…épisode ou l’on passe aux choses sérieuses et qui prennent beaucoup de temps, ce qui explique la période de relative accalmie qu’a traversé ce blog.

Les choses sérieuses sont celles que la majorité des radioamateurs déteste : la mécanique. Fixer les boitiers alu prévus par bg6khc est un véritable casse-tête. L’autre problème était de trouver un boiter assez imposant pour y loger :

- l’électronique de l’analyseur de spectre et ses accessoires, notamment le filtre à cavité, ainsi que ses extensions prévues (ampli tampon du générateur de suivi, platine de commande des relais de commutation, filtre passe-bas de sélection 1/2GHz, filtres à quartz et leurs commutations, atténuateur pas à pas d’entrée ou de sortie (coté RX ou coté TG), éventuel fréquencemètre du TG…

- une carte d’ordinateur

- une carte son évolué qui servira de géné BF

- l’analyseur vectoriel de DG8SAQ

- le relayage de mesure direct-réfléchi et d’inversion de sens de mesure de DUT

et s’il reste encore un peu de place une alimentation 12 V conséquente pour donner à manger à tout ce petit monde. Alimentation optionnelle, car le MSA n’aime pas trop la chaleur et préfère de loin une “régulation série” externe.. rien n’est encore décidé.

Toutes les pièces sont donc réunies pour monter une sorte de “centrale de mesure de signaux périodiques”. Le MSA assure lui-même le rôle d’analyseur de spectre, d’analyseur scalaire, d’analyseur vectoriel, de géné HF (grâce au générateur de suivi). l’intégration du VNWA ajoute un second analyseur vectoriel possédant une interface plus ergonomique que celle du MSA. La carte son sert à la fois d’usine à traiter les signaux délivrés par l’analyseur vectoriel DG8SAQ et pourra également être convertie en géné BF, analyseur de spectre BF, géné deux tons et autres fonctions audios via les multiples logiciels que l’on trouve un peu de partout.

Mon  dévolu s’est jeté sur un rack 19 pouces 4 U (excusez du peu) d’origine Schroff en promo chez un vendeur en ligne. Le premier travail a consisté à installer la carte mère qui servira à fournir l’IHM des instruments de mesure intégrés. Comme il fallait le prévoir, j’ai commis une erreur dès le premier jour en décalant un peu trop la position de la carte son. Soit j’achetais une nouvelle face arrière, soit j’attaquais l’épaisseur de la paroi latérale… mon coté Attila m’a poussé à adopter la seconde solution.

 

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Inutile de préciser que le plus compliqué a été de percer les trous nécessaires au passage de commande de la carte son

 

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… et de réaliser la découpe rectangulaire des sorties ordinateur IMG_7061

C’est de ce côté que sera également installé le boitier de l’analyseur vectoriel DG8SAQ, en version “amovible” au cas ou j’ai besoin de faire quelques mesures en portable. L’autre moitié du boitier doit recevoir les modules du MSA. Lesquels seront fixés sur des plaques en alu destinées à faciliter le démontage de l’ensemble en cas de modification ou de réparation. La disposition a été longuement cogitée… au début, ce n’était pas franchement évident :

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Meugneu meugneu… un truc comme çà ?

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Après réflexion, une sorte d’agencement pas franchement idéal mais optimisé s’impose : la carte de commande contre la cloison arrière pour que le port parallèle soit accessible, les modules “basse fréquence” travaillant en courant continu ou à 10,7 MHz sont regroupés sur ce même plateau, et les étages HF “gigahertz” –PLL, DDS, mélangeurs- seront regroupés pour éviter les liaisons trop longues vers la face avant. Le tout est agencé sur deux plaques d’alu indépendantes, glissées dans une rainure latérale du rack d’un coté, et maintenues par une seule et unique vis de l’autre. Le démontage d’une des plaque ne demandera que de débrancher quelques connecteurs et d’enlever un écrou

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Les modules seront donc percés, taraudés, vissés sur deux plaques d’alu. Les vis photographiées ne sont pas celles utilisée : elles ont été remplacées par des 2,5×4, plus discrètes et moins “plongeantes” dans le blindage.

 

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Selon toute probabilités, le filtre à cavité se logera sur une autre plaque latérale… sa fixation n’est toujours pas mise au point.

Phase II

Commençons le câblage. L’avantage des plaques de montage, c’est qu’elles facilitent les interventions sur des “blocs fonctionnels” distincts. Je décide d’attaquer la partie la plus “binaire” et la moins “signal”, autrement dit le câblage des détecteurs et convertisseurs (log, CAN, phase)et les alimentations.

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En arrière plan, on distingue la seconde platine “UHF” qui, entre temps, s’est fait légèrement modifier pour accueillir deux ou trois relais coaxiaux 24V/17 GHz.. on est encore loin de la disposition définitive.

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L’affaire se corse un peu avec les fils de commande… il commence à y avoir du monde qui passe des connecteurs de la carte de commande aux modules déjà montés. A noter que, durant cette “mise au propre”, la loi de Murphy a frappé : deux modules (le détecteur log et le premier DDS) sont tombés en panne, et m’ont fait perdre une journée de test  : dans les deux cas, un fil de commande était coupé à raz d’une soudure, à l’intérieur du boitier. IMG_7101

S’engage alors simultanément une reprise des procédures de test “as you build” : un œil sur l’écran, un autre œil sur le module en cours de test, un troisième œil sur le voltmètre, un quatrième sur le fréquencemètre, un cinquième sur le milliwattmètre histoire de vérifier que les niveaux correspondent bien à la doc “as advertized”… Les premiers essais en câblage “volant” m’ont appris au moins une chose : séparer les fils d’horloge distribuée (toron orange sur la photo), et router chaque fil de commande sur une paire torsadée pour éviter le moindre accrochage. Dans tous les cas, une perle de ferrite (à l’intérieur de chaque boitier) est enfilée sur le conducteur central de chaque by-pass.

filtre à quartz

Satisfaction suprème : même si la courbe est abominable, le programme interagit avec le hardware et la première courbe de réponse en fréquence de mon filtre à quartz s’affiche sur l’écran du MSA. La commutation “vidéo” fabrication maison à quatre positions fonctionne à merveille… pas normal que tout tombe en marche aussi facilement.

