Amateurfunkstation DJ5AM op: Steffen Braun

DOK: S26 QTH: Dresden Loc: JO61WB

Einfacher Morsegeber für Rufgeber und Bakensender

Veröffentlicht im Funkamteur Heft 1/2009 Seite 68

Vier Tasten, ein Prozessor und ein Transistor, schon fertig ist die CQ-Maschine. Da ich mit der Zweiseitentaste (Wabbler) nicht umgehen kann, konnte ich die meisten der angebotenen Lösungen für "Speichertasten" nicht nutzen. Auch als Bake, beim Ausrichten der GHz – Station, ist der Morsegeber verwendbar. Die Schaltung erlaubt die Morsezeichenausgabe von bis zu vier Textblöcken mit insgesamt 120 Zeichen. Der Morsetext kann vom PC über die COM-Schnittstelle in den Prozessor übertragen werden.

Hinweis: Die Dateien zum Programmieren des Prozessors und das Programmiertool sind in folgender Datei abgelegt: Bake49.zip. In dem Prozessor muss einmalig mit einem Programmieradapter die Datei bake49.hex "gebrannt" werden. Den gewünschten CW-Text kann man wie unten beschreiben mit dem Programm MorseMEM.exe laden. Dieser bleibt auch nach abschalten der Betriebsspannung im Speicher.

Betrieb der Schaltung
In der Betriebsart Rufgeber wird bei Betätigung eine der vier Tasten der programmierte Textblock einmal ausgegeben. Beim Einsatz als Bake wird der Text solange der Schalter/Jumper betätigt ist, in einer Schleife gesendet. Hier wird auch vor dem Neustart des Textes für ca. 4 Sekunden ein Trägersignal ausgegeben. Da die Bakensenderfunktion zum Ausrichten des Spiegels von GHz-Stationen dient, gibt es zusätzlich den Trägerschalter. Das Trägersignal wird hierbei zum Unterscheiden von unerwünschten Mischprodukten im Sekundentakt kurz unterbrochen.

Bei Betätigung der Taste 1 wird der Text aus Speicherblock 1 ausgegeben, bei Betätigung einer anderen Taste der entsprechend andere Textbaustein. Die Geschwindigkeit der Zeichen-ausgabe wird erhöht (verringert), wenn bei laufender Zeichenausgabe die Taste 2 (Taste 1) betätigt wird. Nach Beendigung jedes Morsezeichens werden beide Tasten abgefragt und gegebenenfalls wird die Geschwindigkeit um etwa 7 % geändert. Bei sehr langsamer Gebegeschwindigkeit ist die Änderung allerdings sehr gering. Eine Änderung der Gebegeschwindigkeit ist nur im Rufgeberbetrieb möglich. Soll die Morseausgabe vorzeitig beendet werden, braucht nur die Handtaste betätigt werden. Ein Nachteil dieser Geschwindigkeitsteuerung über Tasten soll nicht verschwiegen werden: ein schneller Wechsel von einem highspeed QSO auf QRS lässt sich nicht realisieren.

Tabelle 1

Schaltung
Der Prozessor benötigt eine Betriebsspannung von 5 Volt. Für die Takterzeugung wird der interne RC - Generator benutzt. Die Genauigkeit des Taktes ist für die Anwendung ausreichend. Der Chip arbeitet auch mit einer Spannung zwischen +2,7 V und +5,5 V. Da sich aber mit der Spannung die interne Taktfrequenz ändert, kann es zu Problemen bei der Datenprogrammierung kommen.

Bild 1

Die Eingabetasten S1-S4 sind über intern programmierte Pull-Up-Widerstände auf die Betriebsspannung gezogen. Der Ausgang steuert den Transistor Q1 an, welcher die Tastleitung des TX auf Masse schaltet. Für die Handtaste ist ein weiterer Eingang vorgesehen. Es könnte die Taste auch parallel zum Sendetransistor (Kollektor-Emitter-Strecke) geschalten werden, dann würde aber die programmierte Rufunterbrechung nicht mehr funktionieren.
Wer möchte, kann auch noch über einen Kondensator den Mithörton abgreifen und beispielsweise einen kleinen Lautsprecher anschließen. Auch kann am TX-Ausgang zusätzlich eine LED angeschlossen werden.

