Si4735 ile bir başka AM-SSB-FM radyo

(Son güncelleme 2 Ocak 2022)

Si4735 tümdevresi SiLABS Tarafından üretilmiş bir DSP alıcı tümdevresi. (Artık Si473X serisi tümdevrelere SiLABS, adresinden değil  SYYWORKS adresinden ulaşabiliyorsunuz. SiLABS ya tümdevre üretim kısmını bu yeni isimle sürdürecek ya da devretti.)

TECSUN, Grundig radyolarında bu çipleri kullanıyormuş. ( Bu arada, KOÇ HOLDİNG'in sâhibi olduğu Grundig, Almanya'da sattığı radyoları Türkiye'de satmıyor! E, Türk Firması ya...(*))

SiLABS'ın radyo tümdevresi yelpazesi oldukça geniş. Bu ailenin en gelişmiş üyelerinden Si4735-D60 (D60 geliştirme sürümünü gösteriyor) SSB çözme özelliğine de sâhip. SiLABS ticarî üreticilere sağladığı bu bilgiyi normal kullanıcılardan saklarken, Vadim Afonkin adlı birisi bu kodları çözüp internette yayınlıyor. Bundan sonra biz fâniler de Si4735-D60 çipini SSB dinlemek üzere kullanabiliyoruz.

Si4735 için PU2CLR çağrı işaretli Ricardo Lima Caratti bir Arduino kütüphanesi yayınlıyor ve çeşitli uygulama örnekleri veriyor sayfasında.  Bunların içinde TFT ekranlı olanlar, 0,96 inch'lik OLED ekranlı olanlar, karakter LCD'li olanlar var. 

Si4735 tümdevresi etrafına kurulmuş bir radyonun yapımını daha önce sizlerle paylaşmıştım. TFT ekranlı bu radyoda, SSB-AM kip değiştirme,   band genişliği fitresi ayarlama ve bandları belirleme için 3 adet tuş ile bir encoder ve bir ses ayar potu bulunuyordu. Oysa, Si4735 için yazılan kütüphaneler ile daha fazla işler yapmak da mümkün. PU2CLR çağrı işâretli radyo amatörünün hazırladığı kütüphane ve örnek yazılım ile otomatik kazanç kontrolünü açıp kapama, SSB kipinde bir BFO'yu devreye sokma, ses ayârını tuşlarla yapma gibi ek işlevler de var.

TFT ekranlı radyonun görsel olarak güzel görünmesi yanında bir dezavantajı var: Küçük yazıları okuma zorluğu. Hele benim gibi belli bir yaşın üzerindeyseniz bu zorluk kendini o kadar çok gösteriyor ki... Dolayısıyla, rahat görme imkânı sağlaması ve görece kolay ve ucuz temin edilmesi açısından ben LCD ekranlı olanı tercih ettim. Orijinal yazılımı https://github.com/pu2clr/SI4735/tree/master/examples/SI47XX_02_LCD_20x4_I2C/SI473X_04_ALL_IN_ONE adresinde bulabilirsiniz. Ben, yazılımda bâzı ilâveler ve değişiklikler yaptım. Radyo, taşınabilir olacağı için, iki adet Li Ion pille beslenecek ve pilin gerilimi de her an ekrandan görülebilecek.

Haydi bismillah.

Amatörler için en önemli hususlardan birisi yaptığı devreyi/cihazı kutulamaktır. Devreyi yaparsınız, sonra bir kutuya yerleştirmeye çalışırsınız. Ya devre kartı kutuya büyük gelir, ya devreyi vidalamak için ekstra delikler açarsınız, ya da benzeri bir başka problemle karşı karşıya kalırsınız. Bu yüzden, şimdilerde ben bir devre yapmayı düşündüğümde önce kutuyu seçiyorum ve devrenin baskı devresini bu kutuya göre tasarlıyorum. Bu proje için Altınkaya firmasının PR-224 kodlu kutusunu kullanmaya karar verdim. 

