Внимание! С 17 по 30 января в связи с отпуском наш телефон будет недоступен, возможны задержки в ответах на письма, отправки посылок 1 раз в неделю.
полосочка Логотип РадиоДВ

Радиолюбительские конструкции
и продажа радиоаппаратуры










CW радиомаячок на 144 МГц [НЕ ПРОДАЁТСЯ]

Идея создать экономичный телеграфный маячок с автономным питанием и поставить его куда-нибудь подальше от своего домашнего QTH вызревала у меня довольно давно. При этом, главным образом, мне хотелось превратиться из делателя маячков в их слушателя. Делать маячки, конечно, интересно, но отслеживать прохождение и сравнивать антенны между собой по их сигналам – тоже.

В процессе обдумывания деталей конкретной реализации маячка я пришёл к такому, как это теперь принято говорить, концепту:

В общем, в конце-концов получилась у меня конструкция, описанная ниже.

"Сердце" маячка – микроконтроллер ATmega16A-AU, радиочастотная часть состоит из синтезатора частоты на м/сх LC72131M, ГУНа от какой-то портативной радиостанции фирмы Icom и 3 транзисторов УМ – BFR93A (буфер), 2SC2053 (предвыходной транзистор) и 2SC1970 (выходной). Работоспособность маячка полностью сохраняется в диапазоне напряжений питания 6-16 вольт, при этом меняется только выходная мощность – от 100 мВт до 1.85 ватта, при этом потребляемый ток меняется от 80 до 290 мА (при "нажатом ключе"). Энергопотребление в "спящем режиме" (т.е. в длинных паузах между включениями) составляет всего 1.1 мА. В паузах между телеграфными посылками (при "отжатом ключе") – 22 мА. В качестве датчика температуры применён DS18B20+. Измерение напряжения питания маячка осуществляется с помощью встроенного в микроконтроллер 10-битного АЦП. Телеграфная манипуляция осуществляется подачей напряжения питания на буферный каскад и, одновременно – напряжения смещения на предоконечный и оконечный каскады. Оба последних работают в классе B с небольшим начальным током для повышения КПД маячка. Буфер же работает в классе A (для повышения коэффициента усиления). Рабочая частота выбрана 144.400 КГц. Эта частота несколько меняется в зависимости от окружающей температуры. По моим замерам, зависимость частоты от температуры у этого маяка – 17 Гц на 1 °C. Иными словами, повышение температуры на 1 °C сопровождается повышением рабочей частоты маячка на 17 Гц.

Схема маячка:

Некоторые пояснения к схеме:

Сперва маячок был изготовлен вот в таком виде:


Смешно, да? :) Но это всё прекрасно работало недели две, пока я совершенствовал схему и обкатывал софтовую часть :)

Вот рисунок печатной платы маячка. В чёрно-белом виде в зеркале (для изготовления платы методом ЛУТ) и в цвете (для облегчения монтажа деталей):

При повторении печатной платы – сверяйтесь, пожалуйста, со схемой: кое-где нужно будет впаять проходные перемычки между сторонами печатной платы. Печатная плата разведена далеко не идеально, т.к. смысла особого не вижу в том, чтобы стараться на 100% разводить всё качественно при изготовлении маячка в одном единственном экземпляре для себя. Если есть желание – можете улучшить, you are welcome, вот рисунок печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 (69.6 Кб).

После изготовления печатная плата выглядела так:


А это – в процессе монтажа деталей:


Вот вид собранного маячка без крышек:


Фото с техническими характеристиками применённой солнечной батареи:


