Записки программиста

Любительское радио — очень многогранное хобби. Лично меня в нем привлекает возможность разработки своих электронных устройств, в том числе трансиверов. И, как следствие, возможность понять, как они работают. Но поскольку создание собственного трансивера с нуля является не самой простой задачей, было решено начать с чего-то попроще. А именно, с открытого трансивера uBITX, который продается в виде набора для сборки.

uBITX — это КВ-трансивер, работающий в диапазонах от 80 до 10 метров с выходной мощностью около 10 Вт (зависит от диапазона). Разработан индийским радиолюбителем-конструктором Ashhar Farhan, VU2ESE. Трансивер умеет работать в SSB и CW. Есть функция расстройки (RIT) и электронный телеграфный ключ. Мозги устройства представляют собой плату Arduino Nano. Вывод информации осуществляется на HD44780-совместимые экранчики 1602. VFO построен на базе генератора Si5351. Приемник — супергетеродин с двойным преобразованиями частоты.

Трансивер поставляется в виде готовых и протестированных печатных плат, которые остается только правильно соединить с элементами управления и между собой, а затем поместить все это хозяйство в подходящий корпус. Плюс потребуется кое-какая минимальная настройка. То есть, сборка максимально упрощена — паять SMD-компоненты или мотать трансформаторы не требуется. Достаточно навыков сверления отверстий в корпусах и пайки проводов.

Полный список использованных мною компонентов и где они были приобретены:

• Непосредственно uBITX — 129$;
• Пластиковый корпус 195x175x70мм — 8.6$;
• Тангента Baofeng BF-S112 — 2.9$;
• Гнездо и штекер GX16-8 — 1.4$;
• Разъем SO-239 на корпус — 3$;
• Ручки для регулятора громкости и валкодера — суммарно 2$;
• Немного изоленты, нейлоновых стяжек и прочей мелочевки — ~0$;

Итого вышло 147$, плюс пара свободных вечеров на сборку. Может показаться, что это довольно много. Однако ближайший аналог в виде трансивера mcHF мощностью 10 Вт от британского радиолюбителя Chris, MØNKA обойдется вам в 293$. Цена другого сравнимого трансивера Mini SW2017 составляет 284$, и он редко бывает в наличии. Еще есть Xiegu G1M мощностью всего 5 Вт, цена которого — 246$. Из сравнимых по стоимости трансиверов мне удалось найти разве что HBR1HF-40m и ILER-40 (доступны на eBay), но оба работают только в одном диапазоне.

Fun fact! На thingiverse.com доступна симпатичная модель корпуса для uBITX, которую можно напечатать на 3D-принтере. Также есть модель корпуса для тангенты.

Компоненты трансивера разместились в корпусе таким образом:

Ко дну корпуса при помощи эпоксидного клея был приклеен кусок текстолита. В нем были просверлены отверстия для крепления стоек M3, идущих в комплекте с uBITX. Основная плата трансивера крепится к этим стойкам. Для подключения антенны вместо идущего в наборе разъема BNC был использован разъем UHF (SO-239). Все имеющиеся у меня КВ-антенны и идущие к ним кабели обжаты под UHF, и мне не хотелось использовать лишние переходники.

Для подключения тангенты было решено использовать разъем GX16-8 с распиновкой Kenwood. Последняя была подсмотрена в блоге итальянского радиолюбителя Lorenzo Chicca, IZØKBA. Используемую мной тангенту Baofeng BF-S112 при этом пришлось перепаять. Тут сильно помогла выдержка из документации к рации Baofeng UV-5R, опубликованная на StackExchange.

Прочая сборка и настройка проводились в соответствии с документацией на официальном сайте. Ссылки уже приводились выше по тексту, но повторю их здесь: раз и два.

Окончательный вид трансивера:

Размер устройства получился 195x175x70мм не считая ножек и выступающих элементов управления. Вес без тангенты составил 750 грамм. Как и все современные КВ-трансиверы, uBITX питается напряжением 13.8 В ± 15%. В режиме приема устройство потребляет от 0.15 до 0.2 А, в зависимости от громкости динамика. Измеренное потребление тока в режиме передачи составило 1.5 А, но производитель рекомендует использовать блок питания хотя бы на 3 А.

Измеренная выходная мощность на эквиваленте нагрузки непрерывного CW-сигнала в зависимости от диапазона получилась следующей: 12 Вт на 80 метрах, 9 Вт на 40 метрах, 8 Вт на 30 метрах, 15 Вт на 20 метрах, 9 Вт на 17 метрах, 8 Вт на 15 метрах, 8 Вт на 12 метрах и 7 Вт на 10 метрах. При тестировании в SSB результаты аналогичные. Мощность проседает с ростом частоты, но в целом в любом из диапазонов похожа на то, что выдает Yaesu FT-891 при мощности, установленной в 5-10 Вт.

Спрашивается, можно ли при такой мощности провести какие-то радиосвязи? Очень даже можно, особенно при использовании нормальной антенны, а не компромиссной. Конечно, корреспонденты отвечают не все подряд, а где-то каждый второй, и рапорты при этом дают не 59+20, а где-то от 57 до 59, но в остальном совершенно никакой разницы. Что не удивительно, так как разница между 100 Вт и QRP, то есть, 5 Вт, составляет 13 dB. Поскольку одно деление на S-метре соответствует 6 dB, то 13 dB — это всего лишь чуть больше 2-х S-юнитов. Аналогично, разница между 5 Вт и 1000 Вт составляет 4 деления S-метра.

Несмотря на низкую стоимость и возможность проведения радиосвязей, я бы не рекомендовал uBITX начинающим радиолюбителям. Во-первых, в целом начинать работать на небольшой мощности — не лучшая затея, так как первый опыт при этом выйдет не самый удачный. Во-вторых, конкретно uBITX нуждается во множестве доработок. В первую очередь это касается звука. Из коробки динамик работает очень тихо. Часто приходится подносить его к уху, чтобы что-то разобрать. Кроме того, при выставлении максимальной громкости вместо звука начинает идти треск и скрежет. Судя по информации в сети, с этой проблемой сталкиваются не все обладатели uBITX, но проблема не такая уж редкая. Еще мне не нравится валкодер. Он слишком чувствительный, и при неловком движении может перепрыгнуть сразу 10 кГц. UPD: Позже в uBITX были обнаружены проблемы с высоким уровнем побочных продуктов при работе на передачу.

Если же вы некоторое время работаете в эфире на трансивере промышленного производства, и вам хочется понять, как внутри устроена эта магическая коробочка, то uBITX вполне можно рекомендовать. С ним для вас откроется огромный простор для творчества. Помимо устранения описанных выше дефектов в него можно добавить интерфейс для работы цифровыми видами связи, встроить антенный тюнер, усилитель, блок питания, и/или аккумулятор с подзарядкой и отображением уровня заряда. Еще можно добавить измеритель КСВ и мощности, S-метр, АРУ, узкополосные фильтры для телеграфа и пропатчить прошивку так, чтобы она отображала текущее время. Наконец, можно сделать панель устройства выносной и до бесконечности оптимизировать размер и вес трансивера.

Дополнение: Как выяснилось, мне интереснее делать свои трансиверы с нуля, чем дорабатывать uBITX. Также вас может заинтересовать статья Ремонт и тестирование КВ-трансивера QCX.

Метки: Беспроводная связь, Девайсы, Любительское радио.