Automação da Estação Por PY3NZ PY3UEB / ZX3S III ENCOSUL DX 2007

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1 Automação da Estação Por PY3NZ PY3UEB / ZX3S III ENCOSUL DX 2007
Caxias do Sul / RS Automação da Estação Por PY3NZ PY3UEB / ZX3S Associação de Radioamadores Escoteiros Baependi Equipe Regional de Radioescotismo – UEB/RS Equipe Nacional de Radioescotismo - UEB

2 Identificação do Hardware e Software
Computador Interface Software

3 Computador Dispositivos de I/0 Portas Seriais Portas Paralelas
Portas USB Placa de Som

4 Interfaces PTT/CW Modem/TNC CAT Placa de Som Cabos de Conexão

5 Hardware Especifico Band Decoder Voice Keyer

6 Computador Como conectar os periféricos Portas I/O Placa de Som

7 Serial Conector DB9 ou DB25 Padrão RS232

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9 Paralela - Conecta a impressora paralela na saída USB do micro -Padrão Centronics. - Simula interface paralela padrão Em soluções que necessitam de até uma porta LPT adicional, na falta ou mesmo a substituição de portas (on board),

10 Usb O conversor USB/SERIAL é uma solução para quem deseja conectar equipamentos seriais (RS 232) em portas USB. Solução de baixo custo que resolve a necessidade de instalar novas portas seriais em computadores que possuam todos os barramentos ocupados ou em equipamentos (notebooks, hand helds) que não possuem portas RS 232.

11 Interfaces Acoplamento Comutação Proteção do Hardware (Micro X Radio)

12 PTT/CW

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14 Placa de Som Circuito de Acoplamento/Isolação
O que eu preciso saber na hora de escolher a minha placa de som ?

15 Áudio

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17 Interface Áudio TX/RX e PTT

18 Características importantes de uma placa de som :
-  Capacidade ou não de operar em Full-duplex (ou seja gravar e reproduzir simultaneamente). -  Nível máximo de entrada Ve max : valor eficaz do maior sinal senoidal aplicável na entrada  que não é distorcido. (medida em Volts ou mV). -  Dinâmica : Relação entre Ve max  e o  ruído de fundo da placa sem sinal (medida em dB) Tnx PY4ZBZ

19 Resposta em freqüência : desvio do nível (em dB) do sinal dentro da faixa de freqüência nominal em relação a 1 kHz. -  Ruído de aliasing : não sei porquê, mas este é um parâmetro importante e omitido pela maioria dos fabricantes. É muito fácil de ser medido ou observado e é provocado pelo projeto incorreto do filtro anti-aliasing, no circuito de gravação da placa (antes do ADC), e com conseqüências desastrosas na qualidade do sinal gravado ou digitalizado, principalmente em programas de analise espectral de sinais, ou qualquer outro. Para esta aplicação e outras ainda, a placa deve ter um excelente filtro anti-aliasing. A maioria das placas de som On-board (para não dizer todas que já testei) ou de baixo custo são péssimas nesse aspecto. Tnx PY4ZBZ

20 Placa de Som Tnx PY4ZBZ

21 Tnx PY4ZBZ

22 CAT - Computer Aided Transceiver
O que? Pra que serve? Interfaces

23 CAT O sistema CAT permite comandar as operações do transceptor (TRCVR)  via software pelo computador. Pode-se por exemplo mudar ou ler a freqüência de operação e muitas outras funções, que dependem do conjuntos de instruções, ou COMANDOS CAT, próprio de cada equipamento e de cada fabricante. (CAT= Computer Aided Transceiver ou Computer Aided Tuning).

24 Equipamentos que NÃO precisam de interface:
    Os transceptores (TRCVR) modernos podem ser interligados diretamente ao computador por meio de um cabo adequado, pois já possuem um conector serial no padrão RS232 (geralmente um conector DB9), e portanto não precisam de nenhuma interface externa adicional.     É o caso, por exemplo, dos equipamentos TS570, TS870S e TS2000 da Kenwood, e dos FT847, FT920 e FT1000MP da Yaesu. Mas é preciso verificar no manual do equipamento se o cabo deve ser do tipo pino a pino (por ex.: TS570 e FT920), ou do tipo cruzado (null modem) (por ex. : FT847). Tnx PY4ZBZ Tnx PY4ZBZ