9-го ноября 2012 года мы вместе с Екатериной, UB0LAE установили этот радиомаяк на сопке Синей (высота 725 метров над уровнем моря) в 200 км от Владивостока. QTH-локатор маячка – PN54UU. Антенна маячка представляет собой штырь λ/4 с 4 противовесами, работает маячок позывным коллективной радиостанции Приморского краевого радиоклуба – RZ0LWA. Рабочий цикл радиомаяка в настоящий момент примерно такой: 20 секунд – работает и 40 секунд – пауза. Длительность паузы зависит от напряжения питания. Чем оно выше, тем чаще маяк включается. Источник питания – солнечная батарея мощностью 10 ватт и свинцовый аккумулятор 9 а*ч в параллель. Радиомаяк передаёт телеграфом строчку наподобие такой: "VVV de RZ0LWA PN54UU 13V M15C НАЖАТИЕ", что означает примерно следующее: "Внимание! Работает радиомаяк RZ0LWA из квадрата PN54UU, напряжение питания: 13 вольт, окружающая температура: минус 15 градусов". Далее идёт 3-секундный сигнал "нажатие" (для настройки аппаратуры, сравнения антенн и т.д.).

Прошивка маячка любой ценой стремится удержать напряжение на аккумуляторной батарее в пределах 11.5-13.5 вольт (самые оптимальные значения для свинцовой батареи). Для этого в прошивке предусмотрены такие вещи, как удлинение сигнала "нажатие" при увеличении напряжения на аккумуляторе и уменьшение паузы между включениями маячка на передачу. И, соответственно, сокращение сигнала "нажатие" и увеличение паузы – при снижении напряжения. Более подробно особенности работы радиомаячка смотрите в исходниках проекта: (30.7 Кб)

Вот фото установленного маячка:


Про ведро из-под шпаклёвки хочу сказать особо. Это вовсе не ведро, а домик для маячка. Он в нём теперь живёт :) А пенопласт нужен для сглаживания возможных резких перепадов температуры.

Солнечная батарея маячка сориентирована на юго-запад и чуть наклонена назад, угол наклона значительно меньше оптимального. Разница в величине вырабатываемой энергии по сравнению с оптимальным углом наклона – незначительная, вырабатываемой энергии хватает с избытком. Зато таким углом наклона полностью решается проблема со снегом – он просто не держится на батарее под таким углом.

Первая же неделя наблюдений за работой маячка преподнесла свои сюрпризы: 16 ноября днём Валерий Николаевич, UA0LW принимал маяк на своём домашнем QTH во Владивостоке программой WSJT. В этой программе на спектроанализаторе ("водопаде") им был зарегистрирован странный двойной сигнал маячка, причем один сигнал от другого запаздывал по времени где-то на 4-5 секунд, а сдвиг по частоте составлял 20-30 Гц! Вот этот скриншот:


Обратите внимание на хорошо видимый 3-секундный сигнал "нажатие" в конце рабочего цикла и поразительную одинаковость силы обоих сигналов. По идее, они ведь должны друг от друга отличаться по силе, эти сигналы – основной и задержанный. Но они не отличаются!

Мнения по этому поводу разделились: одни считают, что это отражение от самолёта, летевшего где-то за Хабаровском (хотя 4-5 секунд – это самолёт должен лететь где-то уже далеко за Луной), другие – что это как раз то самое загадочное радиоэхо, открытое в 1920-е гг. и до сих пор никем внятно так и не объяснённое.

Кстати, такая же информация поступила и от Дмитрия, UA0L из г. Находки, он принимал сигнал маячка в тот же день с сильным эхом. Причём принимал, находясь на расстоянии 245 км и за сопками около моря, куда обычным образом сигнал маячка попасть не может. Представляется, что в тот день активировался какой-то аномальный механизм распространения радиоволн и радиомаячок стало слышно там, где его обычно не слышно и, как следствие этой аномалии распространения – к сигналу добавилось эхо. К сожалению, Дмитрий не успел сделать ни скриншота, ни записи с эфира.

Дополнительная информация: антенна у UA0LW – яги 2 x 12 элементов, вращающиеся в 2 плоскостях, у UA0L – коллинеарный штырь Anli A-1000. Если у моих уважаемых читателей есть свои соображения по этому поводу – буду рад выслушать.

