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Système, Sofware, les S de SDR

Le choix suivant concerne le noyau à adopter. Coupons court au suspens, ce sera Windows, les raisons sont multiples.

En premier lieu, c’est l’environnement pour lequel a été développé le plus grand nombre de logiciels clients pour SDR. Les outils natifs sous OS/X se comptent sur les doigts d’une main en étant optimiste, et les applications sous Linux généralement conçues pour piloter des radios logicielles de type “I/Q audio” ou utilisant un port USB. A moins de s’engager dans un développement GRC sous GNU Radio –la plateforme utilisée n’est pas franchement adaptée à ce genre de sport- ou souhaiter installer un serveur GHPSDR3-Alex, il n’existe quasiment pas, Linrad mis à part, de client compatible Ethernet/protocole Metis.

Sous W10, en revanche, on peut utiliser

  • GRC (avec des fortunes diverses)
  • OpenHPSDR
  • KissConsole
  • HDSSDR
  • CuSDR
  • SDR#
  • QtRadio
  • SparkSDR
  • Quisk + wxPython
  • Hermes VNA
  • HamVNA …

Outre cette richesse potentielle de logiciels clients, Windows est également la plateforme de prédilection des outils de modulation. le nombre de Codec et modem en environnement Microsoft ne se comptent plus : FreeDV, FlDigi, MultiPSK, JT65  et ses multiples avatars, DSD ou les avalanches de décodeurs SSTV, RTTTY, PSK31…Lire à ce sujet la rapide présentation de FreeDV.

Windows est lourd ? les logiciels tels qu’OpenHPSDR le sont tout autant. Le choix d’une carte à base de processeur Intel n’est pas un hasard. Courant juillet 2017, une “UP Squared” nouvelle génération –quad core pentium 2,5 GHz 8 Go/128 Go flash- fera sauter les dernières limitations de ressources des SOC actuels.

Car il faut bien avouer que l’actuelle configuration est “limite utilisation” avec OpenHPSDR (Atom x5-Z8350 ,32Go eMMC, 2Go RAM). Elle fonctionne en revanche très bien avec Spark, KissConsole, QtRadio et autres clients légers, supporte sans broncher Virtual Cable et… boote en 9 secondes. Ajoutons que ces cartes sont équipées d’au moins un port USB 3.0, nécessaire pour pouvoir jouer avec des récepteurs genre AirSpy ou des transceivers tel que HackRF

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L’installation de Windows, des pilotes spécifiques Up Board et des applications ne nécessitent pas d’explication particulière. Tout au plus faut-il préciser de configurer le système en donnant la priorité aux applications, en désactivant le plus possible des “gadgets” graphiques inutiles et les services non essentiels, notamment “expérience client” ou “indexation”. Si la machine n’est appelée qu’à jouer le rôle de station radio, les services serveur peuvent également être immolés. Dans l’absolu, plutôt qu’un noyau Station, il serait préférable d’’utiliser une version Serveur de Windows, plus sobre et plus facile à configurer –et fort heureusement sans Cortana !)

Après une petite heure de gymnastique et d’échanges de clefs USB, le transceiver est opérationnel. Ci-dessus, le Compaq “rétrofité”, et relié à un Hermes Lite (version 1.0) affichant un spectre de plus de 300 kHz “plein écran”.

ET hop, prochaine étape,  retrofit du clavier et ajout d’un Airspy. Il faudra attendre quelques expéditions de Cipango, notamment un hub USB et un switch Ethernet Gigabit, lesquels seront intégrés, toujours dans ce même boitier. Le week-end sera mécanique.

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Alimentation générale, ouverte à toutes heures

Beaucoup de méca et de sertissage de prise, de tergiversations sur les connecteurs à employer, les tensions nécessaires et méthodes de régulation futures prévue… mais promis, le Compaq prend vie à la fin de ce chapitre.

