Puesta en marcha
Esta es, quizá, la parte más complicada y aburrida del proyecto. Hay que configurar el módulo con una serie de parámetros, algunos bastante crípticos. Lo que documento a continuación sirve para la versión de firmware V3.12A
El sistema tiene una memoria EEPROM de 1024 bytes para guardar la configuración, mensajes, etc. Al encenderlo, si todo está configurado correctamente, empezará el proceso de transmisión. Si todavía está sin configurar aparecerá el mensaje “
Diagnostic Mode”. Al primer arranque tendrá solo algunos parámetros por defecto y será necesario configurar los parámetros necesarios.
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| Configurando el Ultimate3S |
Solo tenemos dos botones para configurar todas las opciones. Y hay 31 parámetros para configurar. No es difícil, es relativamente intuitivo. La configuración empieza pulsando el botón izquierdo, que sirve, además, para ir recorriendo todos los parámetros a poner. Con el botón derecho editamos el parámetro seleccionado. Al finalizar la configuración, aparece el mensaje “Right button to start!”. Pulsamos el botón derecho y pasamos al proceso de transmisión
Tenemos tres tipos de menú:
- Alfanumérico, por ejemplo, el indicativo
- Numérico, por ejemplo, la frecuencia de transmisión
- Lista, por ejemplo, elegir el modo de transmisión
En caso de menú de lista, con el botón derecho vamos recorriendo la lista de opciones que te propone el sistema. Cuando tenemos la elegida, pulsamos el botón izquierdo
Para el menú numérico, con el botón derecho vamos recorriendo los números de 0 a 9 cíclicamente. Cuando tenemos el número elegido, pulsando el botón izquierdo queda seleccionado y pasamos al siguiente carácter a editar. Cuando hemos puesto todos los números, el botón izquierdo guarda los datos y pasa al menú siguiente.
En lo menús alfanuméricos el funcionamiento es el mismo que el numérico, pero ahora tenemos todas las letras y algunos caracteres específicos. Estos son todos los caracteres que encontraremos:
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| Caracteres posibles en la pantalla del Ultimate3S |
Como ves, hay algunos caracteres especiales:
Inserta un carácter en medio. Al pulsar el botón izquierdo sobre este carácter, todos los caracteres que tengamos a la derecha se corren un puesto y dejan un carácter nuevo en el lugar elegido.
Borrado, al pulsar el botón izquierdo, borramos el carácter que tengamos a la izquierda.
Borrar todo, al pulsar el botón izquierdo borra TODOS los caracteres que tengamos en pantalla.
Enter. Valida todos los caracteres que hay a la izquierda. Deshecha todos los caracteres a la derecha. Es necesario usarlo, por ejemplo, para guardar el indicativo.
Al acabar de configurar un menú, el sistema lo valida si sus parámetros son correctos. Pero al terminar el proceso de configuración puede ocurrir que algunos parámetros, aunque dentro del menú singular sean válidos, en la configuración general no lo sean. En este último caso, al finalizar el proceso nos dará un mensaje de error indicando qué parámetro no es válido. Deberemos entrar de nuevo en la configuración y poner el valor adecuado.
Hay que explicar que, dependiendo de la configuración total, algunos parámetros no serán relevantes. Esto depende del modo de transmisión elegido y del hardware concreto.
La configuración va recorriendo un buen montón de pantallas. No es necesario configurarlas todas para el modo WSPR. Yo solo voy a describir las pantallas que he configurado.
Parámetros configurados en mi montaje
Añado una tabla con todos los parámetros que tengo configurados en mi sistema:
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| Los parámetros que tengo configurados |
Como he comentado, mi configuración es para trabajar en modo WSPR en una sola banda, la de 15 metros. La primera columna indica el nombre de la pantalla de configuración. En "Valores 1ª línea" están los parámetros que tengo configurados en mi proyecto. Algunas pantallas usan dos líneas. En este caso, los valores están en "Valores 2ª línea". En la tercera columna indica si el parámetro es relevante para una configuración en modo WSPR. Hay parámetros que son necesarios para otros modos de transmisión, pero cuyo valor no influye en el modo WSPR. En estos casos pongo un "NO"
Configurar parámetros
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| No es mi pantalla |
Esta es la primera pantalla de configuración. En ella se configura el modo y frecuencia de transmisión. Por defecto, podemos configurar tres modos diferentes rotatorios. Esto puede usarse en combinación con el módulo opcional de filtro paso bajo conmutado por relés para secuencialmente, ir transmitiendo en distintas bandas y modos. Permite muchas combinaciones de modos. Cambiando algún parámetro, podemos configurar hasta 16 modos distintos.
