Machine Generated Mode, czyli telegrafia z komputera w zawodach krótkofalarskich

Autor: SQ6MS/F4VSQ
Ostatnia aktualizacja: 2019-04-25

Kiedy w 2000 r. zaczynałem swoją przygodę z zawodami i telegrafią, zawsze zastanawiałem się czy i jak możliwe jest ręczne nadawanie kluczem przez okres całych zawodów? Od czasu do czasu na paśmie trafiałem na stacje nadające CQ TEST, gdzie słowo „TEST” jak i raport w postaci 5NN nadawane były ze znacznie większą prędkością niż pozostałe elementy, takie jak znaki stacji czy grupa kontrolna. Zadawałem sobie wówczas pytanie, w jaki sposób te stacje są w stanie tak szybko i precyzyjnie zwiększać i zmniejszać prędkość kluczowania, i co im to daje? Odpowiedź przyszła bardzo szybko.

W tamtym czasie w klubie nadawaliśmy głównie używając tradycyjnego manipulatora, nie korzystając z komputerowego wspomagania. Po kilkunastu godzinach dość intensywnej pracy, kiedy pojawiały się pierwsze oznaki zmęczenia, ilość błędów popełnianych przy użyciu takiego klucza znacznie wzrastała. Po jakimś czasie nabrałem wprawy w posługiwaniu się kluczem, ale pojawił się następny problem. Podczas kolejnych wywołań moja prawa ręka była zawsze zajęta, a cała uwaga zaabsorbowana była kontrolą nadawania. Komputer już mieliśmy, ale nie było sposobu na jego efektywną obsługę podczas nadawania, ponieważ trzeba było cały czas kontrolować pracę na kluczu.

Podczas wertowania instrukcji do oprogramowania CT Log, natknąłem się na opis prostego interfejsu, który umożliwiał całkowite uwolnienie się od ręcznego nadawania. Było to rozwiązanie wykorzystujące port LPT komputera pracującego pod kontrolą systemu operacyjnego DOS. Na początku trudno było się przyzwyczaić do automatycznego kluczowania, dlatego klucz manualny zawsze był w pobliżu. Praca w zawodach stała się bardziej efektywna. W czasie, gdy komputer nadawał CQ, ja mogłem obsługiwać rotor oraz inne urządzenia na stacji. Zastosowanie makr, czyli uprzednio zdefiniowanych w programie wiadomości skróciło wymianę raportu i grupy kontrolnej. Samo przeszukiwanie pasma w celu znalezienia nowej stacji (S&P) i wykonanie QSO stało się szybsze. Jedna ręka na gałce VFO, sprawdzenie czy dana stacja jest już w logu, po czym uruchomienie właściwego makra i gotowe. To pozwalało także na zmniejszenie ilości błędów popełnianych podczas nadawania.

Startując w kolejnych zawodach okazało się, że już nie potrzebuję manualnego klucza, a kiedy komputer wyręcza mnie z nadawania, mam mnóstwo czasu na obsługę drugiego radia (SO2R), sprawdzanie mnożników, itp. To małe i proste usprawnienie czasami negowane przez telegraficznych ortodoksów przyczyniło się do podniesienia poziomu współzawodnictwa. Robimy więcej łączności, w krótszym czasie i za pomocą coraz bardziej wyrafinowanych technik.

Praktyczna realizacja prostego interfejsu USB

Dzisiaj, kiedy coraz rzadziej mamy do dyspozycji komputery z fizycznymi portami RS-232 lub LPT, często jedynym rozwiązaniem jest zastosowanie konwertera USB – RS-232. Spośród wielu dostępnych na rynku konwerterów godne polecenia są te oparte o chip FT232[1] (i podobne) firmy FTDI. Nie wszystkie konwertery są kompatybilne z najnowszymi wersjami systemów operacyjnych. Należy unikać ich starszych wersji, opartych na układach Prolific itp., lub takich, co do których nie mamy pewności że będą kompatybilne z naszym systemem operacyjnym. Bardzo często brak działania z naszym komputerem oznacza, że kupiliśmy podróbkę danego układu. Producenci walczą z podróbkami modyfikując odpowiednio i aktualizując sterowniki. Nowe wersje sterowników rozpoznają podrabiane konwertery i odmawiają współpracy (Prolific) lub wręcz blokują je nieodwracalnie (FTDI). Najnowsze systemy Windows automatycznie aktualizują sterowniki nie pytając o zgodę, więc jeśli trafimy na podróbkę układu scalonego to trzeba się trochę nagimnastykować, żeby zmusić go do pracy.

Żaden z powyżej zaprezentowanych konwerterów nie posiada opcji bezpośredniego kluczowania CW oraz PTT, symulują one raczej fizyczne porty RS-232. Część, która będzie kluczowała nam radio, musimy wykonać sami. Do budowy interfejsu możemy wykorzystać tranzystory NPN, np. 2N2222, BC550, BC547, itp., oraz rezystory małej mocy. W wersji z separacją galwaniczną możemy użyć tanich i popularnych transoptorów PC817 lub PC827 firmy SHARP.