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La chose devient un peu plus compliquée lorsque le premier lot de modules est testé et qu’il faut commencer à associer les mélangeurs, le filtre à quartz (toujours à l’état de prototype), l’atténuateur pas à pas, les bidules et les machins. Très rapidement, la table se transforme en un B…l innommable, et les fils se chevauchent pour former une sorte de nœud de vipères.

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On en profite au passage pour améliorer un peu l’isolation entre ports des mixers, dont le routage n’a pas franchement été soigné par bg6khc. Le jour ou je décide de moderniser le MSA, j’utiliserais un transfo un peu plus performant et surtout un pcb totalement “microstrip 50 Ohms”

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Les mélangeurs une fois testés, il faut passer aux choses délicates, a savoir les DDS et les PLL. Tout comme pour le premier plateau, on commence par le câblage des alims. HF oblige, on y trouve un peu plus de perles de ferrite et des rappels de masse boulonnés plus nombreux. Les modules sont alimentés en 10 V, les VCO des PLL reçoivent du 20 V, les relais de commutation du 24/28V impulsionnel (relais latchés)

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Pour l’instant, tout à l’air encore trop propre pour être honnête. Le lecteur attentif aura remarqué que la plaque de support a une fois de plus été modifiée et pliée. De la gauche vers la droite, ont été fixés : le relais FWD/REVerse, un relais transfert d’inversion de DUT (mesure des paramètres S en mode VNA) et un relais de commutation de bande du générateur de suivi selon le mode 0/1, 1/2 et 2/3 GHz. La section 24/28V, de l’autre coté du blindage, ne fraye donc pas avec les fils de signaux.

C’est tout pour aujourd’hui.

Un nouvel OM vient de “plonger” dans le projet MSA et se lance dans la collection des composants exotiques.

Parallèlement, coté Electrolab, un développeurs gourou du VHDL commence à réfléchir à l’ajout d’un FPGA qui remplacerait en gros tout ce qui se trouve sur la première platine : carte de commande, détecteur log, convertisseur A/N, détecteur de phase, filtre FI (et sa commutation).. FPGA qui ajouterais par la même occasion une foultitude de fonctions annexes et surtout améliorerais les performances de l’appareil. Mais les travaux concrets ne seront entamés qu’une fois le premier analyseur “parisien” achevé.

Epilogue de l’Episode (IV)

J’en profite au passage pour signaler que F1CHM, l’homme qui soude plus vite que son ombre à l’ouest de La Garenne Bezon, est en train d’attaquer la dernière ligne droite. Son MSA est quasi achevé. Il n’intègre pas d’ordinateur, ce qui lui permet d’utiliser un rack 2U. Et ses premières mesures sont encourageantes.

Rack

On reconnait bien la “patte” du pro de l’électronique : du travail rapide, un câblage propre (je ne parle pas des écheveaux de cordons coax… c’est un provisoire destiné aux premières mesures).

… du site internet, cela va sans dire. Je ne m’étendrais pas sur la construction des modules du MSA dans le détail, nous avons consacré tout un Wiki pour çà. Il s’agit là d’un travail ne nécessitant la possession d’aucun neurone actif. Seuls les point un peu particuliers vont faire l’objet d’une remarque ou d’une macrophotographie spéciale.

Passons en revue tout d’abord les éléments qui se soudent, se branchent et qui tombent en marche automatiquement, sans modification aucune nécessaire.

L’oscillateur maitre de l’analyseur de spectre est une horloge 64 MHz pilotée par un TCXO. Un simple quartz CMS peut parfaitement faire l’affaire, puisque le logiciel dispose d’une procédure capable de rattraper un éventuel décalage de la fréquence générée. Cet oscillateur est bufferisé et sert de référence aux deux DDS et à la seconde PLL fixe (qui doit délivrer une fréquence de 1024 MHz très exactement). De sa stabilité dépend la qualité de l’appareil

Master_osc

La carte de commande principale est chargée de jouer les interfaces entre l’ordinateur et les modules du MSA d’une part, et de fournir diverses tension (10, 5, 24 Volts) aux différents étages. Un filtre à quartz “de secours” est même prévu pour faciliter les premiers réglages, mais ne sera pas utilisé lors du fonctionnement normal de l’appareil.

Divers blindages manquent encore sur ces photos. Notamment celui entourant le convertisseur 12/24 V. La seule difficulté de montage vient du fait que BG6KHC a utilisé des C.I. latch en SOIC “empreinte étroite” qui ne sont pas disponible en Europe… ce qui oblige le monteur à replier les pattes des circuits pour pouvoir les souder.

CI_command_board_small

A gauche, un CI dans son état normal, au centre, un CI avec ses pattes recourbées sous le “ventre” du boitier, à droite, un CI soudé.

Carte_Commande_MSA_small

Sans fil, l’électronique est toujours d’une sobre beauté. C’est après que çà se gâte.

