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Le PFR-3 à la loupe par N2APB et N2CX

PFR-3 assemblé par L2LJ (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/09/BBW_PFR3 NULL.jpg)C’est marrant comme certains coïncidences arrivent. Je suis très content de mon transceiver QRP MTR (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/07/23/assemblage-du-mountain-topper-rig-partie-1/), mais comme la disponibilité des kits de KD1JV est limité, je voulais mettre un peu en avant la solution du PFR-3 disponible chez Doug Hendricks KI6DS (http://www NULL.qrpkits NULL.com/pfr3 NULL.html) qui reprend les bonnes idées de la série ATS-3 dans un kit accessible à un plus grand nombre. Quelques jours plus tard, j’avais une discussion avec Jean-Paul F6DDV grand fan lui aussi des travaux de Steve KD1JV et utilisateur d’un PFR-3. Puis dans la foulée, N2APB et N2CX (initiateurs du SDRCube) avaient décidé de faire du PFR-3 la cible de leur podcast hebdomadaire Chat With The Designers (http://dl NULL.dropbox NULL.com/u/43021514/CWTD/TeamspeakChat NULL.html).

Régulièrement, avec “Analyze This!”, l’objet de ce podcast sera de disséquer un équipement ou une architecture afin d’expliquer à tous (débutants ou non) les avantages et inconvénients et les raisons des choix techniques. Eux aussi, comme plusieurs de leurs compères, étant admirateurs des travaux de Steven Weber, ils ont naturellement choisi de parler du PFR-3 et de ses cousins ATS et MTR dans l’émission du 4 septembre (http://dl NULL.dropbox NULL.com/u/43021514/CWTD/Sept%204 NULL.html). Si votre niveau en anglais oral est suffisant, je vous conseille l’écoute régulière de cette émission. Le ton est amical, la diction posée et plutôt facile à comprendre. Dans tous les cas ce sera un bon exercice de langues!

Pour revenir sur le PFR-3, il s’agit d’un transceiver CW portable tri-bande (80, 40 et 20m) avec une consommation minimale (40mA en réception) et un poids contenu, des performances élevées une ergonomie adaptée au conditions du portable. L’émetteur produit 5W sur 12V et dispose d’une boîte d’accord BLT pour antennes symétriques ou asymétriques avec indicateur de ROS à LED (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/09/10/indicateur-de-ros-a-led-pour-portable-qrp/) intégré. Le circuit utilise un DDS pour un bruit de phase minimal et un signal très propre en émission. Le tout est piloté par un micro-contrôleur offrant un affichage numérique de la fréquence, un manipulateur électronique à mémoires et d’autres petits raffinement ergonomiques.

Qu’est-ce qui rend le PFR-3 différend des ATS ? En résumé sa simplicité technique pour le débutant et sa disponibilité en kit à un prix très contenu (240 USD). Pour ce faire les composants CMS ont laissé place à des composants traditionnels, les modules enfichables des ATS-3 à une sélection par commutateurs manuels (comme sur le MTR) et le boîtier plus grand permet d’embarquer le circuit d’adaptation d’antenne. Un peu plus gros et plus rustique, mais moins élitiste et tout aussi performant.

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 6 (fin)

Et voilà, mon Moutain Topper Rig est fini, dans sa boîte et fonctionne. Hier après-midi j’ai bouclé mon premier QSO avec JA1NUT. 4000km pour 5W dans la verticale, on ne peut pas demander beaucoup plus pour un premier QSO!

MTR fini monté dans le boîtier (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/08/100_3189 NULL.jpg)Rien à dire sur l’assemblage des composants traditionnels, aucune surprise. J’ai pris mon temps pour monter ceux ci car j’étais un peu occupé. Heureusement depuis quelques jours les enfants sont à la ferme chez leurs grands-parents et j’ai pu m’y mettre sérieusement après le travail.

Les premiers tests du micro-contrôleur et des circuits de base (manipulateur, afficheur LED…) se sont passés sans problèmes. Par contre en effectuant la calibrage de l’oscillateur de référence du DDS et de la fréquence du BFO j’ai eu une petite déconvenue car d’un seul coup le signal du BFO a disparu! C’était avant-hier soir et il était tard alors j’ai attendu jusqu’au lendemain matin.