Primera línea
0] Número de modo. Podríamos decir el índice de configuraciones. Es un carácter hexadecimal, por tanto, puede ir entre 0 y F, es decir, entre 0 y 16 en decimal.
1 Banda. Este valor puede ir entre 0 y 5 y selecciona uno de los seis relés del conmutador de filtros paso-bajo con relés. Solo tiene sentido si incluyes el módulo relay-switched LPF extension kit. En otro caso no se tiene en cuenta este valor.
010,140,200 Frecuencia de transmisión. En este caso el centro de la banda de transmisión en modo WSPR en la banda de 30 metros.
Segunda línea
Modo de transmisión
23 Potencia en dbm. Decibelios sobre milivatio. 23 dbm son 200 milivatios. Los valores permitidos son 00, 03, 07, 10, 13, 17… etc. dBm hasta 57. Otros valores darán error. Este es un parámetro que se envía en las tramas WSPR y el valor se toma de aquí.
3 Salida auxiliar para ampliaciones. Esta línea auxiliar aparece en las patillas D4 a D7 de la pantalla LCD. Puedes usarlas para controlar relés que conmuten atenuadores o antenas. Hay documentación para su uso. Yo tengo el valor en "1".
Habilitar y deshabilitar modos
Cada pantalla de “modo” puede ser habilitada o deshabilitada. Al arrancar están todas deshabilitadas. El modo está deshabilitado si en los espacios en blanco hay una raya horizontal que los cruza. Si el espacio en blanco está vacío, entonces el modo está activo. El modo de la pantalla de arriba está activo.
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| Modo desactivado |
Es decir, puedes tener diversas configuraciones de modos, pero puede estar habilitado solo uno de ellos.
Solo voy a describir las configuraciones necesarias para transmitir en modo WSPR. Hay muchos modos de transmisión y muy distintos parámetros a configurar: mensaje, velocidad de transmisión, etc. No me voy a parar en ellos. Si no los usas, no importa qué parámetro tengas.
Call
Indicativo. Aquí, en modo WSPR es necesario poner tu indicativo. En modo WSPR el indicativo tiene bastantes restricciones: entre 4 y 6 caracteres; solo valen caracteres entre A y Z y entre 0 y 9. Es una restricción del protocolo. Bueno…. Se puede usar el modo WSPR extendido, pero mejor no complicarse demasiado la vida.
Importante: no puedes dejar espacios en blanco en el indicativo. Después del último carácter, debes poner un símbolo “Enter”
Locator Autodescriptivo. Aquí puedes poner el locator de tu posición. Pero no es necesario poner nada si usas el módulo GPS, puesto que transmitirá el locator que calcula. Tenemos otra restricción interesante. El protocolo WSPR normal no permite más que cuatro caracteres. Puedes poner más caracteres, pero solo transmitirá los cuatro primeros. En los reportes de WSPRnet verás el locator de casi todos con seis caracteres. Es muy sencillo. Si te das de alta en esta web, uno de los datos que aportas es tu locator con seis caracteres. La web interpreta que, si los cuatro primeros caracteres que recibe coinciden con los que diste, el locator es el mismo. Claro que esto también cambia si usas WSPR extendido.
Cuando llegues a esta pantalla, mejor no toques nada. Déjalo como está. Bueno…. Vamos a explicarla.
XW Modo WSPR extendido. El valor por defecto es 0. Si le pones un 1, pasas al modo WSPR extendido. Esto tiene la ventaja de que puedes usar un indicativo con prefijo o con sufijo, no con los dos. Y puedes poner hasta seis caracteres en el parámetro Locator.
Pero…. Tiene sus inconvenientes. Una trama WSPR extendida requiere transmitir dos tramas seguidas de dos minutos cada una. Es decir, cuatro minutos. Y el receptor debe recibir las dos tramas, teniendo en cuenta que el indicativo solo se transmite en la primera trama. Este modo de transmisión tiene más posibilidades de decodificaciones falsas. En resumen, está desaconsejado usar el WSPR extendido, salvo que sea imprescindible emitir un indicativo más largo.