La différence “avant câblage” et “durant les tests (ci-dessous) montre l’écheveau de fil nécessaire au pilotage et à l’alimentation de l’analyseur de spectre. IMG_6912

Allez, un petit dernier pour la route…

Les platines DDS 1 et 3 Nul ne sait ce qu’il est advenu de DDS2… il a disparu dans les cartons à projets de Scotty Sprowls. Ces DDS reposent sur un oscillateur local fixe et sortent une fréquence très légèrement variable  (+/- 5 kHz)  autour de 10,7 MHz. Cette légère variation de fréquence n’est utilisée que pour compenser de légers écarts de fréquence liés aux variations de caractéristiques des composants et aléas d’étalonnage de l’analyseur. La sortie est filtrée par un filtre à quartz 2 pôles de 15 kHz de bande passante. Ce 10,7 MHz servira à son tour d’horloge de référence pour les PLL jouant le rôle d’oscillateurs locaux (générateur de tracking, oscillateurs de mélange ),chacun couvrant aux environ de 0, 1 kHz à 1 GHz (enfin…. pas exactement, mais ce raccourci est nécessaire si l’on ne veut pas s’étendre sur les modes de fonctionnement du MSA).

 

IMG_6913

En haut, le DDS 1 avec ses blindages installés et soudés, en bas, le DDS3 avant pose des blindages. Un accrochage persistant m’a contraint à couper la piste de liaison entre le DDS et l’étage de filtrage/ mise en forme de signaux carrés, et de la remplacer par un bout d’UT85. Si j’avais à router une piste aussi longue, je pense que l’aurais fait avec un microstrip 50 Ohms.

Autre détail important, la prise “provisoire” nécessaire aux tests des DDS (la petite SMA située en milieu de carte, bordure du DDS 1) doit être la plus courte possible si l’on veut que la carte puisse entrer dans son blindage alu.

Nous laisserons durer un peu le suspense avant d’aborder l’examen des PLL… dont une seule sur trois est testée à ce jour. Quelques travaux de tôlerie (blindages divers) sont encore à effectuer avant que d’annoncer la suite palpitante de notre grand roman d’amour, d’étain et de coups de bourre MSA Episode IV : Un nouvel espoir (oscilleront-ils, n’oscilleront-ils pas ? )

 

A Suivre ….

Si les traces de signaux fantômes étaient délicates à régler lors du déroulement du premier épisode, l’attaque du clone des pcb de Scotty (originellement d’origine PCB Express, puis clônés par BG6KHC ) n’a pas été une mince affaire. Et plus particulièrement celui du module de conversion Analogique/numérique.

Le montage de la platine de conversion (CAN 16 bits) est asses simple. Seuls deux circuits SSOP peuvent donner du fil à retordre, mais rien qu’un peu de flux et de tresse ne puisse parvenir à résoudre

Conv_A-N

Cette platine est l’une des plus chargée en termes d’entrée/sortie. Outre les deux entrées provenant du détecteur log et du détecteur de phase (les deux SMA ne véhiculent aucun signal HF, seulement une tension variable), il faut prendre en compte : l’alimentation 10 V, les fils de commande provenant de la carte de commande principale (ACK, WAIT, Convert et CLK), et, dans la version de base, 6 autres fils destinés à être reliés à un inter double 3 positions qui règle la constante d’intégration du “filtre vidéo”. Ces 6 fils viennent se brancher sur les plots notés SW1 et SW2 sur le pcb ci-dessus.

 CAN_facade

Ca fait un peu trop de fils pour un boitier si petit. Les commandes vidéo peuvent être réduites à deux fils si l’on décide j’ajouter une carte de commutation électronique, qui remplace les inters et se fait commander par un mot de 2 bits.. 2bits, c’est deux fils… toujours ca de mieux que les 6 d’origine. Le montage du MSA à la sauce BG6KHC exige d’avoir des fonds de tiroir particulièrement riches en matière de capa traversantes et de traversées teflon de tout petit diamètre.

C’est le régulateur 5V du converstisseur A/N qui sert également à alimenter le détecteur de phase. Ce qui implique un repiquage de cette tension et l’ajout d’un by-pass supplémentaire sur la façade du boitier de blindage. Laquelle n’offre une surface exploitable que de 20mmx40mm.

La facade perforée comme le Mur de la Saint Valentin de Chicago, on passe au câblage des traversées et bypass…

Cablage_pll

… et de la carte. Ci-dessous, les deux fils gris ont été câblés en prévision d’un module de commutation vidéo extérieur….

CAN_cablage

Mais entre temps, j’ai décidé de jouer un peu avec Kicad et j’ai dessiné une carte de commutation vidéo assez petite pour se glisser à l’intérieur du boitier du CAN

Video_switch

Pour donner une idée de la taille de la carte, il suffit de savoir que le régulateur est un boitier dPack, que les circuits de commutation sont au format SSOP et que les passifs sont en 0603. La gravure a été obtenue avec le bon vieux procédé “toner transfert” et réalisée avec du papier Pulsar (espérer obtenir de la gravure fine en toner transfert classique et avec du papier ordinaire à ce niveau de finesse est assez aléatoire).

Ensuite, il reste à jouer les chirurgiens pour monter le “piggy back” sur la carte du convertisseur A/N

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One notera les rappels de masse énergiques entre les cotés des connecteurs SMA et le plan de masse de la platine de commutation. Les deux  liaisons de commutation Phase et Amplitude elles-mêmes sont invisibles, situées entre les deux cartes. Le dessin de la carte de commutation a été conçu pour que l’empilement soit dans l’axe des pistes “prévues pour” de la carte CAN.

La demi-heure suivante est passée à rechercher l’endroit ou l’on a “rangé” ce $@#!%% de blindage à la !*@&!, et on referme le tout

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après avoir câblé les sorties avec le bus de commande et les alims afin de vérifier le bon fonctionnement de l’ensemble

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Pour l’instant, le MSA n’a pas encore déclaré d’une voix rauque “LUKE, JE SUIS TON PERE !”. Donc tout va bien.

