PIC Subtoon-generator vir ouer VHF/UHF radio’s

Die Magalies Radio-amateurklub (ZS6MRK) het die afgelope aantal jare ernstige steurings op sy 145.750MHz herhaler ondervind. Die steuring is so erg dat die herhaler byna voltyds aangeskakel is. Dit het natuurlik weer die gevolg dat mense hul radio’s afskakel a.g.v. die geraas. Die steurings kan o.a. toegeskryf word aan die toename in radio- en mikrogolfapparaat op die herhalerperseel van Sentech.  Sentech huisves ons goedgunstig op hul perseel en daar is verskeie ander instansies met radio’s en maste op die berg. Verder was daar ook ‘n dramatiese toename van sekuriteits- en burgerlike maatskappy met radioverbindinge in die 2m en 70cm bande. Dit is dus baie moeilik om individuele oorsake van steurings te vind.

Die voor die hand liggende oplossing van die probleem is om ‘n subtoon aan te skakel op die herhalerradio. Daar is deurgaans gepoog om dit te vermy omdat heelwat persone nog ouer radio’s besit  wat nie toegerus is met subtone nie.  Ten einde laaste het die komitee toegegee aan die druk en ter wille van die behoud van die herhaler is besluit om ‘n 88,5Hz toon te implimenteer op 1 Desember 2012. Daarmee saam is ook besluit ‘n toonbordjie te ontwikkel wat in die ouer radio’s ingebou kan word om hul aanpasbaar te maak.

As eerste stap het ek bietjie navorsing op die web gedoen en op ‘n aantal ontwerpe afgekom wat ‘n gewone 555 baantjie met ‘n RC kring as ossilator gebruik en met ‘n 3 stap RC filter om die blokgolf te filter na ‘n sinusgolf. ‘n Prototipe van die baantjie is gebou maar dit was dadelik duidelik dat die kring glad nie temperatuurstabiel was nie. Dus maar weer terug na die tekenbord.

‘n Logiese vervanging van die 555 ossilator was om ‘n blokgolf te genereer met ‘n PIC mikroverwerker en met ‘n kristal ossilator vir die nodige stabiliteit.  Na verdere swerwing op die internet het ek afgekom op 2 verfynings van die gewone blokgolf genereerder.

Die eerste het ek o.a. gekry van Terry Cotton ZS1AYJ waar hy ‘n eenvoudige 3 weerstand digitaal-na-analoogomsetter gebruik en dan ‘n faseskuif opsoektabel om vir ‘n sekere fase die beste benaderde waarde van ‘n sinusgolf te gee. Hierdie omsetter word dan gedryf deur drie uitsetpennetjies van die mikroverwerker. Twee voordele hieruit is  dat die frekwensie baie fyner gestel kan word (tot 0,00129Hz) en dat ‘n baie suiwerder sinusgolf opgewek word wat dus die las op die filter heelwat verminder.

‘n Tweede opsie was gelys deur John Kent - VK3BIZ. Die verskil met John se algoritme was dat hy slegs 1 uitsetpen van die mikroverwerker gebruik met ‘n puls-wydte modulasie.  Die oorblywende 2 pennetjies het hy as insette gebruik waar ‘n mens dan ‘n keuse kon maak van 4 verskillende subtone. Die voordeel van hierdie kring is dieselfde – baie fyn verstelling (effens growwer as ZS1AYJ) van die frekwensie en baie suiwer sinusgolf.

Beide van bg. twee opsies voldoen aan die vereiste frekwensie stabiliteit. Met die eerste opsie (Digitaal-na-analoog omsetting) is die keuse van die 3 weerstande redelik krities en 1% weerstande moet verkieslik gebruik word. Ek het besluit om VK3BIZ se algoritme te gebruik. Ons sou net die 88,5Hz toon implimenteer. Die stroombaanuitleg is gedoen sodat beide algoritmes gebruik kon word.

‘n Stroombaan is ontwerp m.b.v  ExpressSCH se krindiagram en borduitleg. Hierdie program kan gratis van die web afgelaai word. (Party lesers verander die agtervoegsels .sch en .pcb na .htm. Verander dit net terug om te kan oopmaak met ExpressPCB)

PIC88_5ToonDiagram.jpg

PIC88_5Hz20120801.jpgDie etsborduitleg lyk soos volg:

Hierdie uitleg is gedoen vir oppervlakgemonteerde komponente. Ek het besluit op oppervlakmontering suiwer om die grootte van die komponente. Veral die verstelbare weerstand en kapasitors is nogal heelwat kleiner as die gewone. (Die oorspronklike PDF lêer en die masjientaalbronkode is op Magalies se webwerf. Kliek op die skakels)

Die program is met MLAB IDE v8.10 gedoen en in masjientaal geskryf, saamgestel en met ‘n PICkit 2 geprogrammeer. Die PICkit 2 stelletjie is teen ‘n billike prys beskikbaar en die MLAB IDE se nuutste weergawe kan ook gratis van Microchip se webwerf afgelaai word. Bronkode.

Teen vandag se pryse is die gemiddelde koste van die komponente en die etsbordjie ongeveer R50 per bordjie. Die bordjies is deur CBoards (www.cboards.co.za) ge-ets.  Baie dankie vir Brian, ZS6YZ, wat ‘n hele aantal bordjies se komponente opgesoldeer het.

Vir my persoonlik was hierdie ‘n baie opwinde projek. Nie net het ek my eerste treë gegee met die PIC programmering nie, maar het ek ook my eerste uitleg van ‘n etsbord gedoen – nogal vir oppervlakgemonteerde komponente – en wat toe op die einde van die dag glad nie so moeilik was nie!

Thys Maree (ZS6MJM)

2012-11-22