Alıcıda kullanılacak malzemeler:

PR-224 Altınkaya plastik proje kutusu

Si4735 (modül üzerine monte edilmiş olarak)

3v 8MHz'lik Arduino pro mini

LM386 ses frekans kuvvetlendirici tümdevresi

LD1117-3.3 3,3v'uk gerilim regülatörü (TO220 kılıfta)

Basmalı tuş (8 adet)

Rotary encoder (1 adet)

470uF-16v elektrolitik kondansatör 

220uF-16v elektrolitik kondansatör 

1N4148 diyot (2 adet)

1206 kılıfta SMD direnç:

10 ohm

4k7 (2 adet)

10k

3k3

1206 kılıfta SMD kondansatör:

47nF

33pF

18pF

1uF

470nF

100nF (2 adet)

10uF, 6,3v SMD tantal kondansatör (1808 kılıfta)

SMD bobin:

180nH

4,7 uH 

Gösterge:

Si4735 tümdevresi 3,3v ile çalışmaktadır. Dolayısıyla, devrede kullanılan işlemcinin (yâni Arduino'nun) işâret seviyesinin buna uygun olabilmesi için 3,3v'luk Arduino Pro Mini kullanılmıştır. Gösterge olarak kullanılan alelâde LCD'ler 5v ile çalışır. Dolayısı ile Arduino ile LCD'nin i2c devresi arasına bir seviye uyarlayıcı yerleştirmek iktiza etmektedir.

Bir deneme yaparak, standart LCD'yi 3,3v'ta çalıştırmanın mümkün olup olmadığını görmek istedim. Çalıştı! Ama, mavi-beyaz LCD'nin kontrastı bu seviyede çok düşüktü. Bu yüzden sarı-yeşil arka ışıklı bir LCD kullandım. Sonuç gâyet tatminkâr.

Eski radyolardan çıkma orta dalga ferrit anten bobini (ferriti ile birlikte)

Maksimum uzunluğu 56cm. olan teleskopik anten

2 adet seri bağlanmış LiIon pil (koruma devresi ile birlikte)

Radyonun şeması

Bu kutuya yerleştirmek üzere L şeklinde bir PCB tasarladım.

Rotary encoder ile tuşlar PCB'ye lehim yüzünden lehimlenecek. Si4735 daha önceden hazırladığım modül ile devreye takılacak.

PCB

PCB'ye elemanların yerleştirilişi - lehim yüzü

PCB'ye elemanların yerleştirilişi - eleman yüzü yüzü

Si4735 modülü

PR-224 kutusunun hazırlanışı

PR-224 kutusunun hazırlanışı

Alıcının ekranı

22 Aralık 2021

Alıcının taşınabilir olmasını istiyorum. LM386'lı bir ses frekansı güç kuvvetlendiricisi kullanacağımdan,  devreyi seri bağlanmış iki adet Li Ion pil ile beslemek istiyorum. Pil geriliminin ekranda görülmesi iyi olacağından, pil gerilimini ölçmek için yazılıma bir rutin ilave ettim ve ekranda gösterilmesini sağladım.

PU2CLR'nin tasarımında olmayan ögelerin gösterilmesi ve  göstergenin kapasite sınırları sebebiyle, bâzı ibareleri kısaltmayı, bâzılarını da simge ile göstermek istiyorum. Bu simgeler şunlar:

 Frekans adımı 

 Sinyal seviyesi

 Ses seviyesi

 Pil gerilimi

 Sinyal gürültü oranı

Sayfanın üst tarafındaki resimlerle alt tarafındaki resimler arasında fark görüyorsanız, alttaki resimleri esas alın. Zira, zaman içinde tasarımda değişiklikler yapılmaktadır. Tasarımdaki ekleme / çıkarma / değiştirme işlemleri bittiğinde, devre https://qsl.net/ta2ei adresinde yayımlanacaktır.

