giovedì 13 dicembre 2018

Contest ARI 40 - 80 metri

Manca poco a Natale. In questo periodo, nel secondo week-end di dicembre, si svolge l'ultimo contest italiano: il Contest 40 & 80 metri.
E' una gara dove i Radioamatori italiani cercano di collegare il maggior numero possibile di stazioni italiane, in fonia (LSB), RTTY, PSK31 e CW.
Ci si scambia il rapporto di ricezione (59 in fonia, 599 negli altri modi) e la provincia dove è situata la propria stazione.
La competizione si svolge dalle 1300 UTC (14:00 ora locale) di sabato 8 dicembre alle 1300 UTC di domenica 9 dicembre.
Le bande operative sono quelle degli 80 e 40 metri.


La partecipazione non è stata foltissima, ci sono stati momenti durante i quali la banda ascoltata era particolarmente vuota.
Un aiuto notevole lo ho ottenuto con il Pan-Adapter collegato al Kenwood TS-850. A colpo d'occhio avevo sotto mano un quarto di banda 40 metri ed un ottavo di banda 80 metri.


Con il mouse, la sintonia nella modalità search & bounce (cerca le stazioni e collegale) è stata molto più veloce che non ruotando lentamente la manopola del VFO della radio.
In digitale (escluso il PSK31, non fattibile per l'assoluta mancanza di stazioni operanti in questo modo) la ricerca è stata più o meno simile, disponendo di Fldigi come interfaccia per il RTTY.

Setup usato


  • Fonia SSB: Kenwood TS-850;
  • Pan-Adapter collegato all'uscita IF del TS-850;
  • Filtro audio di equalizzazione per un ascolto migliore del parlato;
  • Digitale RTTY: Yaesu FT-600;
  • Interfaccia audio autocostruita;
  • Antenne: Dipolo Inverted-V per i 40 e 80 metri;
  • Software: N1MM contest.

Com'è andata

L'uso di un Pan-Adapter per la fonia è stata la novità assoluta di questo contest. Ho notato un incremento della facilità della ricerca delle stazioni, ottenendo informazioni su interferenze, modulazione e soprattutto un'indicazione se valeva la pena tentare il collegamento o meno.
Tenendo conto che siamo al minimo della propagazione, fatto un confronto con la precedente competizione del 2017, ho fatto un punteggio migliore.
Inoltre, usare N1MM come programma è stata una sfida notevole: questo contest, come il "Bande Basse" che si svolgerà a gennaio, prevede l'uso del programma QARTest per il log.
Nulla in contrario a questo eccellente programma. Ma lo trovo un pò troppo rigido nell'uso: poca configurabilità delle radio ed una difficoltà estrema a gestire due radio (per non parlare del Pan-Adapter) su un computer. E poi non prevede l'uso di Fldigi come interfaccia per i modi digitali. E questo non glielo perdono.
Credo passerò definitivamente a N1MM.

Cosa c'è da migliorare

Probabilmente aver avuto a disposizione due antenne, una per radio, avrebbe aumentato il divertimento.
Ma sarà un upgrade futuro.

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:

mercoledì 12 dicembre 2018

Un Server NTP

L'ora esatta fatta in casa

In un mio precedente post ho decritto come ricevere segnali di tempo e frequenza campione con un semplice ricevitore radio.


Seguendo alla vecchia i tic dei secondi, è possibile regolare manualmente un qualsiasi orologio, anche quello del proprio PC, in assenza di internet.
Per le normali operazioni quotidiane, è più che sufficiente avere l'ora del pc regolata con uno scarto anche di alcuni minuti. Programmi, come i browser internet o i compilatori software, non si accorgono neanche di uno scarto, in ritardo, di qualche secondo.

Regolare l'ora del pc via Internet

Nei vari settaggi dell'orologio del pc, uno riguarda la sincronizzazione dell'ora e della data via Internet. L'ora viene prelevata da uno dei vari server di tempo sparsi nel mondo (ad esempio INRiM in Italia) e salvata nell'orologio del pc.


