KN34PC - Автоматичен телеграфен ключ

Автоматичен телеграфен ключ
/kn34pc.com/конструкции/...

В хобито повторението едно-към-едно на конструкция е интересно, забавно и полезно (особено когато времето е определящо), но не чак толкова, отколкото е конструирането "от нулата". В първия случай на много детайли не обръщаш особено внимание (авторът е мислил за това), та дори и не знаеш, че съществуват подробности!

A разучаването, четенето, събирането на информация, получаването на резултати и генерирането на изводи в процеса на сглобяване и тестване за много от нас са най-интересната част от конструирането. Устройството после може да се използва, а може и да бъде захвърлено в някое чекмедже/кашон/чувал в гараж/маза/таван (работещо или не) и да си "чака времето".

***

Предистория:
Идеята за конструкцията на автоматичен телеграфен ключ възникна на поредната силистренска петъчна кафе-радиосреща (където повечето участници са на "кафе в зелена/кафява бутилка" ).

Участници: LZ2CH, LZ2XYZ, LZ2WNW, LZ2WSG.

Цитирам част от тематичния разговор:
    - LZ2CH: "Ще си правя ключ ..."
    - ние: "Какъв?"
    - LZ2CH: "За мобилна работа: на полето, у гората ..."
    - ние: "Че нямаш ли си вграден в радиото?"
    - LZ2CH: "Имам, ама ..."
    - ние: "Що не направиш ключа на ..."

И се започна ... : готови конструкции от интернет, варианти, версии, платки, автори, микроконтролери, функции ...

Интернет изобилства от конструкции на автоматични телеграфни ключове: с памет: с 1, 2, 3 ... 20 бутона ... , без памет, с потенциометър, с кодове, с CW-VOX, с клавиатура, други. Проведохме бързи тестове на някои от тях.

Решението беше взето: нека да е нова конструкция.

Фиксирани бяха следните параметри и функции:
    - да е прост автоматичен телеграфен ключ
    - да е изпълнен с микроконтролер
    - регулирането на скоростта да е С ПОТЕНЦИОМЕТЪР!
    - да има изход за телеграфната манипулация
    - да е без памет
    - да има възможност за батерийно захранване

Незадължителни функции:
    - изход към слушалка на тона при CW-манипулация (600..800 Hz) (в последствие променено на: тон с възможност за включване/изключване с ключ/джъмпер на платката)
    - с памет на последния знак
    - "ямбичен" режим (тип B)

Вниманието ни беше насочено към 8-изводен микроконтролер. Имах предложение: да се опитам да пренапиша тествания във времето програмен код от Arduino (2017 год.) към PIC.

Речено-сторено. Наличният PIC12LF1571 с ниската си консумация се оказа подходящ при батерийно захранване. Режим: "работа" и последващ "дълбок сън" в неактивно състояние (5 секунди след последната манипулация) се получи в процеса на експериментиране. Така отпадна необходимостта от превключвател включване/изключване. Експлоатацията в същия режим на други телеграфни ключове (дори захранени с широко разпространените литиеви батерии CR2032) продължава напр. над година/и с една батерия.

За конструкцията бях замислил един-единствен вариант, изпълнен с по-нов тип микроконтролер, с повече ресурси, памет, ниска цена, лесно достъпен на пазара.

Според думите на колегите обаче е по-лесно да се снабдиш със стар тип микроконтролер, отколкото с нов. За новия тип я "програматорът ми не го поддържа", я "точно този тип липсва в софтуера за програмиране", я "откъде да си го купя?" ... Все предпоставки за отказ в любителската дейност .

Получиха се варианти, които тествахме последователно на няколко радиосрещи. Различават се по типа на използвания микроконтролер. Опитахме се да ги унифицираме: основните функции са (почти) без влияние от ресурсите, параметрите и вградените функции на използваните микроконтролери.

Представям 4-те версии с особеностите си на използваните микроконролери:

PIC12LF1571
    - максимално захранващо напрежение: 1,8V .. 3,6V
    - не е необходим резистор в RESET
    - hardware PWM за тон 750 Hz

cw_keyer_pic12f1571.zip [c,h,hex][47kb]

***

PIC12F675
    - захранващо напрежение: 2,0V .. 5,5V
    - необходим е резистор в RESET
    - software PWM за тон 750 Hz по timer0

cw_keyer_pic12f675.zip [c,h,hex][42kb]

***

PIC12F683
    - захранващо напрежение: 2,0V .. 5,5V
    - не е необходим резистор в RESET
    - hardware PWM за тон 750 Hz

cw_keyer_pic12f683.zip [c,h,hex][63kb]

***

ATtiny13A
    - захранващо напрежение: 1,8V .. 5,5V
    - Fclock = 1,2 MHz, фабрични фюзове
    - тон 750 Hz по timer

cw_keyer_attiny13a.zip [ino,hex][3kb]

***

Програмен код: за PIC: C (CCS), за ATtiny: C++ (MicroCore в Arduino IDE), компилиран за записване. Споделен е изходния код за свободна корекция, модифициране и използване например в други конструкции.