A suivre …

Premier et très rapide billet sur la construction de l’analyseur de spectre/ analyseur vectoriel conçu par Scotty Sprowls.

Résumé des chapitres précédents :  Un Wiki, hébergé et animé par le HackerSpace Electrolab de Nanterre (c’est la faute à Voltaire) offre à tout amateur de mesures Hautes Fréquence un manuel de montage et de réglage/étalonnage rédigé en Français. Il s’agit de la traduction la plus fidèle possible du site de Scotty Sprowls lui-même. Les manuels d’utilisation, dont la grande majorité a été rédigée par Sam Wetterlin , seront également traduits, au fil du temps.

Communauté de sujet oblige, les merveilleux articles de vulgarisation et d’apprentissage à l’usage du VNA, rédigés par Fred PA4TIM, seront également disponibles en Français.

Huit exemplaires de cet analyseur sont actuellement en cours de montage,  à des stades d’avancement divers. Ce qui suit n’est qu’une sorte de roman-photo décrivant les différentes étapes et points “clef” de la construction de mon propre exemplaire.

Structurellement parlant, un analyseur de spectre n’est rien d’autre qu’un gros poste radio à changement de fréquence (superhétérodyne disent les initiés… une technique inventée par Eugène Ducretet Lucien Lévy (merci à Laurent f6gox pour avoir signalé l’erreur) avant la guerre de 14). La seule différence avec un poste radio, c’est qu’au lieu de démoduler un signal, le dernier étage est chargé d’indiquer la puissance du signal “capté” sur une fréquence ou une plage de fréquence. Un analyseur de spectre est donc une sorte de wattmètre à affichage bidimensionnel, qui ne mesure que des puissances de signaux. A ne pas confondre avec un analyseur vectoriel qui ne mesure pas un signal mais les impédances complexes d’un composant. Tous deux tracent des courbes, mais le “bidule” que l’on met en entrée n’est pas le même. L’un n’est pas “supérieur à l’autre” (allez rapidement vérifier la présence de spurious d’un ampli avec un analyseur vectoriel…), tous deux sont indispensables.

La modernitude de notre époque nous permet d’économiser nombre d’écus en éliminant la partie “affichage” de l’appareil –au diable les tubes pas catholiques et néanmoins cathodiques- et de la remplacer par un ordinateurs. Lequel, au passage, se charge également d’assurer pas mal de fonctions de calcul fort pratiques lorsque l’on tente de mettre au point un filtre, une antenne, la partie amplificatrice d’un émetteur etc. Oscilloscopes, analyseurs vectoriels ou de spectre, générateurs de tous poils sont de plus en plus, de nos jours, pilotés via un port USB par un ordinateur “wintel” d’entrée de gamme.

La génétique des reprap/imprimantes 3D

Ah, un dernier détail enquiquinant : pour fabriquer un analyseur de spectre, il faut un autre analyseur de spectre –ou vectoriel-, ainsi qu’un bon milliwattmètre, un générateur HF calibré couvrant de 0 à 3 GHz/ 0 dBm à 0,01 dBm près… bref, une histoire d’œuf et de poule qui plongera les admirateurs de Buridan, d’Occam, de ses rasoirs (ceux qui rasent les oeufs) et de ses ânes dans une jubilation sans pareille

Premier élément situé tout de suite après le premier mélangeur du MSA, on trouve un filtre à cavité centré sur 1013 MHz. Ce sera l’objet du premier épisode de ce roman photo torride.

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Le lecteur attentif aura tout de suite saisi le coté “plomberie” des montages pour fréquences UHF. Le filtre, c’est le bidule en tube de cuivre. Il a été soudé au four. Mon four à refusion étant trop étroit, c’est la gazinière qui a fait tout le travail pour porter cette masse métallique à plus de 228°c, température de refusion de la pâte à braser. Le résultat extérieur est plutôt moche, mais la courbe de réponse, donnée par l’analyseur vectoriel (l’histoire de l’oeuf et de la poule, souvenez-vous) est acceptable. En théorie, la perte d’insertion affichée, après étalonnage du VNA, est de 8 dB (maximum tolérable… mon grand copain F1CHM parvient à moins de 2 dB de pertes… je le hai !).

La bande passante est de 2,5 MHz (à –3 dB), le niveau de bruit est à plus de 60 dB… je dis bien “en théorie”, car à 1013 MHz, on est proche des limites d’exploitation du VNA de DG8SAQ, et bien au delà de son régime de fonctionnement linéaire et fiable (lequel se situe plutôt aux environs de 500 MHz maximum).

Band filtering is a tradeoff… soit l’on opte pour une bande passante réduite et une bonne réjection des fréquences indésirables, soit on cherche à minimiser les pertes d’insertion et la largeur de bande s’accroit. en diminuant encore le couplage, la bande passante se transforme en lame de couteau avec des flancs très raides, mais le “ripple” du plateau s’accroit dangereusement… pas bon du tout en analyse de signal. L’idéal eut été de trouver un réglage “mi-1CHM, mi-6ITU”. Genre 3 MHz de largeur de bande, et plateau rectiligne sur la ligne des –5 dB. Le prochain filtre sera meilleur, je le sens.

La Smith (en bleu, centre écran) est conforme aux attentes, la courbe S21 marque un petit “creux” au centre du plateau (un peu moins de 1 dB). Une superbe inversion de phase se calle pile-poil en centre de filtre… as expected.

Les voyeurs peuvent se reporter à l’image suivante, encore moins habillée

cavité soudée

Je pense pouvoir grignoter un petit 0,5 dB en moins de perte d’insertion en ressoudant les prises SMA femelle d’entrée-sortie.

