Автор Тема: Автоматические радиомаяки  (Прочитано 13629 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн rw3adb

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 5933
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Автоматические радиомаяки
« : 26 Июнь 2021, 17:35:10 »
Напрашивается новая тема, по идее, стоило Александру RN3AUS передать честь ее создания...

http://136.su/index.php/topic,18.msg31862.html#msg31862

Еще над этим работает Лиус EA5DOM:

Hi LF

I have been running the QRP beacon in 137.484 almost continously during last months. The power consumed is very low and the Arduino + Si5351 runs all the FST4W modes + WSPR2 every hour. Even in this summer solstice season it is very interesting to compare performance of the different modes
Special thanks to DL0AO team, as they run decoders in ALL this modes. So it is possible to compare them

This are the results of last night shorted by distance and filtered by unique monitor stations



FST4W-1800 shows as the best mode for long distances, but the 900 variant is quite close. See the results at SV8RV (2x1800 and 1x900)
M0LMH is monitoring 900 and 1800 mode. Wsprrnet sometimes reports it as Mode2 and others Mode15. But I transmit 900 at 30 minutes pass the hour
DL0AO decodes FST4W at 1800, 900 and 120. But also at WSPR2. But I must say that WSPR2 and 120 frames are transmitted more than once
every hour. This modes are transmitted from minute 50 to 59 at a rate of 3x120 and 2xWSPR2. So, they have more chances to be decoded
DF6NM got 3 decodes at 1800,  but Markus is only decoding that mode
OE9GHV seems to be decoding just WSPR2. Only one decode
HB9TMC is reported as decoding mode 1800, but he is also decoding mode 900 with the same callsign. That's why he got 9 reports over night
when nights now don't provide 9 hours of good conditions in LF

I plan to keep the beacon as long as possible. And may be increasing power a bit. But actually the low power and great gain of the 90m vertical
makes an outstanding combination. Other option is to combine Tx with Rx periods. That would need sacrifiying mode 1800 and use 900/300/120/WSPR2
Or just do it reverse:Tx just at 1800

Make your bets ;-)

73 de Luis
EA5DOM


По сей тематике давайте писать здесь.
Чтобы не терялось в недрах темы "Сегодня в эфире".

Забавно, что как с историей с изобретением телефона, например, два человека не сговариваясь стали заниматься таким делом одновременно!
Стало бы, пришло время подобных технических решений.
Ноосфера, о которой писал В.И. Вернадский - все же существует!

Для такого дела - неплохо бы и сеть приемников иметь 24/7 для приема сигналов этих маяков.

--_ _ _  _ _ _ --  --_   _   _-_  _--  _ _ _-- _- -_ _ -_ _ _

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #1 : 30 Июнь 2021, 18:52:08 »
Роман, спасибо за создание темы.
Сегодня наконец завершил работы по "постройке" автоматического радиомаяка на даче. Трудился почти две недели, делая каждый день какой-нибудь небольшой шаг к цели. Впервые за последние несколько лет пришлось выполнить весь комплекс мероприятий: установка антенны, делание заземления, изготовление удлиняющей катушки и ее подгонка к антенне, установка солнечной батареи, объединение всего в комплекс. Дел оказалось больше, чем представлялось в начале.
Сердцем радиомаяка является небольшой блок, содержащий в себе синтезатор с зашитой в него циклограммой работы, усилитель мощности и плату автоматики.
УМ собран по схеме VE7SL: https://qsl.net/ve7sl/2200mtx.html на транзисторе IRF540. Ток потребления УМ получился 2,5 А при питании 12,6 В (от аккумулятора), можно ожидать мощности 20-25 Вт.

Блок автоматики, схема которого во вложении, собран на транзисторах и реле, без применения микроконтроллеров. Задачи автоматики и логика его работы:
- при наличии напряжения от солнечной батареи осуществлять подзарядку аккумулятора, ограничивая подаваемое на него напряжение величиной не более 15 В (солнечная батарея выдает на выход до 21 В).
- когда наступает ночь (перестает поступать напряжение от солнечной батареи) подать питание на синтезатор и УМ, если аккумулятор заряжен Uакк > 12.6 В
- ограничивать степень разряда аккумулятора. Если напряжение на нем падает до 11,8 В - выключить питание УМ и синтезатора.
- при наступлении утра (от СБ появилось напряжение) прекратить передачу и начать зарядку аккумулятора.

