Dětský telegrafní transceiver Kiwi TM a VENovy hry

Dětský telegrafní transceiver Kiwi TM a VENovy hry
Verze V.1, stav k 23. květnu 2015
Tento text můžete libovolně šířit, uveďte zdroj, jímž je www.hamik.cz .
Kiwi TM
Dětský telegrafní transceiver
Kiwi TM. Ptáček Kiwi klofá do telegrafního klíče. Písmena TM neznamenají Trade Mark, ale Transceiver Morse, nebo
taky Telegrafní Mobil.
Cože? Telegrafní mobil? Co je to za nesmysl?
Berte to jen coby básnickou licenci. S mobilní sítí tato věc samozřejmě nemá nic společného, kromě blízkého
pracovního kmitočtu.
Kiwi TM vysílá a přijímá na 868,35 MHz, což je volně použitelný kmitočet. S výkonem 13 mW má ve volném prostoru
dosah kolem 300 m, používá dávno zapomenutý provozní mód A2 (ICW) - naposledy používaný kolem roku 1949, kdy
končila éra sólooscilátorů a superreakčních přijímačů. V našem případě však má modulovaná nosná vlna svoje
opodstatnění. Umožňuje totiž rozlišit mezi okolními blízkými stanicemi, které všechny pracují na společném kmitočtu
a liší se jen výškou nízkofrekvenčního modulačního kmitočtu.
Kiwi TM je hračka pro děti a začátečníky. Navazuje na předcházející projekty Radio NIVEA [1] a Radio NIVEA II [2]. Nyní
je všechno v jediné krabičce: Vysílač, přijímač, zdroj, telegrafní klíč, reproduktor, anténa. Kiwi TM umožňuje dětem hrát
si s morseovkou v budově, v přírodě, na letních táborech a připravovat se tak na obsluhu „velkých” radiostanic. A protože
se vše odehrává na volně použitelném kmitočtu, není potřeba povinný dohled koncesionáře ani provoz pod hlavičkou
radioklubu. Nevysílají se dlouhé fráze ve stylu radioamatérského spojení, ale pouze jednotlivé znaky či malé skupinky.
Ovšem, aby mělo používání této hračky smysl, je vhodné, aby se dětem věnoval někdo, kdo zvládá telegrafní značky přijímat a vysílat alespoň minimální
rychlostí.
Dětem je potřeba připomínat, proč to všechno děláme: Že morse je dobrodružství a exotika. Že je to další jazyk se kterým se lze domluvit po celém
světě, další forma hudby. Že znalost morse vede ke stručnému a výstižnému vyjadřování. Že v případě krizových situací může pomoci zachránit život. Že
se znalostí morse, když postavíme i velice jednoduchý vysílač, můžeme se dovolat až k protinožcům (proto je Kiwi v logu, hi). Sice trochu pomaleji, ale
zato bez nutnosti mít vedle sebe PC.
Děti ocení i to, že jejich komunikaci s kamarádem vedenou v morse jen tak každý v okolí nerozumí.
Jak pravil klasik: Bastlení a telegraf je to, co dělá hama hamem. Proto ke vzbuzení zájmu dětí o amatérské radio podporujeme stavbu přístrojů, formou
soutěžení též znalost morse, to vše zábavnou formou. Je to další stupínek k tomu, aby se nenudily, ale aby objevovaly kouzlo techniky, připravovaly se na
náročná a zajímavá povolání, přičemž pro volné chvíle jim zůstává možnost vyřádit se v pestrém a zajímavém ham-radiu.
1
1
2
Zapojení postupně vznikalo na experimentální desce, Obr. 1. Prototyp v drátovém provedení pak byl zhotoven na dvou univerzálních destičkách 30 x 70 mm
[3], viz Obr. 2.
V zapojení jsou použity moduly Telecontrolli [4]. Vysílací modul RTQ1-868 je modulován akustickým kmitočtem obdélníkového průběhu v okolí 1 kHz
z nf generátoru LM567. Protože vysílací modul vyžaduje napětí typicky 3,3 V (max. 4 V), jsou v kladném přívodu vysílacího modulu dvě diody, které snižují ss
napětí z 5V stabilizátoru na 3,6 V. Schéma Kiwi TM je na Obr. 3. Vf napětí z RTQ1-868 je sníženo útlumovým článkem, zamezujícím přebuzení následujícího
stupně.
Na vf výstupu je monolitický zesilovač MAR-8ASM, který poskytuje potřebný výstupní výkon. Mezi MAR-8ASM a vysílací anténou je dolnofrekvenční
propust, potlačující harmonické kmitočty. Interní vysílací anténa je tvořená kouskem drátu, dlouhým λ/4.