1 Ocak 2022

Orijinal yazılımdaki radyo bandlarını değiştirdim. Zira, yayın ve amatör bandlardan bâzılarının alt ve üst frekans sınırları istediğim gibi olmadığı gibi  bâzı bandlar da öntanımlı değildi. Gerçekten, orijinal yazılımda FM yayın, Uzun dalga (LW), orta dalga (MW), 160m, 80m, 60m, 49m, 40m, 31m, 30m, 25m, 22m, 20m, 19m, 17m, 16m, 15m, 12m, CB bandı ve 10m olmak üzere 20 öntanımlı band varken, bu bandlara 630m, 120m, 90m, 75m, 60m amatör, 49m, 41m, 30m amatör, 17m amatör, 15m amatör ve 150kHz - 29999 kHz'i kapsayan bütün bandlar ilave edilmiş ve öntanımlı band sayısı 27'ye yükseltilmiştir.

Ayrıca, band isimleri ekranda gösterilmiştir. Amatör bandlarda band isminin başına H harfi getirilmiştir.

Orta dalga bandında 10kHz olan frekans adımları 9kHz öntanımlı hâle getirilmiştir.

150kHz - 29999 kHz aralığında frekans adımları 1, 5, 9 ve 100 kHz olarak belirlenmiştir.

Radyo, FM kipinde son derece başarılı. 

AM kipine gelince; bir radyonun alışı anten ile doğrudan ilgilidir. Kısa dalga bantları için Silabs firması azamî uzunluğu 56cm. olan bir teleskopik anten öneriyor. Bu kadarcık bir antenle kısa dalga yayınları propogasyonun durumuna göre oldukça iyi alınabiliyor. Uzun ve orta dalga için ferrit anten kullanmak en bilinen çözüm. Eski radyolardan çıkan ve üzerinde LW ve MW bobinleri olan ferrit çubuklarını bunun için kullanabilirsiniz. Anten bobininin endüktansı 180uH ilâ 450uH arasında olmalıdır. Bu yüzden LW anten bobinini değil daha az sarımlı olan MW anten bobinini kullanabilirsiniz.

Ferrit çubuğu, gürültü kaynaklarından mümkün olduğunca uzağa yerleştirin. 

AM için loop anten de kullanabilirsiniz. Ancak, gerekli endüktans ayarlamalarına uymak şartıyla.

Bu konuda geniş bilgiyi Silabs'ın (Skyworks) AN383 Si47XX ANTENNA, SCHEMATIC, LAYOUT, AND DESIGN GUIDELINES adlı uygulama notunda bulabilirsiniz.

---

(*)

Grundig firmasının Türkçe internet sayfasının RADYO bölümünde ( https://www.grundig.com.tr/radyo/ ) "BU KATEGORİDE ÜRÜN BULUNMAMAKTADIR." diyor.

Oysa Grundig'in Almanca sayfasında RADYOLAR bölümünde ( https://www.grundig.com/de-de/audio/radios/alle )ONLARCA radyo modeli var..

GRUNDIG şirketinin internet sayfasında https://www.grundig.com/de-de/ueber-grundig/unternehmen/unternehmen adresinde şunlar yazıyor:

Die Wurzeln der Grundig Intermedia GmbH liegen im 1946 gegründeten deutschen Traditionsunternehmen Grundig AG, das mit Radios und Fernsehern Weltruhm erlangt hat. 2007 wurde Grundig Intermedia GmbH Teil von Arçelik A.S., einem der führenden Unternehmen innerhalb der international tätigen Koç-Gruppe. Seit 2021 bietet sie unter dem Dach der Beko Grundig Deutschland GmbH rund 500 Produkte für jeden Raum des modernen Zuhauses.

( GOOGLE tercümesi: Grundig Intermedia GmbH'nin kökleri, 1946 yılında kurulan ve radyo ve televizyonlarla dünya çapında ün kazanmış olan geleneksel Alman şirketi Grundig AG'ye dayanmaktadır. Grundig Intermedia GmbH, 2007 yılında uluslararası alanda faaliyet gösteren Koç Topluluğu'nun önde gelen şirketlerinden Arçelik A.Ş.'nin bünyesine katılmıştır. 2021 yılından bu yana Beko Grundig Deutschland GmbH çatısı altında modern evdeki her oda için yaklaşık 500 ürün sunuyor.)

Bir başka anten analizörü

 Son güncelleme 16 Şubat 2022

Daha önce bir Nano VNA 2 anten analizörü satın almıştım. Şeytan dürttü mü dersiniz açgözlülük mü dersiniz bilemem ama bir anten analizörü yapmaya karar verdim.