Pour l’heure, les alimentations seront “à découpage”, “open frame” et indépendantes selon la nature de l’élément alimenté

  • Un bloc 5V 4 Ampères pour alimenter le SOC Up board et l’écran TFT
  • Un bloc 8V 2 ou 4 ampères destiné au SDR lui-même. Ce 8 V précèdera un régulateur série qui fera retomber la tension à 5V en éliminant au passage les bruits de hachage. Technique switch/linear
  • Un bloc 13V 5 ampères pour fournir l’énergie nécessaire à l’ampli de puissance 20W. La régulation est moins critique sur les sections de “gros bourrin”, mais une attention particulière doit être apportée à la réjection en mode commun, car HF et découpage font parfois très mauvais ménage. Une alimentation qui perd les pédales, et on a vite fait  de se retrouver avec 100V en sortie… le temps –toujours trop long- que les sécurité se déclenchent.

Tous ces modules open frame sont blindé et intégrés dans le boitier de l’ancienne ailmentation. Seul le bloc 5V est installé ce jour, afin de vérifier le bon fonctionnement de l’écran et du SOC.

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L’alimentation est tellement petite qu’elle peut tenir verticalement dans le capotage d’origine.

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une plaque de polycarbonate est découpée pour servir de support aux deux autres alimentation 8 et 13 V. Compte tenu du volume d’une “5Ampères”, il serait tout à fait possible d’y loger également la carte “ordinateur”. Solution abandonnée car posant de gros problèmes de routage de câbles (notamment 1 ethernet, 1 HDMI, 5 USB)

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Un imposant filtre secteur occupe près de 10% du volume “énergies”… indispensable lorsque l’on joue avec des hautes fréquences.

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le bloc alimentation est à nouveau glissé dans le boitier principal du Compaq… quelques soudures sauvages sur l’alimentation, branchement du SOC 5V et HDMI…

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… et le bios UEFI s’affiche sur un écran couleur HD… le précédent afficheur offrait une définition phénoménale de 640×400 en émulation CGA (16 niveaux de gris) (pardon, d’orange).

Les prochaines étapes prendront un peu plus de temps :

  • Retrofit du clavier aux normes USB (inconnues à l’époque). Il est impossible d’utiliser un autre clavier pour deux raisons : sa frappe est très agréable, et il sert à protéger l’écran en position de transport… coque “custom design”
  • Ajout d’un swiitch Ethernet
  • Ajout d’un hub  USB 4 ports pour les périphériques extérieurs (clavier, souris, console DJ de pilotage du SDR).
  • Intégration d’une unité de stockage (SSD ou carte flash)
  • Intégration d’un Airspy en attendant la disponibilité des cartes Hermes Lite V2.0
  • fixation mécanique de l’amplificateur linéaire 20W
  • Ajout des deux dernières alimentation, fixation du bloc de régulation série

Cela faisait plus de 15 ans qu’un antique Compaq386 portable, dit “lunchbox” ou “machine à coudre”, trainait dans les combles de la maison, servant de refuge tantôt aux souris, tantôt aux nids de guêpes. Triste fin pour une des machines “pro” les plus puissantes de son époque, et surtout construite avec un sérieux et une débauche de moyen sans rapport avec ce que l’on retrouve sur les Compaq/HP contemporains.

L’utiliser pour un “retrofit” à base de Raspberry “mediacenter & retrogaming” ? pas assez overkill. En revanche,le transformer en “Autonomic Software Defined Radio” à base de Hermes Lite 2.0 l’aventure était tentante. Ce sera donc un émetteur-récepteur multimodes, capable d’être utilisée en fixe ou en station portable en situation d’urgence, offrant autant de possibilités en termes de transmissions (analogique ou numérique voix/données) que n’importe quel appareil tactique (et non, ne comptez pas sur moi pour le bomber avec des couleurs “camo”)

