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Articolo pubblicato su ._. ._. Radio Rivista 3-2021 a pagina 53
Paolo Carrer IU3KPJ
E-mail: paolo.carrer@libero.it
La mia idea per non continuare a chiamare, chiamare, chiamare...
In questi giorni di permanenza in casa c'è l'occasione di dedicarsi maggiormente alle proprie attività di svago, riordinando il proprio laboratorio, portando a termine dei lavori in sospeso o intraprendendo nuovi progetti.
Da tempo ne avevo uno in mente che è quello che presento in questo articolo. Fresco di patente, ho da poco iniziato a partecipare ai vari Contest sia in gruppo con gli amici della mia Sezione di Treviso che individualmente dalla mia stazione di casa. Subito mi sono reso conto che avere un registratore per mandare ripetutamente le chiamate aiuta molto a risparmiare energie per concentrarsi poi sulla fase del QSO, spesso in condizioni al limite della comprensibilità, per questo già da tempo avevo in mente questo progetto di registratore.
Potrei dotarmi di un moderno apparato che incorpora già questa funzione, direte, oppure usare un PC. Certo, ma io per il momento preferisco divertirmi con radio di una certa età, riparandole, mettendole a punto e dotandole di accessori di mia costruzione. Dispongo infatti di apparati dipo TS-440S, IC-201, IC-451, lineari valvolari, ecc... tutti recuperati con pochi soldi o avuti in dono non funzionanti e che ora uso abitualmente.
Riordinando un po' il "magazzino" mi è venuto in mano un microfono da tavolo Zetagi MB+5 donatomi tempo fa dall'amico I3OPV, smontato, incompleto e un po' malmesso ma con una solida struttura metallica dalla linea di mio gradimento. Dopo aver verificato il corretto funzionamento della capsula ceramica e del circuito preamplificatore, ho deciso di adottarlo per il progetto ed ecco quindi che in questi giorni ho rispolverato il vecchio bromografo a riposo da diverso tempo causa il lusso dei PCB a basso costo dei produttori orientali.
Il circuito si compone di due integrati: un registratore allo stato solido ISD1820 e un minuscolo microcontrollore PIC12F629 della Microchip.
Partendo a descrivere dal primo dispositivo, per chi non lo conoscesse posso dire che offre una capienza di registrazione fino a 20 secondi, regolabile tramite il valore della resistenza R1 connessa al pin 10 (ROSC). Per ottenere tale durata è necessaria una resistenza di 200 Kohm che determina una frequenza di campionamento pari a 3,2 KHz, tuttavia per l'utilizzo che ne faccio è sufficiente una capienza inferiore che ho impostato a 12 secondi tramite una resistenza R1 da 120 Kohm. Così facendo migliora anche la qualità della registrazione grazie a un campionamento a 5,3 KHz
Dal punto di vista circuitale posso dire che il segnale da registrare l'ho prelevato alla fine dello stadio preamplificatore del microfono da tavolo, prima del controllo tono e volume. Il trimmer di ingresso P2 non è fondamentale, serve solo in caso si abbiano a disposizione livelli molto alti che potrebbero saturare l'ingresso del registratore; in questo circuito si può impostare a circa metà corsa o anche meno, poi il controllo automatico di guadagno interno all'ISD1820 ottimizzerà il segnale per gli stadi successivi.
All'uscita del chip è presente un minuscolo altoparlante da 16 ohm per ascoltare la registrazione (eventualmente escludibile aggiungendo un interruttore) e una rete di prelievo del segnale da inviare al trasmettitore tramite il trimmer P1, da regolare per avere una modulazione ottimale ed equalizzata al livello di uscita del microfono da tavolo.
Per concludere la descrizione di questo chip non resta che guardare l'interfaccia di controllo. Essa si compone di quattro segnali: REC, PLAYE, PLAYL e RECLED; Il primo serve per avviare la registrazione applicando un livello logico alto (5V) e mantenendolo per la durata di registrazione richiesta (entro la capienza massima del chip). Tale funzione è gestita direttamente dal PIC.