Aslında Nano VNA 2'yi satın almadan önce de Arduino ile kurulmuş ve 30 MHz'e kadar çalışan bir anten analizörü daha yapmıştım. Ama aklımı KD8CEC'in sayfası çeldi. Amerikalı bu amatör, EU1KY tarafından gerçekleştirilen anten analizörüne yeni özellikler kazandırmıştı.

Hani yabancıların "poor man's" diye başlayan ve bir âletin kolayca ve ucuza yapmanın yolunun gösterildiği gibi bir anten analizörü olsun isterdim aşağıda anlatacağım cihaz; ama maalesef pek de ucuz değil. Ancak bir yandan amatörlük ruhu, diğer yandan bu analizörün yapabildiklerini düşününce insanın gönlü kayıyor. Bu gönül çelici devrenin yapım aşamalarını -ve bitince de elbette neticelerini- burada anlatacağım. Bütün devre bitince de QSL.net'teki sayfama aktaracağım.

EU1KY'nin CEC versiyonu bir STM32F746 geliştirme kartı üzerine kurulmuş. Bu geliştirme kartına Si5351 ile çalışan bir VFO, iki mikser (SA612), bir dual opamp ve birtakım pasif elamanlarla kurulmuş bir "yavru kart" eklemleniyor. Bunun için önce malzeme araştırma ve teminine baktım.

İşte ST'nin geliştirme kartı bu. EU1KY Yuri'nin çalışmasına önce DH1AKF Wolfrang Kiefer el atıyor ve projeye bir çok ekstra özellik katıyor; daha sonra ise KD8CEC Ian Lee işe dahil oluyor ve ekstra özellikler artıyor.



Yukarıdaki resim, analizörün neler yapabildiğini gösteriyor. Amatörlük biraz da bu değil mi?

20 Eylül 2021

Yurt dışında STM32F746 50 küsur dolar. Bizde tutturan tutturabildiğine satıyor. Ben Elektrovadi'den aldım.

SA612'yi bulmak da zor. Amazon'dan SO kılıfta tanesini 1 dolara buldum. Şimdi sıra geldi dual opampa. İlk sürümde LM358 kullanılmış ama daha sonra rail to rail bir opamp olan TS922 kullanılmış. Elimde ne var bir bakacağım.

Elimde MC33502 var ama gürültüsü TS922'ye göre 3 kat daha fazla.

İstanbul'da Özdisan'da TS922 varmış, tânesi 1 dolardan biraz fazla. 2 adet sipariş ettim.

21 Eylül 2021

STM32F746G geliştirme kartı elime geçti. İlginç bir kart bu. Üzerinde 4.3 inch'lik bir LCD var. Dokunmatiği kapasitif.

Giriş çıkışları da şöyle:

- Ethernet giriş

- Ses çıkış

- Mikrofon giriş

- Kompozit video çıkış

Şimdi iş buna bir "yavru kart" hazırlamaya geldi. Yavru kart, bu karta anten analizör, sinyal üreteci, kuartz kristal kontrolü, L/C metre, SWR metre, keyer, spektrumu da görerek giriş frekansını bulma, WSPR gibi özellikler kazandıracak; yazılımla elbette.

26 Eylül 2021
Yavru kartın PCB'sini toner transferi metoduyla kendim hazırladım ve ilk ve en zor elemanı (Si5351) lehimledim. Aslında çift yüzlü ve alt tarafı tamamen ground plane olan delikiçi kaplamalı bir PCB gerekliydi. Ben, iki yüzlü epoksiden hazırladım PCB'yi. Alta şasi geçişlerini 1 mm'lik telle yapacağım. SO kılıfta SA612 karıştırıcılar hâriç bütün elemanlar hazır. SA612'ler gelirken ben yavaş yavaş diğer elemanları monte edeceğim.




30 Eylül

SA612'leri beklerken, STM kartlarına program yüklenmesi ile ilgili birkaç hususu belirtmek istiyorum.