Car mécaniquement, le Compaq “machine à coudre” à des arguments

  • – Ecran 10,1 pouces (tiens donc, le facteur de forme des tablettes), facilement démontable, éventuellement tactile dans un second temps
  • – Boîtier d’une solidité à toute épreuve en plastique chargé verre –des années de reportage, une bonne trentaine de tours du monde, des voyages en soute et des tests parfois limite destructifs
  • Blindé comme une coquette bâtisse de la ligne Maginot : les risques de “spurious” entre la partie numérique et radio seront limités le plus possibles
  • offrant quasiment une contenance interne de 8 litres, idéal pour y loger un SOC, un SDR et un amplificateur linéaire de 20W
  • intégrant en un seul bloc écran escamotable, clavier –un véritable clavier, pas un élevage de limaces pour adeptes de la frappe-gendarme- et unité centrale
  • Et surtout, machine possédant encore son fameux “boitier-d’extension-externe-pour-cartes-longues-format-ISA” qui, débarrassé de son fond de panier, fera un excellent bloc d’alimentation sur batteries au plomb gélifié de 12V/7Ah. C’est que ça consomme, un ampli de 20 W…

Passons les détails : élimination de la carte mère, pulvérisation de l’électronique de l’alimentation –n’est conservé que son boîtier en alu, le ventilateur et un filtre secteur monstrueux-, atomisation du lecteur de disquettes 5,25 pouces et d’un disque dur MFM que même les moins de 30 ans ne peuvent pas connaître, et affichagectomie d’une dalle plasma norme Hercules en 800×600, fierté de son époque et vendue au prix du platine en lingot.

Modification de l’écran

 

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Tout de même, 35 mm d’espace entre le fond du boitier et la protection de dalle. Largement de quoi loger un TFT de 10,1 pouces déniché sur eBay ainsi que la carte de pilotage. Peut-être même par la suite pourrais-je même y ajouter un “dongle” SDR genre Airspy avec ou sans upconverter.

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Les fixations de l’écran plasma d’origine sont utilisées pour maintenir une plaque de polycarbonate, laquelle supporte, d’un coté, la dalle TFT à grand renfort d’adhésif double face (les fabricants de tablettes ne font pas autrement) et de l’autre l’électronique de pilotage d’écran, maintenue par 4 entretoises filetées en 3 ISO. Une lumière de 6x60mm a été pratiquée pour que la nappe kapton sortant de l’afficheur puisse tomber dans l’axe du connecteur de la carte contrôleur.

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L’interface de commande de l’écran est vissée sur le bord supérieur du boitier… le plus difficile dans l’histoire étant de bien mesurer l’entre-axe de chaque bouton

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Après 3 jours de travail (dont deux passés à usiner plusieurs types de support avant de tomber sur la bonne plaque de plexi, la bonne position de l’interface, le bon câble hdmi etc- le TFT est positionné et prêt à être monté de façon permanente

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Le bloc CPU est prêt à recevoir l’écran, qui  est fixé par un cantilever associé à deux guides latéraux

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Et hop, retrofit de l’écran quasiment achevé. Il ne reste plus qu’à visser la façade…

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Prochaine étape, le retrofit du clavier, ancienne matrice au standard IBM PC AT “grosse prise DIN”

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Une fois l’écran rabattu et le clavier en position transport, la “machine à coudre est prête pour le voyage. (oui, la poignée est sympa)

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Prochain épisode : intégration de la partie “ordinateur-alimentations, hub USB, Switch Ethernet” dans le coffret de l’alimentation. Un SOC “UP board” et un ampli 0/30 MHz 20 W (ventilos et radiateur compris) ont été posés sur les blindages internes pour donner une idée du volume utile du boitier. Et ne n’ai pas encore parlé du boitier d’extension pour batteries !

