Антенный коммутатор

Мысль о необходимости изготовления качественного антенного коммутатора заставила изучить наработки коллег в этой области. В связи с этим, был порыт интернет и я столкнулся с тем, что, фактически, выложенных наработок интересных решений (да еще и с фотографиями) не оказалось. Обсуждение в форумах давало некую ясность об отдельных аспектах, но остальное пришлось додумывать самому.

               

Предстояло решить такие вопросы:

  1. Надежность
  2. Внесение минимальных рассогласований в тракт АФУ
  3. Гибкость конфигурирования, применительно к изменяющимся интересам в HAM-радио
  4. Вандалоустойчивость
  5. Эстетичный внешний вид

 

Основной и дорогостоящий вопрос - выбор реле. Несмотря на достаточность надежности разных изделий для автопромышленности, я решил «заложиться» на все случаи жизни и собрал 10шт реле В-1-В (tnx RV9CPA). Из них 7 пошли на основную нитку и 3 – на вторую. Заготовленные ранее для этой цели РЭН-33 было решено пустить, впоследствии, на коммутацию элементов различных НЧ антенн. Сейчас я бы сделал пульт на переключающих реле SANYOU типа SZ-S-124L, но это будет уже следующий коммутатор.

 

           Ну и далее, этапы конструирования моего коммутатора.

  1. Компоновка ящика заняла некое время, но, в конечном итоге, решение было принято и начались слесарные работы
Подготовка панели под разъемы
Подготовка панели под разъемы
Готовая панель
Готовая панель
Установка реле
Установка реле
Установка в корпус
Установка в корпус

2. Для того, чтоб систему можно было гибко конфигурировать, было принято решение использовать плинты KRONE. Я использовал размыкаемые, но если Ваш корпус будет недостаточно герметичен, надежнее будут те плинты, которые имеют неразмыкаемые контакты.

Сверху - размыкаемый, снизу - неразмыкаемый
Сверху - размыкаемый, снизу - неразмыкаемый

3. Ящик готов:

Коммутатор радиостанции
Готовый коммутатор
Покрупнее..
Покрупнее..

Работа с «колбасой» из кучи кабелей и проводов управления была такой:

Я живу на 1 этаже в 9 этажном доме, а коммутатор должен стоять на крыше. Можете себе представить длину кабельного жгута - 60м! А в него вошли:

- магистральный фидер RFS ½’

- магистральный фидер SAT-50 для второго радио (на случай, если оно появится)

- кабель SAT-50 для TV-антенны

- кабель SAT-50 для УКВ антенны Х-300

- кабель заземления 16 кв.мм.

- кабель управления поворотными устройствами YAESU

- «полевка» П-274 для запитывания из шека электрической розетки 220В, смонтированной в коммутаторе. 

- 3 витых пары UTP-5 для коммутации реле и прочих нужд

Что ж – солидно.. Было решено все это разместить в металлорукаве 52мм. В дальнейшем оказалось, что такой диаметр избыточен, да и максимальный бур к перфоратору имел диаметр 40мм. Выше - уже очень профессиональная техника и отверстие в стене стало бы «золотым» по затратам на него.

Поиски металлорукава 38мм "в розницу" привели к пониманию того, что такой товар – редкая штука (не "ходовой" товар) и, к тому же, одним куском 60м не продается. И даже три куска по 20м найти было нереально, а делать уже что-то было нужно. В итоге, с трудом было найдено два куска по 20м + остатки добил «гофрой» 45мм длиной 20м.

Теперь можно вывозить все кабели в поле. Была найдена нужная площадка и мы вдвоем с RZ9CX принялись раскладывать кабели, их компоновку и вязку к кондуктору из проволоки диаметром 3мм (напоминаю – все это будет висеть с 1 по 9 этаж вертикально). Сам жгут вязался изолентой. Но не хорошей импортной, а нашей – жесткой. Затем весь жгут еще в нескольких местах вязался к кондуктору.  

Крепление к кондуктору было выполнено вот такими узлами для троса 3мм
Крепление к кондуктору было выполнено вот такими узлами для троса 3мм

               Теперь задача: весь жгут протолкнуть в 60 метровый металлорукав. Задача не такая простая, как кажется, т.к. диаметр металлорукава предельно минимален. Делалось это по очереди – каждый сегмент экрана по отдельности натягивался на жгут.

Далее нужно скрепить три куска экрана (металлорукавы и гофру) таким образом, чтоб это было прочно и герметично! Применялась вязальная проволока (прочность) и герметик в пистолете (герметичность).

               Вся конструкция была с трудом смотана с максимально возможным диаметром и с еще бОльшим трудом (тяжело!) погружена в большой багажник моего Ниссана и привезена к дому.

 

               Далее на уровне -2м от парапета крыши (чтоб не было свободного доступа) в стену вворачивался анкер с кольцом длиной 250мм – за него планировалось крепить карабин кондуктора. Собственно, этот анкер и должен будет держать на себе вес всего жгута в дальнейшем.