Bon, c’est assez pour le premier jour. Les chapitres suivants seront légèrement plus hard

A suivre …

Décalcomanies sur mesure

Publié: 5 novembre 2011 dans mécanique/cablage, SDR

La méthode “toner transfer” sur plaque de métal, surtout si la plaque est épaisse, demande un nombre impressionnant de précautions à prendre : préchauffer la plaque aux environs de 70 ou 80°C, coller la feuille de transfert de telle façon à ce qu’elle ne puisse se déplacer, estimer au pifomètre le nombre de passes (entre une chiée et un peu plus que pas bezef) dans la plastifieuse (le nombre de passages étant proportionnel à l’inertie thermique de la plaque), prier le dieu de l’électronique et de la mécanique que tous les trous et les gravures vont tomber à leurs emplacements exacts (l’étirement et la rétractation du papier sur de grandes surfaces sont assez importants), espérer que la pression de la plastifieuse sera également élevée sur toute la surface de la plaque à imprimer, ce qui, dans le cas contraire, occasionnerait un mauvais transfert de l’encre… etc. En outre, pour des façades importantes (le panneau avant d’un Pic-A-Star par exemple) non seulement il est impossible de dénicher une plastifieuse capable d’accepter des plaques de 4 mm d’épaisseur sur 35 cm de large, mais en outre il devient difficile de trouver des feuilles de papier transfert au format A3 (seul Lazertrans en propose, Pulsar se limite au A4)

D’ou l’idée saugrenue de sauter l’étape “transfert thermique” et profiter des caractéristiques du papier Pulsar. Ce papier en particulier, car il est nettement moins couteux que ses concurrents tels que le Lazertrans et ne présente pas les inconvénients du transfert sur papier classique… notamment l’inclusion très moche de petites fibres de cellulose dans le toner. Il se vend sur eBay des papiers concurrents au Pulsar, fabriqués en Chine, et dont les caractéristiques doivent être fort proches pour  considérablement moins cher (10 dollars pour 50 feuilles par exemple pour l’objet 200655044406). Je n’ai pas encore testé ces fournitures… ça ne saurait tarder.

Mais revenons à nos moutons. La première étape consiste à imprimer les symboles à transférer NORMALEMENT (autrement dit pas en mode “miroir” contrairement à ce qui est montré sur la photo) sur une feuille de Pulsar, imprimante réglée sur l’encrage “papier deluxe” . Comme l’on va fabriquer des décalcomanies, et donc des images transfert qui pourront être positionnées à la main une à une, il n’est pas nécessaire de reproduire la face avant à l’identique L’on peut regrouper tous les symboles et toutes les inscriptions au plus près afin d’économiser du papier et du vernis (voir ci-après).

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Attention : Il ne faut pas inverser l’impression en mode miroir lorsque l’on utilise la méthode “décalcomanie”. Pour les besoins de la démonstration, j’ai utilisé des “chutes” de bouts d’essais tirés lors de la précédente expérience

Passer ensuite de multiples couches de vernis acrylique transparent mat sur la feuille imprimée. Il faut 6 à 8 couches successives, l’application de chaque couche s’effectuant dès que la précédente est assez “sèche au toucher”. L’on crée ainsi une “peau” de plastique qui vient recouvrir et protéger l’impression. Durant cette opération, garder en mémoire les points suivants :

- Plus il y aura de couches, plus le transfert sera solide et facile à déposer.

Plus la surface du motif est importante, plus le transfert doit être solide, donc plus les couches de vernis doivent être nombreuses

- En deçà d’une certaine épaisseur (6 à 8 microns, 4 à 6 couches), la décalcomanie a de fortes chances de se déchirer lors de la pose

- Au-delà d’une certaine épaisseur, la coloration de certains vernis peut provoquer un  halo brillant ou jaune autour de l’inscription et une très légère surépaisseur qui se remarquera en lumière rasante.

L’électronique étant une école de patience, compter une journée pour l’application des couches successives, qui doivent être les plus régulières possibles. Opération à pratiquer dans un local aéré et si possible en utilisant une “cloche” pour protéger de la poussière la feuille durant son séchage. J’ai, pour les besoins des tests, employé un vernis légèrement jaunâtre, pas franchement terrible, mais pas cher du tout. Il en existe chez les vendeurs d’accessoires auto, un peu plus couteux,  qui sont de meilleure qualité.

Laisser sécher… mais pas trop car le vernis risque de se craqueler et donc fendiller la couche de toner (entre 12 et 24 heures environ suffisent)

Ceci fait, chaque inscription  est découpée au plus près,

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Sur surface alu anodisé jaune

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Sur alu brut

Puis on trempe un à un les morceaux de papier dans un bain d’au tiède, presque froide, ce qui a pour effet de décoller la couche de vernis (hydrofuge) et d’encre (laquelle est “fixée” par le vernis). Attention aux inscriptions sur de grandes surfaces, elles sont plus délicates à poser que les petits motifs, et susceptibles de se déchirer durant le glissement de la pellicule (je sais, je me répète… mais y’en a un au fond qui ne suit manifestement pas)

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C’est magique. Tant qu’une pellicule d’eau sépare le transfert de la plaque de support, il est possible d’ajuster la position de la décalco.

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Et hop, on peut chanter comme Richard Gotainer le Mambo du Décalco :

Elle est barjot la maladie
Elle est barjot la manie
Mambo mambo le décalco
Mambo mambo la décalco-manie

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Inscription sur une plus grande surface. Le tirage du film est un peu plus délicat, et les plus prudents augmenteront le nombre de couches de vernis pour faciliter l’opération de transfert. Remarquez au passage le filet de 3 dixièmes qui surligne l’inscription… à l’époque des “vieux” de la radio, j’en ai connu qui faisaient çà à la plume… et c’était nickel !

