SMT ya vienen soldados y hay que soldar capacitores, hacer algunas bobinas, los transistores de salida y los conectores grandes.

De acuerdo al manual no son necesarios ajustes especiales. Una explicación mas detallada puede verse en el video YouTube que Hans preparó (en inglés link).

El aparato se maneja tanto por una interfaz CAT (a través del puerto USB, el que aparece en la PC como un puerto serie) usando el protocolo Kenwood TS-440/480, como por una terminal serie usando el mism puerto la que permite configurar los principales parámetros internos.

En principio el procesador de audio no asume nada sobre la señal que recibe, solo que es en una banda base de fonía y que puede cambiar de frecuencia para lo que debe trasladarse; debido a ello puede usarse para cualquier modo digital aparte de FT8 (PSK31, RTTY, ¿SSTV?).

Sospecho que con FLDigi podrá usarse como receptor de propósito general y aunque a riesgo de generar alguna espuria o clicks indeseados (que habrá que medir) es probable que se pueda usar en CW mediante la salida CW/Soundcard de FLDigi o MixW entre otros.

El transmisor entrega 5W de RF con una alimentación de 9V y si bien esa cifra sube a 8W con una alimentación de 12V el manual de construcción previene enérgicamente no hacer eso, en cambio propone una modificación en el transformador de excitación para que entregue alrededor de 5W con 12V también.

La expectativa que generó el kit está dado por el record absoluto de su venta inaugural, los primeros 500 kits disponibles se vendieron dentro de los 15 minutos del lanzamiento. Ahora hay que esperar una temporada a que repongan, estoy en la cola.....

μSDX Das Radio (Parte 2)

En la entrada anterior comentaba el proyecto desde sus origenes basado en el kit QCX y como fue evolucionando. Hans, autor del QCX, actuó mayormente como facilitador de la evolución del concepto QCX-SSB pero no ha mostrado interés en su desarrollo comercial como kit aunque provee instrucciones para adaptar el kit QCX-Mini para utilizar éste firmware. Por su parte Guido (PE1NNZ), el brillante autor del firmware que lo hace posible,  prefiere concentrarse en la experimentación y la prueba de concepto. En su versión experimental el proyecto es replicable, pero requiere cierta experiencia. Para llevarlo al siguiente nivel es necesario desarrollarlo, y eso es lo que hizo Manuel (DL2MAN) con su proyecto "sandwich" o, como se da en llamar ahora, uSDX. La idea básica es desarrollar el hardware necesario para el circuito QCX remanente, es decir aprovechar la enorme cantidad de componentes menos que son necesarios para hacer una placa mas pequeña, y al mismo tiempo desarrollar una naturaleza multibanda mediante múltiples filtros conmutables. Para que el factor de forma fuera suficientemente reducido apeló a un diseño de placas apiladas de las que deriva el nombre "sandwich". A nivel de proyecto se lo conoce desde entonces como uSDX en lugar de QCX-SSB, aunque el firmware sigue siendo el mismo originalmente creado por Guido aunque con el tiempo fueron apareciendo varias variantes con modificaciones menores. Manuel no comercializa el diseño, solo provee toda la documentación necesaria para replicarlo y participa activamente dando soporte a quienes se aventuran con su construcción y hay disponibles ofertas para algunos de sus principales componentes (link). Le he preguntado muchas veces a Manuel distintas cuestiones cuando armaba el QCX-SSB como modificación del QCX y si bien su interés principal en éste momento no es ese siempre fue muy amable en ayudarme diligentemente con cualquier consulta.

La idea básica es utilizar el diseño para hacer fabricar la placa en alguno de los productores en China, comprar los componentes localmente (o en portales chinos) para luego armarlo con las instrucciones provistas. El grupo de soporte para todo el complejo de proyectos alrededor del uSDX (y QCX-SSB) o derivados está en groups.io (ucx).