Le matin venu, je vérifie et le DDS semble bien fonctionner. Je vérifie et refais toutes les soudures autour des mélangeurs SA612, du DDS… mais rien n’y fait. Je continue divers tests, vérifie les tensions sur les circuits, la continuité de certaines connections et regarde avec un fréquencemètre et une sonde RF si les signaux attendus sont bien là. Tout fonctionne. Le problème était en fait un peu plus bas dans la chaîne où la soudure de la patte de sortie du LM386 était mauvaise. Elle faisait parfois contact (quand je l’ai testé la première fois par exemple) mais pas tout le temps. J’ai donc pu régler les filtres passe-bandes et vérifier que le transceiver fonctionnait bien en réception.

Ensuite en émission j’ai eu un autre petit problème car j’avais utilisé un câble coaxial de liaison de récupération, et celui-ci était en court-circuit. Pas bon du tout, mais le PA du MTR est solide et une fois le câble changé j’ai 5W sur 20m et un peu plus de 4W sur 30 avec une alimentation de 12,5V. Le mieux étant l’ennemi du bien, j’ai décidé de ne pas chercher à améliorer cela. De toutes façons je vais ajouter quelques diodes en série pour diminuer la tension d’alim et la puissance de sortie histoire de ne pas fatiguer le PA (trois petits BS170).

Hier soir j’étais suis un OM comblé! Merci encore à Steve KD1JV pour ce magnifique transceiver. L’audio est très agréable dans le casque de l’iPod, le manipulateur fonctionne parfaitement et l’ergonomie très bonne pour une si petite taille (80 x 55 mm). 4 boutons et un afficheur 8 segments sont plus que suffisants quand on a le talent de Steve. Je savais que les kits de Steve étaient ingénieux et performants, je me demandais tout de même ce qui faisait que certains lui vouaient un tel “culte du QRP”. Quand on a eu entre les mains un de ces kits pour un prix si raisonnable, on comprend vite… Qualité du kit, des composants, de la documentation, performance, ergonomie, assistance sur les groupes de discussions… tout y est pour avoir un réel plaisir tant au montage qu’à l’utilisation.

PS : Oui, je sais, l’installation dans le boîtier pourrait être plus soignée. Je privilégie toujours plus le côté fonctionnel à l’esthétique. Toutefois la construction est suffisamment stable pour être transportée facilement sur le QRA de mes beaux-parents et opérer depuis les rizières en QRP. Reste à faire l’antenne, je cherche toujours après une canne à pêche suffisamment grande mais légère…

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 5

MTR 95% assemblé et boîter

Peu à peu j’ai continué le montage du MTR. Tous les composants traditionnels sont soudés sur le circuit, sauf les inductances sur tores de ferrite. Un des tores T30-2 est cassé, certainement durant le transport, mais je ne l’avais pas vu lors de l’inspection visuel du colis. Heureusement il me restait un de ceux-ci dans les pièces spécifiques aux bandes basses du kit SoftRock (j’ai monté le mien pour 30, 20 et 17 mètres).

Pas de difficulté particulière pour souder les composants, par contre je me gratte encore un peu la tête pour savoir comment mettre le circuit dans le boîtier de récup. J’ai quelques idées mais en trouver une optimale demandera un peu de bricolage et je cherche les meilleures solutions.

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 4

MTR Face inférieure tout CMS soudés

J’ai fini le montage des semi-conducteurs CMS sur la face inférieure du circuit. En fait ça a été beaucoup plus vite que ce que je ne l’avais pensé.

L’étain à souder très fin fourni par KD1JV est d’une qualité exceptionnelle et aide beaucoup à la rapidité du montage. Je n’ai du sortir la tresse à dessouder que 3 fois par sécurité dont une seule fois sur les circuits aux pattes les plus rapprochées (format TSSOP, le DDS et le micro-contrôleur). Ces deux circuits m’effrayaient un peu mais ils ont été parmi les plus simples à souder au final. D’autres circuits dont les pattes étaient un peu relevées m’ont donné plus de fil à retordre car je n’étais pas sûr de la qualité de la soudure et une vérification visuelle et au multimètre s’imposait.