STM geliştirme kartlarına bilgisayarınızın USB portundan kolayca program yükleyebilmek için ST'nin geliştirdiği STM32 ST-LINK utility yazılımını indirip bilgisayarınıza kurmalısınız. Bu kurulum esnasında ST'nin sürücülerini yüklemek isteyip istemediğiniz sorulacaktır, kurulmasını kabul edin.

ST Link utility ekranı yukarıdaki gibidir. Bilgisayarınızın USB portunu STM kartınızın programlama portuna bağlayın. (STM32F746'da bu port mini USB portudur.) Sonra "Target" nenüsünden Connect'i seçerek geliştirme kartınıza bağlanın.

  

ST Link yazılımının alt penceresinde karta bağlandığınız ve kartın cinsi gösterilir. (Yukarıdaki resimde bir STM32F429 kartı bağlandığı görülüyor.)

Sıra geldi program yüklemeye. File menüsünden Open'ı seçerek daha önceden derlenmiş bin uzantılı dosyayı seçin.

Sonra Target menüsünden Program'ı seçin. Karşınıza gelen ekranda "Program" düğmesine basın. Eğer herşey yolunda giderse kartınız programlanacaktır. Target menüsünden Disconnect'i seçin. Hepsi bu kadar.

8 Ekim 2021

Nihâyet SO kılıftaki SA612 tümdevreleri geldi.

Hadi montaja devam.

10 Ekim 2021

GND potansiyelinde olmayan deliklerin etrafına büyükçe bir havya ucu ile havşa açtım. Alt ve üst GND potansiyelindeki deliklerden kalınca bir bakır tel geçirerek iki taraftan lehimledim. SMD elamanları lehimledim. Şimdi iş, RF bağlantısı için gerekli konnektörü bir koakasiyel kablo ile devreye bağlamaya ve ST geliştirme kartına oturacak ayakları lehimlemeye geldi.

17 Ekim

Analizörün yavru kartının giriş devresi ilginçtir. Koaksiyet kablo, bir ferrit çekirdek -ya da toroid- üzerine sarılarak bir RF şok devresi oluşturulmakta; ferrit çekirdekten çıkan ve anten konnektörüne

  

giden  koaksiyel kablonun ekran kısmı GND'a lehimlenmektedir. (BN43 çekirdek ile yaptığım RF şok devresini değiştirdim. T50-43 bir toroid üzerine koaksiyel kablo ile 3 tur sardım.)

31 Ekim 2021

Aleti montajı ve kutulanmasını bitirdim.

Şimdi sıra geldi ayarlama ve kalibrasyona.

Kalibrasyon için "kalibrasyon seti"ne ihtiyaç var. Bu set, kısa devre, açık devre ve 50 ohm'la kapatılmış 3 adet konnektörden oluşuyor. Benim yaptığım analizörün giriş konnektörü SMA olduğu için SMA konnektörlü bir kalibrasyon seti gerek bana. Aliexpress'ten 100 TL'ya temin etmek mümkün. Ancak ben kendim yapmayı seçtim. 

50 ohm'luk aparat

 Bunun için uçunda SMA konnektörü olan bir kablodan (3) adet konnektör kestim. Kablonun dışındaki kılıfı açarak blendajını ortaya çıkardım.

Blendaj tellerini konnektörün sap kısmına lehimledim.

Sonra, kablonun orta ucu ile blendaj arasına 2 adet 100 ohm %1'lik SMD direnç lehimledim.

Daha sonra bir plastik kalem kılıfının içini sıcak silikonla doldurarak yaptığım devreyi yarısına kadar sıcak silikona oturttum. Böylece, oldukça hassas bir 50 ohm'luk kalibrasyon aparatım oldu.

DİKKAT: Eğer 50 ohm'luk kalibrasyon gerecini kendiniz yapacaksanız kullanacağınız dirence dikkat edin. İdeal olarak burada karbon kompoze bir direnç kullanmaktır. 

Karbon kompoze direnç

Piyasada bulunan karbon film ve metal film dirençler üretim şekli, film tabakasının bir bobin gibi sarılmasını gerekirdiği için bu dirençler RF çalışmalarında uygun değildir.