Ebenfalls wird ein PTT-Signal bereitgestellt. Dieses Signal schaltet ca. 0,4 s nach dem CW- Signal ab, um Pausen zwischen den Zeichen zu überbrücken.
Über den Schalter/Jumper S6 können die Funktionen Bakenbetrieb und Rufgeber bestimmt werden.

Neu: In der Version 4.12 schaltet das CW-Signal um einige Millisekunden nach dem PTT-Signal ein. Dadurch haben die Relais von Endstufen Zeit zum umschalten "Ablaufsteuerung". In der ZIP-Datei sind Versionen von 20ms, 50ms, 100ms, 200ms und 2000ms(!) abgelegt. Die 2 sek -Version dient nur testen des korrekten Ablaufes.

Wer die Elektronik beispielsweise in einer Handtaste unterbringt und aus einer Batterie ohne Spannungsstabilisierung versorgt, der sollte Pin 6 dauerhaft auf Masse legen. Hierdurch wird nach ca. 4 Minuten nach dem letzten ausgegebenen Zeichen der Prozessor in den Ruhezustand versetzt und benötigt nur noch eine Stromaufnahme von unter 1µA. Damit kann der Betriebsspannungsschalter eingespart werden. Allerdings muss der Prozessor mit einem kleinen –Dit- der Handtaste wieder gestartet werden.

Programmierung des internen EEPROM
Der Prozessor ATMEGA 8 weist einen 512 Byte großen EEPROM für Daten auf. Hier werden die vier Morsetexte abgelegt. Die Programmierung erfolgt vom PC mit dem kleinen Programm MorseMEM und einer Minimalschnittstelle am COM-Port. Zwar kann der EEPROM auch mit einem ISR- Programmiergerät für Atmel-Prozessoren geändert werden, aber die gewählte Lösung erschien mir beispielsweise zur Änderung des QTHs bei einem Feldtag unkomplizierter. Die im internen EEPROM des Prozessors abgelegten Daten bleiben auch nach abschalten der Betriebsspannung erhalten.
Der Pegel der COM-Schnittstelle beträgt - 9V und + 9 V. Durch die internen Schutzdioden und dem 100k Vorwiderstand erfolgt die Pegelwandlung. Die Invertierung des Signals realisiert die interne Software. Bei der geringen Datenübertragungsrate von 1200bps wurde auch keine Rückmeldung vom Prozessor zum PC vorgesehen (kein Hand-Shake). Dadurch werden nur 2 Leitungen benötigt - von dem 9poligen (25poligen) COM - Stecker der TX- Anschluss 3 (2) für die Daten und der Masseanschluss 5 (7). Mehr Aufwand ist nicht erforderlich!

Steuerungsprogramm
Nach Start des Programms MorseMEM sind die gewünschten Texte in die Felder für die 4 Speicherblöcke einzutragen. Die Länge der einzelnen Speicherblöcke ist unerheblich. In der Summe dürfen die vier Blöcke 120 Zeichen nicht überschreiten. Leerzeichen benötigen kein eigenes Zeichen. Sonderzeichen, für die kein gebräuchlicher Morsecode besteht, und Umlaute werden ignoriert. Mit dem Feld <Übertragen> werden die Eintragungen der Textfelder ausgelesen und getestet. Gleichzeitig wird der Speicherbedarf ermittelt. Ist die Summe der vier Blöcke kleiner 120 Zeichen wird anschließend die Übertragung gestartet und über die COM- Schnittstelle zum Prozessor ausgegeben. Durch die fehlende Rückmeldung spielt es hierbei keine Rolle, ob der Prozessor angeschlossen und im Betrieb ist. Das Programm MorseMEM speichert die letzte Eingabe der Textfelder ab.
Für die Übertragung werden etwa 5 sek. benötigt. Zur Kontrolle, ob die Übertragung ord-nungsgemäß erfolgt ist, wird am Ende vom Chip ein R (.-.) ausgegeben.
Damit der Prozessor nicht ständig den Programmiereingang abfragen muss, wurde für die Datenübertragung folgende Reihenfolge vorgesehen:

1. Eingabe der Texte am PC im Programm MorseMEM
2. Verbindung zwischen PC und Chip herstellen
3. Schalter/ Jumper S6 öffnen (=kein Bakenbetrieb)
4. Versorgungsspannung am Prozessor bei betätigter Taste 1 zuschalten
5. Wartemodus wird durch CW-LED =EIN signalisiert
5. Übertragung am PC starten
6. Fertigmeldung (.-.) abwarten

Eine erneute Übertragung kann nur mit erneuter Zuschaltung der Versorgungsspannung erfolgen.