X2 Se usa para ciertos casos de amplificadores de potencia en bandas de muy baja frecuencia, LF, que requieren una frecuencia de entrada doble, para amplificadores Push-Pull. Si pones un “1” la frecuencia que se transmite es el doble de la que pone en pantalla. No afecta a emisiones por encima de 1MHz
Tn Cuando se pone a “1” habilita la sintonía de frecuencia por potenciómetro. Útil para los que usan el kit para transmitir en CW
Iv Valor por defecto "0". Mejor no tocar. Cuando ponemos un “1” se invierte la fase de salida Clk1 del sintetizador de frecuencia. Desfasamos la salida 180 grados. Esto se podría usar para etapas de salida Push-Pull. Si ponemos un “2”, la salida Clk1 será de la misma frecuencia que la salida Clk0, pero siempre activa.
TxS Indica el número de Modos que podemos configurar. El valor por defecto es 02
Frame Start
Frame. El primer valor (10) en modo WSPR, indica con qué periodicidad transmitimos. En este caso, cada 10 minutos. Puesto que una trama WSPR tarda 2 minutos en emitirse, este parámetro deberá ser una cifra par. Para WSPR extendido el valor debería ser 15 o múltiplo.
Si usamos un GPS para estabilizar la frecuencia, tenemos que tener en cuenta que el proceso de calibración lleva 14 segundos y arranca al terminar cada transmisión. Así que debemos asegurarnos de que tras cada transmisión hay tiempo suficiente para completar el calibrado. En todo caso, para WSPR no podemos poner el valor 00
Start. El segundo valor (00) indica el retardo en minutos para el arranque de la transmisión. Por ejemplo, si pusiéramos el valor 03, (junto con un primer valor 10) la transmisión arrancaría en el minuto 00:03 de cada hora y se repetiría cada 10 minutos. Para el modo WSPR debe tener un valor par.
GPS {Mode Baud}
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| Mi valor es: 2 009,600 |
GPS Mode. El primer parámetro puede tomar tres valores:
- 0: No usamos el GPS.
- 1: El kit toma como referencia el flanco de bajada de la referencia de 1Hz proporcionada por el GPS
- 2: El kit toma como referencia el flanco de subida de la referencia de 1Hz proporcionada por el GPS. Este es el valor correcto en nuestro caso
Si ponemos un valor distinto de cero y el módulo GPS está conectado, proporcionando una señal precisa de 1Hz, entonces el módulo ajustará la frecuencia de referencia a la proporcionada por el módulo GPS. Si el GPS está conectado, pero no se ha sincronizado con la constelación de satélites, el módulo seguirá usando como referencia de tiempo el cristal de 20MHz.
Si además recibimos los datos del GPS por el puerto serie, el módulo tomará las coordenadas geográficas recibidas para calcular el QTH locator en el que estamos. Adicionalmente sincronizará la hora con la del GPS. De este modo tenemos un reloj perfectamente sincronizado con una hora muy precisa.
Aunque no tuviéramos datos del GPS por el puerto serie, si tenemos la señal de 1Hz, o lo que es lo mismo, un pulso por segundo, tendremos una referencia de frecuencia muy estable y conseguiremos una estabilización de frecuencia muy precisa. Si el GPS está sincronizado con los satélites y tenemos la señal de 1 pps (pulso por segundo), en la pantalla veremos un símbolo de un corazón que parpadea una vez por segundo.
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| Cuando tenemos el GPS localizado, tenemos un corazón palpitante |
Durante el proceso de calibración de frecuencia, en la línea inferior de la pantalla aparece un rectángulo que se va rellenando siguiendo el progreso del proceso.
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| Calibrando la frecuencia |
Este proceso lleva unos 14 segundos y empieza al terminar cada transmisión. Al finalizar, en la línea inferior se muestra durante 20 segundos la nueva frecuencia de referencia y su variación desde el anterior proceso de calibración.
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| Calibración de frecuencia finalizada |
En la fotografía vemos que la variación con respecto a la anterior calibración es de 2 Hz menos y la nueva frecuencia de referencia es 27.007.509 Hz.
GPS Baud, 009,600 es el segundo parámetro de este menú. Evidentemente, es la velocidad de conexión serie con el módulo GPS. Hay que poner la velocidad del módulo que tenemos conectado. Esta es la configuración que viene por defecto y es la correcta para el módulo GPS suministrado. El módulo usa 9600 baudios, 8 bits de datos, sin paridad y 1 bit de stop. La tarjeta principal recibe los mensajes NMEA y verifica el checksum. Si el checksum no es correcto, ignora los mensajes.