I server utilizzano il Network Time Protocol (NTP) per comunicare i dati. Ma per un Radioamatore ci può essere sempre un problema: "E se non fosse disponibile Internet?"

L'ora precisa per poter comunicare

Moderni sistemi di comunicazione, come FT-8, WSPR, MSK144, JT65, JT9 ed altri, necessitano di un preciso sincronismo per effettuare il collegamento. E con preciso, intendo con un errore inferiore al secondo.


Un metodo tutto sommato economico è quello di collegare un GPS al computer. Ma volendo poi anche condividere nella rete domestica l'ora esatta...

Il server NTP fatto in casa

Trovando nel cassetto dei GPS della Siemens e le relative schede di gestione, ho pensato di unire questa tecnologia alle schede microcontroller Arduino.
La scheda è un clone Arduino Mega 2560 della Elegoo. Uno shield ethernet completa il tutto.
Per far lavorare correttamente il GPS, ho dovuto mdificare un paio di alimentazioni nella scheda di gestione, poichè dopo una decina di minuti il GPS si spegneva.



Altra modifica, ho dovuto correggere un errore nel montaggio dello shield ethernet: le resistenze di carico lato connettore, anzichè da 49 Ω, erano da 510 Ω. Ovviamente non poteva funzionare. Ho dovuto saldare un paio di resistori da 47 Ω in parallelo tra la linea RX e TX e massa.


Il software è un adattamento di ciò che ho trovato in rete, dovendo gestire una scheda Arduino Mega (e non Arduino Uno), un circuitino Real Time Clock (RTC) Epson RX-8025 (lo stesso usato nei comuni orologi digitali) ed il display, 8 caratteri su una linea.
Da dire che il sincronismo non deriva dalla stringa NMEA fornita dal GPS, ma dal clock ad 1 Hz presente sul connettore del GPS stesso. Questo segnale è estremamente preciso, e viene fornito dalla scheda solo con la completa acquisizione dei satelliti.


La sincronia interna al sistema avviene ogni minuto, risincronizzando il circuito RTC con il GPS.


Al momento, la precisione del sistema è inferiore a 500 millisecondi. Può andar bene per FT-8. E' comunque allo studio un metodo per migliorare questa performance.
Altra modifica futura, fornire il clock ad 1 Hz, magari via buffer, per sincronizzare oscillatori esterni e strumenti di misura.

73 de Andy IV3ONZ

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sabato 1 dicembre 2018

Shortwave Radiogram

Non solo fonia.

 

Ascoltare il Broadcasting in onde corte non significa solo ricevere programmi di parlato e musica, in gergo radiantistico "fonia".
Da alcuni anni, emittenti radio come VOA, IBC, WRMI ed altre, soprattutto anche per contrastare il declino delle trasmissioni internazionali in onde corte, trasmettono alcuni programmi in digitale.
I modi utilizzati sono principalmente MFSK, Olivia e Domino. Questo permette la diffusione di notiziari ed immagini anche in presenza di forti disturbi, QRM, QRN e jamming.
Usano la modulazione di ampiezza, quindi non modificano nulla nell'impianto di trasmissione. Ed è facilmente demodulabile dai comuni radio ricevitori che tutti abbiamo a casa. Queste trasmissioni possono essere decodificate con mezzi semplici: oltre alla radio, con uno smartphone, oppure un semplice PC portatile che sia.

Riceviamo il Shortwave Radiogram di Radio Miami International

Subentrato alle trasmissioni del fine settimana di Voice Of America, lo ShortWave Radiogram di Radio Miami International, WRMI, prosegue con le trasmissioni di testo ed immagini in formato digitale, ricevibile molto bene in Italia sulla frequenza di 9400 kHz.


Per l'ascolto, adopero un Kenwood R-5000, un'antenna filare da 20 metri con balun 9:1 accordata da un ATU Yaesu FRT-7700.
L'audio viene prelevato dalla presa REC del ricevitore ed inviato via interfaccia di isolamento a trasformatore all'ingresso microfonico della scheda audio del PC, un robusto Mini-PC Intel Atom D510, con su installato WindowsXP.
Il software di decodifica è Fldigi.
Ed ecco alcune immagini ricevute durante l'ultima mezz'ora di ascolto:








Anche con uno smartphone...

