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TABLE DES MATIÈRES.
1°) - Présentation du module.
__1-1) - Le PCB
__1-2) - Le module assemblé
2°) - Le schéma.
__2-1) - La commutation des filtres.
__2-2) - Les filtres passe-bandes.
3°) - La construction du module.
__3-1) - Les documents à télécharger.
__3-2) - La fabrication des supports de relais.
__3-3) - L'assemblage du module.
__3-4) - La construction et mise en place des transfos HF.
__3-5) - Le blindage et la mise en place des relais.
4°) - Le réglage des filtres.
1°) - Présentation du module.
Avant de faire chauffer le fer à souder, une petite présentation de ce module s'impose.
Ce module est équipé de 12 filtres HF passe-bandes pour les bandes amateur suivantes:
-160m
-80m
-60m
-40m
-30m
-20m
-17m
-15m
-12m
-10m A (11m)
-10m B
- 6m
Il rentre, bien sur, dans le projet 14HAM-DK2, mais est conçu pour être très polyvalent. Il peut donc aussi être utiliser pour tout autre projet.
__1-1) - Le PCB
Présentation du circuit imprimé double-face avec sérigraphie et trous métallisés . Il mesure 270 x 80mm.
Côté soudures:
Côté composant:
La commande des relais:
En entrées, il y a 2 rangées de connecteur, JxA et JxB,. Cela permet de raccorder l'une aux connecteur du petit module de commutations du VFO et l'autre au module 12 filtres passe-bas du PA.
Les connecteurs J4A, J4B et J5 sont 4 E/S libre d'affectation qui pourront servir pour commander d'autres relais ou LED de signalisation ou autres. Il y en aura 4 autres sur le module 12 filtres passe-bas. Pour ma part, j'ai utilisé ses E/S libres de ce module pour piloter les LED des boutons poussoir du clavier du VFO.
Petite particularité:
A côté de chaque relais, il y a une LED de signalisation en série avec la bobine de ce relais qui permet, de contrôler le bon fonctionnement du relais mais aussi de savoir, du premier coup d’œil, quel filtre est activé. J'ai aussi sérigraphié de chaque côté des filtres HF la bandes correspondante pour ne pas chercher les filtres. Avec la LED, ce sera plus facile pour intervenir lors des réglages de ceux-ci. Sur la photo, on peut voir qu'il est inscrit "12m", "10m A", "10m B", "6m" et non "12m", "11m", "10m", "6m". Il y a une raison. En effet, un radio amateur, avec un appareil du commerce, peut émettre sur toutes les bandes amateur ainsi que le 11 mètres (sans utiliser son indicatif RA). Il peut aussi émettre sur toutes les bandes amateurs avec un appareil de construction amateur, sauf sur le 11 mètres. Pour cette raison et pour éviter tout problème, j'ai préféré inscrire "10m A" à la place de "11m". L'écoute de toutes ces bandes est totalement libre.
Comme vous pouvez le constater, je n'ai pas lésiné sur les vias pour relier les îlots de masse isolés au plan de masse du PCB. J'ai commencé par un, puis je ne me suis plus arrêté. Si vous voyez qu'il en manque un, faites moi le savoir, je ferais refaire les PCB, HI 3x!
Pour ne pas mélanger la HF avec les courants continus de commande de relais, toutes les piste HF se trouvent uniquement côté composants entre les relais, ...
...et les pistes d'alimentations des relais, côté soudures, sauf, les 2 pistes l'alimentation +12V permanent qui se trouvent côté composants, mais à l'extérieur des relais, au bords du PCB (au niveau du marquage "LED" sur la photo ci-dessus).
Tous les relais seront blindés avec blindage relié à la masse. Une pastille est prévu pour cela à la base de chaque relais. Le blindage de ces relais sera réalisé avec de la feuille de cuivre en ruban adhésif.
Le PCB de ce module est disponible au radio-club Lyonnais F8KLY, dont voici le lien de contact:
__1-2) - Le module assemblé
2°) - Le schéma.