Mi configuración para este menú es: 2 009,600
GPS {Info Check}
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| Configuración de información GPS |
En los periodos de reposo entre transmisiones, en la línea inferior de la pantalla se muestra información recibida por el módulo GPS en directo.
GPS Info. Con el valor de 0, por defecto, la información que se muestra son cuatro datos secuenciales en periodos de 4 segundos:
- Latitud en grados con decimales
- Longitud geográfica con grados y decimales
- Altitud en metros
- Información del receptor GPS. Con cinco datos:
- Marca de validación:
- A (información válida)
- V (Sin información)
- Tipo de posición calculada:
- No, sin posición calculada
- 2D, posición válida en 2 dimensiones, altitud no válida (creo)
- 3D, posición válida en 3 dimensiones, altitud válida
- Número de satélites que se están recibiendo
- Número de satélites rastreados
- Intensidad media de la señal de los satélites rastreados
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| GPS Info. Informe de recepción GPS |
Esta información se refresca cada segundo.
GPS Check. El parámetro que podemos poner en este menú puede tener cuatro valores:
- 0, valor por defecto, ciclos de cuatro segundos con los valores de información, latitud, longitud y altitud
- 1, solo muestra información
- 2, ciclos de cuatro segundos con valores de latitud, longitud y altitud
- 3, no se muestra ningún valor
Hay un segundo parámetro en este menú, el GPS Check. Puede tomar dos valores: 1 y 0. Los mensajes
NMEA que llegan desde el GPS tienen dos caracteres finales de chequeo, el checksum. Estos valores determinan, hasta cierto punto, si el mensaje recibido es válido o se ha corrompido en la recepción. Si tenemos puesto el valor check a “1”, el módulo comprobará el checksum. En caso de no ser válido desechará el mensaje. Si ponemos el valor a “0”, el módulo no verificará el checksum y dará por válidos todos los mensajes recibidos. Lógicamente, el valor por defecto es “1”. Con el receptor GPS suministrado, todo funciona así correctamente.
Call {Step Time}
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| Pasos y tiempo de calibración |
Cal Step 01. Este parámetro determina el paso de frecuencia aplicado a cada intervalo de 1 pulso por segundo por el método de calibración tipo Huff Puff sobre la frecuencia de referencia de 27 MHz. Si quieres documentarte sobre este método hay una explicación en inglés en:
El primer parámetro indica los pasos de ajuste de frecuencia en unidades de 0,1 Hz por cada segundo
La calibración se hace poniendo la frecuencia en 6.75 MHz y midiéndola entre dos intervalos del pulso de 1Hz. Si la frecuencia medida es distinta a 6.75 MHz, se añade o se quita un paso de calibración (en unidades de 0,1Hz) a los 27.000.000 Hz de la frecuencia del oscilador de referencia. Se va afinando en la cantidad Cal Step (0,1 Hz) en cada medida cada segundo.
El valor más adecuado del parámetro Cal Step depende de la corrección de frecuencia necesaria. En cada proceso de calibración se hace una corrección limitada. Si el parámetro Cal Step (primero de esta pantalla) está en 20 (esto es 2 hercios) y Cal Time (tiempo de calibración, segundo parámetro de esta pantalla) es 10 segundos; entonces la máxima corrección que conseguiremos sobre los 27 MHz es de 20 Hz en cada calibración.
Cal Time 10. Determina el tiempo usado en el proceso de calibración. Por defecto son 10 segundos. Suele ser preferible un tiempo mayor. Al menos hasta que el sistema encuentre la frecuencia correcta.
Por ejemplo, si en modo WSPR transmitimos cada 10 minutos, podemos poner el valor Cal Time a 240 y elegir un Park Mode. Ver más abajo. De este modo, a cada transmisión seguirá un proceso de calibración de cuatro minutos (240 segundos) y después 4 minutos de “aparcado” permitiendo que la temperatura del Si5351A esté cerca de la que tiene en el momento de transmisión consiguiendo estabilizar su temperatura y evitando que patine.
El valor máximo del parámetro Cal Time es 250, por ser internamente una variable de tamaño 8 bits.