La caratteristica di queste trasmissioni è che possono essere ricevute anche con uno smartphone. Con l'applicazione "Tivar", avvicinando il telefono all'altoparlante della radio (sì, senza alcun cavo!), si può decodificare il testo e le immagini.



Il programma decodifica automaticamente il modo di trasmissione, MFSK32 in questo caso, grazie alla ricezione dell'RS-ID trasmesso prima di ogni blocco.

E' un modo diverso di ascoltare la radio, usando nuove e vecchie tecnologie là dove Internet non arriva...

73 de Andy IV3ONZ

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giovedì 15 novembre 2018

Modi digitali e drift di frequenza

E' quasi da un anno che posseggo lo Yaesu System 600, ovvero la versione "Marine" dell'FT-600. Buona radio per la fonia e RTTY, ma meno buona per i moderni modi digitali, a causa di un fastidioso drift di frequenza quando si va in trasmissione.


Quarzi e drift in temperatura

E' noto che un quarzo, impiegato negli oscillatori dei VFO delle radio, subisca come tutti i componenti la deriva termica. Ovviamente molto meno che non un circuito risonante a condensatori ed induttori.
Si parla di parti per milione, ovvero su 10 MHz di funzionamento, si possono avere circa 20 - 50 Hz di scostamento dalla sua frequenza, rispetto ai 2000 - 5000 Hz di un discreto oscillatore LC.
Questi scostamenti vanno bene per la fonia, ma meno bene per modi digitali come l'FT-8 o il PSK31, che hanno rispettivamente 50 e 30 Hz di larghezza di banda.
Ci si ritrova ad inseguire ed ad essere inseguiti durante il QSO, magari perdendo la possibilità di collegamenti interessanti.

La soluzione

La Yaesu prevede, per questo modello di radio, la sostituzione della scheda quarzo (la "OSC Unit") con un TCXO, ovvero un Temperature Compensated Xtal Oscillator.
Dal Yaesu System 600 Service manual si trovano le informazioni su questa scheda.

Dal Service manual Yaesu System 600
Dal Service manual Yaesu System 600
Vi è presente un connettore a quattro piedini, uno dei quali porta +9V alla scheda. Serve per alimentare il TCXO. E serve anche per trasformare questa semplice scheda senza stravolgerne il funzionamento. Basta aggiungere un termostato per quarzi, come spiegato nel mio precedente post, ed il gioco è fatto.


Si collegano i due fili l'alimentazione al connettore, un pò di pasta termica ed il gioco è fatto.

La prova

Il banco di prova più cattivo è il modo FT-8. Già all'accensione della radio, in banda 20 metri, il waterfall del programma WSJT-X mostra dei segnali perfettamente verticali.



Anche dopo un QSO non si notano scostamenti di frequenza. Allo stesso modo si ottengono analoghi risultati, testando il modo JT-65 due kilohertz più in là.


Che dire, modifica perfettamente riuscita.

73 de Andy IV3ONZ

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venerdì 9 novembre 2018

Pan-Adapter per il Kenwood TS-850-S

Usare un Software Defined Radio

L'esperienza nell'uso di un Software Defined Radio (SDR) è unica. Sin'ora, la ricerca di stazioni avveniva "al buio", ascoltando ciò che la radio riproduce girando la manopola della sintonia.
Solo la fantasia andava a riprodurre chi o che cosa si stava ricevendo. E rimaneva il dubbio: ma più in là in frequenza c'è qualcosa di interessante?


Avendo a disposizione una schermata più o meno ampia della banda che si sta ascoltando, a colpo d'occhio si intuisce se ci può essere qualcosa da ricevere: basta cliccare con il mouse il segnale identificato e subito si ascolta. Innegabile il vantaggio di una ricerca a "spot" di stazioni da collegare durante un contest. E sicuramente meglio che non affidarsi al cluster, che ti porta spesso a commettere errori di identificazione dei call oppure di vedere a spot una stazione e poi scoprire con rammarico che non è più in frequenza.