Il existe, dans le domaine des communications de loisir, bon nombre de formes d’ondes propriétaires soumises à licence et généralement liées, pour pouvoir fonctionner, à des réseaux d’opérateurs. PMR, DPMR, D-Star, System Fusion ne sont que quelques uns de ces protocoles captifs

Les radioamateurs –qui ne souhaitent inféoder leurs communications ni aux services d’un TelCo ni à une quelconque autorité de certification autoproclamée- ont développé leur propre standard de modulation “voix numérique”, FreeDV. Et ce notamment grâce au talent de David Rowe VK5DGR, le soutiens d’un des pères de l’Open Source et de Debian Bruce Perens K6BP, aux encouragements de Phil Karn KA9Q (père du premier TCP/IP Open Source et CTO de Qualcomm), Brady O’Brien KC9TPA… et quelques dizaines d’autres bonnes volontés.

Sans entrer dans les détails techniques, FreeDV peut être considéré comme une “boite noire” intercalée entre le micro de l’émetteur et l’émetteur lui-même. Boite noire dont le rôle est de numériser la voix, et fournir un signal acceptable par la chaine d’émission, qu’elle soit en bande latérale unique ou en FM. Le correspondant, quant à lui, doit posséder un décodeur similaire fonctionnant en réception, et capable de traiter le signal pour reconstituer le message vocale de la station émettrice. Précisons au passage qu’il n’existe pas une seule forme d’onde FreeDV, mais une collection de types de modulation, exploitant des largeurs de bande variables, des taux d’échantillonnage également variables (de 700, 800, 1600 et 2400 bits/s), et adaptés tantôt à la SSB, tantôt à la modulation de fréquence bande étroite.

La cuisine logicielle

La réception d’un signal FreeDV ne demande pas énormément de moyens. Une clef RTL-SDR associée à un convertisseur “déca” –ou pas, car FreeDV se développe également dans la bande VHF-, un logiciel de décodage

 

FreeDV client

et un câble audio virtuel capable de “brancher” la sortie audio du logiciel de réception sur l’entrée du décodeur

vb cable config

…. reste à trouver une station émettant en mode numérique pour décoder le flux.

Ci-dessous, une réception en FreeDV 800XA sous Windows, avec une clef Airspy, un downconverter bricolé maison et le logiciel SDR-Sharp

success 800XA

Un examen attentif du spectre du signal facilite la reconnaissance du type de modulation adopté. Le décamétrique, est le royaume des émissions en FreeDV 700 B et C, 800 XA et 1600 b/s. Ci-après, respectivement, la réception d’une émission en 1600 bits par seconde –l’on voit clairement une densité d’information plus importante sur le spectre…..

success 1600

… et une communication en mode 700B, nettement moins surchargée.

success3 700B

A l’émission, la méthode de configuration est sensiblement identique –le signal du microphone est aiguillé vers le logiciel encodeur FreeDV, lequel envoie le signal numérisé vers l’’entrée “modulation numérique” du transceiver. Il faut avouer que l’opération est considérablement plus simple avec une radio logicielle telle qu’OpenHPSDR (ci-dessous) ou HDSDR.

La seule et principale difficulté est de ne pas confondre les canaux d’entrée et de sortie… le fil rouge sur la borne bleu, le fil noir sur la borne verte…. ou l’inverse.

config freedv tx annotate

La cuisine matérielle

Si l’on ne possède qu’un transceiver “old school”, il existe deux possibilités

– Soit l’on construit –ou l’on achète “tout fait” un boitier qui se branche sur les prises micro et sortie audio de l’émetteur-récepteur

sm1000e

Pour l’heure, un seul modèle est disponible, le SM1000 de Rowetel. Un modèle 2000 devrait sortir courant 2017. Le prix d’une telle extension gravite aux environs de 200 euros