La calibración de frecuencia inicial de un kit recién montado puede llevar mucho tiempo, del orden de muchas horas, si ponemos un Cal Step muy bajo. La estrategia aconsejada es poner inicialmente un valor alto de Cal Step, 10 o más. Entonces el sistema encontrará con rapidez la frecuencia correcta. De todas formas, con un valor alto, habrá diferencias importantes entre cada proceso de calibración. Así que, para alcanzar más precisión, una vez alcanzada la frecuencia adecuada, debemos poner un valor de Cal Step muy bajo, por ejemplo 01. De esta manera tendremos una frecuencia de referencia muy precisa.
Este es un sistema poco intuitivo y difícil de explicar, pero un parámetro fundamental para el buen funcionamiento de este sistema. Trata de comprender el funcionamiento de estos parámetros y úsalos con cuidado.
Park Mode {Mode Freq}
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| Modo y frecuencia de aparcamiento. Estabilización de frecuencia |
Park Mode 1. Este parámetro es necesario para aplicar un
truco que permite estabilizar la frecuencia de emisión para evitar
deslizamientos. Uno de los sucesos que desestabilizan la frecuencia de
transmisión es el cambio de temperatura en el chip Si5351A sintetizador de
frecuencia. Al empezar la transmisión sube el consumo y, con él, sube su temperatura.
El truco consiste en que, durante los tiempos sin
transmisión, se le hace funcionar del mismo modo, pero sacando la señal por una salida sin uso. El objetivo es mantener el mismo consumo de corriente, la misma disipación, y, con ello, mantener constante la temperatura del chip. Para la transmisión se usa la salida Clk0,
en cambio la salida Clk1 no está conectada. El modo Park 4 se usa para poner en
ON la salida Clk1 cuando no hay transmisión. Esto estabiliza la temperatura del
chip reduciendo significativamente el desplazamiento de frecuencia.
Para que los modos Park funcionen, debe estar puesto a 0 el bit “lv” visto anteriormente. Si estuviera puesto a “1”, los modos Park no funcionarían.
Valores posibles de Park Mode:
- 0, la salida Clk1 del Si5351A será “next mode screen frequency” entre transmisiones
- 1, la salida Clk1 del Si5351A entre transmisiones será “next mode screen frequency” más el valor de Park Freq en Hz. La suma debe estar entre 1 y 150 MHz
- 2, la salida Clk1 del Si5351A entre transmisiones será Park Freq. Su valor será entre 1 y 150 MHz.
- 3, la salida Clk1 del Si5351A estará apagada entre transmisiones
- 4, la salida Clk1 del Si5351A estará siempre encendida y su frecuencia de salida será Prak Freq.
- 5, la salida Clk1 del Si5351A estará siempre encendida y su frecuencia de salida será 4 por (frecuencia actual - Park Freq)
El Park Mode no es necesario si usas el módulo OCXO. En ese caso el desplazamiento de frecuencia será mínimo.
Las causas del desplazamiento de frecuencia medidos en la recepción WSPR tiene tres posibles causas:
- Desplazamiento de frecuencia en el emisor
- Desplazamiento de frecuencia en el receptor
- Desplazamiento de frecuencia en el medio de propagación. En ocasiones las capas ionizadas se desplazan hacia arriba o hacia abajo en la ionosfera. Este movimiento vertical de las capas donde rebotan las señales produce un efecto Doppler en la señal recibida.
Es evidente que solo podemos actuar sobre la estabilidad de nuestro transmisor. Las causas del deslizamiento de frecuencia en nuestro transmisor pueden ser:
- Variaciones en la tensión de alimentación. Es importante una buena fuente de alimentación
- Variaciones en la temperatura del circuito. Este es el origen más complicado de solucionar, pero hay remedios. Uno de ellos es el Park Mode. ¡Y es eficaz!
Una puntualización importante. La calibración de frecuencia sobre los pulsos de 1 Hz solo se hace en los periodos de reposo entre transmisiones. Durante la emisión no se calibra la frecuencia. El motivo principal es que durante la transmisión el receptor GPS puede verse interferido, incluso saturado por la emisión.
¿Cuánto desplazamiento de frecuencia (drift en inglés) es tolerable? Esta es una buena pregunta. Hay un documento que explica todo esto en la web de QRP Labs, la nota de aplicación AN001:
https://www.qrp-labs.com/images/appnotes/AN001_A4.pdf En inglés, pero muy recomendable.