25 Equipamentos que PRECISAM de uma interface:
    Todos os equipamentos da Icom precisam de uma interface (por ex. a CT-17 da Icom), mas tem a vantagem sobre os outros porque permite conectar e controlar mais de um equipamento com uma única porta serial no computador. (para o IC746, existe um cabo especial, OPC-662, que contém uma interface dentro do conector).     A ICOM  usa o padrão ou protocolo CI-V (Communication Interface-V) e uma interface CT-17 com conector P2 (3,5mm). Tnx PY4ZBZ

26 Icom

27 Equipamentos mais antigos (mas nem tanto
Equipamentos mais antigos (mas nem tanto!) de outros fabricantes e que tenham o sistema CAT, tem um conector que não esta no padrão RS232, mas em um padrão próprio de cada fabricante. Podemos citar como exemplos :     KENWOOD : usa interface IF-232C. (conector DIN de 6 pinos). Por ex.: TS440,TS450S, TS690S, TS850S, TS940S e TS950SDX.     YAESU: usa interface FIF-232C. (conector DIN de 6 pinos). Por ex.: FT650, FT747, FT840, FT890, FT990, FT1000 e FT1000D.     Tnx PY4ZBZ

28 Todas estas interfaces são do padrão TTL, e portanto precisam de uma interface física (conversor de nível) para transformação em RS232 , que é o padrão usado nas portas de comunicação (Comx) seriais do computador.     Além das interfaces vendidas pelos próprios fabricantes, encontram-se muitas interfaces deste tipo e diagramas na Internet, que usam o circuito integrado MAX232 ou equivalente, para fazer a correta adaptação RS232  / TTL, e algumas com foto acopladores, que permitem evitar problemas de retorno de RF. Mas na maioria dos casos, um circuito bem simples também funciona corretamente. Tnx PY4ZBZ

29 Cat Interfaces Simples Baixo Custo Faça você mesmo

30 Icom

31 Kenwood

32 Yaesu

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36 TNC (Terminal Node Controller)
É o equipamento que servirá como interface entre o computador e o transceptor, fazendo todo um processo de decodificarão/codificação do protocolo AX.25 Pode ser utilizado interna ou externamente, sendo este último o mais comum

37 Automação na Pratica Writelog N1MM Dxcluster Logger HRD

38 Writelog

39 N1mm

40 Band decoder ?????

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42 Band Decoder- Interface que decodifica os sinais provenientes do radio e que identificam a banda em que o radio está. Normalmente estes sinais estão nos interfaces de comando dos Antena Tuners e dos amplificadores automáticos da própria marca. .

43 Um Seletor Automático de Antenas KISS
(Keep It Simple and Stupid), Porquê um Seletor Automático de Antenas? Os rádios modernos possuem já duas, três, e até quatro saídas de RF que permite ligar separadamente as antenas necessárias. No entanto estas saídas deixam de fazer sentido quando é necessário ligar um Amplificador com apenas uma entrada e uma saída. Como se sabe, a maioria dos Radioamadores ativos tem uma antena tribanda, um dipolo para 40/80 metros, e talvez ainda, uma antena para as WARC, uma vertical para os 160, uma Yagi para os seis, e outra para os dois metros... Então não é mais cômodo sentar-se em frente a um radio que, quando muda de banda, muda automaticamente de antena? Quantos de nós nunca se enganou, ou se esqueceu de comutar para antena correta?

44 Fabricar ou adquirir um já montado?
Basicamente um Seletor Automático de Antenas é constituído por um Band Decoder ligado a um radio que depois comanda uma caixa de relés colocada no topo da torre onde ligam as antenas.

45 Voice Keyer

46 Softwares Auxiliares Emulador de TNC Dxcluster Propagação
Modos Digitais Loogbook

47 SV2AGW Seu autor desenvolveu varios softwares para modos digitais que não necessitam de TNC, apenas uma placa de som, tipo Sound Blaster e um transceptor, podendo transmitir em AX25 ou TCP/IP. Esta última opção só é disponível para as versões registradas.