J’en profite au passage pour rappeler qu’il vaut mieux vérifier deux fois les soudures ou les valeurs des composants pendant le montage que de devoir reprendre un circuit qui ne fonctionne pas. En cas de doute, le temps passé en vérification n’est jamais du temps de perdu car nous faisons tous des erreurs à un moment ou un autre. Aussi, au moindre signe de fatigue il vaut mieux reposer le fer à souder, se lever et faire un tour pour boire un peu d’eau par exemple. Avec l’expérience on est capable de souder plus rapidement et plus de circuits d’affilés, mais faire quelque chose quand on est fatigué ou avec un mauvais éclairage n’amène qu’à des erreurs, même pour les plus aguerris.

J’ai continué par le montage de quartz et dès que j’aurai un peu de temps libre dans la journée (c’est à dire pas tout de suite) je vais souder les contacts et commutateurs puis les composants traditionnels. Ils sont assez peu nombreux et ce qui demandera le plus de temps sera de bobiner soigneusement les quelques inductances sur tores de ferrite.

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 3

Ce week-end les enfants sont partis à la ferme de mes beaux-parents pour jouer avec leurs cousines. C’était l’occcasion d’un petit week-end en tête-à-tête avec mon épouse Moutain Topper Rig KD1JV face supérieure en court de montage (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/07/100_3164 NULL.jpg)ce qui ne nous était pas arrivé depuis longtemps. Ca m’a aussi laissé un peu plus de temps libre qu’à l’accoutumée pour faire de la radio, temps partagé entre le concours IOTA (mais pas à des heures trop tardives) et continuer le montage du kit MTR.

J’ai assez rapidement procédé à l’installation des condensateurs, résistances et inductances de la face supérieure du circuit imprimé. Les composants sont assez peu nombreux et bien espacés. L’installation des semi-conducteurs (un régulateur, deux transistors, un diode et l’afficheur 8 segments) se fait dans la foulée sans difficultés non plus. A noter que l’afficheur 8 segments n’a pas de pattes mais plots en cuivre avec des creux dans lequel la soudure vient couler. Cela demande une gymnastique différente mais pas plus difficile.

Une fois cela terminé je me suis rendu compte que j’avais sauté la page 5 du guide de montage et que j’aurais en fait du commencer par les semi-conducteurs sur la face inférieure, avant les composants passifs! J’avais pris cette page pour une simple page de recommandations sur l’installations des semi-conducteurs en général, sans m’apercevoir que c’était le moment de l’installation. Rien de grave, mais c’est vrai que j’aurai un peu moins de place pour travailler, il me faudra être plus patient et plus soigneux.

Au passage, rien ne manque dans les kits de Steve car même la soudure très fine pour les CMS et de la tresse à dessouder (pour les circuits intégrés au pas très serré comme le DDS où il est impossible de ne pas “baver”.) sont fournis! Il n’y a pas à dire, on sent l’expérience et le rapport qualité-prix justifie l’engouement intarissable pour les kits KD1JV.

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 2

MTR en cours d'assemblage vue dessous

Peu à peu je continue l’assemblage du kit que j’ai reçu pour mon anniversaire. Je viens de finir de placer les résistances, inductances et condensateurs de la face inférieure du circuit, celle qui est la plus densément occupée.

Première remarque en cours d’assemblage c’est que c’est le plus difficile des kits que j’ai eu à monter pour l’instant. Cela reste un petit kit QRP mais la miniaturisation assez poussée  (pour un kit à monter, s’entend) rend les soudures pas toujours évidentes. Trouver la place pour passer la pane du fer à souder entre les composants déjà placés n’est pas toujours simple et on risque de faire bouger ceux d’à côté. C’est vrai que le but c’est de construire un transceiver CW QRP performant et fonctionnellement complet qui tient dans une boîte de bonbons Altoïds. Le fait de se limiter à deux bandes (30 et 20 mètres pour moi, mais 80 et 40 sont possibles) simplifie pas mal le design, cela dit il y a quand même du monde sur le circuit et 90% des composants sont en CMS 0805. Le challenge personnel reste sympa.