Al giorno d'oggi comincia a diffondersi, finalmente anche nel campo radioamatoriale, la tecnologia SDR. Si è iniziato con il campionamento in banda base; ora non è difficile vedere all'opera convertitori analogico-digitali oltre i 500 MHz. E dal Digital Signal Processing (DSP) si sta inesorabilmente passando al Field Programmable Gate Array (FPGA).

Ascoltare una radio non è più quindi usare solo l'udito: anche la vista ha la sua parte.

Un SDR da una classica radio degli anni 80

Il Kenwood TS-850S è stata, ed è tutt'ora, un ottimo ricetrasmettitore. E' secondo me il top della tecnologia degli anni ottanta; l'analogico la faceva da padrone, il digitale si limitava al puro controllo dell'hardware e del display. Volevi aggiungere un filtro stretto per la telegrafia? Scoperchiavi la radio e ci infilavi un modulo. Spesso pagato a caro prezzo.


Risistemando la sala radio, mi ritrovai sullo scaffale i kit per il QRSS ed altri oggetti. In special modo, il ricevitore SDR per i 30 metri ed un calibratore per HF.
Il Kenwood ha posteriormente una presa da dove prelevare il segnale della seconda media frequenza: un segnale a larga banda, con frequenza centrale 8830 kHz.
Passare dai 10125 kHz dell'SDR a 8830 kHz è fattibile: cambi il quarzo del convertitore nel piccolo ricevitore ed ascolti ciò che esce dalla media.
E se non hai il quarzo? E, soprattutto, se poi vorresti utilizzarlo ancora come ricevitore per i 30 metri?

Riciclare ciò che non si adopera più

Memore dal successo dell'utilizzo del DDS in compagnia dell'Arduino Nano nel transceiver 40-80m, dico: perchè non realizzare un ricevitore multifrequenza, con la possibilità di selezionare due o più bande?
Allo scopo si è rivelato utile il calibratore. Smontato (e riciclato) il circuito, il contenitore mi ha permesso di realizzare il tutto. Radio, microcontrollore e DDS stanno comodamente insieme.



Con un commutatore seleziono tre bande, una per il pan-adapter e due per i 30 metri. Un LED ed un interruttore completano la costruzione.


La prova

Eseguiti i collegamenti, l'accessorio trova posto sotto allo switch antenne. Il test prevede il funzionamento con HDSDR come pan-adapter e l'interfacciamento con il CAT del TS-850S.



Configurare HDSDR è un pò complicato; ma alla fine, utilizzando Omni-Rig per controllare la radio e il "CAT to HDSDR" per connettermi via un Virtual Serial Port Emulator configurato come device "pair" al programma CAT, il tutto ha iniziato a funzionare.


E, soprattutto, come CAT uso il programma per i contest N1MM.
Il contest ARI 40-80 prevede le modalità fonia, CW e digitale. Quindi ho configurato due radio: il Kenwood per la fonia e lo Yaesu FT-600 per il digitale. Niente CW nella stazione radio di IV3ONZ!


Ne servirebbero tre di schermi, ma ci si accontenta. Il secondo computer di stazione, e terzo monitor, come al solito, si occuperà del cluster e della propagazione.
In attesa del contest,

73 de Andy IV3ONZ

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martedì 6 novembre 2018

Ascolto della stazione di frequenza campione RWM

Che ora è?

Al giorno d'oggi basta dare un'occhiata al proprio smartphone per sapere che ora è. E segna pure l'ora esatta: il servizio client NTP (Network Time Protocol) sincronizza l'ora e la data con uno dei tantissimi server di tempo via internet nel mondo.

E alla radio...

Ogni emittente pubblica o privata trasmette ad intervalli regolari l'ora più o meno esatta. Più o meno: generalmente la trasmissione passa via internet, poi via satellite, quindi via radio con una latenza anche di alcuni secondi.
Quindi non è più l'ora esatta.
Un modo comune per ottenere l'orario giusto è quello di usare gli orologi sincronizzati via radio.
Ricevono, con una risincronizzazione di tre ore, il segnale trasmesso da una stazione tedesca in onde lunghe, DCF77. Trasmette a 77,5 kHz da Mainflingen in Germania una portante modulata secondo un particolare codice, contenente le informazioni di ora, minuti, giorno, mese, anno, anno bisestile, ora legale ed altre informazioni speciali.