Il secondo, PLAYE, serve ad avviare la riproduzione tramite un impulso di breve durata. Ho collegato questo ingresso ad un pulsante indipendente in modo che sia possibile ascoltare il messaggio registrato senza mandare in trasmissione la radio. Basterà infatti premere tale pulsante di ascolto e anche rilasciandolo il messaggio verrà riprodotto fino alla fine.
Il terzo ingresso, PLAYL, serve per avviare la riproduzione che avrà luogo finché tale ingresso è mantenuto a livello logico alto. Ponendolo a zero la riproduzione si ferma immediatamente. Tale funzione è gestita dal PIC.
L'ultimo segnale RECLED è un'uscita e ha una doppia funzione: in registrazione accende il led di stato per informare della registrazione in corso. Questa condizione è monitorata dal PIC per capire se la capienza della memoria audio è esaurita.
In riproduzione fornisce invece un breve livello logico zero quando il messaggio riprodotto è giunto al termine, e questo segnale è usato dal PIC per gestire le proprie funzioni.
Passando alla descrizione del PIC, a livello circuitale non c'è molto da dire poiché è tutto gestito tramite programma. Questo microcontrollore a 8 pin dispone di un oscillatore interno a 4 MHz, cosa che rende possibile avere 6 linee generiche di ingresso/uscita, più che sufficienti per questo utilizzo.
I pin sono assegnati in questo modo:
GP0: Pin impostato come ingresso con resistenza interna di Pull-UP. Riceve il comando dal pulsante PTT del microfono da tavolo. Io ho usato il contatto NC del pulsante.
GP1: Pin sia di uscita che di ingresso con resistenza interna di Pull-Up. Quando è configurato come uscita serve ad accendere il led di stato per informare l'utilizzatore sui vari stati di funzionamento descritti in seguito. Quando è configurato come ingresso monitora tramite D1 la condizione di memoria esaurita in fase di registrazione del messaggio vocale o di messaggio terminato in fase di riproduzione.
GP2: Pin impostato come uscita, pilota il pin di registrazione dell' ISD1820
GP3: unico pin del PIC ad essere esclusivamente un ingresso senza resistenza interna di Pull-Up. Per questo motivo l'ho destinato al pulsante di controllo per gestire le varie funzioni.
GP4: Pin impostato come uscita, pilota il pin di riproduzione dell' ISD1820
GP5: Pin impostato come uscita, pilota il transistor Q1 per inviare il PTT alla radio.
A livello di programma il circuito ha due diverse modalità di funzionamento, una automatica e una manuale. Quest'ultima è quella attiva all'accensione del circuito.
Nella modalità manuale Il pulsante PTT funziona in maniera classica come un normale microfono da tavolo. Per inviare un singolo messaggio di chiamata è sufficiente premere brevemente il pulsante di controllo. Il messaggio partirà in trasmissione e, una volta terminato, il dispositivo resterà in attesa di altri comandi. Premendo il pulsante (o anche il PTT) a riproduzione in corso questa si interrompe.
Nella modalità automatica il messaggio di chiamata viene continuamente inviato ad intervalli di cinque secondi, tempo comunque impostabile a piacere. La sequenza si può interrompere in qualsiasi momento premendo brevemente il pulsante di controllo, oppure direttamente il PTT se si deve parlare in risposta ad un corrispondente. A seguito dell'interruzione il dispositivo passa in modalità manuale.
Per passare dalla modalità manuale a quella automatica si mantiene premuto il pulsante di controllo per almeno due secondi. Trascorso tale intervallo, il led di stato si accenderà confermando l'attivazione del modo automatico. Rilasciando il pulsante verrà inviata la chiamata, al termine della quale il led di stato inizierà a lampeggiare per indicare l'attività del temporizzatore, dopodiché trascorso il tempo impostato partirà una ulteriore chiamata e così via finché non verrà disattivata la modalità automatica premendo il pulsante di controllo o il PTT.