De nombreux OMs utilise avec de la patte à souder des techniques de recuit au four ou de préchauffage par plaque chauffante et soudure au flux d’air chaud. Quand on maîtrise la technique c’est propre, rapide et le taux d’erreur est très faible. Pour ma part j’ai préféré la méthode traditionnelle car je n’avais pas le matériel sous la main et que pour l’instant j’avais réussi à me débrouiller plutôt bien avec les kits de K5BCQ et le SoftRock Ensemble. J’en viens à voir les limites de cette technique car pour un kit tel que le SDRCube, même s’il y a globalement moins de composants et plus de place, les gros pavés DSP et contrôleurs augmentent la possibilité d’erreurs…

Assemblage du Mountain Topper Rig, partie 1

Kit Mountain Topper Rig début assemblage (http://kd1jv NULL.qrpradio NULL.com/)Ca y est, j’ai enfin eu le temps de me mettre à l’assemblage du MTR. En fait je n’ai pas tant de temps libre que ça, mais ça en devenait un besoin vital. Besoin de me vider la tête et me concentrant sur quelque chose. Je ne sais pas quand le montage sera fini, mais ne serait-ce que dix minutes par jour à souder un ou deux composants me feront du bien.

Il va sans dire que comme ça fait longtemps que je ne me suis pas attelé à la soudure des composants CMS, j’ai commencé très très calmement. Je dois avoir soudé (à la mimine) une douzaine de résistance, et j’ai préféré arrêter car la souplesse de mes mouvements et surtout ma vue baissaient. Il vaut mieux dire stop avant de faire une bêtise car avec les composants à montage en surface une erreur ne se répare pas si simplement!

La qualité du kit de Steve KD1JV est irréprochable. Le circuit imprimé est de haute qualité, bien conçu, les composants bien empaqueté et clairement identifiés, la documentation très complète et bien écrite. Je précise que ce kit ne s’adresse pas au débutant. Ce n’est pas tant qu’il nécessite des équipements de mesure ou des compétences particulières, mais l’expérience des CMS et la patience sont indispensable. La documentation, en anglais, est bien écrite et complète mais parfois très laconique (Ex : “Monter les résistances sur la face supérieure du CI.”) et un débutant pourrait la trouver insuffisante.

A noter que Steve ne prévoit aucun nouveau kit avant Septembre car il est actuellement en randonnée, et sur un sentier de niveau plutôt élevé à ce que j’ai compris.

Manipulateurs Iambic portables

Dernièrement j’ai lancé une petite discussions sur le groupe Yahoo AT-Sprint (celui au sujet des transceivers de KD1JV). Ma question était simple : “Qu’utilisez vous comme manip en portable ?”.

Les réponses ont été nombreuses et bien argumentées. Beaucoup d’OM utilisent des manipulateurs de fabrication maison, ce qui se comprend puisque la communauté d’utilisateurs des ATS et MTR est plutôt orientée vers la bricole. De plus, un manip fait maison est souvent simple à réparer et on a moins peur de l’abimer quand on est en rando sur un sommet.

Toutefois, plusieurs manipulateurs commerciaux ont été cités. Le prix étant un critère important pour moi je ne vous ferai part que de ceux qui me paraissent pertinents. Les raison qui poussent les OM à choisir un manipulateur “usiné” (ceux fait maison étant plus simplement construit) sont la solidité et la capacité à transmettre à des vitesses plus importantes sans fatigue. En SOTA/QRP, la plupart des OM transmettent à des vitesses raisonnables de l’ordre de 15 à 25 wpm, à ces vitesses, pas besoin de rappel magnétique ni de mécaniques complexes, juste une réalisation de bonne qualité.

PortaPaddle AME Manipulateur CW Iambic (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/PPII3 NULL.jpg)Celui qui pour l’instant remporte le plus de suffrage et me plaît le plus est le PortaPaddle d’AME (American Morse Equipment) (http://www NULL.americanmorse NULL.com/portapaddle NULL.htm). Bien réalisé, léger, petit mais solide et permettant d’atteindre des vitesses relativement élevées sans fatigue ni erreurs. Un peu cher à 79 US$ port compris vers l’Europe, il semble valoir son prix. Toutefois, pour cette dernière raison je pencherai plutôt vers le Dirty Cheap Paddle (DCP) (http://www NULL.americanmorse NULL.com/dcp NULL.htm) du même constructeur qui ne fait que 55 US$ port compris.