Analogamente a DCF77, esistono anche altre stazioni radio che trasmettono segnali di tempo campione su precisissime frequenze, dalle onde lunghe alle onde corte.

La storia italiana

Sino a pochi anni fa, anche in Italia funzionavano due stazioni di tempo e frequenza campione: IBF, gestita dall'allora Istituto Elettrotecnico Nazionale "Galileo Ferraris" di Torino, ora Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica "INRiM".


L'altra stazione, IAM, trasmetteva da Roma, dall'Istituto Superiore delle Poste e delle Telecomunicazioni.


Al momento si ascolta saltuariamente la stazione di tempo "Italcable" su 10000 kHz, trasmissione in fonia AM con segnale orario SRC. Non è una stazione riconosciuta dagli standard internazionali.

La stazione russa RWM

In onde corte a 9996 kHz si può ascoltare, con un forte segnale, la stazione russa RWM, gestita dal National Research Insitute for Physicotechnical and Radio Engineering Measurement da Taldom.


Ho ricevuto questa trasmissione a metà ottobre, ascoltandola senza difficoltà. Trasmette ogni trenta minuti secondo la sequenza:
  • Portante, per 7 minuti e 55 secondi
  • Trasmissione in CW del nominativo "RWM" per 21 volte
  • Trasmissione in CW dei segnali di tempo: il secondo 00 della durata di 0,5s, gli altri di 0,1s. Il secondo 21 e 22 viene ripetuto due volte.
  • Al quattordicesimo minuto non vengono trasmessi i secondi dal 56 al 59.
  • Al diciannovesimo minuto non vengono trasmessi i secondi dal 56 al 59.
  • Dal 24° al 29° minuto, vengono trasmessi anche i decimi di secondo, come impulso da 0,02s .


Le condizioni di ascolto:
  • Ricevitore Kenwood R-5000;
  • Antenna long wire da 20 metri;
  • Accordatore d'antenna Yaesu FRT-7700;
  • Software Fldigi per la ricezione;
  • Analisi con Spectrum Lab e Audacity.

73 de Andy IV3ONZ

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sabato 3 novembre 2018

Contest CQ World Wide SSB 2018

Con l'ultimo week end del mese di ottobre si sa, cambia l'ora. La domenica dura un'ora in più.
Ma non è solo il passaggio all'ora solare che rende interessante questi giorni.
La rivista di elettronica americana "CQ" organizza uno dei più famosi contest radioamatoriali del mondo: il "CQ World Wide SSB Contest".

Il contest

A partire dalle 0000 UTC del 27 ottobre ed a terminare alle 2359 UTC del 28 ottobre, in tutto il mondo i radioamatori cercano di effettuare il maggior numero di collegamenti con altri corrispondenti in fonia SSB.
Si opera, come al solito, nelle bande "classiche" dei 160, 80, 40, 20, 15 e 10 metri HF.
Potenza "legale"...

La partecipazione

Non esistendo una categoria "al massimo 100 watt su un dipolo a V invertita in zona residenziale", partecipo solo per testare la stazione, per migliorare la tecnica e le prestazioni. Non è pensabile gareggiare contro i "Big Gun", dove la potenza minima è di 500 W, le stazioni sono fornite di modernissime apparecchiature e le torri (non tralicci, torri) supportano ognuna la sua antenna Yagi full-size.


Reduce dal precedente contest PSK, ho accordato le antenne aggiungendo anche un balun a chocke sulla linea di discesa; ho migliorato la messa a terra della stazione, attenuando di una ventina di dB il rumore di fondo; ho aggiunto un filtro equalizzatore audio per l'ascolto in cuffia ed ho utilizzato il ricetrasmettitore SDR per monitorare le bande 40 e 80 metri, in abbinamento ai programmi sulla propagazione.