Aquí explica que el límite tolerable de desplazamiento de frecuencia (Drift) en cada transmisión sería de 4Hz. Hay que tener en cuenta que el desplazamiento de frecuencia tiene lugar sobre el oscilador de referencia de 27 MHZ. Si transmites en la banda de 40 metros, (7MHz) el desplazamiento real de tu emisión será aproximadamente un cuarto del desplazamiento del oscilador de referencia. En cambio, si transmites en la banda de 10 metros, (28 MHz) cada hercio de variación en el oscilador se verá aplicado inmediatamente en tu frecuencia de emisión. Así que, cuanto menor sea la frecuencia de emisión, menor desplazamiento de frecuencia tendremos. En bandas altas y en frecuencias de VHF, puede ocurrir que la única solución sea usar el módulo OCXO.
Para evitar el desplazamiento de frecuencia en transmisión da varios consejos.
El primero y más importante, es usar una buena fuente de alimentación de 5 voltios. Nunca usar un cargador de móvil. En general, van mejor las fuentes lineales que las conmutadas. Incluso un regulador lineal, tipo 7805, con los condensadores electrolíticos adecuados en la entrada y en la salida, puede dar muy buenos resultados.
Usar un radiador pegado al cristal de referencia de 27 MHz. Esto evitará cambios de temperatura rápidos en el cristal.
Usar un aislante térmico alrededor del cristal citado. Esto evita que las corrientes de aire o el calentamiento del transistor final BS170 le afecten. El tener el módulo en una caja, también ayuda. Al menos evitamos corrientes de aire.
Usar las posibilidades de Park Mode. Hay que tener en cuenta que el chip Ci5351A consume más corriente cuando está generando señales de salida que cuando está sin trabajar. Por tanto, tendrá más calentamiento que en reposo. Durante la transmisión está generando la frecuencia necesaria para el transmisor. La idea es que durante los tiempos de reposo genere también una frecuencia por el puerto Clk1 que no está conectado, de tal forma que tenga aproximadamente el mismo consumo que en transmisión, y mantenga así una temperatura de funcionamiento constante. El consumo es mayor cuando la frecuencia generada es más alta. También hay que tener en cuenta que el puerto Clk0 por el que sale la señal para transmitir tiene un consumo superior al de un puerto sin conexión.
Lo conveniente es que, durante el tiempo entre transmisiones, generemos una señal de una frecuencia superior a la de emisión para conseguir el mismo consumo de corriente, la misma disipación que cuando emitimos.
En la nota técnica AN001 propone usar el modo Park 2 e ir probando con una frecuencia bastante alta, por ejemplo 150 MHz, y observar el desplazamiento de frecuencia real. Una vez visto el desplazamiento vamos ajustando la frecuencia de Park hasta encontrar el punto donde no hay desplazamiento, o este es mínimo. El desplazamiento de frecuencia lo vemos en el parámetro "Drift" que observamos en los reportes de
https://www.wsprnet.org/drupal/wsprnet/spots |
| Parámetro Drift, desplazamiento, en los reportes de WSPRnet |
También podemos evitar desplazamientos reordenando las bandas en las que transmitimos. Si tenemos el conmutador de relés y transmitimos en varias bandas, proponen empezar la transmisión en la banda más alta e ir conmutando escalonadamente a bandas más bajas.
Con este ajuste tenemos un campo de experimentación interesante. Después de varios días de prueba llegué a una configuración definitiva que me reporta, como mucho, desplazamientos de un solo hercio. Y esto de manera estable. Tengo el equipo en la caja que proporciona el suministrador y un alimentador que parece que va bien, pero no tengo disipador sobre el cristal ni ningún otro truco. Encontré el punto justo con los parámetros que vienen en la foto: 1 040,000,000
Sys. Frq.
Sys. Frq. Frecuencia del reloj del sistema. El microprocesador lleva un cristal de 20 MHz. Se usa para temporizaciones. En nuestro caso lo dejamos como está sin tocar este parámetro.
Ref. Frq.
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| Frecuencia de referencia |
Este parámetro marca la frecuencia real de referencia de 27MHz del módulo. Suele estar entre 3 y 5 KHz por encima del valor nominal del cristal (27 MHz). La frecuencia por defecto viene puesta en 27.004.000 Hz. Es preciso calibrar este valor con precisión para que la frecuencia de emisión sea precisa. El proceso de calibración ya lo hemos comentado ampliamente. Este es el valor de referencia de mi equipo después de una calibración completa. Como el proceso de calibración es continuo, este valor puede ir variando ligeramente.