48 Dxcluster VE7CC Dxtelnet

49 Dxcluster                                                                                                                                                                                                

50 Acesso por Telnet ou TNC
Compatibilidade total com CC Cluster , AR Cluster or DX Spider Nodes. Compatibilidade Telnet, DDE, saidas RS-232 para loggers e programas de conteste Remove bad Dx Spots (Brancos ou Duplicados) Pode ser configurado para rejeitar dx spots por anunciante,prefixo ou comentarios. Auto reconnect e busca os spots perdidos Alarmes de Dx Alarms programados para paises que voce precisa. Salva os spots em arquivo para analise posterior

51 Softwares para Cálculo de Previsão de Propagação
Modelos Matemáticos São três os principais modelos matemáticos atualmente em uso para cálculo de propagação: IONCAP - Ionospheric Communications Analysis and Prediction Program ICEPAC - Ionospheric Communications Enhanced Profile Analysis and Circuit Prediction Program VOACAP - The Voice of America Coverage Analysis Program Tnx PY2YP

52 IONCAP O IONCAP calcula os seguintes parâmetros: intensidade de campo, confiabilidade do modo, MUF e LUF. Permite que sejam especificados, ganho da antena, ângulo de irradiação, potência de saída, hora universal, coordenadas, número de manchas solares, fluxo e os índices A & K. Este modelo foi projetado pelo ITS Institute for Telecommunication Sciences e é distribuído livremente pelo US Department of Commerce no site Tnx PY2YP

53 ICECAP Devido a baixa performance do IONCAP relativamente às regiões polares, e por utilizar perfis de estrutura de densidade de eletrons já superados, foi desenvolvido um novo modelo levando em consideração a condutividade da ionosfera e a densidade de eletrons (Ionospheric Conductivity and Electron Density – ICED). Este novo modelo leva em conta as diferenças entre as regiões da ionosfera e contém algoritmos para circuitos através de regiões de sub-aurora, aurora e da capota polar. Este modelo foi projetado pelo ITS Institute for Telecommunication Sciences e é distribuído livremente pelo US Department of Commerce no site Tnx PY2YP

54 Não existe software comercial escrito para este algorítmo, o governo americano não abriu o código fonte, embora o software seja freeware. Apesar de ser mais difícil de usar do que os aplicativos comerciais escritos sob o IONCAP ou VOACAP vale a pena dar uma olhada. A interface padrão é feia e desajeita mas produz boas informações como este mapa de MUF. Recomendado apenas para usuários avançados e que desejem ir além das previsões usuais. É imprescindível ler os dois extensos manuais que o acompanham, isto é o manual do usuário e o manual técnico. Se você se enquadra nesta categoria é este o software que você deve ter como padrão na sua estação. É o mais preciso e completo dentre todos, vale qualquer esforço para aprender a usá-lo. Apenas para dar uma pequena idéia do seu potencial, imagine que Andaman, VU4, seja seu último país do DXCC. Você poderá rodar um modelo aonde, além de definir a melhor frequência e horário para sua localização, é possível ver, dentro desta abertura, qual o horário em que os seus competidores mais fortes, europeus por exemplo, estejam com sinais inferiores aos seus, definindo assim uma janela de otimização do contato. Tnx PY2YP

55 VOACAP Em 1985 a rádio Voz da América adotou o algoritmo Ionospheric Communications Analysis and Prediction Program [Teters et al.,1983] como modelo aprovado para ser usado em estações de radio difusão e para especificação de antenas. Como o modelo foi modificado para estes propósitos o nome foi alterado para Voice of America Coverage Analysis Program (VOACAP) para diferenciar do modelo IONCAP elaborado pelo National Telecommunications and Information Administration (NTIA). O desenvolvimento do VOACAP foi acompanhado pela rádio Voz da América - VOA, pelo Laboratório de Pesquisas da Marinha Americana, Naval Research Laboratory, e pelo Instituto de Ciências para Telecomunicações do Departamento de Comércio dos Estados Unidos (NTIA). Tnx PY2YP

56 Existe uma versão grátis no site do U. S
Existe uma versão grátis no site do U.S. Department of Commerce NTIA/ITS mas é um tanto quanto feia e difícil de usar e exige-se algum conhecimento para entender os relatórios, que são precisos e muito bem elaborados, embora tenham aparência muito simples. Dean Straw, N6BV, Senior Assistant Technical Editor da ARRL, fez uma excelente apresentação para o Yankee Clipper Contest Club explicando passo a passo os resultados de uma previsão de propagação. A leitura deste documento esclarecerá todas as suas dúvidas. Por outro lado, o site do OH6BG lhe ensinará a configurar rapidamente o VOACAP bem como lhe dará bons ensinamentos básicos sobre esta excelente ferramenta. Existe uma versão comercial chamada WinCAP 5 desenvolvida pela Tabor Software que produz gráficos finamente elaborados e relatórios de excelente qualidade. Não é tão técnico quanto o ICEPAC mas atende perfeitamente as necessidades das estações de radioamadores, sendo muito mais fácil de usar, mais rápido e, no que diz respeito aos nossos propósitos, igualmente preciso e confiável. Embora a utilização do software seja difícil no início, vale a pena o trabalho. É sem dúvida alguma a melhor opção para usuários que querem apenas resultados rápidos e confiáveis. Altamente recomendado para DXers e contesteiros Tnx PY2YP