Desde la idea básica emergen diferentes iniciativas e ideas, algunas muy a nivel prueba de concepto o prototipo como por ejemplo implementar el diseño pero en la placa Raspberry Pico (uSDR-pico) la que sin ser una Raspberry Pi es muchísimo mas potente que una placa Arduino o un chip ATMega328p. También aparecen diseños muy interesantes como el propuesto por Pablo (EA2EHC) el cual reformula la placa propuesta por Manuel, pero nuevamente en formato monobanda y utilizando una placa "hija" (daughterboard) Arduino Nano lo que simplifica muchísimo tanto la construcción como la grabación del firmware. Manuel también provee instrucciones (en español en éste caso) para ordenar la placa en PCBWay, quien además la puebla parcialmente con algunos componentes SMT lo que facilita mucho la construcción para quienes tienen alguna dificultad para ese tipo de construcción, la placa con todos los componentes SMT ya poblados puede verse en la foto adjunta.

La placa utiliza una versión mas reducida del firmware QCX-SSB original, que incluso está adaptado con mensajes en español aunque, como Pablo aclara, el firmware original QCX-SSB anda bien en la misma.

Como no podía ser de otra forma con un ecosistema tan vibrante y atractivo no podía faltar el proveedor de China que ofrezca el kit e incluso el diseño armado, varios de hecho lo hacen. El costo, como todo lo que ofrecen en portales chinos es muy atractivo y la calidad de construcción es razonablemente robusta para el costo. En definitiva se trata de un transceptor de HF multibanda (y multimodo) que se puede conseguir a valores muy económicos mas el costo de flete, no recuerdo un equipo comercialmente ofrecido con prestaciones similares a costo similar, es mas económico que el ya económico Xiegu G1M aunque tiene algunas prestaciones menos.  Sin embargo, y a diferencia del Xiegu G1M, el transceiver uSDR (asi se llama la versión comercial) no hay que tomarla tanto como un transceiver, que lo es, como una plataforma de experimentación. Es posible experimentar con el firmware tanto para agregarle funciones, como para agregarle modos (por ejemplo AM o FM), como para optimizar algún aspecto de su funcionamiento. Es una plataforma de experimentación prácticamente ilimitada. Los portales chinos, para variar, no se preocupan mucho por la documentación, pero es posible encontrar el manual de usuario del aparato que venden, siempre hay algún gaucho noble, en éste caso gentileza del grupo Tortugas, que se encarga de esas cosas (link). 

La principal ventaja del diseño, sea cual sea el proyecto con el cual se lo construya, es que se trata de una plataforma abierta, accesible, tecnológicamente avanzada y flexible para experimentar en radio. Permite crear una herramienta creíble para alejarse de la radio como caja con la que es difícil (o inaccesible) experimentar, de los modos "obsoletos", del alejamiento de las nuevas tecnologías, del carecer de atractivo para una generación muy fluida en el uso de herramientas basadas en Internet y por sobre todo, una plataforma para aprender en forma ilimitada. Todavía sigo escuchando gente que dice que el "Internet mató a la radio....", .. . Cuando lo escucho pienso para mi que no entienden nada.

μSDX Das Radio (Parte 1)

 