Bild 2

Die Ports COM3 bis COM6 sind für die Nutzung eines USB-Adapter vorgesehen.

Neu: Einige Funkfreunde benötigen eine Bake mit einer Pausendauer von >1 Minute. In der Version 4.13 ist die Pausendauer um den Faktor 10x gestreckt. Achtung: Die Anzeige von MorseMEM muss hier vwerlängert werden.

Einbau
Durch das einfache Schaltungslayout kann auf einen Leiterplattenlayouts verzichten und auf einer Universalleiterplatte aufbauen. DJ7JE hat für alle die lieber eine fertige Leiterplatte benötigen das Layout zur Verfügung gestellt.

Bild 3

Die folgenden Beispiele sollen als Anregung zum Einbau dienen.

Bild 4 + 5

Bild 4+5 zeigt den Einbau des Morsegebers in einem 40m Transceiver SST. Als Tasten werden gewinkelte Kurzhubtasten (Quelle: Reichelt, Conrad) eingesetzt. Die Frontplatte er-hält entsprechend dem Rasterabstand Bohrungen von 5 mm Durchmesser. Im dargestellten Muster wurden nur drei Speicher benutzt. Die Leiterplatte wurde mit der Plastmasse einer Heißklebepistole an der Frontplatte stumpf, ohne zusätzliche Halterungen, befestigt. (Bild 4) Epoxydharz erfüllt den gleichen Zweck, braucht aber etwas länger zum härten.

Die zweite Variante zeigt den Einbau in den Deckel einer Morsetaste (Bild 6). Hier werden ungewinkelte Kurzhubtasten eingesetzt. Die Leiterplatte wurde ebenfalls mit Hilfe der Plast-masse einer Heißklebepistole so fixiert, dass sich die Kurzhubtasten spielfrei betätigen lassen. Die Stromversorgung kann aus dem TRX erfolgen. Ich verwende eine 3V Batterie.

Bild 6

Störstrahlung
Die Schaltung wurde bisher ungekapselt betrieben. Trotz anfänglicher Skepsis konnten weder im eingesetzten QRP-TRX noch mit meiner Heimstation Störsignale oder ein erhöhtes Rauschen festgestellt werden. Umgekehrt wurde auch keine Empfindlichkeit gegenüber HF-Einstrahlung festgestellt.

Nachbau
Der ATmega8 kann über die beiliegende Dateien gebrannt werden. Auch helfe ich mit einem programmierten Chip weiter.

Zum Ausdrucken des Layouts hilft folgendes Programm:
http://www.abacom-online.de/html/dateien/demos/viewlayout50.exe

Das Projekt kann kostenfrei nichtkommerziell genutzt werden.

Über ein Foto (max 200kb) der aufgebauten Projekte würde ich mich sehr freuen.

Hier einige Beispiele:

DJ7JE

DL1AKP hat zwei Tasten mit einem Speicher ausgestattet:

Matthias Keller:

Bob-HS0ZFD in Bangkok, Rudolf Riess-HS0ZEA haben in Thailand die BAKE HS0ZEA/B mit dem Prozessor betrieben. Angeschlossen an die Mike-Buchse eines 2m-Allmode-Transeivers mit nachgeschalteter PA ca. 45W out auf einen vertical Rundstrahler in 17m Höhe. Standort ist in der Provinz Chaiyaphum Locater OK05qo ca. 280km nordöstlich von Bangkok auf einem Berg ca. 650m Seehöhe. Durch diese günstige Lage hörbar im Norden bis zur Grenze an Laos und im Süden bis zum Großraum Bangkok, je nach condx.