При наличие на хардуерен таймер и PWM, получаването на точни отчети по време (1/3 за точка/тире) и генератор (за самопрослушване, напр. 750 Hz) e лесно (PIC12LF1571, PIC12F683), в PIC12F675 за тон е използван софтуерен PWM.

Докато в "бедния" на ресурси ATtiny13A основния алгоритъм се оказа почти неизпълним: функцията millis() в MicroCore почти ме беше отказала да използвам този микроконтролер за конструкцията (времената на точка/тире по някаква причина бяха различни от 1/3, независимо от фиксираното съотношение, tnx LZ2CH! за "телеграфното ухо" ).

Впоследствие, след използване на друг начин за отчитане на време, ATtiny13A се оказа също приложим. (От тази конструкция за бъдещо използване в AVR си харесах функциите sleep/wake-up от Pin change interrupt - приложима в устройства с батерийно захранване).

логически анализатор: изходи CW_TX и SP

Потенциометър за регулиране на скоростта: На схемите единият извод е свързан към GND, другият е необходимо да е свързан към +Udd. Според положението на завъртане се отчита напрежението към АЦП, чрез което се преизчислява скоростта на следване на телеграфните знаци. При това, че микроконтролерът изпада в състояние на sleep (5 секунди след последната манипулация) се оказа, че потенциометърът е ненужен консуматор ток (дори със стойност 100 kΩ и повече, предвид предполагаемия дълъг период на неизползване - дни, месеци ...). Преместих извода към изхода на микроконтролера за телеграфните знаци, а състоянието му "се чете" в лог. HIGH в точния момент. Така в sleep ток от потенциометъра не се консумира.

LZ2WSG, тест на CW ключа с PIC12LF1571: моменти от програмирането и настройката

Графични оригинали и файлове за фабрична изработка (LZ2XYZ): cwkeyer_kn [zip,lay6,drl,gbr][50kb].

Печатната платка за 3-те PIC-микроконтролера се получи универсална, а за ATtiny13А е добавена отделно (поради различието в изводите). Варианти има и според комутиращия транзистор: биполярен/MOSFET.

Всички компоненти търпят толеранс: работата на ключа не се влияе от изменението в големи граници на стойността на резистори, кондензатори, с/без светодиод, с/без зумер за тон 750 Hz, с биполярен транзистор, с MOSFET транзистор, стойност на потенциометъра, захранващо напрежение и др. Възможно е да се използва и друг вид микроконтролер със съответното изменение в програмния код. Условие: микроконтролера да притежава ADC.

При използване на китайски микроконтролер вероятността да има несъответствия при работата е висока, както с наличния Tiny13A: имаше ниска товароспособност на изходите и работеше устойчиво на по-ниско захранване (3V), като зумерът за тона беше по-добре да е тип пиезо.


LZ2XYZ, CW ел. ключ с PIC12F683

Три от четирите микроконтролера разполагат с вграден pull-up резистор от MCLR/RESET към +Udd и външен резистор не е необходим, но на платката, във връзка с универсалността, такъв резистор (10 kΩ) присъства (PIC-версия). Дублирането с вътрешния резистор не влияе на работата.

При използване на батерия, за по-ниска консумация на печатната платка липсва светодиодът и прилежащия му резистор.


LZ2CH, CW ел. ключ с ATtiny13А

На схемите присъстват развързващи резистори между изводите на микроконтролера, телеграфния манипулатор и програматора. Целта беше да се премахне влиянието върху работата на програматора, с възможност за бъдеща подмяна на фърмуера на микроконтролера, монтиран на самата платка (напр. в корпус smd). Впоследствие предварително записания микроконтролер беше предвиден да е в DIP корпус и да е монтиран в цокъл. Резисторите бяха вече излишни и не присъстват на печатната платка.

Потенциометърът за регулиране на скоростта е линеен тип, зумерът: електромагнитен (15Ω, 18Ω, 40Ω и др., звукът е сравнително слаб) или пиезо (звукът е силен).

Към конструкцията вероятно ще има изменения, допълнения. На страниците на нашия форум можете да предложите свой поглед, вариант и др.

Забележка: Програмният код (или части от него), графичният оригинал на печатната платка и др. са само за некомерсиално използване!

Препратки:
1. Електронен телеграфен ключ с PIC12F509 (K1EL, UT1WPR), www.kn34pc.com
2. Миниатюрный CW ключ, Эдуард, UA4FHW, www.cqham.ru
3. Миниатюрный телеграфный ключ, А. Денисов г. Тамбов (RA3RBE), ra3rbe.r3r.ru
4. Microchip Technology Incorporated
5. MCUdude/MicroCore

LZ2WSG, LZ2XYZ, LZ2CH, LZ2WNW, Силистра,
23 февруари 2023 година, доп. 10 март 2023 година