Selector de antenas automático (y remoto)

Hace algunos años me topé con un acoplador automático de Icom, el IC-AT500; una verdadera joya mecánica y electrónica.

Es capaz de seleccionar y ajustar hasta cuatro antenas, sólo con el dato de banda enviado desde el transceptor (Icom también, por supuesto) todo automáticamente y sin uP (tecnología de principios de los 80)

Actualmente mi equipo (un IC-746) posee su propio acoplador interno,por lo que el 500 quedó sólo cómo selector de antenas, un desperdicio.

Luego de algunos años de acostumbrarme a la comodidad de no tener que elegir la antena correcta al cambiar de banda, comencé la búsqueda de una forma de reemplazarlo en esa tarea,vale la pena aclarar que ICOM,KENWOOD Y YAESU poseen tres protocolos distintos para seleccion de bandas (nunca se pusieron de acuerdo :(

Encontré un diseño de un colega checo, Jiri OK2WY, que era justo lo que necesitaba: http://www.ok2wy.com/en/2017/11/06/automatic-antenna-switch/

Utiliza el protocolo CAT  CI-V de Icom para seleccionar la antena en función de la banda, hasta un máximo de 6, puede utlizarse de manera automática o manual ( si no tenemos un ICOM), nos muestra en un display el nombre de la  antena seleccionada y puede funcionar en paralelo al software habitual de control que utilizemos (HRD,MixW,OmniRig,WSJT,etc) y es configurable totalmente por el usuario, y basado en Arduino, lo que nos da espacio para jugar.

Puede resultar una muy buena elección cómo selector externo, y ahorrarnos muchos metros de coaxil (en este caso debemos tomar precauciones para proteger la caja externa de la intemperie)

El circuito es sencillo,todo el trabajo lo realiza un Arduino Nano,cuyas salidas atacan a un driver para los relays (ULN2803).

Todo el circuito se alimenta con 12 V,que es la tensión de trabajo de los relays. En mi caso agregué un 7808 para el Arduino, a los Nano no les gusta una tensión muy superior ;)

Se realizaron dos cajas independientes, una para el control, y otra para los relays de conmutación. Ambas se confeccionaron con placa de circuito impreso, por tenerla disponible y ser fácil de trabajar.

Al elegir los relays deben asegurarse que sus contactos soporten la potencia a utilizar,en mi caso usé uno italianos de rezago de 15A.

La placa base para el Arduino Nano y demás componentes

La caja del control realizada con placa para circuitos impresos

Es importante mantener bien desacoplada de RF la alimentación y los comandos de los relays, para evitar errores o colgadas del Arduino y el CAT. Para ello utilizamos capacitores a masa y ferrites en varios puntos.

 

La caja de relays se armó con el mismo método

Caja de relays en proceso de armado

Puede verse el tubito de ferrite en los cables junto al DB-9

La conexión entre la caja de control y la de relays la hice con un viejo cable de puerto serie, que tiene malla y conectores son DB-9, ya que no se iba a ubicar muy lejos de mi mesa de radio, en realidad está debajo de ella. Si van a utilizarla en el exterior, además de la protección contra el agua, es importante el tipo de cable de interconexión a utilizar; como recomienda el autor, un blindaje mallado sería lo ideal para evitar problemas con la RF.

Un detalle es el 7º relay que figura en el circuito, está previsto para habilitar un acoplador de antena, y puede programarse para que se conecte o nó, con cada una de las entradas seleccionadas.

Programación del Arduino

La programción del Nano es la habitual, a través del puerto USB y con el soft Arduino cargamos el archivo .INO que descargamos de la web del autor.

En este archivo sólo debemos editar la velocidad del puerto CI-V de nuestro equipo en particular en la línea 123 de código,(este dato lo encontramos en el manual de usuario) en mi caso es 9600 Bd, :

mySerial.begin(9600);

La programación de antenas de acuerdo a la banda y sus nombres se almacenan en la EEPROM del Nano, y la haremos luego, a traves de un soft terminal, como Putty o similar.

En este punto Jiri no es muy explícito sobre el asunto, y la primera vez me resultó un poco confuso el proceso, pero con un poco de prueba y error encontré que es muy sencilo.

Vamos a explicarlo: una vez grabado el Nano, abrimos un programa terminal (Putty por ejemplo) elejimos el puerto donde lo tenemos conectado y seteamos la velocidad a 38400 Bd, damos Enter ,y luego Enter nuevamente para entrar en la programación y nos aparecerá una pantalla como esta:

No se preoupen si aparecen caracteres extraños donde deberían estar los nombres de cada antena,es normal.

Para asignar nombres tecleamos N...nos pedirá el número de antena...tecleamos por ej. 1
Ahora,primero va un 0 si no usa salida auxiliar (el 7º relay),o un 1 si la usa, pegado el nombre de la antena y dar espacio (barra espaciadora) hasta que se graba
Ejemplo:

         0DIPOLO 80 ---------

Si hicimos todo bien nos va a mostrar una pantalla como esta:

       

Ahora repetimos la misma operación con cada una de nuestras antenas. Una vez completo este paso damos exit con la E.

Desconectamos nuestro Arduino y ahora vamos a setear que antena le corresponde a cada banda,volvemos a conectarlo y nuevamente ingresamos desde la terminal,nuevamente Enter,y ahora tecleamos S...veremos esta pantalla :

Tenemos una lista de bandas y un número de antena, no se preocupen por los números que figuran (11,12,14 )

Comenzamos con la primer banda 160 m...tecleamos1..nos preguntará  160m which antenna ?....y damos el número de relay que corresponde..por ej: 1

Nos responderá con una nueva lista de bandas y antenas...repetimos la operación tantas veces como bandas trabajemos y antenas tengamos.

En el caso de tener una antena multibanda ( como una Palombo por ej.) la misma salida corresponderá a 20,15 y 10 mts.

Para un dipolo 80/40 las bandas de 80 y 40 metros tendrán la misma salida.

Si se equivocan,no hay problema vuelven a comenzar.

Terminada esta parte (la más aburrida ) podemos enchufar el Nano en nuestro circuito y probarlo,debe indicarnos en el display algo así:

Es el momento de probar el selector manual,girando el encoder cambiará de antena, hasta llegar al modo auto donde nos mostrará la frecuencia del equipo :

Tengamos en cuenta que si vamos a utilizar este selector conectado al equipo,sin ninguna interface para la PC, debemos habilitar el modo “CI-V transceive” en el equipo (consultar el manual de usuario)

Hace casi un año que está funcionado esta selectora en mi estación y realmente es muy útil,me olvidé de seleccionar la antena, y en conjunto con la interface CAT, manejo casi todo desde la PC. Para los que tengan experiencia con Arduino,verán que el .INO se puede modificar, por ej. para aumentar o reducir el número de antenas, se puede cargar en un UNO ,aunque me parece un desperdicio.

Tengan en cuenta que es conveniente programar el Nano desconectado el circuito para evitar errores de programación.

Espero que se animen a construirla, y la disfruten.