La historia empieza con un proyecto simple pero revolucionario, el transceptor QCX de QRP-Labs, cuyo propietario Hans Summers (G0UPL) es bien conocido por su talento para desarrollar buenos productos para el mercado de radioaficionados global, mercado dificil si los hay. El transceptor de marras es un kit  para que cada uno se lo arme, su circuito está bien documentado pero tiene aspectos propietarios. En su forma original se trata de un transceptor de CW, aunque nada impide usarlo como receptor de SSB también, que opera en una banda en la gama de HF a elección al momento de comprarlo. En realidad su electrónica es tal que lo que diferencia el funcionamiento de una banda u otra son los filtros. Su potencia de salida está en el entorno de los 3 a 5W dependiendo de varios factores, utiliza una etapa de salida basada en MOSFET baratos operando en clase E lo que aumenta mucho la eficiencia y reduce el tamaño del disipador necesario. Un aspecto fantástico del kit es que el microcódigo contiene la implementación de todos los "instrumentos" necesarios para calibrar la placa ya en funcionamiento. El transceptor usa técnicas SDR (Software Defined Radio) para su funcionamiento, en particular para la cadena receptora. El firmware que controla el funcionamiento de la placa es implementado en un ATMega328P y el firmware que contiene es el encargado de todas las funciones de procesamiento de datos, las de gestión de las distintas funciones de la placa, la interfaz de usuario mediante la cual controlar sus parámetros de funcionamiento y la operación misma del transceiver  y, finalmente, implementar los instrumentación de prueba. La memoria del procesador  ATMega328p viene ya grabada con el microcódigo provisto por QRP-Labs, del que no se dispone source ni es facilmente modificable. El chip suena conocido y lo es, se trata del mismo que contienen las placas Arduino, solo que en vez de operar con un clock de 16 MHz lo hace con uno de 20 MHz. Es por cierto posible explorar un poco ese código con un kit de debugging y un  "disassembler" para recuperar una suerte de "source" que con bastante esfuerzo se puede entender y eventualmente modificar, pero realmente no vale la pena tanto esfuerzo como veremos pues el QCX como transceptor tiene un funcionamiento soberbio y es muy completo. Una función muy interesante en el código original es poder operar como una baliza WSPR autónoma, la que salvo una cierta complejidad para sincronizar el reloj tal como lo requiere ese modo es bastante funcional y útil. Para la operación portatil la utilidad de operar WSPR se desdobla, por un lado se puede evaluar el funcionamiento de la antena y por el otro las condiciones de propagación, ambas monitoreando la red WSPRNet.

El proyecto es muy divertido de ser abordado para la construcción, la placa es densa y compleja, pero el kit está muy bien diseñado y siguiendo estrictamente las indicaciones sale prácticamente en el primer intento.

En el aire se comporta muy bien. Obviamente que quien no se sienta cómodo operando en CW le resultará de uso limitado, aunque para funcionamiento QRP la operación en CW es casi la norma, incluso a velocidades muy modestas. En mi caso disfruto operar en CW y la única limitación seria, si se puede llamar tal es la operación monobanda. 

Con el tiempo he construido dos versiones del kit, el QCX+ para 40 metros y el QCX-Mini para 20 metros, ambos funcionan igualmente bien, aunque el último es un poco mas dificil de construir debido a su tamaño reducido, ambos han sido cubiertos previamente en éste blog.

Entonces aparece Guido (PE1NNZ) con una vieja idea (link) implementada casi una década atrás en las entonces incipientes Raspberry Pi (modelo 1, por entonces) y posteriormente sobre un chip ATTiny45. La idea proviene de un evidente dominio de las técnicas DSP para modular señales, y de algo que casi todos usamos pero muy pocos conocen y es como funciona la "compresión" de voz en SSB.

Sin intentar repetir la teoría, que puede leerse en el ARRL handbook, la modulación humana puede dividirse en dos componentes. Una señal modulada en frecuencia que transporta la gama alta de frecuencias del espectro vocal y que contiene la mayor parte de la información la que es modulada en amplitud por una señal de baja frecuencia que da la entonación. La compresión en SSB consiste justamente en quedarse mayormente con la señal modulada en frecuencia con una amplitud casi constante (no del todo para no generar espurias excesivas), con lo que la potencia media de la señal sube. El resultado es una modulación distorsionada, nasal y sibilante, pero inteligible y con mas "pegada" en condiciones ruidosas pues tiene mas "potencia" (mas potencia media). Mas viejo que la injusticia también, pero efectivo desde siempre como bien lo saben quienes usan el recurso en las condiciones muy exigentes de operación de DX y concursos.

