Zelfbouw CW decoder met LM567 en Arduino

Deze CW Decoder is een relatief simpel project voor de beginnende zelfbouwer. Je past in één keer analoge techniek, digitale techniek en software toe door het gebruik van een Arduino. Het idee komt uit het Veron-Electron magazine van april 2015. Daarin staat een schema omschreven en een voorbeeld van hoe het eindproduct er uit zou kunnen zien.

De CW Decoder sluit je aan op een communicatie ontvanger. Zodra er in de mode CW (morse code) wordt uitgezonden door het station dat je aan het beluisteren bent, dan zal al gauw de tekst zichtbaar worden op het LCD scherm.

Het apparaat werkt door je ontvangen audio door een instelbaar bandpass filter (LM567) te halen. Je stemt met een regelbare weerstand het bandpass filter af op één gewenste audio frequentie. Alle andere ontvangen audiofrequenties wordt niet op gereageerd, maar als de gewenste audio frequentie wordt ontvangen, dan wordt de uitgang van de LM567 hoog (een logische 1).  In morse code zou dit een reeks van logische 1’en en 0’en opleveren, welke aan een digitale input van het Arduino bordje (bij voorkeur een Uno of Nano) wordt aangeboden. De software in de Arduino zorgt er vervolgens voor dat de baudrate automatisch wordt bepaald en dat de tekst leesbaar op het LCD scherm wordt geschreven. De software is ontwikkeld door WB7FHC en vrij te Downloaden. Er is niet veel kennis voor nodig om het Arduino programma naar eigen wensen aan te passen.

1_Schema origineel

Origineel schema uit Electron 2015.

2_Behuizing uit Electron

Eindproduct voorbeeld uit Electron 2015.

Uitvoering van Jeroen PA1JRN, het prototype

Jeroen PA1JRN, een van de clubleden van Veron afdeling 08, PI4UTR heeft dit idee uit de Elektron nagebouwd. Een eerste type op gaatjesprint om het concept te bewijzen. Daarna de software geupload in de Arduino en na het afstemmen op een tegenstation welke in morse code uitzond verschenen al snel de eerste teksten op het display. Missie geslaagd!

3_Prototype

Halverwege de opbouw van het prototype.

4_Prototype eindproduct

Het prototype in een behuizing.

Versie 2

De tweede versie van de CW decoder door PA1JRN kent een paar wijzigingen. Ten eerste is het deze keer niet meer op gaatjesprint opgebouwd, maar op een professionele prinplaat (download hier de gerbers), geproduceerd door PCBway. Deze printplaat is zo ontworpen dat hij exact in een 10x16cm euro behuizing geschoven kan worden, waarbij rekening is gehouden met de positie van de knoppen, connectoren en het display zodat het een fraai ogend kastje zal worden.

 

5_Schets

Schets van versie 2.

Daarnaast is er in het schema wat EMC filtering toegepast, en is het audiobereik aangepast. De frequentie (toonhoogte) van het uitgezonden audiosignaal van het tegenstation waarmee het in morse code seint kan variëren van 300Hz tot 2.5kHz (ongeveer). Het originele ontwerp van de CW decoder heeft een veel kleiner bereik waarbinnen je met de draaiknop  kunt tunen. Daarom zijn er veel tegenstations onmogelijk te decoderen. Het voordeel van een groter bereik is dat je veel meer kunt decoderen, het nadeel is dat tunen iets lastiger wordt. De laagste en hoogst mogelijke frequentie kun je bepalen door te variëren met weerstand en condensator waardes. Om dit makkelijk uit te kunnen rekenen is er deze Excel sheet van PA1JRN.

8_Layout

Layout ontworpen in Ultiboard 14.

7_Stuklijst CW_decoder_20160215

Stuklijst met prijzen en leveranciers (2016).

9_Onderdelen

Onderdelen verzameld, het bouwen kan beginnen!

10_Printplaten

Linksboven de PCB top, rechtsboven de PCB bottom. Linksonder de Arduino Nano en rechtsonder de LCD module.

12_Zijkant

Voorkantje van de eurobehuizing, met de hand geboord.

Het samenbouwen van deze versie is een fluitje van een cent. Er zijn alleen conventionele onderdelen gebruikt, geen minuscule SMD dit keer. De LCD module wordt met twee schroeven vastgezet op de grote PCB zodat deze verbinding mechanisch zeer sterk is. Daarna kan het geheel in de Eurobehuizing geschoven worden.

13_Geassembleerde top

Bovenkant van de samengebouwde PCB

14_Geassembleerde bottom

De samengebouwde PCB in de behuizing geschoven

Nadat alles is samengebouwd en getest, werd het tijd om de frontplaat te ontwerpen. Dit is de laatste stap, omdat het een tijdrovend precisiewerk is en vrij kostbaar. Nadat de productiefiles voor de frontplaat geupload zijn naar de fabrikant moet je een week wachten op het postpakketje. Gelukkig past de frontplaat perfect.

11_Frontplaat

Ontworpen in Front Panel Designer 4.5 van Schaeffer

15_Eindproduct

Het eindresultaat

16_Decoding

Klaar voor gebruik

Om het eindresultaat te testen kun je afstemmen op een station waarvan je weet dat het CW uitzendt, of de CW decoder aansluiten op een smartphone met morse code app. Dit werkt in de praktijk ook zeer goed.

17_Praktijktest

Afgestemd op 145.675 MHz het CW baken ontvangen van PI3RTD