Pro pomalé klíčování začátečníků vyhovuje tlačítkový spínač ZIPPO P1-2S-Z [5] se dvěma přepínacími kontakty, který má poměrně lehký chod a přiměřený
zdvih. Jeden spínací kontakt klíčuje všechny tři vysílací IO, druhý umlčuje přijímací modul.
Hmatník 2P1-2TB-B201A-Z určený k tlačítku P1-2S-Z má rozměry jenom Ø7 x 7 mm, takže klíčování by nebylo pohodlné. Proto byl na něj přidán větší
nástavec. Je použit hmatník typ G, Ø12 x 12 mm z tlačítek ISOSTAT. Vnitřek je odvrtán vrtákem Ø9 mm do hloubky 8 mm. Dovnitř jsou vlepeny stočené
pásky kartonu tl. 0,5 mm o rozměrech 7 x 25 mm a 7 x 23 mm. Doprostřed je vlepen původní hmatník Ø7 mm. Použijte lepidlo na tvrdé plasty. Hotová
sestava je na Obr. 4. Nyní z krabičky vyčnívá hmatník Ø12 mm a klíčování je pohodlnější.
2
Přijímací modul RRQ2-868 je superhet s xtalovým oscilátorem a obvodem squelch. Jeho
citlivost je srovnatelná s profi VHF přístroji, což
bylo zjištěno při měření dosahu Kiwi TM, kdy
pro provnání byla použita ručka KENWOOD
TH-F7. Při vysílání je přijímač umlčený
uzemněním PIN 15. Pomocí konektoru SMA se
4
k přijímacímu modulu připojuje vnější přijímací
anténa, např. rukávový dipól, nebo λ/4. Na vnější anténu λ/4 a konektor je
vhodné za tepla navléci smršťovací bužírku 1/16". Lze použít i anténa
Ground Plane, meandrová, Yagi, logaritmicko-periodická i další. Se
směrovými anténami je Kiwi TM dobře použitelný pro hry typu ROB (Hon na
lišku). Výhodou je, že se lovci mohou domlouvat mezi sebou.
Na nf výstupu přijímacího modulu je dvojitý integrační člen dolnofrekvenční propust, omezující vyšší nf kmitočty, které by jinak při
příjmu rušily. Příposlech je vyřešen signálem z modulátoru LM567, který je
přiváděn na vstup LM386 přes kondenzátor 330 pF.
LM386 má v použitém zapojení
zesílení jen 20, což je pro daný účel
3
dostačující.
Vzhledem k výrobním tolerancím je
vhodné do série několika kusů Kiwi TM vybrat kondenzátory 100 nF určující modulační kmitočet tak, aby se navzájem
jejich kapacita jenom málo lišila. Potom bude rozsah modulačních kmitočtů souhlasit u všech přístrojů které si vyrobíte
pro váš dětský kroužek. Pro snadné rozlišení stanic a
příjemný poslech je vhodné jednotlivé stanice naladit pomocí
pentatonické stupnice [6], viz Obr. 5. K naladění podle sluchu
5
stačí použít klávesový nástroj.
Je připravena série her, umožňujících zábavnou formou
vniknout do světa pana Morseho a radioamatérů. VENovy hry [9] vycházejí z VENovy metody, která je asi tím
nejzdařilejším, co v oblasti výuky morse vzniklo. Dvojice si mohou s Kiwi TM zahrát Námořní bitvu, vícečlenné skupinky
třebas Abecedu, Náhodné písmeno, nebo Kočky a myš. Další hry pak vzniknou přímo v kroužcích.