Анкер в кирпичную стену
Анкер в кирпичную стену

Подъем осуществлялся грузовой веревкой с крыши за карабин, который затем и был закреплен за анкер – конструкция начала принимать первые очертания.

Анкер в стене
Анкер в стене

               Далее нужно было пробурить в стене балкона толщиной 500мм отверстие для ввода металлорукава. Для этого был взят напрокат профессиональный перфоратор и бур 40мм SDS-max. Бытовой перфоратор для этого не годится..

               Завершением стало крепление жгута в металлорукаве вдоль стены здания в 4 местах на сантехнические хомуты с резиновыми прокладками – для исключения разбалтывания всей конструкции. Силовую вертикальную нагрузку хомуты не несли.

Что ж – самая важная часть была завершена. Далее заведение жгута в корпус коммутатора, уже закрепленного на стене аппаратной лифтовой и разделка концов кабелей.

Вот так это выглядит:

Коммутатор на "рабочем месте"
Коммутатор на "рабочем месте"

Останавливаться на тонкостях монтажа и разделки не буду – на фото выше примерно все понятно. Лишь обращу внимание на необходимость герметизации места ввода жгута в корпус коммутатора. Также нужно обратить внимание на практичность разделки кабелей UTP – в коммутаторе они разводятся на плинты KRONE, а в шеке я их связал в кучу и распаял внутри разъема DB-25, который впоследствии должен будет присоединяться к пульту управления коммутатором.

Вот мы и подошли к другой важной части: как-то всем этим нужно правильно и удобно управлять! Здесь надо отметить, что 3 года пульт выглядел вот так:

Упрощенная версия пульта :)
Упрощенная версия пульта :)

Т.е. переключал антенны на одной нитке и еще коммутировал одновременно запад/восток и CW/SSB. Но это было лишь временное (и не очень удобное) решение.

              

Идея создания пульта включала в себя следующие моменты:

  1. Удобство произведения операций
  2. Все операции по управлению антенным хозяйством должны производиться из одного корпуса
  3. Надежность
  4. Эстетичность
  5. Функциональность

 

Очень уж хотелось обойтись без всяких П2К с зависимой фиксацией, галетных переключателей и прочего анахронизма. Решение пришло как-то неожиданно при переключении программ на старом телевизоре у знакомых. Псевдосенсорное управление казалось очень уж практичным – осталось продумать этот вопрос. И тут на глаза попалась идея, озвученная здесь да еще и с одновременным озвучиванием работы сплитом – фактор важный, т.к. мне хватило WPX2009CW, когда в короткий период активизировавшейся статики прием на A3S на 21МГц был просто невозможен, а переключение на 2эл на 7МГц создавало эффект прослушивания на антенну Бевереджа. Но ручное переключение галетником доставляло проблемы! А здесь предлагалась автоматическая ее реализация, пусть и недостаточно корректная. Естественно, и этот вопрос подлежал проработке и вот уже решение готово!

               Что ж - поиски корпуса! Хотелось, безусловно, что-то такое металлическое, что позволяло бы экранировать конструкцию, но подходящего ничего не было, да и после раздумий уже приоритета эта мысль не составляла – был куплен пластиковый корпус какого-то нонэйм производителя за 300р. Приобретение нужных кнопок PSW-22, нужного цвета, да еще и без фиксации, на тот момент, оказалось нереальной задачей – в городе их уже не было, а если и находились, то единичные экземпляры. Тут мне помог мой друг RA3ATX – пачка из 24 кнопок была мне доставлена почтой и сразу началась компоновка передней панели. С учетом того, что я планировал функцию сплита, количество кнопок увеличивалось в два раза, что несколько удручало, т.к. передняя панель выбранного корпуса уж очень не располагала столько в себя вместить, с учетом необходимости размещения на ней кучи тумблерочков и всяких дополнительных переключательчиков.

                Размещение кнопок было смоделировано и файл с изображением отправился на e-mail RV9CTD – Андрей помог на промышленном оборудовании нарезать кучу квадратиков в передней панели под кнопки на лазерной установке, чем сэкономил мне кучу сил, времени и нервов.

Разбивка передней панели
разметка перед панели пульта.doc
Microsoft Word документ 23.5 KB

После получения панели, незамедлительно были вставлены кнопки – очень уж не терпелось посмотреть, как это выглядит. Забегая вперед, отмечу, что делать это было рано, т.к. предстояло в панели еще просверлить несколько других отверстий. Но уж ооочень хотелось J В таком виде панель пролежала года 2 – пока у меня не пришло новое вдохновение и я не взялся за изготовление пульта снова.

Передняя панель укомплектована кнопками
Передняя панель укомплектована кнопками

Далее были продуманы все возможные варианты коммутаций и принято решение о размещении дополнительных переключателей на передней панели, которые и были установлены.

               Что ж – дальше уже включался паяльник. Было решено разместить детали на макетной плате, в целях придания гибкости переконфигурирования конструкции в будущем.