Таким образом, радиомаяк, если за день аккумулятор успел зарядиться, будет включаться каждую ночь. Зимой, когда дни коротки и солнце низко, возможно, выходы в эфир будут более редкими.


Антенна - штырь высотой 10 метров с емкостной "зонтичной" нагрузкой - один луч более длинный 15 м и два лучика по 2 метра. Не много, конечно. Емкость антенны составила 200 пФ. В нижней части штыря стоит опорный изолятор.
Большую трудность составило изготовление подходящей удлиняющей катушки 6,6 мГн - конструкция должна выдерживать круглогодичную работу. У меня получилось сделать ее из трех полиуретановых ведер. Верхнее ведро меньшего размера и использовано в качестве грубого вариометра. Был найден резонанс и ведро зафиксировано в этом положении. Пока что для подстройки ничего не применяется, так как резонанс при имеющемся заземлении не слишком острый. Впоследствии, при необходимости, попробую сделать малый дополнительный автоматический вариометр. Вся конструкция помещена в пластиковую душевую бочку.
Сигнал от передатчика подается в антенную систему через возбуждающую катушку, установленную внутри одного из ведер, на фото она рыжего цвета.

Питание предусмотрено от аккумулятора 17 Ah, потом, может быть, поставлю автомобильный аккумулятор.
Вся аппаратура размещена в деревянном сарае.

Режимы работы маяка: OP-32 и DFCW-120. Цикл передачи равен одному часу.

Может быть в перспективе будет добавлен интеллектуальный блок с GPS, управлением через СМС и тому подобным сервисом. Тогда,с появлением точного времени, добавятся и "синхронные" режимы WSPR и FST4W.

Да, еще у нынешнего релейного блока автоматики есть вход блокировки, запрещающий включение передатчика. Наверное, он будет использован совместно с датчиком дождя, чтобы не передавать в сырую погоду. Пока что думаю как это лучше сделать (да и стоит ли).

Напряжение на антенне при мощности 20-30 Вт не такое уж страшное, несколько сотен вольт. Неонка горит сантиметров в 20-30. Изоляторы оттяжек - керамика, так что особенно опасаться ВЧ-пробоев не приходится. Правда опорный изолятор - текстолитовый. Я его несколько защитил от осадков "юбочкой" из пластиковой бутыли 5 литров.

Вот такой получился радиомаяк. Не думаю, что его будет видно далеко, разве что зимой. Но московский регион он покрывает, на дальности 60 км он принимается моим граббером.

Разумеется, рапорты радостно приветствуются!
« Последнее редактирование: 30 Июнь 2021, 21:16:57 от rn3aus »

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #2 : 30 Июнь 2021, 18:53:46 »
Вид "радиошека" в буквальном смысле :)

Солнечная батарея 100 Вт - ФСМ100П
« Последнее редактирование: 30 Июнь 2021, 18:56:21 от rn3aus »

Оффлайн r2bas

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2531
  • ex rn3agc
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #3 : 01 Июль 2021, 17:33:16 »
Большая работа проделана. Будем принимать. По зиме тыщи на две км сигнал точно улетит.
По поводу "грубого вариометра" - точно такое же решение пришло ко мне на днях, когда сидел и смотрел на несколько новых пластиковых ведёрок, приготовленных для тех же целей :) Александр, несколько смутил цвет твоих вёдер. На моих старых белых вёдрах изначально были надписи чёрной краской. Не так много, но были. Довольно быстро обнаружил прогары на краске. Соседние витки, проходящие поверх надписей, прошивало. Пришлось тогда убирать обмотку и удалять надписи. Не знаю, за счёт чего у краски чёрный цвет, может, угольная основа какая-то. С другой стороны, мощность у тебя небольшая, может, цвет вёдер и никак не повлияет. Скажи, пожалуйста, какое сечение или диаметр провода на вёдрах. И вообще, какой провод применяется во всех твоих катушках. Я всегда использовал одножильный жёсткий сечением полтора квадрата, но чувствую, можно применить и потоньше.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #4 : 01 Июль 2021, 21:27:14 »
Андрей, честно говоря меня тоже смущал цвет ведер. Купил их на строительном рынке, так и называется "ведро строительное". Написано полиуретановое. Померял тестером на Мегомах - вроде не проводит. Скрепя сердце, намотал обмотки. В процессе подгонки к резонансу несколько раз включал усилитель на 200-300 Ватт - вроде ничего плохого не произошло.
Провод у меня получился комбинированный. Два верхних ведра намотаны одножильным алюминиевым проводом 2,5 квадрата. Получилась индуктивность каждого ведра всего лишь 0.8 мГн. Сопротивление порядка 1 Ома.
Поэтому основную индуктивность дает нижнее ведро, намотанное медным сдвоенным витым проводом, так называемой "кроссировкой". Своего рода литцендрат из двух изолированных жилок :)  Толщина жилки небольшая, наверное 0,5 мм. Индуктивность катушки 3 мГн, сопротивление 3-4 Ома.
Конечно хотелось бы сделать возможность оперативной подстройки индуктивности вариометра, но первая попытка, когда малое ведро выдвигалось из большой с помощью винта, провалилась - общая индуктивность оказалась слишком большой, не хватило перестройки. Пришлось ведерко поворачивать, а как сделать такой подвес с возможностью регулировки - не нашел удачного решения.