Per registrare un nuovo messaggio vocale si dovrà premere il pulsante di controllo per almeno 8 secondi consecutivi. Dopo tale intervallo il led di stato inizierà a lampeggiare velocemente. Se entro 10 secondi non si rilascerà il pulsante di controllo, il processo di registrazione sarà interrotto senza alterare la precedente registrazione.
Rilasciando invece in tempo utile il pulsante di controllo si potrà iniziare la registrazione premendo entro 10 secondi il tasto PTT. Il led di stato si accenderà in modo fisso e si potrà iniziare a parlare. Il PTT andrà mantenuto premuto per tutta la durata della registrazione e la radio non sarà messa in trasmissione. Al termine della registrazione, rilasciando il PTT o al riempimento di tutta la memoria, partirà in automatico l'ascolto di quanto registrato, sempre senza mandare in TX la radio.
Per impostare il tempo di intervallo fra una chiamata e la successiva nella modalità automatica occorre mantenere premuto il pultante di controllo mentre si accende il circuito (o la radio che lo alimenta tramite il connettore microfonico). Dopo circa due secondi dall'accensione il led di stato emetterà una breve serie di lampeggi veloci, terminati i quali sarà possibile, sempre mantenendo premuto il pulsante di controllo, impostare il tempo in secondi tramite varie pressioni del PTT. Ad ogni colpo di PTT il led di stato si accenderà brevemente confermando che l'incremento di un secondo è stato effettuato. Premere il PTT tante volte quanti sono i secondi che si desidera impostare, dopodiché rilasciare il pulsante di controllo. Una breve serie di lampeggi veloci confermerà che il valore è stato memorizzato e il programma proseguirà verso il normale ciclo di gestione delle funzioni. Grazie alla EEPROM interna del PIC il tempo così impostato sarà poi mantenuto per tutte le successive volte, finché non si imposterà un nuovo valore.
Dal punto di vista della costruzione meccanica ho disegnato il circuito stampato in modo da utilizzare la maggior parte dello spazio vuoto all'interno della base del microfono, ancorando il mio circuito tramite dei punti di massa sul bordo del circuito originale e tramite una vite già presente.
Così facendo ho dovuto impegnare anche lo spazio destinato alla batteria, di conseguenza sarà necessario utilizzare un piccolo alimentatore esterno da 9V, oppure prelevare l'alimentazione dal connettore microfonico della radio se presente.
Naturalmente il circuito potrà essere realizzato adattandolo alla forma di qualsiasi altro microfono, o, in mancanza di spazio, realizzato a sé stante in un contenitore da interporre fra microfono e radio.
Per il resto ho utilizzato tutti materiali già in mio possesso, sia nuovi che di recupero.
Il circuito stampato è a doppia faccia e una volta inciso servirà effettuare solo alcuni ponticelli fra il lato inferiore e il lato superiore, il resto dei collegamenti fra sopra e sotto si fanno direttamente con i reofori dei componenti saldandoli su entrambe le facce.
Il PIC andrà programmato tramite l'apposito connettore strip a cui collegare l'interfaccia (PicKit 2) e chi fosse impossibilitato a farlo può contattarmi per trovare una soluzione. Resto comunque a disposizione di chiunque fosse interessato a ricevere il file .hex da memorizzare nel PIC oltre che il listato commentato del programma in PicBasic e i files di schema e PCB. In ogni caso chi realizza questo progetto lo fa da radioamatore responsabile, assumendosi i rischi che ogni realizzazione in proprio comporta.
Inoltre, come tutte le realizzazioni sperimentali, anche questa si presta a modifiche e miglioramenti. Una ad esempio potrebbe essere quella di interporre fra l'uscita del registratore e l'ingresso Mic della radio un trasformatore separatore nel caso la modulazione non fosse di qualità o se fosse soggetta a distorsioni.
Grazie a tutti per l'attenzione e a risentirci per radio.