Rozměry plošného spoje
3
4
Seznam součástek
Ks
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
Hodnota
10 kΩ
10 kΩ
10 Ω
20 Ω
100 kΩ
10 kΩ
5,1 kΩ
100 Ω
75 Ω
36 Ω
Rozměry
0204
R1206
0204
0805
0204
CA6VK010
0204
R0805
R0805
R0805
2
10 µF/25 V
4
Označení
R1
R2,3,4
R5
R6
R7
R8
R9
R10,12
R11
R13
Číslo prodejce
GME 119-124
GME 900-005
GME 119-223
GME 901-371
GME 110-184
GME 112-395
GME 110-275
GME 901-212
GME 901-208
GME 901-089
Ks
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
4x5
C1,2
GME 123-371
1
100 nF/50 V
X7R
C3,6,9,13
GME 120-094
1
3
1 nF/50 V
CKS1206
C5,17,19
GME 905-070
1
2
1
1
6
33 nF/50 V
100 µF/16 V
330 pF/50 V
150 pF/50 V
CKS1206
6,3x7
Y5P
CKS1206
C7,8
C10
C12
C4,11,14,15,16,
18
GME 905-083
GME 123-221
GME 120-132
GME 905-104
1
1
1
1
2
1
4,7 µH
1 µH
CKS1206
SMD0805
C20,21
L1
GME 972-080
GME 965-084
1
1
5
Hodnota
10 nH
1N4148
78L05
LM567CN
LM386
RRQ2-868
RTQ1-868
MAR-8ASM+
LED zelená
Konektor
SMA-PCB-Z
Dvoupolohový přepínač
posuvný
Tlačítko
ZIPPO
Hmatník
Hmatník G
Repro 8 Ω
9V baterie
Napájecí
konektor pro
9V baterii
Krabička
Plošný spoj
Rozměry
SMD085
DO35
TO92
DIL08
DIP8
PL-075
Ø3 mm
Označení
L2
D1,2
IC1
IC2
IC3
U1
U2
U3
LED1
X1
Číslo prodejce
GME 965-087
GME 220-003
GME 330-011
GME 390-006
GME 313-011
SEA
SEA
SEA
GME 511-381
GME 817-071
S1
P1-2S-Z
2P1-2TBB201A-Z
76-4104
Ø21 mm
6F22
KM26 ABC
S2
GME 631-264
GME 624-119
Re1
B1
RaC Vonka
GME 642-051
GME 543-033
GME 819-089
GME 622-153
< Osazený plošný spoj Kiwi TM při pohledu z obou stran
(nejedná se o definitivní verzi, je vidět několik drátových úprav)
Za pomoc děkuji
Jindrovi OK1VR, Patrikovi OK1-36038, Petrovi OK1VEN, Alešovi OK2ALP.
Zvláštní poděkování náleží Vlastovi OK3VP.
Prameny
[1] OK1DPX: Radio NIVEA, OQI 62, str. 38
[2] OK1XGL: Radio NIVEA II, http://www.mlab.cz/Designs/HAM%20Constructions/TRX_NIVEAII/DOC/HTML/Radio_NIVEA_II_Navod_V1_0_0A.cs.html
[3] HamShop: http://hamshop.cz
[4] SEA: http://www.seapraha.cz
[5] GME: http://www.gme.cz
[6] http://www.pianovka.cz/data/hn/stup/pentat.html
[7] GES: http://www.ges.cz
[8] RaC Vonka: http://racvonka.cz
[9] OK1VEN, OK1DPX: VENovy hry, OQI 97, str. 38.
OK QRP INFO, č. 97
6
VENovy hry navazují na VENovu metodu výcviku telegrafní abecedy v dětských zájmových kroužcích [1].
VENovy hry se hrají nejlépe s Dětským telegrafním transceiverem Kiwi TM [2], nejprve okolo stolu, potom postupně v několika místnostech budovy,
venku, na táboře, v lese, atd. Jedná se o nejjednodušší hry pro úplné začátečníky. Zpočátku se vysílá velice pomalu, potom se rychlost pomaličku zvyšuje.
Lektor vše řídí: Jeho Kiwi TM má nejhlubší tón, vysláním velmi dlouhé čárky lektor hru přerušuje. Když někdo vysílá nečitelně, tak lektor vyšle otazník.
Dobré vysílání může ohodnotit vysláním písmena R.
Význam značek lektor zpočátku neříká.
VENovy hry
Děti v kroužcích jistě vymyslí i další hry.
____________________________________________________________________________________________________________________________
Úvod
Děti sedí okolo stolu, lektor přinese transceivery Kiwi TM, předvede že každý má jinou výšku tónu. Přístroje Kiwi TM rozdá dětem okolo stolu. Když je dětí
víc jak transceiverů, tak se sousedé o jeden střídají.
Lektor vyšle větší skupinu (např. šest) teček, děti se snaží též vysílat tečky. Děti vysílají postupně ve směru hodinových ručiček, nebo nepravidelně na
vyzvání.
Potom to samé s čárkami.
Opakuj
Lektor postupně vysílá nejkratší písmena, např. v tomto pořadí: I, M, S, O, E, T. Všichni hráči je po něm opakují, buď ve směru hodinových ručiček, nebo
nepravidelně na vyzvání.
Mírně složitější varianta: Lektor při každém písmenu řekne nahlas, které písmeno to je. Vysílající hráč vyšle písmeno zpět a taky ho vysloví. Lektor
postupně vysílá i složitější písmena.