Оффлайн r2bas

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2531
  • ex rn3agc
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #5 : 02 Июль 2021, 00:03:13 »
Понял, Александр, спасибо! У меня сейчас нижние витков десять тоже типа твоей кроссировки, только самодельной, сделанной из КСПВ 10х0.5, по две жилы скручены вручную. Работает, не греется. До этого там стояли пары от UTP-кабеля, сгнили за зиму.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #6 : 02 Июль 2021, 11:50:15 »
Миновала ночь полностью самостоятельной работы радиомаяка на свою собственную антенну.
Было несколько волнительно - а вдруг что-то не так и сигнал будет совсем слабый? Вдруг что-то собьется и застопорится?
В сумерках маяк самостоятельно включился. Неонка светится в 30-40 сантиметрах от антенны и катушки. Сигнал успешно принят и у меня на граббере и, что особенно приятно, у Андрея R2BAS в 114 км от маяка!
В приложении скриншот от Андрея - как говорят астрономы "первый свет" радиомаяка.
В Опере также пришли споты:
2021-07-02 00:01:01   RN3AUS   KO85HA   RN3AUS   KO85fn   61   136   -39   137532.6 Op32_deepsearch_~39dB
2021-07-01 23:57:07   RN3AUS   KO85HA   R2BAS   KO85sv   113   136   -37   137533.4 Op32_//_~37dB
2021-07-01 22:51:49   RN3AUS   KO85HA   R2BAS   KO85sv   113   136   -39   137533.4 Op32_/_~39dB
2021-07-01 21:46:26   RN3AUS   KO85HA   R2BAS   KO85sv   113   136   -40   137533.4 Op32_/_~40dB
2021-07-01 20:41:09   RN3AUS   KO85HA   RN3AUS   KO85fn   61   136   -38   137532.6 Op32_/_~38dB
2021-07-01 20:41:07   RN3AUS   KO85HA   R2BAS   KO85sv   113   136   -39   137533.4 Op32_/_~39dB
2021-07-01 19:35:46   RN3AUS   KO85HA   RN3AUS   KO85fn   61   136   -37   137532.7 Op32_/_~37dB

Конечно, сигнал не сильный, но он есть! Однако давно я не испытывал такого радостного волнения.

Оцениваю излучаемую мощность величиной порядка 0,5...0,6 мВт.
(Hэфф=6...7 м, Ia=0,1...0,2 A, ERP=H^2 * I^2 /1670 ~= 40 * 0.025 /1670 = 0.58 мВт)

PS Немножко неправильно составил циклограмму, сигнал съехал со 137775,5 на полгерца вниз. Надеюсь сегодня поправлю.

Оффлайн r2bas

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2531
  • ex rn3agc
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #7 : 02 Июль 2021, 15:08:12 »
Александр, поздравляю с успешным началом миссии нового "Лунохода"!
Таки значит и правда 114 км, а то я совсем в твоих QTH'ах совместно с QRB'ями запутался :)
По Опере: deepsearch тут отключен, не лежит к нему душа, так что от меня будут только "настоящие" декоды.

Оффлайн rw3adb

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 5933
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #8 : 03 Июль 2021, 15:48:43 »
Роман, спасибо за создание темы.