Après la présentation physique du module, passons aux schémas de celui-ci. Il y en a deux:
-La commutation des relais des filtres HF.
-Les filtres HF passe-bandes.
__2-1) - La commutation des filtres.
La commutation des 12 filtres s'effectue par un signal TOR (Tout Ou Rien) 0-5Volt qui sera appliqué à l'une des entrées disponible sur deux rangée doublées de connecteurs référencés "JxA" et "JxB". Cela permet de raccorder l'une des rangée aux connecteurs du petit module de commutations du VFO et l'autre au module filtres passe-bas du PA.
Les 24 relais de commutation de filtres sont pilotés par deux ULN2803A directement embarqués sur le PCB. Leurs entrées sont donc commandées en 0-5Volts issu du VFO dans le cadre du projet 14HAM-DK2, mais peuvent bien sur être pilotés par tout autre interface selon vos besoin, ce module étant polyvalent. Un simple commutateur 12 positions alimenté en 5Volt peut aussi parfaitement faire l'affaire. Les connecteurs J4A, J4B et J5 sont 4 E/S libre d'affectation qui serviront pour le projet 14HAM-DK2 aux sorties "Trigger 1 à 4" du VFO pour piloter les LED des BP des commandes de delay CAG, des commutations BF internes/externes émission et réception et de la puissance "Lo/Hi" du PA. Il y a aussi, 4 autres E/S disponibles et identiques sur le module filtres passe-bas.
__2-2) - Les filtres passe-bandes.
Voici une portion du schéma de la partie HF:
Le schéma de chaque filtre est identique. On retrouve donc un filtre passe-bande classique avec deux cellule L/C. La particularité de ce module se situe au niveau de la commutation HF des filtres: Quand le filtre passe-bande "6m" est activé, les contact inverseur de ses deux relais (RL121 et RL122) sont collés ce qui permet, bien sur, de connecter ce filtre, mais aussi de couper toutes les liaisons inutiles avec les autres relais des autres filtres, ce qui évite toute perte de signal HF.
3°) - La construction du module.
Après la théorie, la pratique! Pour cette réalisation, il nous faut de précieux documents. Ceux-ci sont directement téléchargeable ci-après.
__3-1) - Les documents à télécharger.
Pour télécharger les documents PDF, cliquer sur les images ci-dessous, puis descendre jusqu'à la grande barre horizontale rouge et cliquer sur "Télécharger"
__3-2) - La fabrication des supports de relais.
La toute première étape va consister à fabriquer les supports de relais qui permettront de remplacer ceux-ci très facilement en cas de panne de l'un d'eux.
Pour réaliser ces supports, il nous faut:
-24 support DIP14 tulipe,
-une rondelle large de faible diamètre intérieur
-et une pince à bec.
On va donc commencer par retirer les tulipes indésirable. Pour cela, on place le support sur la rondelle, puis à l'aide de la pince à becs, on pousse la tulipe dans le trou de la rondelle:
Une tulipe retirée.
(Comme chez le dentiste, mais sans anesthésie).
Le résultat obtenu:
__3-3) - L'assemblage du module.
C'est maintenant le moment attendu de mettre le fer en chauffe! On va commencer par mettre en place les composants les plus bas, à savoir les 24 supports DIP14 modifiés pour les relais et les deux DIP18 pour "IC1" et "IC2".
L'écartement des relais est de 2,54mm, soit, exactement l'empattement des broches des supports. De ce fait, les supports seront à touche-touche. Il est donc indispensable de les mettre d'abord tous en place sans les souder, de bien les plaquer sur le PCB avec un élément bien plat par dessus et maintenu avec des pinces à linge ou autre. On retourne l'ensemble, on vérifie, une dernière fois, le bon positionnement des supports et on peut faire les soudures. Le résultat sur la photo de gauche.