Bright Timeout
Bright 9. Ajusta el valor del brillo del LED de retroiluminación de la pantalla. Se puede ajustar entre 0 (apagado) y 9
Timeout 300. Tiempo en segundos que tardará en apagarse la luz de fondo de la pantalla si no pulsamos ningún botón. Si ponemos 000, nunca se apagará.
Press right btn
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| Finalizamos configuración |
Pulsando el botón derecho pasamos al modo de funcionamiento y transmisión. Si pulsamos el botón izquierdo, iniciaremos de nuevo el ciclo de configuración.
Si hemos configurado erróneamente algún parámetro nos saldrá el mensaje de error que nos indicará que parámetro es incorrecto. Tendremos que recorrer de nuevo el menú para poner el valor correcto.
Comprender los mensajes de calibración con el módulo GPS
Si vemos el corazón pulsante en la pantalla, es indicación de que el GPS manda correctamente la señal de un pulso por segundo para calibrar la frecuencia de emisión, poner la hora correcta y el locator.
Los primeros cuatro segundos tras una transmisión sirven para recibir los datos de tiempo y localización desde el GPS. Después se inicia el proceso de calibración, que llevará el tiempo marcado por el parámetro Cal Time. Por tanto, el tiempo entre las transmisiones debe ser superior al Cal Time + 4 segundos. |
| Pantalla de espera |
Pantalla de espera. La hora es 15:36:30 y la siguiente transmisión se iniciará en el minuto 40 (>40)
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| Finalizado un ciclo de calibración |
Durante el proceso de calibración se muestra una barra de progreso. Cuando ha finalizado la calibración, se muestra el resultado: variación de frecuencia respecto a la última calibración (en este caso +4 Hz) y la nueva frecuencia de referencia: 27.004.432 Hz.
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| Información GPS |
Diez segundos después, en la línea inferior se mostrará información del GPS que depende del parámetro “GPS Info”. En periodos de cuatro segundos se pueden ir mostrando: longitud, latitud, altitud e información del GPS. En este caso tenemos los siguientes datos como información GPS:
- A: los datos del GPS son válidos. Si es un V los datos no son válidos
- 3D: tenemos fijada la posición en tres dimensiones. También puede ser “2D” o “None”
- f10: la fijación de posición está usando 10 satélites
- t12: el receptor GPS está siguiendo a 12 satélites
- s30: la señal media de los 12 satélites seguidos es 30
Algunos puntos a tener en cuenta en el proceso de calibración de frecuencia
El valor de frecuencia calibrada “Ref. Freq.” se guarda automáticamente en la memoria EEPROM. De este modo, en el siguiente encendido el valor guardado se toma de nuevo como referencia. El nuevo valor de “Ref. Freq.” solo se guarda en la EEPROM si varía en más de 10 Hz con respecto al valor guardado anteriormente.
Si el receptor GPS se enciende al mismo tiempo que el módulo, no tendremos localización válida ni tiempo válido, hasta que el GPS calcule su posición. En este caso, el tiempo del sistema empezará en 00:00:00. Hasta tener una hora válida, tomada del GPS, el sistema no transmitirá. En todo caso, si pasa el tiempo previsto en “Frame”, el sistema empezará a transmitir de todos modos.
Al encender el sistema no se hace un proceso de calibración. El motivo es porque se considera que el valor de referencia almacenado en la EEPROM es probable que sea más preciso de lo que será la primera calibración. Es mejor esperar el calentamiento del sistema y así la deriva será menor.
Pulsando el botón derecho durante el proceso de calibración se cancela éste y permanece el último valor almacenado.
Mensajes WSPR durante la transmisión
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| Mensajes en pantalla durante transmisión WSPR |
Durante una emisión WSPR van apareciendo distintos mensajes en pantalla. Vamos a ver su significado.