Ajuster la position de la décalcomanie, puis maroufler avec délicatesse le transfert afin d’absorber l’eau et chasser les bulles d’air. Le papier hygiénique est parfait pour çà. Passer ensuite à la décalcomanie suivante…

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L’aspect “mat” du verni est nettement amplifié par le coup de flash de l’appareil photo. Dans la “vraie vie”, le halo est nettement moins visible

Telle que, cette décalcomanie est relativement résistante. Pour l’enlever, en cas de mauvais positionnement, il faudra déployer les grands moyens, notamment le tampon Jex.

Mais il est possible de parfaire le procédé.

L’étape suivante, subsidiaire, consiste à forcer une refusion du toner sur le support métallique. Puisque le toner est en contact direct avec la surface, il suffit de porter la plaque un peu au dessus de la température de fusion du toner, puis de la laisser refroidir progressivement, en évitant les chocs thermiques.

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Paramétrage du cycle de refusion du toner… 100 à 180 °C maxi sur une plaque d’alu brut. L’opération peut très bien être effectuée dans un four conventionnel, sur la température la plus basse, thermostat 5 tout au plus. Les temps de montée ou de descente doivent être si possible très lents (une demi-heure)

détail refusion toner

Ouvrons ici une parenthèse pour rappeler qu’un toner est caractérisé par deux points thermiques précis : le Tg, ou température de transition vitreuse, entre 40 et 65 °C, stade ou les particules de toner ramollissent assez pour devenir brillantes sans pour autant se fondre entre elles. Le second point particulier et la température de fusion, qui permet à l’encre un peu plus liquéfiée de s’incruster dans le papier. Elle se situe entre 100 °C et 180 °C, et c’est à cette température qu’il faut porter la plaque. Plusieurs essais sont donc nécessaire lorsque l’on se lance dans la fabrication de ses propres faces avant, afin de déterminer cette fameuse température de fusion caractéristique du toner employé.

Si la plaque a été peinte avec une peinture acrylique, il est sage de surveiller en permanence cette étape, et si possible avoir fait des tests sur des bouts d’essais. En chauffant un peu trop (effet “décapeur thermique”) la couche de peinture peut commencer à cloquer, ce qui aurait un effet désastreux sur le rendu final. La question est moins cruciale sur une plaque d’alu brute ou anodisée.

La phase de refusion donne généralement une légère brillance à l’inscription. Une fois cette étape achevée, il est possible de légèrement brosser la couche de vernis pour “mater” sa surface et atténuer les reflets.

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L’impression est alors considérée comme achevée. Il ne reste plus qu’à passer quelques couches de vernis sur toute la façade, non seulement pour la protéger et la rendre lavable, mais également pour masquer les halos de vernis entourant chaque inscription.

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Halo encore visible en lumière rasante…  mais moins que sur les précédentes photos. Il manque quelques couches de vernis. De face, cette imperfection ne se remarque plus du tout.

Afin de vérifier s’il était possible d’imprimer une façade “a minima” sur un support métallique, et sur les suggestion du CHeF, j’ai tenté de ne pas utiliser de feuilles de transfert “spéciales”. Autant le dire tout de suite, les résultats sont décevants

Impression de la façade sur une feuille de papier couché, arrachée d’un catalogue bien connu des amateurs de calorifères et de familistères.

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(enfait, c’est une autre feuille que j’ai utilisé… celle là n’était pas “inversée”… un coup pour rien).

Puis passage dans la plastifieuse après avoir collé ledit morceau de papier sur la plaque d’alu (face arrière de l’émetteur, épaisseur de 2 mm)

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passage à l’eau tiède et au savon liquide… et voilà le résultat

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Comme prévu, des fibres de cellulose sont incrustées dans l’encre, diminuent le rapport de contraste (le noir est légèrement blanchâtre), et bouchent certaines lettres.  Le “F” de A.F. n’est pas bien imprimé, probablement du fait que je ne me suis pas fatigué à dégraisser la plaque à l’acétone avant l’opération. Un coup de bombe serait nécessaire pour “fixer” le résultat.

Il y a un ou deux ans, cela m’aurait amplement suffit. Mais aujourd’hui, j’estime que le procédé est à éviter. Pas cher, mais on n’en a que pour son argent. A réserver donc pour les protos de fond de tiroir… une facade ainsi marquée est toujours plus belle et lisible qu’une infâme inscription à coup de feutre ou de Dymo.

Sur métal, il semble que la meilleure méthode demeure la feuille Lazertran, vendue 15 euros les 8 feuilles et utilisé comme indiqué sur le site du Professeur Steven Thomas.

Si l’on souhaite faire dans le rapide, pas cher et coloré (si l’on possède une jet d’encre couleur),il reste toujours la solution de la feuille de papier imprimée, plastifiée, puis collée à l’adhésif double face. Résultat pas génial mais relativement propre

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Addendum

 

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Phase IV : passage d’une quadruple couche de vernis acrylique, destiné à protéger les inscriptions et rendre la façade lavable. Les inscription “toner transfer” réalisées sur l’alu brut et à l’aide d’un papier non “spécial” s’avèrent plus nettes.

Les façades sont achevées il ne reste plus qu’à aléser les perçages de la face arrière et concevoir un support pour la prise d’alimentation Molex

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Le résultat est au delà de mes espérances… il ne reste plus qu’à passer deux ou trois couches de vernis et la façade est achevée.