Le apparecchiature ed il software utilizzati sono:
  • RTX Kenwood TS-850S su dipoli V invertita per 80-40-20-15-10 metri;
  • RTX SDR 40-80 metri gestito da HDSDR su filare da 20 metri;
  • Gestione contest N1MM;
  • Log in contemporanea su DXKeeper;
  • Visualizzazione su secondo PC dello stato della propagazione e cluster, con DXLab Propagation View, Spot Collector e DXView.

Cosa è andato bene...

Innanzitutto le antenne: l'averle accordate ma, soprattutto l'averle dotate di balun di corrente, ne ha migliorata la resa permettendi il collegamento di un maggior numero di stazioni "deboli".
In secondo luogo il filtro audio: l'ascolto è stato molto meno fastidioso anche in mezzo ad interferenze da canali adiacenti.


Cosa è da migliorare...

Il waterfall dell'SDR anche se coreografico, non è stato di grande aiuto. La radio, vista come secondo RTX dal programma N1MM, non è stata di una grande utilità in quanto, non potendo trasmettere, dovevo ogni volta cercare la stazione sull'RTX principale.

I prossimi aggiornamenti

Visto il termine del ciclo solare, non resta altro che cercare di tirar fuori il massimo dalle attrezzature e, se non basta, dall'affinamento della tecnica.
Puntando su questo secondo punto, in vista del prossimo contest a dicembre, ci sarà da aggiungere un pan-adapter per il TS-850. Per questo progetto, stay tuned...

73 de Andy IV3ONZ

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venerdì 19 ottobre 2018

Software Defined Radio per i 40 e 80 metri - Seconda parte

Il nuovo SDR

Le migliorie apportate al precedente progetto sono:
  • Sintonia continua su tutte le bande;
  • Uscita potenza 5W;
  • Controllo della radio con HDSDR;
  • Display LCD 16x2;
  • Filtraggio con passa basso per i 40 e gli 80 metri;
  • Misura della potenza di uscita e del ROS.

Sintonia continua

Sostituendo i quarzi con un DDS, si ottiene una sintonia continua su tutta la banda.
La scheda Softrock ha una strip per la selezione della banda, corrispondente ad una divisione per 4 (40m) e per 8 (80m).
Ponticellando la selezione "40m", posso operare sull'altra banda semplicemente impostando la frequenza del DDS, che deve essere il quadruplo della frequenza voluta.
Così, per operare in 40 metri, imposto una frequenza di 28 MHz per ottenere 7 MHz.
Il segnale di uscita dal DDS va all'ingresso dell'oscillatore del Softrock.
Il DDS è controllato da un Arduino Nano, scheda che poi interfaccia tutta la logica della radio (selezione banda, PTT e misure di potenza e tensione).

Lineare da 5 watt e filtraggio

E' realizzato da un semplice MOSFET IRF840. Il bias, per renderlo lineare (classe A), porta la tensione del Gate a circa 4V, per un assorbimento a vuoto di 150 mA.
Due relè bypassano l'amplificatore durante la ricezione.


Il filtraggio è realizzato con due filtri passa basso del settimo ordine. I filtri sono selezionati da un relè (non visibile, è sotto la scheda filtri) attuato dal comando "Banda".

Misura di potenza diretta e riflessa.

Utilizzo il sistema collaudato del ponte "a tandem", utilizzato nell'accordatore QRP.
A 5 watt, ottengo in uscita dai diodi al germanio circa 2 V.

Display alfanumerico

Tutte le funzioni vengono riportate sul display LCD 16x2 caratteri. In ricezione, si ha la visualizzazione della frequenza dell'oscillatore locale e della banda.
In trasmissione si ha l'indicazione della potenza diretta e del ROS.

La prova

Ad un primo test, una trasmissione PSK31 a 5W ricevuta dal FT-600 via FLDIGI è risultata pulita.


Collegata la radio all'antenna, vado in cerca di segnali PSK. Ne trovo alcuni in 40 metri; provo a rispondere ad alcune chiamate. Riesco a collegare RA2FAO e SQ100I senza problemi.


73 de Andy IV3ONZ

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