57 Miniprop Além dos mecanismos expostos acima, existe um algorítmo denominado Miniprop, desenvolvido há muitos anos pela Marinha dos Estados Unidos, que funciona relativamente bem, apesar de ser um modelo já ultrapassado. Há um aplicativo gratuito escrito por W6EL, conhecido por W6ELProp. Fácil de usar, mas produz resultados estranhos que exigem cuidadosa interpretação. Apenas para principiantes. Snapmax Programa freeware escrito para DOS mas que roda muito bem no Windows XP e anteriores. O programa é uma interface voltada para os radioamadores elaborada, por WA3ZKZ, a partir do algorítmo de cálculo de propagação desenvolvido pela rádio BBC, cujo nome e serieade por si só recomendam a utilização. Embora a apresentação da interface seja um tanto quanto pobre no seu aspecto visual, trata-se de excelente programa que oferece previsões confiáveis e fáceis se serem entendidas. Altamente recomendável para DXers sérios e competentes. Se voce quiser utiliza-lo solicite-o em Tnx PY2YP

58 MIXW O melhor software O MiXW é, sem dúvida, o melhor software multimodo do mercado. Este software foi desenvolvido em 1992 por UT2UZ e desde esse ano tem sofrido muitas e fantásticas evoluções . O MixW permite praticamente operar em todos os modos digitais conhecidos.

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60 LOGGER 32

61 HRD

62 Modos Digitais Modos digitais no Radioamadorismo
Desde a década de 50 os radioamadores utilizam o RTTY (Radio Teletype) como modo digital de comunicação. No final dos anos 70 ocorreram as primeiras experiências com o Rádio Pacote em VHF e UHF. Nos anos 80, alguns modos foram adaptados para o uso no HF como o AMTOR,SITOR, PACTOR (AMTOR e Packet), GTOR.  

63 As comunicações digitais ponto a ponto avançaram muito com a informática nos anos 90, notadamente com várias modalidades de PSK. Atualmente o SDR (Software Defined Radio), o programa Ham DReaM (versão amadora GNU para transmissão Digital Radio Mondiale), a ampla análise espectral e o DSP propiciam muitas experimentações para contatos digitais a longa distância, mesmo em LF.

64 Packet Desenvolvido inicialmente por canadenses em 1978,.
Sua principal utilidade foi o Public Bulletin Board System (PBBS), com troca de textos e pequenos arquivos entre os membros, assim como acessar boletins e listas de discussão em um período em que a internet era restrita ao ambiente universitário

65  Atualmente sua maior utilidade é relativa ao DX Packet Cluster, uma rede real time de informações sobre o comportamento da propagação e estações distantes trabalhadas, com dados sobre a MUF e LUF local, WWV, o direcionamento correto da antena, horários do sunrise e sunset, acesso a base de dados com endereços dos radioamadores. Atualmente as redes de rádio pacote estão amplamente conectadas à internet (gateway), onde é possível acessar por conexão Telnet e mandar s (AX.25 e TCP/IP, útil para estações portáteis).³

66 SSTV   SSTV é uma forma ou modo analógico de transmissão de imagens fixas (preto e branco ou coloridas) usando como meio de transmissão qualquer canal de voz com banda passante da ordem de 3 kHz, como por exemplo rádios para telefonia em AM ou FM ou SSB.     O formato das imagens (e portanto o limite de resolução ) vai de 120x120 até 640x496.     Os modos mais usados atualmente são o Martin 1 e o Scottie 1 que gastam aproximadamente 2 minutos, com formato de 320x256.

67   Portanto, para fazer SSTV hoje, não é preciso mais do que um rádio transceptor (TRCVR) e um microcomputador (PC) com placa de som, e um software como por exemplo o excelente MMSSTV, criado e distribuído totalmente de GRAÇA por nosso colega Makoto Mori JE3HHT. Se o transceptor tiver VOX, ou seja, aciona automaticamente a transmissão com a presença da voz (ou de um sinal de audio de SSTV), não é preciso nenhuma outra interface, a não ser dois cabinhos blindados para interligar a placa de som ao transceptor!...