Всячески, Александр!
Скрепя сердце создал сам, ибо то я есть у инторнэтов, то меня может и неделю не быть..
А тут как-то Вы с Луисом не сговариваясь занялись таким делом...

С почином тебя в таком начинании!

Такая короткая ант - на нее сильно будет влиять погода.
Даже у 100м антенн - летом одна настройка, зимой- другая.
Потом еще - ведерки то как-то закрепил? А то ведь и ветра бывают...
Надеюсь, что "деятели" не приложат там руки...

У меня при таких помехах - принять твои 20 Вт - это вообще без шансов -(
Но вдруг, случатся какие чудеса?
Мы же помним, как АДФ было на 21 Вт зимой видно в Германии и Англии!
Так что - шанс есть!


--_ _ _  _ _ _ --  --_   _   _-_  _--  _ _ _-- _- -_ _ -_ _ _

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #9 : 03 Июль 2021, 21:21:34 »
летом одна настройка, зимой- другая.
Потом еще - ведерки то как-то закрепил?
Закрепил резьбовой шпилькой и болтиком, прочно. Как регулировать - пока не знаю как лучше сделать, но уже чувствуется, что придется.

Оффлайн EW8HP

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 329
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #10 : 04 Июль 2021, 21:07:04 »
Хороший проект..) Поздравляю с успехом ! Игорь EW8RD тоже предлагал собрать автономный маяк. Расположить его в лесу. Антенна должна была быть - лежащий на земле диполь с плечом 150 метров. Я забраковал эту идею по простым причинам - как переживёт зиму аккумулятор (они не любят холода ниже нуля) и как будут работать зимой солнечные панели если на них соберётся снег ,пыль, грязь. Также нежелательно применять электролиты в схемах где есть минусовые температуры - падает его ёмкость и возрастает ESR. Применительно Вашей схемотехники - я бы добавил резисторы в эмиттеры транзисторов отвечающих за работу автоматики включения/отключения УМ и синтеза. Они введут ООС по постоянному току и стабилизируют режим работы транзистора. Тем самым снизят влияние перепадов температуры лето/зима день/ночь на режим работы транзистора и пороги срабатывания автоматики. Примерные значения резисторов -1 кОм, исходя из тока коллектора в открытом состоянии 2 мА. Если Ik больший - то резистор надо брать меньшего значения.

Оффлайн GM

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 303
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #11 : 05 Июль 2021, 11:43:33 »
Александр, шикарно! Я впечатлён!

Выскажу несколько идей, чтобы проект стал лучше.

1) Вместо ограничителя напряжения заряда стоит поставить шим-контроллер с поиском точки максимальной мощности. Объясню почему нужен контроллер. СБ может дать и даёт днём при нормальном солнце порядка 100 Вт, т.е. 100Вт/20В=5А как минимум. Но напряжение будет гораздо выше 14.3В (максимум для аккума) и ограничитель отрубит СБ от зарядки. Заряжаться аккумулятор будет только в утренние и вечерние часы, когда Uсб~15В, а времени не хватит, поскольку для полной зарядки нужно порядка 17Ачас/1.7=10 часов.

2) Пяти ампер должно хватить и на зарядку и на питание УМ, так что маяк сможет работать круглосуточно.

3) Количество реле можно уменьшить, например, убрать датчик ночи и объединить два "логических" сигнала на одном реле. Или вообще все реле убрать и поставить фотовольтаический изолятор PVI5033R с полевым транзистором, очень хорошее реле получается, знаете ли.

4) Зимой надо аккум подогревать, иначе 50%+ мощи улетит в трубу. По своему опыту скажу, что для подогрева требуется порядка 10% емкости аккума, если Т~-20 градусов. В моём случае в одном изделии была одна СБ 250 Вт и два аккумулятора по 100Ач каждый и работали они круглый год без всякого обслуживания. Были, правда случаи, когда в конце зимы (в мае?) приходил голодный медведь и когтями пробивал 2мм стальной контейнер и рвал провода, но это форс-мажор.

В общем, напрашивается применение микроконтроллера :-). MPTT вам скорее всего не понадобится, но правильно заряжать аккумулятор нужно хотя бы для того, чтобы увеличить его время жизни (2-3 года).
Зачем нам бумеранг? У нас грабли есть!