Układ podstawowy na porcie RS-232

Zaletą tego rozwiązania jest bardzo duża łatwość implementacji oraz niski koszt. Większość nowoczesnych programów do obsługi zawodów oferuje również obsługę PTT. Można też zdefiniować opóźnienia czasowe pomiędzy kluczowaniem CW, a załączeniem PTT, co w znacznym stopniu przyczynia się do wydłużenia żywotności przekaźników w naszym PA.

Interfejs z separacją galwaniczną mas USB-TRX

Interfejsy zbudowane w oparciu o układ FT232RL można dodatkowo konfigurować pod swoje potrzeby za pomocą programu do edycji wewnętrznych parametrów układu FT PROG[2].

Rozwiązanie z konwerterem USB ma również swoje wady. Protokół obsługujący porty USB został zoptymalizowany pod kątem szybkości i niezawodności przesyłu danych. My, kluczując nasze radio, korzystamy tylko i wyłącznie z linii przewidzianych do kontroli przepływu danych w czasie rzeczywistym. Ta kontrola nie zawsze jest idealna, ponieważ jest realizowana za pomocą sterownika wirtualnego portu COM i czasami (w zależności od obciążenia systemu operacyjnego) mogą występować opóźnienia lub „kaleczenie” telegrafii wysyłanej przez nasz komputer. Najmniej problemów sprawiają konwertery zbudowane w oparciu o układy FTDI. Jeśli nie mamy podłączonych żadnych innych peryferiów poza naszym interfejsem, to obsługa kluczowania CW oraz PTT jest praktycznie bezproblemowa. Spora część gotowych interfejsów dostępnych na rynku jest oparta właśnie na układach FTDI.

Rozwiązania alternatywne w oparciu o USB.

Rozwiązaniem problemu z jakością nadawania może być zastosowanie interfejsu wyposażonego w mikrokontroler z oprogramowaniem K1EL, czyli popularny Win-Key (http://k1el.tripod.com/). W odróżnieniu od typowego konwertera USB – RS232, Win-Key używa specjalnego protokołu do wymiany danych z naszym programem logującym. Poprzez port USB wysyłane są dane o tym jakie znaki mają być nadane, trafiają one do wewnętrznego bufora klucza, po czym za samo kluczowanie odpowiada mikrokontroler. Omówienie wszystkich funkcji klucza K1EL przekracza ramy tego artykułu, jednak wszystkim chcących spróbować gorąco zachęcam do zapoznania się z dokumentacją dostępną na stronie producenta. Oprócz gotowych interfejsów – kluczy z USB, K1EL rozprowadza również zaprogramowane mikrokontrolery, które można wykorzystać jako bazę do budowy własnego interfejsu. Rozwiązania K1EL są stosowane m. in. przez słowacką firmę Microham.

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem jest klucz K3NG oparty o platformę Arduino (https://blog.radioartisan.com/arduino-cw-keyer/). Klucz ten we współpracy z programami logującymi emuluje protokół Win-Key. W odróżnieniu od poprzednika, kod źródłowy klucza K3NG jest dostępny publicznie i można go dowolnie modyfikować pod swoje potrzeby.

Obydwa te rozwiązania cechuje dość duża ilość funkcji i w zasadzie nie są one typowymi kluczami elektronicznymi, a raczej specjalizowanymi procesorami CW. Wielu z tych funkcji nie wykorzystamy w zawodach. Mogą być one przydatne podczas normalnych QSO poza zawodami.

Przydatne linki:
[1] http://www.ftdichip.com/Products/ICs/FT232R.htm
[2] http://www.ftdichip.com/Support/Utilities.htm#FT_PROG


Jeżeli masz jakieś uwagi do tekstu publikacji (sugestie, pomysły, korekty-tekstu itp.), będziemy wdzięczni za przekazanie ich w komentarzu. Jeśli to możliwe, prosimy o podpisanie komentarza swoim znakiem. Znaki wszystkich osób, których uwagi zostaną wykorzystane, będą umieszczone w nagłówku publikacji.


Publikacja została opublikowana i opracowana do otwartego wykorzystania przez wszystkich zainteresowanych. Od pierwszego wydania główna zasadą jest otwarty dostęp do publikacji.
Z powyższych powodów oraz dlatego, że w utworzenie i kolejne aktualizacje tekstów włożono wiele pracy i czasu, autorzy tekstów i tłumaczeń nie wyrażają zgody na jakiekolwiek wykorzystywanie publikacji w żadnych wydawnictwach (tradycyjnych czy internetowych) o charakterze komercyjnym czy dochodowym.