Le PCB est très long, mais avec tout les supports des relais à touche-touche, celui-ci ne plie pas. Ça réalise, en quelques sortes, 2 poutres de renfort, une de chaque côté: L'ensemble est ainsi bien rigide:
Ensuite, et comme montré sur les photos, ci-dessus, on peut commencer par mettre en place, les 48 condensateurs céramiques multi-couches de 100nF marqués "C1". Ils sont faciles à repérer, il y en a un de chaque côté de chaque relais. Puis on continue avec les autres condensateurs céramiques de la partie HF et avec les composants les moins hauts pour terminer avec les plus hauts.
A l'emplacement des transfos HF, j'ai laissé volontairement le cuivre pour optimiser le blindage du module. Il est donc nécessaire de mettre en place et à ces endroits, une petite entretoise isolante. Celle-ci pourra être réalisée avec des petits boutons de manchette de 5 ou 6mm en plastique. De mon côté, j'ai trouvé des perles en verre incurvées de chaque côté. Pour les fixer au PCB, il suffit de les coller avec un peu de colle genre néoprène ou autres. Ne pas utiliser de colle cyanolite!
Les pistes HF étant toutes du côté composants, il est nécessaire de laisser un petit espace entre les 2 connecteurs SMA et le PCB pour éviter tout effet capacitif entre la piste et le corps du connecteur comme pour le module filtres passe-bas.
Pour les mettre en place, mettre le PCB à l'endroit comme sur la photo et placer les 2 SMA. Ceux-ci ne doivent pas être plaqués volontairement aux PCB pour les espacer des pistes HF présentes sur le dessus du PCB. Souder seulement un coin de chaque connecteur SMA, puis retourner le PCB. Souder la broche centrale des SMA puis souder les 4 broches de masse de chaque SMA.
Le résultat avec quelques condensateurs manquant:
Maintenant, on va pouvoir passer à la fabrication et à la mise en place les transfos toriques.
__3-4) - La construction et mise en place des transfos HF.
Nous allons maintenant nous attaquer à la partie délicate, le bobinage des tranfos sur tore. Si vous avez déjà réalisé ce genre de bobinage, il faut compter une petite journée pour réaliser l'ensemble des transfos avec leurs mise en place.
Quelques petits conseils pratiques:
Si vous avez déjà bobiné des tores, commencez par les plus long, c'est à dire, ceux du 160m. De cette manière, plus vous avancerez et plus le travail sera rapide (Le primaire du 6m ne comporte que 9 spires).
Si vous n'avez jamais réalisé de bobinage de tore, commencez par ceux du 6m. Ça vous permettra de vous entraîner pour les autres.
Réalisez ces bobinages dans le calme, pas de télévision ni radio.
Ne faites pas la fête la veille.
Comptez chaque spire à haute voix pour que votre cerveau puisse mieux mémoriser le comptage.
Imprimez le tableau des bobinages et cochez chaque transfo réalisé et mis en place. Ça vous évitera de faire deux fois le même.
Réalisez les 2 transfos de chaque filtre ensemble et mettez les en place à la suite. Puis passez aux deux autres du filtre suivant.
Pour vous faciliter le travail, vous trouverez dans le tableau et sous chaque nombre de spires, la longueur de fil à utiliser pour chaque enroulement. Cette longueur comprend environ 2 x 2,5cm de plus pour les connections.
Voici un exemple de bobinage pour le filtre du 11m (ou 12m). Les 2 transfos doivent être impérativement bobinés symétriquement, c'est à dire, inversés l'un par rapport à l'autre comme sur la photo:
Pour se faire, tenez le tore de manière à ce que sa couleur soit toujours face à vous. Passer environ 2,5 cm de fil par le côté gris du tore et maintenez ce bout (donc face à vous) sur le tore et vers le haut. Puis prenez l'autre bout et enfilez le par le côté coloré, c'est à dire, celui face à vous et en le bobinant vers la droite, si vous êtes droitier, et serrez bien le fil sur le tore.
Vous venez de réaliser non pas une spire, mais deux. En effet et c'est très important de le savoir, un fil qui passe à travers un tore constitue une spire. Donc, si vous avez besoin de recompter les spires à l'extérieur du tore, rajoutez dans votre comptage, une spire. Faites l'essai en comptant à l'extérieur, puis à l'intérieur du tore. A l'extérieur et curieusement, il vous manquera, apparemment, une spire par rapport à l'intérieur.