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71 RTTY Radio Teletype) ou rádio-teletipo, é um modo de transmissão digital, via rádio. A exemplo da transmissão em telegrafia, o RTTY usa um código para gerar os números, letras e alguns caracteres. Este código é composto de sete dígitos e é conhecido internacionalmente como Código Baudot ou Murray. Destes sete dígitos, cinco são utilizados para gerar os dados de informação e os outros dois para controle de tráfego.

72 APRS O Automatic Position Reporting System (APRS) foi desenvolvido por Bob Bruninga (WB4APR) em 1990. Esta rede possibilita aos usuários finais a visualização em mapas computadorizados a localização de sua estação, bem como de todas as demais conectadas pelo mundo, mesmo móveis, realizando o trakking em tempo real. A rede também trafega mensagens de texto como o Rádio Pacote, porém sem necessidade da conhecer previamente a rota: a rede promove o roteamento automático considerando a própria localização das estações intermediárias a melhor servirem de digipeaters. Ainda as mensagens podem ser trocadas com usuários da internet por , ICQ e IRC. O APRS cumpre importante função pública ao difundir dados meteorológicos (WX) providos de estações radioamadoras que acoplaram em seus transceptores equipamentos de monitoramento, configurando alertas para situações limites em tempestades e acompanhamento de furacões.³

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74 Radio Digital DIGITAL radio mondiale
DRM é um novo sistema DIGITAL de transmissão para radiodifusão em ondas longas, médias e curtas, ou seja, abaixo de 30 MHz, que proporciona até 4 canais de áudio de alta qualidade (mono ou estéreo) ou dados.

75 O áudio é codificado em MPEG4-AAC, MPEG4-CELP e MPEG4-HVXC.
Como usa multiplexação de sinais, pode transmitir por exemplo um programa em varias línguas simultaneamente, além de informações sobre a programação (textos e dados) e conteúdos multimídia MOT (Multimedia Object Transfer).

76 O feixe digital DRM contem 3 canais lógicos: o MSC (Main Service Channel) que carrega os sinais multiplexados principais de áudio e dados, o SDC (Service Description Channel) que carrega informações como o prefixo da estação, formato de dados e áudio, etc... e é transmitido em intervalos de mais ou menos um segundo, e o FAC (Fast Access Channel) que permite entre outras coisas a sincronização do receptor.

77 O sinal digital é modulado em QAM : 4QAM para o FAC, 16QAM e 64QAM para o SDC e MSC. A transmissão em RF é feita em OFDM com até 460 portadoras e ocupa uma banda de 10 ou 20 kHz, podendo inclusive ser transmitido junto com uma transmissão em AM comum (Muilticast).

78 O Dream é o primeiro software experimental free para recepção DRM  e foi desenvolvido na Universidade de Darmstadt na Alemanha. Este e outros softs demodulam o sinal digital COFDM, retirado em freqüência intermediaria de 12 kHz de um receptor com banda passante de 10 ou 20 kHz . 

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80 Hamdream HamDream é uma modificação do Dream, feita por HB9TLK, para bandas mais estreitas de forma a poder ser transmitido por equipamentos SSB de radioamadores, e sem precisar da FI em 12 kHz, usando diretamente o sinal de áudio demodulado pelo receptor.  As primeiras transmissões com o Dream forram feitas na Europa em 25 de maio 2004, entre DL3NDR - EA2ARU, DL3NDR - PE1RMQ, DL3NDR - IW0HK e HB9TLK - IW0HK..

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82 SDRZero, um Rádio Definido por Software

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84 ).                                                                                                                                           

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86 Espectro recebido do CIAO pelo Dream
Espectro recebido do CIAO pelo Dream. O espectro total vai de aproximadamente 0 a 12 kHz, filtrado pelo CIAO, mas o espectro útil do sinal DRM está entre 1 e 11

87 Nota-se o efeito do QSB seletivo, que causa "notchs" que passeiam por cima do espectro DRM, o que é normal na banda de 40 metros nessa hora e distancia ! :

88                                                                                                                                                                                                                                                 

89 Bibliografia Esta apresentação tem como fonte de pesquisa
..sites diversos.. * Foi montada com adaptações dos artigos originais autorizado pelos autores, com caráter unicamente educativo e sem nenhum fim comercial.

90 Cláudio Chicon Pereira da Silva – PY3NZ
Muito Obrigado !!! Cláudio Chicon Pereira da Silva – PY3NZ QRV