Также благодаря этому маячку было сделано ещё несколько интересных наблюдений. Например, что DSP в аппаратах YAESU (даже в не самых новых) – это не просто DSP, это О-ГО-ГО! Помимо приятного мягкого звука на выходе приёмника Yaes-овское DSP поистине способно творить чудеса на слабом зашумлённом сигнале. Вот запись с трансивера Yaesu FT-847 (186.1 Кб), там 2 части: первая – без DSP, как реально маяк было слышно в 5 утра 7 декабря 2012 года. Вторая часть записи сделана сразу же за первой, но уже с NR затянутым на '9' и цифровым DSP-шным аудиофильтром с полосой 25 Гц. Если в первой части записи присутствие маяка с трудом обнаруживается, то после нажатия буквально 2 кнопок (это слышно на записи) сигнал начинает вполне удовлетворительно читаться. Даже я могу что-то там разобрать с моим "знанием" телеграфа (скорее – незнанием). Слышно, как на записи маяк даёт напряжение 13 вольт и температуру минус 21 градус.

Или вот ещё лучше запись с эфира с FT-847 (138.9 Кб), на ней я последовательно включаю в трансивере: (1) телеграфный фильтр на 500 Гц, (2) шумопонижение NR и (3) DSP фильтр на 25 Гц. Результат – потрясает, это просто фантастика!

Я долго думал, выкладывать нижеследующую информацию сюда или не выкладывать. В конце-концов пришёл к выводу, что выложить всё-таки стоит. И сразу же попросить поклонников уважаемой фирмы Icom не принимать всё близко к сердцу. Просто DSP в Айкомах (блок UT-106) по сравнению с DSP у Яесу тех же лет выпуска – никакое. Вот, убедитесь сами: (486.6 Кб). Сперва идёт запись включения маячка с Icom IC-910, затем следующее же включение – уже с Yaesu FT-847. Даже сперва не верится, что Icom IC-910 может звучать так гадко :(

На всякий случай, пару слов о том, как делалась предыдущая запись. Для её осуществления мне пришлось изготовить коммутатор звукового сигнала на тумблере и одновременно с антенным коммутатором его переключать. Антенна использовалась, разумеется, одна и та же – яги 5 элементов, направленная на радиомаяк. На обоих трансиверах был вытянут тот максимум, на который каждый трансивер способен – использованы все узкие CW фильтры и функции DSP. Сильное шипение в первой части записи - это так в реальности шипит УНЧ у IC-910.

Ещё занятное наблюдение – накануне снегопада, где-то за сутки, слышимость этого маячка во Владивостоке заметно улучшается. А после снегопада – наоборот, ухудшается. Связано это, по-видимому, с тропосферными явлениями: накануне снегопада у нас обычно теплеет, а после – наоборот, холодает.

Ещё этот маячок лишний раз подтвердил давно известный факт: штыри малопригоды в качестве приёмных антенн. Как на КВ, так и на УКВ яги (даже простейшие) и зигзаги легко выигрывают у длинных коллинеарных штырей, несмотря даже на зачастую большее теоретическое усиление последних.

Да, ещё пару слов про слышимость этого радиомаячка по Приморскому краю. Если бы мне кто-то лет 15 назад сказал, что 1-ваттный УКВ передатчик будет круглосуточно устойчиво слышно на расстоянии 200 км – я бы не поверил. Но УКВ – это не КВ, здесь немного другие законы и другие уровни мощности. И на сегодняшний день есть рапорты о том, что этот радиомаяк регулярно принимают на расстоянии 222 км на яги (Андрей, UA0LHS, около г.Дальнереченска) и даже на коллинеарный штырь на расстоянии 194 км (Анатолий, UA0LVO, г.Владивосток). Это при том, что сейчас зима и "тропо" над Приморьем слабое. Что же будет летом?


Вадим, UAØLTB
г.Владивосток
09.01.2013г.

P.S. Ветка форума на сайте Приморского краевого радиоклуба, посвящённая обсуждению этого радиомаячка и куда можно написать отзыв о его работе, расположена здесь.