Tak se děti nenásilně učí telegrafní abecedu.
Abeceda
Děti mají před sebou seznam morse značek. Rozdají se písmena např. A, B, C, D, E. Lektor s nejhlubším tónem vyšle A, stanice B vyšle B, stanice C vyšle C
atd. Když to někdo zkazí, tak lektor vyšle dlouhý hluboký tón a začne se znovu. Vysílá se tak dlouho, dokud to neprobíhá bezchybně a stále rychleji.
Potom se písmena posunou v pořadí, jak jdou v abecedě, tedy B, C, D, E, F.
V další etapě pak C, D, E, F, G. Tak si hráči postupně procvičují všechna písmena.
Číslice
Hraje se stejně jako Abeceda, ale s číslicemi.
7
Znaménka
Hraje se stejně jako Abeceda nebo Číslice, ale s interpunkčními znaménky. Procvičují se pouze: Lomítko, rovnítko, otazník, křížek.
Námořní bitva
Hra pro dva hráče. Na čtverečkovaných papírech velikosti A6 mají oba hráči nakresleny dva čtverce 10 x 10 čtverečků, sloupce 1 až 0, řádky A až J.
Do levého si ručně nakreslí svoje loďstvo, do pravého si postupně zakreslují loďstvo protihráče. První hráč vyšle v morseovce např. B5, druhý hráč odpoví Z
(zásah), V (voda), nebo P (potopená).
Další hra se změní tak, že se řádky přejmenují dalšími písmeny jak jsou v abecedě za sebou, nebo libovolnou skupinou písmen. Číslice sloupců zůstávají
stejné. Odpověď se taky může změnit, např. F (zásah), G (voda), H (potopená). Nebo A (zásah), N (voda), X (potopená). Místo písmen v řadě podle abecedy lze
také použít i napřeskáčku jakákoliv jiná písmena, zejména taková, která je zapotřebí procvičit.
Hrací pole se dětem rozdává předtištěné, bez označení řádků a označení pro zásah, vodu, potopenou loď. To se sjednává individuálně a hráči si to do
plánu poznamenávají.
Hraje se nejprve u stolu, pak se hráči rozmístí po budově nebo venku. Lze hrát i ve více dvojicích současně, rozpoznávají se výškou tónu, nebo jinými
písmeny řádků.
Ukázka vyplněného formuláře pro hru Námořní bitva
Prázdný formulář pro kopírování
8
Náhodné písmeno
Lektor vyšle náhodné písmeno, např. L, kdo první porozumí, odpoví písmenem v abecedě následujícím, tedy M, další vyšle N, atd.
Když to někdo zkazí, tak lektor vyšle dlouhý hluboký tón a začne znovu jiným písmenem. Obdobně lze hrát i s číslicemi a interpunkčními znaménky.
Kočky a myš
Obdoba Radiového orientačního běhu (ROB), navíc je zde možnost komunikace mezi lovci (kočkami), i mezi lovci a myší.
Kočky si své pozice a azimuty k myši zakreslují na plánek prostoru, rozdělený na čtverce, kde se hraje. Myš vysílá např. jednu minutu svoji relaci, např. MYS
MYS, MYS, pak je další minutu zticha. Během vysílání ji zaměřují kočky a navzájem si sdělují svoji volačku, pozici a azimut k myši, např. 5 N8 045. Myš se
pohybuje, kočky ji dohledávají. Myš může mít u Kiwi TM klíčovač vybavený pamětí a v ní je relace myši i s časovou pauzou. Operátor myši může i klíčovat
ručně, např. se může kočkám vysmívat.
Tato hra vyžaduje jednoduché externí antény se směrovým diagramem.
Po konci kroužku
děti odcházejí domů, každý se svým Kiwi TM, cestou spolu komunikují otevřenou řečí v morse. Blízko bydlící kamarádi spolu mohou komunikovat i z domova,
např. spolu hrají Námořní bitvu.
Když mají děti zvládnuty VENovy hry
tak lze přejít k nácviku skutečného telegrafního provozu, jak vypadá na ham bandech. Potom lze začít s účastí v některé CW soutěži pro začátečníky, např.
v soutěži NOVIC [3].
Pramen
[1] OK1VEN, OK1DPX: Morse hrou, aneb VENova metoda, OQI 65-66, str. 15.
[2] OK1DPX: Dětský telegrafní transceiver Kiwi TM, OQI 97, str. 30.
[3] OK2ILD: Radioamatérský závod NOVIC, OQI 97, str. 18.
OK QRP INFO, č. 97
9