– Soit l’on possède un ordinateur qui sera relié à l’émetteur… selon l’inspiration du moment. Par un câble entre l’entrée ligne de la machine et la sortie “digital audio” du TX-RX, ou bien via le connecteur USB qui délivre un signal I/Q –de plus en plus de XMTR sont ainsi équipés. L’on peut également modifier le transceiver avec une clef SDR (réception uniquement) ou un SDR “de fréquence intermédiaire” genre Softrock (émission-réception). Ces modules doivent être branchés sur la plus haute des F.I. afin de convertir les signaux analogiques reçus en signaux I/Q et lycée de Versailles. De cette modification l’on extrait des signaux I/Q récupérés soit via une liaison USB soit via des câbles audio branchés sur la carte “son” de l’ordinateur. Le reste de la chaine de traitement est purement logicielle, –HDSDR, PowerSDR, Rocky, SDR-Sharp, Quisk, GnuRadio, QTradio, Linrad, GQRX… on a l’embarras du choix, d’autant plus que les binaires FreeDV sont disponibles sous noyau Windows, Linux et OSX.

Principales ressources

FreeDV se télécharge (binaires, sources, spécifications) depuis le site FreeDV (http://freedv.org/tiki-index.php)

Les évolutions et informations relatives à de nouvelles intégrations –ainsi le 2400 b/s pour transmissions FM- sont diffusées généralement via le site de David Rowe (http://www.rowetel.com/)

La recherche d’un correspondant peut être grandement facilitée en utilisant le “qso finder”, un “cluster pour expérimentateurs” hébergé par K7VE (http://qso.freedv.org/)

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I gat the music in me…

Publié: 13 mars 2017 dans SDR

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PowerSDR mRX, aka “openhpsdr”, version “ouverte” de PowerSDR, possède depuis un peu moins d’un an une extension logicielle destinée à interfacer n’importe quel périphérique Midi avec les commandes CAT du logiciel. A l’origine de cette idée, un radioamateur Allemand,  Tobias, DH1TW, idée reprise par les développeurs du projet HPSDR. Désormais, le tableau de paramétrage établissant la correspondance des ordres Midi et CAT se trouve sous l’onglet Setup/CAT Control/Configure Midi

.. et précisément, le site de vente PàP “Le Bon Coin” regorge de consoles Midi pour Disk Jockey Hercules, dont les prix varient entre 10 et 40 euros. Ca ne fait pas cher au bouton  de contrôle. Les amateurs les plus exigeants peuvent brancher une table professionnelle… simple question de moyen

Seule ombre au tableau, le fastidieux travail qui consiste à imprimer et découper des étiquettes autocollantes (ici, un film vinyle Oracal réalisé à l’imprimante laser)… et de choisir la disposition la plus ergonomique selon les goûts de chacun.

Amplificateur 20W G6ALU sauce VK3PE

Publié: 26 février 2017 dans Picastar, SDR

Glenn VK3PE a travaillé sur une variante de l’ampli 20 W de G6ALU connu de tous les bricoleurs du monde décamétrique

http://www.radio-kits.co.uk/radio-related/20W_PA/index.htm

Le principal défaut de cet ampli réside dans le choix du tout premier transistor, quasiment introuvable de nos jours, et qui, de toute manière, n’apporte pas toujours le gain espéré. Glenn a donc décidé de remplacer ce transistor par un MMIC, simplifiant du coup les éventuels calculs d’impédance d’entrée de l’amplificateur.

Le reste est très classique. Le MMIC apporte 20 dB de gain selon l’hybride utilisé, le premier push-pull de RD6HHF1 ajoute 23 dB de gain, le second pushpull passe la seconde couche avec 20 ou 21 dB grâce à des RD16HHF1 –ou RD16HVF1 si l’on compte couvrir le 50 MHz. Les transformateurs de sortie utilisent des binoculaires plus petites que celles utilisées par G6ALU.

Au total, cet amplificateur présente donc un gain de 60 dB (63 dB moins 3 dB “consommés” par un atténuateur 3 dB de stabilisation d’impédance d’entrée). Il peut donc sortir entre 15 et 20 W à partir d’un signal d’environ –13 dBm , ce qui est très exactement ce qu’il faut pour attaquer le PA 150 G6ALU dérivé de la note d’application AN762 de Motorola, réalisation signée par le pape du transfo HF, Helge Grandberg K7ES.