Te-Ne-Ke manip CW portable SOTA (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/teneke_parts_thumb NULL.jpg)Vient ensuite le Te-Ne-Ke (http://w8cso NULL.org/index NULL.php?page=teneke) dont le principe me paraît très intelligemment pensé. Même prix que le DCP d’AME mais peut-être un peu plus pratique à utiliser et fixer quelque part. Deux inconvénients toutefois pour moi : l’absence de réglages et le fait que les ressorts soient protubérants. Au moins un OM a relaté avoir cassé ses ressorts à force de rentrer et sortir le manip de son sac. Sur ces derniers points, tout dépend de votre usage…

Manipulateur portable SOTA QRP Palm Paddle (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/paddle_02 NULL.jpg)Le dernier est de loin le plus abouti mais aussi le plus cher. C’est le Mini-Paddle de Palm-Radio (http://www NULL.palm-radio NULL.de/english/english NULL.html). De construction allemande (les précédents sont américains), il ne présente aucun défaut apparent sauf son prix. On en a pour son argent et tant la solidité que la performance semblent-être au rendez-vous car il est léger, rétractable, utilise des contacts plaqués or, offre trois réglages, possède un capot solide… pour un prix d’un peu plus de 100 US$ chez Morsex (http://www NULL.morsex NULL.com/palm/). Un OM m’a aussi donné les indications détaillées permettant de réaliser un manipulateur similaire soit-même, cela fera l’objet d’un autre billet.

A noter que plusieurs OM m’ont dit préféré les manipulateurs à simple levier (non iambic) pour le SOTA : plus solides et moins sujets aux erreurs lors qu’on est pas bien installé. Pour mon usage un double contact iambic sera parfait et m’évitera d’apprendre un autre mode de manipulation.

Nouveau concours pour les amateurs de SOTA, Portable, QRP

Fred KT5X opérant un ATS-4 en SOTA (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/WS0TA_2012_QRPTTF_1 NULL.jpg)Dale WC7S nous fait part du nouveau concours qu’il a décidé d’organiser. Ce concours est dédié à la communauté des amateurs de SOTA et de QRP. Suivant vos conditions de trafic et votre situation, le nombre de points compté sera différent, mais le plaisir à faire des QSO le même.

Le concours se nomme ATS-Sprint contest (http://ats-sprint NULL.blogspot NULL.com/) et prendra place le 22 juillet 2012 à 00:00 utc pendant 3 heures. L’heure n’est peut-être pas parfaite depuis la France métropolitaine mais pour moi elle pourrait me permettre de faire quelques QSO avec les USA si j’ai un peu (beaucoup) de chance.

La photo est celle de Fred KT5X opérant son ATS-4 en SOTA depuis une altitude d’environ 3000 mètres… L’antenne est un dipôle demi-onde alimentée par le bas avec la boîte d’accord adéquat (conception KI6J (http://betterqrp NULL.com/)).

Convertisseur-survolteur pour vos montages QRP

Convertisseur survolteur CC (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/04/Boost_converter NULL.jpg)Suivant une petite discussion sur le groupe Yahoo dédié à l’ATS, Johnny AC0BQ a partagé avec la communauté cette “bonne affaire”. Il s’agit d’un convertisseur-survolteur (booster de tension) très bon marché (http://www NULL.ebay NULL.com/itm/DC-DC-Adjustable-boost-buck-regulator-Power-supply-C28-/110620869139#ht_2651wt_974). Il fonctionne en courant continu et permet de fournir jusqu’à environ 1A (3A max en pointe en entrée).

Ce n’est pas beaucoup, mais c’est bien suffisant pour beaucoup de montage QRP. L’avantage de ce type de circuit c’est que vous pouvez alimenter vos montages à partir de pack de batterie basse tension peu encombrants. Bien entendu, la batterie se déchargera plus vite, il y a des pertes au passage et le convertisseur peut générer du bruit HF (mais celui-ci semble propre sur les bandes radioamateurs).