(https://www.electroniclinic.com/carbon-resistor-vs-metal-film-resistor-carbon-composition-and-carbon-film/ )

SMD dirençler de kullanabilirsiniz. Ancak silindirik gövdeli olanlardan değil!

0 ohm'luk (kısa devre) aparat

Yukarıdaki gibi kesilmiş bir SMA konnektörünün canlı ucu ile blendajını en kısa şekilde biribirin lehimledim.

Açık devre aparat

Son olarak bir başka SMD konnektörün canlı ucunu boşta bırakarak açık devre aparatımı da yaptım.

Kalibrasyon kiti

Anten analizörünün kutulanmış hâli

Devrenin bağlantıları

Analizörün ana ekranı

Analizörün sayısal haberleşme modları ekranı

Cihazın ölçüm ekranından örnekler

Ekranlı Raspberry Pi

 SBC (Single Board Computer) teknoloji dinyamıza yeni girmese de son zamanlarda adını çokça duyar olduğumuz bir terim. Tek bir kart üzerinde işlemcisi, hâfızası, giriş çıkış birimleri bulunan SBC'ün en bilinen örneklerinden birisi Raspberry Pi. Kısaca RPI olarak anılıyor. (Bu konuda kısa bir bilgi için Rasberry Pi nedir, nasıl işletim sistemi kurulur başlıklı yazıma bakabilirsiniz.)

Ülkemizde olmasa da yurt dışında görece ucuza alınabilen bu tek kartlı bilgisayar ile bir çok proje gerçekleştirmek mümkündür. RPI'ın HDMI ve kompozit video çıkışları mevcut. Bir ara kablo ile TV'ye ya da HDMI girişi olan bir monitöre bağlayabilirsiniz. Bunun yanında özellikle RPI için üretilmiş değişik ekran seçenekleri de var. Bunlardan birisi 7 inçlik renkli LCD ekran. Ekranın arka kısmına RPI'ı da kolaylıkla monte edebiliyorsunuz. 

Raspberry Pi için 7 inçlik dokunmatik ekran

Bu amaçla üretilmiş kutular da var. 28 ağustos 2021 tarihi itibarıyla bu kutunun Market Samm'deki fiyatı 193 TL idi.

7 inçlik ekranı ve RPI'ı daha ucuz bir kutuya monte etmeyi düşündüm ve Altınkayanın OP-358 kodlu kutusunu kullanmaya karar verdim. Aynı târihte bu kutunun fiyatı 66 TL idi.

OP-358 kutusu (Resim, Altınkaya sitesinden alınmıştır.)

Kutunun 2 türü var. K sonekli kutuda ekran için yer açılmamış, A sonekli kutuda ise ekran yeri açılmış vaziyette. Ben A sonekli kutuyu sipariş ettim.

Kutunun iç tarafındaki destek çıkıntıları bu ekranın kutuya tam oturmasına mâni oluyor. Bu yüzden Yukarıdaki ekranın bu kutuya sığması için birazcık kesme ve yontma işi gerekiyor. 

 (Çizim, Altınkaya sitesinden alınmıştır.)

Yukarıdaki resimde kesilecek ve yontulacak yerler gösterilmiştir.

Belli yerleri kesilip yontulmuş kutu

RPI'ın USB ve Ethernet girişleri için yuva

Normalde RPI LCD sürücü devresinin üzerine monte ediliyor. Ancak böyle montaj yapıldığında USB portları kutu içinde kalacağından erişilemez olacak. Onun için ben RPI'ı USB portları kenardan çıkacak şekilde monte ettim.

Aslında ben bu kutuya başka şeyler de ilâve ettim. Yukarıdaki fotografta da görüldüğü üzere, LCD'nin 5 v. beslemesini almak ve bir ayarlı fan kurmak için küçük bir ek devre de yaptım. Ayrıca, besleme hattına bir açma kapama anahtarı ilâve ettim ve besleme girişini yuvarlak güç girişine çevirdim. Ve son olarak da devreye D sınıfı bir ses frekansı güç kuvvetlendirici (amplifikatör) ilâve ettim.

(Devam edecek)