Attention cependant : le gain total frisant les 60 dB, un signal de –13 dBm poussera l’ampli à sortir 47 dBm, soit 50 W… l’appel de courant transformera les transistors en grillade. Ne pas chercher à dépasser les 43 dBm, soit en diminuant l’excitation au niveau des réglages de la fréquence intermédiaire, soit en renforçant l’atténuateur d’entrée, soit en choisissant un mmic moins généreux de 4 ou 5 dB.

A noter que la valeur des composants du circuit de contre-réaction du second push-pulll ont été perdues dans le crash d’un disque dur… les plus prudents peuvent faire l’impasse et monter cette section en “version originale”.

Le schéma peut être téléchargé sur le site de Glenn à l’adresse http://www.carnut.info/6m_modified_G6ALU_PA/MODIFIED_g6alu_pa_SCH_experimental_.pdf

mécaniquement, le pcb, plus petit que celui de G6ALU, a une taille équivalente à celle d’un radiateur de processeur “slot A”

20W

une fois les trous de fixation repérés, alésés et taraudés, il est nécessaire de tailler des colonnettes d’appui en aluminium pour que les rappels de masse entre pcb et chassis soient le plus francs possible. 

ampli 20 fixation

Attention, les entretoises situées sur les transistors sont moins longues d’environ 1,6 mm

 

Ampli final

le blindage en clinquant est ensuite soudé sur le bord du circuit imprimé, après avoir prévu les perçages des deux bypass (alimentation, bias) et des deux prises d’entrée-sortie. Après une soudure stakhanoviste des composants restants, il ne reste plus qu’à brancher et régler le bias.

Certains radiateurs de Pentium  sont équipés d’une sonde de température logée dans l’épaisseur de la semelle. Des ventilateurs 3 ou 4 cm de diamètre peuvent également être vissé directement sur le dissipateur. Mais a priori, cet amplificateur dissipe nettement moins de chaleur qu’un Pentium II, et cette précaution s’est avérée inutile dans mon cas.

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La dernière photo montre clairement les débords du pcb facilitant la fixation de l’ampli sur la face arrière d’un transceiver ou sur les rails internes du coffret.

 

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L’amplificateur G6ALU originel peut également être modifié pour que l’étage d’entrée soit remplacé par un MMIC

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Sur la gauche du circuit un pad de 3 dB de stabilisation d’impédance, au centre le MMIC, sur la droite le circuit de bias et sa self. Le pcb a été conçu pour que la sortie soit dans l’axe du primaire du second transfo (attaque du premier push-pull de RD6HHF1)

L’étage d’entrée de l’ampli G6ALU classique est supprimé, et remplacé par le “pcb MMIC”. Rappels de masse énergiques sur 4 points, suppression du premier transfo, modification du second conformément aux instructions de Glenn VK3PE

La chose est plus longue à décrire qu’à installer.

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Ci-dessous, en orange, le gain du G6ALU originel (avec un BF199 en transistor d’entrée, avant modification “MMIC”). En bleu, le gain de la version VK3PE. 6 à 8 dB d’écart entre les deux versions. La graduation 1 en abscisse correspond à une fréquence de 1 MHz, la graduation 10 à 30 MHz

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Les transfos de sortie du G6ALU “rouge” modifié par VK3PE ne permettent pas d’élargir la bande passante en utilisant les astuces de DK5LV. En revanche, le gain est très nettement amélioré et la réponse en fréquence un peu plus plate. Un changement de valeur de la capacité de compensation devrait redresser le niveau sur les bandes hautes, mais probablement au détriment des fréquences basses.