Con técnicas de procesamiento digital de señales se puede entonces capturar el contenido de frecuencia de las señales de audio y modular en fase una señal portadora manteniendo la amplitud casi constante o con poca variación.

La Raspberry Pi permite en sus puertos GPIO manejar hasta 7 niveles de amplitud, por lo cual se puede tener una señal vocal bastante inteligible a pesar de lo discreto de los niveles de modulación. En experimentos reportados en el blog he utilizado ésto en el proyecto Orange Thunder y en particular en el denominado PixiePi. En particular en éste último utilicé un kit de transceptor económico de telegrafía (Pixie) el cual opera su etapa final en clase C, claramente no indicada para señales que requieran amplificación lineal como el SSB. Sin embargo, casi mas útil para la operación QRP que salir en CW lo es salir en los modos digitales de baja señal, en particular FT8, y éstos modos requieren SSB pero la modulación es de amplitud constante. Las pruebas con el hardware PixiePi y el programa Pi4D resultaron una revelación puesto que en definitiva se trataba de un receptor rudimentario de conversión directa, un transmisor de algo menos de 1W y una antena simple random wire alimentada al extremo en 40 metros con el que obtuve alcance regional.

Cuando luego de muchos años de silencio encontré una nueva entrada en el blog de Guido, esta vez refiriendo a su proyecto QCX-SSB no pude menos que estudiarlo con mucha atención. En el mismo cuenta como aplicó el viejo concepto que en su momento exploró a nivel prototipo con una placa Raspberry Pi pero ahora con una placa QCX modificada dotando a la misma la capacidad de operar en ... SSB (!). Desde el punto de vista hardware las modificaciones a la placa no son muchas, despues de todo el QCX es un buen receptor, y como transmisor se elimina el circuito de manipulación y se lo modifica para que permita modular la amplitud usando PWM, con un truco genera una señal modulada en fase para completar la generación. Y vaya truco. Una cosa es realizar el procesamiento de señales necesario en una placa Raspberry Pi, que aún en su versión mas vieja era órdenes de magnitud mas potente en clock de CPU y memoria que el Arduino con reloj "sobrecargado" que es en realidad una placa QCX, en el proyecto PixiePi aprendí que el procesamiento digital necesario tenía lo suyo y también era una placa Raspberry (Zero en éste caso). Como buen mago que es Guido hace sus trucos a la vista de todos, el microcódigo QCX-SSB es abierto y está disponible en GitHub para quien quiera usarlo (y modificarlo). Cuando se lo revisa con cuidado es posible observar que el código tiene tres grandes segmentos, el receptor, la gestión de la placa y el transmisor. Los dos primeros operan mas o menos como lo haría el QCX, ignoro en que medida Hans compartió o liberó parte del microcódigo para que Guido lo usara como base o si éste directamente lo desarrolló desde cero, no hay referencias en el código al copyright respectivo y Hans, que suele ser muy enfático cuando del uso de su material propietario se refiere, participa en el foro de soporte del proyecto y no se ha quejado. Lo cierto es que desde el punto de vista programación de parámetros y operación el QCX-SSB es muy similar al QCX, con menos funciones quizás. Desde el punto de vista de recepción no tiene diferencias significativas.