- 0]: El número de secuencia de la transmisión
- 0: El número de banda. Esto tiene sentido si usamos el conmutador de bandas con relés
- 010,140,200: La frecuencia de emisión. Debe corresponder a una frecuencia WSPR
- WSPR: el modo de transmisión. El mensaje se alterna secuencialmente con el locator
- 23: Potencia de transmisión en dBm, es un parámetro que ponemos nosotros
- 137: Número de símbolo que se está transmitiendo. Un mensaje WSPR tiene 162 símbolos
- 2: Tono que se está enviando. Una trama WSPR tiene 4 tonos: del 0 al 3
Frecuencias normalizadas para transmisión WSPR
Debemos escoger una frecuencia más o menos centrada en el rango previsto para WSPR. Como puedes apreciar, el ancho de banda previsto para este modo es de solo 200 Hz. Si estás fuera de este rango nadie te escuchará.
- 2200m: 0.137400 – 0.137600
- 160m: 1.838000 – 1.838200
- 80m: 3.570000 – 3.570200
- 60m: 5.288600 – 5.288800
- 40m: 7.040000 – 7.040200
- 30m: 10.140100 – 10.140300
- 20m: 14.097000 – 14.097200
- 17m: 18.106000 – 18.106200
- 15m: 21.096000 – 21.096200
- 12m: 24.926000 – 24.926200
- 10m: 28.126000 – 28.126200
- 6m: 50.294400 – 50.294600
- 4m: 70.092400 – 70.092600
- 2m: 144.490400 – 144.490600
Mi experiencia
Montar todo el kit fue una experiencia gratificante. Sin complicaciones serias, pero con necesidad de acudir con cierta frecuencia al manual y leerlo detenidamente. Hay tantas opciones, tantos puentes que poner o no poner… que no es aconsejable iniciar el montaje sin tener antes las ideas claras y haber leído el manual con bastante detenimiento.
Desde luego, la parte más complicada es la configuración de todos los parámetros necesarios. Son muchas variables, dependientes unas de otras y bastante confusas si no has leído todo lo necesario y lo has comprendido. ¡Es un buen motivo para leer este serial!
Cuando escribo esto hace ya un tiempo que tengo el kit funcionando correctamente.
Teniendo todo aparentemente funcionando y después de revisar todo atentamente encontré que nadie me escuchaba. El primer problema ya lo conté: no había ajustado la polarización de la etapa final. Una vez que aseguré que estaba transmitiendo, me extrañó mucho que no se me escuchara. ¡No había ningún reporte de escucha!
Investigué en la web de qrp-labs, y lo primero que encontré es que en la mayor parte de los casos el problema es que no se está emitiendo en el rango de frecuencia correcto por falta de calibración de frecuencia. Y, en efecto, ¡era eso! Cambié los parámetros de calibración, para hacer una calibración más rápida y, después de unas horas, ya tenía informes de recepción en
wsprnet.org.
Recuerda que al principio conviene poner unos parámetros de calibración grandes, para encontrar la frecuencia correcta aproximada. Una vez alcanzada ésta, cambiamos a unos parámetros más finos para mantener la frecuencia de calibración en términos más precisos.
Otro detalle importante es la antena GPS. Para que funcione correctamente necesita tener "visión del cielo", visual con los satélites. Con varios al mismo tiempo. El latiguillo de antena tiene dos metros de longitud. Esto puede ser un problema. Yo he puesto la antena en el lado interior de una ventana de mi habitación que da a un patio interior estrecho con tres plantas por encima. ¡Y funciona!
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| Mi antena GPS en el interior. Tres plantas por arriba. ¡Y funciona! |
Al arrancar tarda dos o tres minutos en calcular posición. Parece bastante sensible. Funciona perfectamente en estas condiciones.
En casa tengo una sola antena de HF que tengo que compartir con mi equipo habitual. Conseguí un conmutador de antena y así no necesito conectar y desconectar cables. Varias veces me ha ocurrido que he dejado el conmutador en la posición equivocada y he tenido el Utimate3S emitiendo en vacío, sin antena. Ningún problema, alimentado a 5 voltios, el transistor BS170 ha aguantado sin fallos. Esto me da bastante tranquilidad.
Es una experiencia muy curiosa comprobar cómo, con solo 200 mW de potencia de transmisión, te reciben desde las antípodas la mayor parte de los días. Es una pena que en muchos países con menos recursos no haya estaciones de escucha WSPR. Sería fenomenal tener una visión más global del estado de la propagación. ¡Se aprende mucho con estos inventos!
P.D. He tardado mucho en elaborar esta parte final. Lo siento, es difícil explicar estos temas. Si te quedan dudas, no tengas inconveniente en dejarme un comentario.
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