Pour le deuxième transfo, procédez de la même manière, mais en maintenant le premier bout non plus vers le haut, mais vers le bas et bobinez, là aussi, vers la droite. De cette manière, vous aurez deux bobinages symétriques, c'est à dire inversés et non pas identiques.
Entraînez vous avec deux petits morceaux de fil en réalisant quelques spires sur deux tores.
Astuce!: Pour étamer les deux extrémités, retirez d'abord le verni sur la longueur nécessaire à l'aide d'un morceau de toile émeri de 150 ou 200, par exemple.
Ensuite, on peut bobiner les secondaires. Pour cela, positionnez toujours la face colorée face à vous, puis passez, là aussi, environ 2,5 cm côté gris du tore et maintenez ce bout avec celui déjà présent, c'est à dire celui du primaire, puis bobinez le nombre de spires nécessaires dans le même sens que celui du primaire, c'est à dire, en suivant le cheminement du primaire. Puis, séparez les connections comme sur les 2 photos suivantes:
Ensuite, on peut les mettre en place:
Procédez toujours filtre par filtre.
Voici le résultat final:
Maintenant, il nous reste les relais à blinder et à mettre en place.
__3-5) - Le blindage et la mise en place des relais.
Pour le blindage des relais, il suffit de suivre le même procédé que pour ceux du module 14HAM-TRM:
Citation:
La première étape consiste à déterminer la dimension de la bande de ruban adhésif en cuivre à préparer. Pour sa longueur, il suffit d’additionner les 4 côtés du relais et de rajouter 5mm pour le chevauchement. Pour la largeur de la bande, additionner sa hauteur et sa largeur.
Puis on commence par coller la bande sur la longueur du relais. On rabat sur le petit côté en se servant d'un cure-dent pour faire la pliure de l'angle et pour maroufler la feuille de cuivre sur le relais et ainsi de suite:
Ensuite, à l'aide d'un cutter ou mieux, un scalpel, on coupe proprement les angles.
Puis à l'aide du cure-dent, on rabat les petits côtés en marouflant avec le cure-dent et ainsi de suite:
On retourne le relais:
et l'on retire l'excédant de cuivre:
Ensuite, il suffit de mettre en place tous les relais et de relier leur blindage à la masse. Ne pas faire une grosse soudure ou s'éterniser sur celle-ci, celà pourait faire fondre le plastique du boitier du relai, déformer son intérieur et provoquer un disfonctionnement.
Le module prêt à être mis en place:
Détail sur la mise à la masse du blindage des relais:
4°) - Le réglage des filtres.
Chaque filtre se compose de 2 cellules L/C. L'une sera réglée sur le centre de la moitié basse de la bandes et l'autre sur le centre de la moitié haute de la bande. Par exemple et pour le 40 mètres dont la bandes passante va de 7000KHz à 7200Khz, on ajustera l'un des CV sur 7050KHz et l'autre sur 7150KHz. De ce fait, il sera nécessaire d'attribuer une rangée de CV pour la moitié basse de chaque bande et l'autre rangée pour la moitié haute de chaque bande. Pour les repérer, un marquage "LO" et "HI" sur un relai de chaque rangée sera très utile.
Pour réaliser cette opération, il y a 2 méthodes:
Avec un VNA.
Sans VNA .
Avec VNA
Il suffit de raccorder l'appareil aux 2 connecteurs SMA avec charge 50 Ohms en entrée et sortie et de procéder aux réglages des 2 CV pour obtenir la courbe de la bande passante souhaitée pour chaque filtre. La commutation de chaque filtre pourra se faire avec le VFO connecté ou en injectant directement du +5Volt sur l'une des entrées choisies des deux ULN2803A.
Sans VNA
Il suffit simplement de régler les CV avec un maximum de souffle entendu et de signal vu au S-mètre. Pour rappel, l'un sera réglé sur le centre de la moitié basse de la bandes et l'autre sur le centre de la moitié haute de la bande. C'est tout.
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