Desde el punto de vista transmisión en cambio Guido ha realizado una obra de arte de programación para poder procesar las señales de audio con las técnicas SDR adecuadas para obtener la información de fase y amplitud tras lo cual realiza otra obra de arte para programar la frecuencia (fase en realidad) del chip DDS Si5351. No consiste en cambiarle la frecuencia en forma convencional, el chip no reacciona con la suficiente velocidad si se lo hace de esa manera, consiste en manipular muy intrincadamente los registros del chip para lograr que opere con técnicas de acceso DMA de baja latencia, una maravilla para estudiar con detenimiento en una tarde de lluvia, casi como una buena lectura de un gran autor. El sitio GitHub contiene toda la información para modificar el hardware del kit QCX para hacerlo compatible con éste firmware, las modificaciones son simples realmente, sobre todo si se arma el kit desde cero con éste uso en mente puesto que en ese caso se trata de poblar mas o menos la mitad de los componentes y luego realizar media docena de "jumpers" en la placa; las instrucciones de armado hechas por Manuel (DL2MAN) no están tan logradas como sus equivalentes del kit original, pero teniendo cierta experiencia en armado de kits y siendo cuidadoso se llega a buen puerto, los pasos de la construcción fueron en su oportunidad documentados en éste blog (link). La grabación del firmware en el chip ATMega328p requiere de un grabador Arduino ISP (usando otra placa Arduino), el proceso no es terriblemente complejo pero hay que ser prolijo con los pasos pues está lejos del método "plug & play" para grabar una placa Arduino convencional. A diferencia del QCX original el firmware no contiene los instrumentos necesarios para su calibración por lo que hay que recurrir a instrumentos de laboratorio mas convencionales para ajustar un emisor SSB. El comportamiento en el aire es sorprendente, tanto en el uso mas convencional de CW propio del transceptor QCX subyacente como en SSB (!), tanto en operación de voz como en modos digitales (FT8). Los reportes en fonía fueron excelentes, en FT8 la cantidad y calidad de contactos fue totalmente compatible con otros transceivers de 5W o menos en la estación a igual antena. 

Un desafortunado accidente mientras experimentaba derivó en la placa con el Si5351 quemado. Para explorar el firmware con mas detenimiento sin utilizar otro kit QCX construi un prototipo basado en una placa Arduino Uno, un módulo DDS Si5351, un rotary encoder/push y un kit de transceiver Pixie. Tuve que hacer algunas adaptaciones al microcódigo por un lado porque la asignación de puertos no podía ser la misma que en la placa QCX original (especialmente para el display LCD 16x2 y el rotary encoder) y por el otro porque el clock de una placa Arduino es, como comenté antes, de 16 MHz en vez de los 20 MHz que tiene la placa QCX, es por decirlo de alguna forma mas "lento", lo que requiere ajustar un poco el firmware para que le de la talla de hacer el procesamiento que tiene que hacer. Como prueba de concepto funcionó mas que bien, mostrando el potencial del proyecto para continuar desarrollandolo y eventualmente concluir con un transceptor ultra simple como el Pixie para operar modos como FT8 que podrían requerir un transceptor de SSB.

Mientras tanto el proyecto QCX-SSB no se quedó quieto, Manuel (DL2MAN) siguió trabajando sobre el único aspecto criticable del proyecto, la limitación original del QCX de ser monobanda.

Nada en el firmware QCX-SSB lo hace ser monobanda, de hecho es posible configurarlo para cualquier banda, pero para que el nivel de interferencias esté dentro de márgenes tolerables Manuel propuso originalmente un mecanismo para tener filtros "enchufables" para las distintas bandas (si, ¡como en los viejos equipos de AM cuando empezamos!). Pero una vez que el concepto mostró ser viable era necesario llevar el proyecto al siguiente nivel, y ¡Manuel se lo puso al hombro! (Continuará...)

Adios LU7DID, bienvenido LU7DZ

Gracias a la invalorable gestión de Daniel (LU9DPD) ante la ENACOM me han cambiado la señal distintiva primaria de LU7DID a LU7DZ.

La señal distintiva estaba disponible desde el fallecimiento de su titular Eduardo Von Ooteghem en el año 2010.

Eduardo fue un muy distinguido miembro de nuestra comunidad, con múltiples contribuciones a la radio tanto en cuestiones técnicas como operativas durante su extensa trayectoria.

Considero un honor ser el portador corriente de semejante distintiva y espero que mis contribuciones y actuación en radio hagan honor de su trayectoria anterior.

Por distintos motivos no puedo cambiar el blog en éste momento, ni la página Web que he tenido, por lo que seguiré usando por algún tiempo los correspondientes a LU7DID.

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.