Ecco un’altro progetto “salvaspazio”

L’idea questa volta è orientata a tenere sulla scrivania un solo microfono con la possibilità di commutarlo su più apparati. Così facendo oltre a risparmiare spazio operativo e a ridurre i cavi che vanno a spasso sul tavolo si investe su un solo microfono “di stazione” magari di qualità.

Nello studio di questa soluzione ho cercato di renderla flessibile (quindi in grado di usare microfoni con connettore 8 poli delle marche più in uso) ed adattabile alle diverse configurazioni dello shack in modo da avere poco ingombro e nel contempo massima visibilità per controllare l’operatività. Per limitare i circuiti o scelto di commutare solo il segnale audio ed il PTT (quindi i pulsanti Up-Down presenti sui microfoni non sono più utilizzabili)

Per questo il sistema si compone di 3 unità distinte:

Mic adapter: uno scatolotto metallico che riceve il cavo del microfono di stazione. All’interno si trova un sistema per il cambio rapido del cablaggio del connettore 8 poli collegato al microfono ed un preamplificatore a bassa impedenza che si può inserire qualora ve ne sia la necessità. Questo scatolotto nel mio caso è stato ubicato sul lato all’estrema sinistra della scrivania. Un cavo schermato di buona qualità assicura il collegamento con la main board.

Main board: l’unità che ospita l’elettronica a servizio delle commutazioni e l’Arduino che oltre a gestirne la logica si occupa anche di creare e pilotare il VU-Meter su display OLED ubicato sulla console. Oltre ai connettori DB9 che la collegano alle altre 2 unità qui si trovano le prese alle quali collegare le radio (5 nel mio caso). Per questi collegamenti ho visto che la soluzione più comoda ed affidabile era usare dei cavi di rete (cat 5 o 5E) che essendo twistati a coppie di fatto risultano insensibili ai disturbi ambientali causati da RF e/o alimentatori switching. Non ultimo sono molto comodi da approntare, io uso delle patches industriali alle quali taglio l’RJ45 su una estremità e ne collego gli opportuni i fili al connettore di ciascuna radio. Ho ubicato questa unità come al solito su uno scaffale poco accessibile sotto la scrivania.

Console: contenitore in plastica dove sono posizionati .Arduino Nano che gestisce il display TFT, il display OLED che si atteggia a VU-Meter, il dislay TFT che fornisce le indicazioni operative (radio selezionata, stato Rx o TX con conteggio del tempo di Tx, configurazione corrente del cablaggio microfonico riconosciuto automaticamente), il pulsante di selezione radio (ciclico) e l’interruttore di accensione del sistema. Questa unità l’ho posizionata a portata di “occhi”. Il collegamento alla main board è affidato al solito cavo da allarmi schermato con rosso e nero più grandi insieme a 4 fili sottili.

Il funzionamento del sistema è semplice. La main board riceve il segnale audio e lo stato del PTT dal microfono e li “appoggia” su un “bus” sul quale si affacciano i relè che li inoltrano alla radio selezionata. L’Arduino presente nella main board ha il compito gestire la logica, leggere e convertire in numero il livello audio in arrivo dal microfono (amplificato dall’ LM358) e passarlo alla parte di programma che disegna il VU-Meter ed il relativo ago. Il display OLED del VU-Meter ubicato nella console viene pilotato atttraverso la comunicazione I2C grazie ad una coppia di integrati P82B715P “I2C extender” (senza dei quali dopo 1 metro di cavo il collegamento I2C non funzionerebbe). Sul collegamento I2C vengono veicolati verso la console altri segnali (stato del PTT, nr radio selezionata ecc). L’Arduino Nano presente nella console completa la comunicazione I2C e sulla base dei vari stati pilota il display TFT. Su questo display engono indicate le informazioni operative ovvero nome della radio selezionata, Rx o Tx con conteggio del tempo trascorso da quando si è premuto il PTT, cablaggio del microfono di stazione selezionato (riconosciuto automaticamente grazie ad un gioco di resistenze sul blocchetto jumper).

Ora vediamo come è fatto il Mic adapter

Il preamplificatore ha un guadagno elevato ed è regolabile col potenziometro RV1. E’ possibile inserirlo qualora si usi un microfono con un segnale in uscita particolarmente basso (io con l’ MC-60A Kenwood non lo uso mentre con un microfono Electrovoice vintage devo usarlo). Per l’adattamento alle diverse marche di microfoni e conseguentemente ai loro cablaggi ho realizzato dei blocchetti opportunamente cablati che realizzano le transizioni richieste. Per cambiare rapidamente la marca del microfono di stazione basta cambiare il blocchetto. Questo blocchetto si inserisce irreversibilmente nei jumpers indicati a schema come J3 e J4 e si può vedere a sinistra nella foto qui sopra. Sperando di rendere meglio l’idea, questa è la foto del blocchetto Yaesu che al momento non uso. Le due resistenze da 1/8 W (R101-102-201-202-301-302) sono quelle che fanno apparire sul display TFT la marca (e di conseguenza il cablaggio del connettore 8 poli) del microfono corrente.

Passiamo ora alla main board con la relay board (è un’unica unità, solo lo schema è stata diviso per questione di dimensione del disegno)

Nota: successivamente i 2 step down sono stati sostituiti con un LM7805 ed un LM7812 perchè gli step down generavano ronzio.

Il trimmer RV1 dello schema main board va regolato per far sì che l’ago del VU-Meter arrivi all’inizio della zona bianca quando il livello di modulazione è corretto per le radio. Al fine di equalizzare i livelli microfonici di ciascuna radio (tipicamente diversi fra loro) occorre agire singolarmente sui trimmer RV1…RV5 indicati sulla relay board.

Ed ora la console

Per finire questo è il mio schema di interconnessione fra i 3 moduli sul quale (come mia abitudine) indico i colori dei fili che uso per il cablaggio

I nomi delle radio visualizzati sul TFT della console sono editabili nello sketch chiamato “Slave_Adafruit_04.ino” intervenendo su queste righe di programma

Infine la parte relativa ad Arduino

Una volta “unzippato” il file ci si trova in questa struttura:

dove nella cartella “Slave_Adafruit_04” si trova lo sketch che dovrà essere installato sull’Arduino Nano della console mentre nella cartella “Master_TFT_Ok_09” c’è la parte da installare sull’Arduino Leonardo (o quello che verrà usato) montato nella main board. Il file display.c DEVE trovarsi nella stessa cartella dove c’è lo sketch Master_TFT_Ok_09.ino Naturalmente gli sketches possono essere rinominati e riposizionati dove si vuole ma il file display.c non può essere rinominato (a meno di non andare a cambiare anche la chiamata relativa all’interno dello sketch)

NOTA: come è noto gli sketches per Arduino per essere utilizzati necessitano della presenza sul proprio PC delle librerie incluse nello sketch e spesso anche di ritocchi per adeguarlo all’hardware che ciascuno decide di usare per la propria realizzazione (ad esempio i display ma non solo loro). Quindi c’è da aspettarsi un minimo di adattamento per il quale è necessaria una conoscenza di base del mondo di Arduino