Je rappelle rapidement la procédure :

- Dessin de la façade avec l’outil de Schaeffer Front Panel Designer

- Exportation du résultat au format dxf

- Retournement de l’image en mode “miroir” à l’aide de InkScape (Many thanks to hth…)

- Impression d’ycelle en mode “noir maxi” et “papier deluxe”  sur un papier Pulsar

- Après avoir scotché (avec du “gafer”, adhésif sur support papier) la feuille de Pulsar imprimée sur le support peint (ici, une plaque de pcb en FR4 simple face), passer ce sandwich 6 à 10 fois dans une plastifieuse (les GBC donnent les meilleurs résultats). Attention, paramétrer la température la plus haute possible, laisser encore chauffer durant une bonne demi-heure après que le “bip” de point de consigne ait été entendu)

- Oter délicatement les bandes de papier collant sans chercher à décoller la feuille de Pulsar

- plonger le sandwich dans un bain ou jet d’eau tiède (attention, pas d’eau chaude, le toner se décollerait, pas d’eau trop froide, les gravures se craquèleraient)

- Passer quelques couches de vernis transparent mat afin de protéger le tout

 

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Seule ombre au tableau, cette ligne verticale fine provoquée par un “fantôme” d’impression du rouleau de l’imprimante laser, qui est due à la mauvaise qualité de ma propre laser… La photographie met encore plus en évidence ce défaut. Ceci étant dit, je n’ai jamais eu de face avant aussi nette et précise… avec une imprimante couleur, les résultats doivent être absolument stupéfiants

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Vue finale en situation : pas trop moche.

P’tits trous, suite…

Publié: 22 octobre 2011 dans mécanique/cablage

Collage de la feuille de papier portant l’’impression du programme de dessin sur la façade, vissage énergique des deux plaques sur le châssis de façade… et alésage des passages de commande à la perceuse à colonne (les deux plaques sont percées simultanément pour que les trous restent coaxiaux).

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De près, le résultat est assez piteux

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La matière des fenêtre est sauvagement découpée à la pince… il ne reste plus qu’à sortir les outils pour agrandir et parfaire les découpes rectangulaires et accroitre le diamètre du trou de la prise micro (15 mm tout de même)

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Quelques tonnes de poussières de verre et d’epoxy plus tard…

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Après travail à la lime, les deux plaque sont percées strictement de la même manière. Il ne reste plus qu’à agrandir les trous  des potentiomètres au diamètre du canon (le diamètre de face avant est celui des axes), les découpes du galvano et de l’afficheur etc… sans détruire la coaxialité de l’ensemble… ce qui ne va pas être de la tarte.

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Premier montage à blanc : le pcb de l’afficheur a du être légèrement limé pour laisser passe le corps des inter. Quelques trous (potentiomètre de droite, prise micro) demande un très léger ajustement. La découpe du wattmètre est un peu plus compliquée que prévu… Demain : ajustage, pose de l’encodeur, des boutons de commande du synthé, fixation de l’afficheur et du galvano… et coup de barbouille sur la façade et le châssis qui a moyennement apprécié les mauvais traitements de l’atelier mécanique nique nique.

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Après modification des découpes de vue-mètre, ajout du potentiomètre du compresseur de modulation et ajustements divers, premier montage à blanc de toutes les commandes..

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la même avec les boutons…

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et côté pile avec les fils. Et encore, il en manque.

 

Addendum

Il semblerait que la méthode “toner transfert” avec un papier Pulsar (les tests n’ont pas encore été réalisés avec un simple papier “couché”) soit également utilisable pour imprimer des faces avant…

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Ces bouts d’essais ont été “imprimés” directement à partir du fichier généré par le logiciel de dessin de Schaeffer. Les supports sont des chutes de FR4 bombés rapidement (une seule couche) avec une peinture blanche. La netteté des inscription est irréprochable. Avec un coup de vernis, le résultat final doit probablement être acceptable. Le prochain billet décrira la méthode d’impression en détail.

Il y a pire que la fabrications d’un blindage HF, lequel peut fort bien, en déca, ne pas être très esthétique, ne nuira pas au bon fonctionnement de l’ensemble et de toute façon ne sera “vu” que par son créateur-plombier-zingueur. Il y a pire disais-je : c’est la conception de la face avant. Coller 300 euros d’électronique dans une boite en ferraille avec des indications hâtivement marquées au feutre indélébile ou à la Dymo, ça me choque… tant de minutie lors de la conception et du montage d’une électronique à base de cms, et une “mise en boite” à la va-vite sous prétexte que “de toute manière, ça ne marchera pas mieux “…

Heureusement, j’ai mis la main sur un boitier Schroff (vieille récup de disque dur externe pour Macintosh SE, design quasi “soviétique”, résistant aux explosions nucléaire et valant à l’époque probablement plus cher que le disque dur qu’il protégeait… ).

Avantage du Schroff, il possède une structure qui lui permet d’installer une “double face avant” : une plaque de fixation pour les commandes (potars, inters, afficheur etc) et une plaque de façade, amovible, qui ne laisse dépasser que l’extrémité des commandes : en théorie, rien n’est fixé sur cette plaque, seules les “lumières” et les alésages que l’on y a pratiqué donnent accès aux composants de pilotage. L’espace entre les deux plaques est de 6 mm… et j’ai un peu la frousse ne ne pas pouvoir aligner de manière parfaite les axes des trous de fixation d’une part et de façade d’autre part. C’est la première fois que je tente ce genre de manip.

La face avant d’origine a été éliminée sans remord. Les plaques de fixation et de façade sont découpées dans des plaques de FR4 simple face (le coté cuivre assure un bon rappel de masse et accessoirement un blindage HF de l’ensemble)

 

 

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la plaque de fixation est ensuite découpée au format du support, percée aux points de fixation latéraux (vis de 4 iso, Schroff fait dans le massif)

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la plaque de façade ne reçoit que ses 4 vis de fixation, éventuellement remplacés par des poignées.