Angelia, beginning of a long journey

Publié: 20 février 2017 dans SDR

Today, February 20th, we have received a small batch of Angelia SDR board and the 10MHz buffer/switching module (small pcb on the lower right corner)

It’s an 8 layer board full of BGA’s, QFN, QFP, exotic and expensive components. More info on the Apache Labs web site https://apache-labs.com/al-products/1031/Angelia-Assembled–Tested.html

At first glance, it is obvious that the board we received is different from the commercial version shown on the Angelia page.

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The board itself is smaller than I thought, with an impressive density of devices. 6 boards, 6 happy hams, and a long and complex project. We’ll have to assemble the rig from component level (and make it run), design a new version of the Alexiares filter board, choose and build a medium to high power SSPA with all the “bells and whistle” you can imagine (protection and control for VSWR, overvoltage, overcurrent, input power limitation, power supply filtering, “pure signal” coupler etc)

The first phase will probably takes one year.

The tools we’ll have to use are definitely “overkill”. One could not solder BGA’s like simple SSOP, that’s the reason why the Electrolab is equiped with eavy-duty relow oven with a nice pick and place workstation.

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a thin deposit of solder compound is put on each solderpad with a stencil. Surface mount component are then placed one by one with the pick’n place station

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Temperature parameters are set and controled, following the different soaking and reflow phases

Most of the passive and “big” SOIC/SSOP/SOT23 ICs will be soldered with a good old soldering iron

Hermes Lite by KF7O

Publié: 24 novembre 2016 dans Filter mobo, SDR

I never mentionned it on this blog or on the Electrolab’s Wiki, but some time ago, I built an Hermes Lite SDR. It’s a nice piece of hardware that Steve KF7O gave to the community. I said “gave”, because it’s a full open hardware, open software project.

This rig is a true DDC/DUC SDR, with a 12 bits/60 Megasamples ADC (an Analog Device AD9866 transceiver on a chip). It gaves me hours of fun, and could be used as a serious baseband bedrock for many extensions (transverters, power amps etc).

From a software point of view, this small and low cost SDR is fully compatible with the TAPR’s Hermes high-end system. It could be followed with any kind of Hermes client software, like OpenHPSDR GNUradio, GHPSDR3-Alex….

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This is a snapshot of a dual RX config. of OpenHPSDR behind the Hermes Lite

The total cost of this system is around 100 to 150 $/€. The version I built (the one here described ) is allready deprecated, and will be soon replaced by a compact, monoboard 2.0 edition.

Anyhow, let’s take a short tour of this project

 

cote hermes

On top, the BeMicro SDK “usb key”, supporting the FPGA. The Hermes lite itself is the small green board located on the right of the BeMicro, followed by a simple output board (two transformers winded on binocular).

On the lower side, a bandpass filter (tcheb) originally designed for the Softrock Mobo 6.3 project. This bandpass filter is used in transmit mode only. Different receive tests show no difference between an “barefoot” Hermes Lite and a filtered one.

The bandwidth of each filter has been enlarged to lower insertion losses

Hermes Filter bw 1-8 to 24-3 MHZ

On the right of the case, a 10 W power amplivier (a TAPR’s original Pennywhisle).

As the Hermes Lite is note able to directly drive the Pennywhisle, a 20 dB/1W driver, using a single operational amplifier (OPA2677)  is inserted between the rig and the amp

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This home made amp has been designed to fit into low profile machined cases (former MCL 3dB hybrid couplers sold a few $ on eBay)

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The pennywhisltle itself is mounted on the rear panel. A better amp, like the 20 W G6ALU (particularly VK3PE Glenn’s version) would have been more suited… but I keep this amp for the H.L. 2.0

So far, this combination gives good results and can drive a 300 W PEP power amp without problems

 

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On the other side of the case, a CW Curtiss Keyer (former MFJ keyer), the linear power supply (as Steve said : “lot’o heat”… but with a good and silent fan, it works as advertized.

The brown board with 5 connectors is the switching interface between the Hermes Lite and the filter board

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This is a quick and dirty hack with an ULN relay driver.

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.

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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.