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3287
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #12 : 05 Июль 2021, 15:14:25 »
Приветствую, Джордж!
Спасибо за хороший отзыв.
МК обязательно появится в следующей версии маяка, так как хочется еще иметь канал управления по СМС и какую-то телеметрию. Тогда на этот МК возложим и функции управления зарядом АКБ и подогревом.

Сейчас реализован простейший ШИМ на VT2-P1: обратите внимание, датчик напряжения измеряет его на АКБ, а не на солнечной батарее . (неудачно выразился. Точнее сказать, предполагается, что аккумулятор, отбирая ток от СБ, пока он не совсем заряжен, не дает напряжению возрасти выше 14-15 Вольт. Возможно тут я не совсем правильно себе представляю, как нужно заряжать АКБ).
Процесс заряда выглядит так: с утра несколько часов аккумулятор питается полным током, что может дать солнечная батарея. Напряжение на нем постепенно возрастает с 12 до примерно 14 В. Затем начинаются периодические срабатывания реле, так что идет уже пульсирующий поддерживающий заряд - то включится, то выключится. Когда реле сработало и отключило солнечную батарею, напряжение на АКБ за некоторое время снижается до примерно 12,8-13 В, и тогда снова реле подключает к нему СБ. Вечером пульсации прекращаются. Последнее время что-то стал замечать, что реле Р1 долго не отпускает при медленном снижении напряжения АКБ  (залипает якорь что ли? - стукнешь по нему слегка, тогда отпускает). Наверное, нужно в базовую цепь поставить последовательно с R9 диод, чтобы базовый ток транзистора VT2 резче отсекался. И может быть переставить резистор R12 из эмиттерной наоборот в коллекторную цепь. Попробую это на днях.

Ток 5А, развиваемый СБ днем, конечно, великоват для 17 Ач, тут нужен уже автомобильный Акк. Но вроде эти гелевые аккумуляторы от бесперебойников позволяют заряжаться несколько форсированно?

Но это так, к слову. Конечно, схемотехника здесь применена самая простая и из бросовых деталей, что были; делалось года четыре назад.
 
А как лучше было бы реализовать работу ШИМ для более правильного заряда АКБ?

Вот зима меня тоже тревожит. Мало света, холодно. Ожидаю дефицита тока заряда, так что может быть и не каждую ночь маяк сможет включаться.
Как лучше организовать подогрев аккумулятора? Делать это постоянно, или только когда он отдает ток передатчику? Или и при заряде тоже греть?

То EW8HP: спасибо за совет!  Не знаю как электролиты покажут себя в мороз. Если уменьшится только их емкость,  то это еще не страшно, так как они нужны лишь для исключения слишком быстрой реакции датчиков на внешние события, дребезга. Посмотрим что будет...

Вот еще, друзья, вопрос: нет ли еще способа подстройки индуктивности удлиняющей катушки кроме как вращением вариометра в ней? Может быть вводить сердечник из алюминия или наоборот феррита или даже короткозамкнутый виток? Или даже иметь внутри ведра специальную небольшую катушку с возможностью закорачивать в ней  то или иное количество витков - при этом индуктивность всей системы должна уменьшаться. Может быть есть еще какие-нибудь более "изящные" способы?
« Последнее редактирование: 05 Июль 2021, 15:23:41 от rn3aus »

Оффлайн r2bas

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2531
  • ex rn3agc
    • Просмотр профиля
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #13 : 05 Июль 2021, 15:57:53 »
Вот еще, друзья, вопрос: нет ли еще способа подстройки индуктивности удлиняющей катушки кроме как вращением вариометра в ней? Может быть вводить сердечник из алюминия или наоборот феррита или даже короткозамкнутый виток? Или даже иметь внутри ведра специальную небольшую катушку с возможностью закорачивать в ней  то или иное количество витков - при этом индуктивность всей системы должна уменьшаться. Может быть есть еще какие-нибудь более "изящные" способы?

А, может, КПЕ как-то внедрить? На такой мощности, наверное, это возможно.

Оффлайн Р6ЛДД

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2483
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Автоматические радиомаяки
« Ответ #14 : 05 Июль 2021, 16:13:35 »
Может по пути предков  пойти?
Соответственно ведра разного диаметра.
Монструозно правда будет.:)
Per aspera ad astra.