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les poignées ne seront pas adoptées pour gagner un peu de place. Une premier imposition des boutons montre que même pour une électronique minimaliste, il n’y a jamais assez de place sur une face avant. A tel point que je me demande si le galva d’indication de courant collecteur du P.A. ne va pas se faire monter verticalement. Les boulons symbolisent la position des interrupteurs :

- compresseur on/off, USB/LSB, Phone/CW, verrouillage du synthé, CAG manuelle/auto… et à gauche de l’afficheur les 4 poussoirs : deux pour la sélection du pas de changement de fréquence (up-down) un “escape” et un “memory write”.

Les potentiomètres du bas, de gauche à droite : gain manuel RX, volume audio, niveau d’injection sidetone, drive (injection modulation de l’exciter). A l’extrême droite, le bouton du VFO. Un connecteur micro, absent de la photo, est également à prévoir, probablement sur la droite, près du vernier VFO (récup d’un 8 points Yaesu qui avait pris un coup de foudre)

Je me pose la question de savoir si je ne vais pas ajouter un bouton “reset” du VFO, les changements de fréquence trop rapides ayant tendance à faire planter le Si570.

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La face arrière supportera donc :

- deux jack femelle (sortie audio, entrée CW Key)

- un connecteur Molex d’entrée 12 V

- une bnc de sortie d’antenne

- l’éventuel bouton reset

- un jack de sortie I/Q pour relier le récepteur à un ordinateur avec logiciel de réception SDR

- un jack d’entrée I/Q qui va nécessiter une légère modif de la platine exciter, WB9IPA n’ayant pas envisagé un “modulateur numérique”… c’est un peu bête de ne pas avoir la possibilité de disposer de la FM (relais 28 MHz) et des modes “fuzzy” ou numériques –Hellschreiber, RTTY, PSK31 et autres joyeusetés

Le marquage de la face avant n’est pas non plus arrêté. Soit l’habituelle méthode du carton plastifié collé comme cela a déjà été fait pour le fréquencemètre et les milliwattmètres, soit un coup de peinture et un marquage par “décalcomanie” à grand renfort de transfert Pulsar… puis passage d’une triple couche de verni de protection. Je sent que je vais expérimenter la seconde solution histoire de varier les plaisirs. Seule limitation ; ne possédant pas d’imprimante laser couleur, le marquage sera noir… donc la face avant blanche. C’est salissant et un peu risqué.

quelque temps plus tard…

dao frontplate

le plan de perçage est réalisé en quelques dizaines de minutes à l’aide du programme de Schaeffer. Lorsque les finances permettront des dépenses inutiles, je pense que je passerais commande d’un modèle “usine”… 55 euros TTC à l’unité sur plaque alu anodisé, 38 euros dans une feuille plastique, c’est pas le plus ruineux dans une telle réalisation.

Restons chébran (câblage wb9ipa)

Publié: 12 septembre 2011 dans SDR

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Il faudra un jour que l’on m’explique pourquoi on appelle çà une “technologie sans-fil” J’espère que je ne vais pas jouer à la “septième compagnie”… le fil rouge sur le bouton vert, le fil noir sur le bouton rouge”….

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une bonne nouvelle au moins : transistors de puissance soudés, diode de compensation en température coincée sur le radiateur… il ne manque que deux composants : une résistance de 180 ohms “traditionnelle” de 1W (j’ai plus ça en stock depuis belle lurette) et ce fichu comparateur de tension Analog Device…

Le radiateur est tout de même très petit pour 10/15 W PEP. Un ventilo “cage à écureil sera probablement monté quelque part  dans le boitier et piloté par la commande émission:réception.

… quelques temps plus tard :

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Bon, y’a bien tous les fils ? Le coax teflon qui dessine un généreux arc de cercle au premier plan ne fait qu’injecter l’oscillateur local sur la platine de réception.L’exciter est lui aussi branché histoire de voir si rien ne fume. Il assure en outre quelques fonctions de commutation (notamment les modes CW/BLI/BLS) qui sont utilisées par le récepteur. L’oscillateur local a été débarassé de quelques fils montés en perruque (notamment l’alimentation du buffer/commutateur d’horloge que j’avais sauvagement alimenté avec le 7805 du microcontroleur). Une mise à la masse de la ligne T/R fait entendre le doux clic-clac des relais qui bagottent. Dans l’ombre du coin supérieur gauche, une sonde d’oscilloscope piquée sur l’entrée antenne, elle-même prolongée d’un bout de coax, lui-même emmanché d’un doublet plus ou moins fantaisiste de 3 mètres pendu au plafond du shack : c’est l’aérien de labo, ou “atténuateur rayonnant local”. A l’analyseur, elle présente une préférence marquée pour le 40 mètre… et c’est tout.

hop, on branche.

Look, Ma, no computer ! et pourtant, c’est un SDR. Avec le filtre Mobo et un bon passe-bas à l’émission, il va écraser en termes de perfs un SDR2Go ou un Cube. Seule ombre au tableau : les fameux “claquements” du Si570 lorsque l’on change de fréquence trop rapidement sur des pas supérieurs à la centaine de kilohertz.

Ah, ça cause dans le poste!

Heu… France Info sur 6 MHz ? Bon sur, mais c’est bien sang !  j’avais oublié le facteur de division par 4 provoqué par le mélangeur de Tayloe d’une part et le fait que la réception était faite “sans filtre”, en récupérant un paquet de produits de mélange et autres cochonneries. La réception était effective donc sur 1,4 MHz et des poussières… ce qui fait que je récupérais la transmission du 1,4 MHz de l’émetteur de Saint Nizier ou le 1,5 MHz de Peille. Mais l’important c’est que ça marche. Les petits haut-parleurs cannibalisés d’un ordinateur portable donne d’excellents résultats.  Avec un véritable filtre et une antenne raisonnable, ca devrait y faire, comme on dit dans la Hiaute.

Demain, boulot. Dans le pire des cas, je règle le courant de repos de l’ampli et c’est tout.