               Процесс пайки опускаю, отмечу лишь, что все внешние органы управления к плате крепились на разъемах для удобства извлечения ее из корпуса и произведения необходимых переконфигураций. Сначала паялась передняя панель:

Готовая передняя панель
Готовая передняя панель

Потом плата

Основная плата коммутатора
Основная плата коммутатора

Монтажные перемычки делались с обратной стороны проводом МГТФ.

               Сверлилась и точилась задняя панель, которая должна иметь кучу разъемов, включая «перспективные». Я еще применил коммутационное поле (как в БМЗ Р-140) для того, чтоб в случае переконфигурации антенного хозяйства можно было оперативно изменять «настройки» пульта при автоматическом переключении антенн.

Пульт управления коммутатором
Задняя панель

Итак, что было реализовано в пульте:

  1. Возможность полноценной работы на разные антенны при переключении RX/TХ (сплит)
  2. Встроен автоматический Band Decoder для возможности автоматического переключения антенн
  3. Установлено коммутационное поле, которым можно «программировать» соответствие антенн диапазонам при автоматическом переключении антенн
  4. Смонтированы раздельные органы переключения Запад-Восток и CW/SSB
  5. Смонтирован отдельный ручной переключатель антенн для второй магистральной нитки
  6. Смонтирован отдельный трехпозиционный тумблер для внешних приемных антенн (запад-север-восток)
  7. Блокировка кнопок переключения антенн в режиме ТХ
  8. Управление двумя поворотными устройствами YAESU (G800 и G1000) посредством одного пульта и по одному кабелю. При включении антенны 40-2CD на 7МГц реле РЭС-22, расположенная внутри коммутатора, перебрасывает кабель управления на G-1000. В обесточенном состоянии кабель управления постоянно подключен к G-800 с A3S.

 

Собственно, схема пульта отображена ниже:

Схема пульта (нажмите, чтоб увеличить)
Схема пульта (нажмите, чтоб увеличить)
Схема пульта в графическом формате
пульт.jpg
Изображение JPG 256.1 KB

Я не стану останавливаться на источнике питания и схеме Band Decoderа, т.к. у каждого конструктора эти варианты могут быть свои. Куча реле в пульте - из тех, которые были на 12В в большом количестве (tnx RZ9CX). Кстати, реле просто между собой клеились двусторонним скотчем, после чего весь брикет из 16 реле тем же скотчем клеился к плате. В зависимости от используемых типов реле, рекомендуется зашунтировать каждую обмотку диодом (VD25-VD39 на вложенной схеме), чтоб не повредить управляющие транзисторы.

               В верхней микросхеме используется только 7 портов, т.к. всего 7 антенн для передачи. А в нижней микросхеме используются все 8 портов, т.к. дополнительное реле с разъемом установлено для отдельной приемной антенны, непосредственно в коммутаторе и может использоваться в режиме «сплит».

              Обратите внимание на подключение кнопок основного узла (на базе IC1). Т.к. при включении пульта всегда происходит автоматическое включение порта №1, на него и была подключена чаще используемая антенна (A3S, в моем случае). Порт №2 пропущен.

               Единственное, что было бы правильней – взять индикацию включения антенны непосредственно с реле (см. схему). Но в выбранных микросхемах такая возможность уже была встроена и я воспользовался ей.

              А вот результат:

Внешний вид
Внешний вид

1.09.2010

Оставить комментарий

Комментарии: 18
  • #1

    Rus RK9AD (Вторник, 07 Сентябрь 2010 09:49)

    Очень удобный коммутатор! а в кнопках есть возможность надписи делать? какой бэнд например?

  • #2

    RV9CX (Вторник, 07 Сентябрь 2010 10:32)

    Конкретно на кнопках - нет. Я планировал между кнопками клеить лэйбл с названиями антенн. А еще у меня куплены шрифты переводные, но руки до них так и не дошли))) Когда все сделаю - последнее фото заменю.

  • #3

    Alex (Понедельник, 13 Сентябрь 2010 06:22)

    Кнопки - PSW-22, а не PSW-21 !!

  • #4

    RV9CX (Понедельник, 13 Сентябрь 2010 07:47)

    Согласен - исправил. Лет-то уж сколь прошло, совсем забыл))

  • #5

    Mike RW6HKF (Пятница, 15 Октябрь 2010 12:51)

    Я бы еще обмотки реле зашунтировал диодом, иначе может быть пробит управляющий транзистор при отключении реле.

  • #6

    RV9CX (Пятница, 15 Октябрь 2010 18:54)

    Все правильно, но для других реле, у которых, действительно, обмотки такие, что требуют дополнительных мер. Да и тут против КТ816 не попрешь))

  • #7

    Олег (Воскресенье, 24 Октябрь 2010 06:05)

    Какой тип кабеля использовали для
    управления поворотками ? Длинна не
    маленькая ,как с падением напряжения?

  • #8

    RV9CX (Воскресенье, 24 Октябрь 2010 06:20)

    Марку точно не скажу. Но Вы правы - сечение суммарное хорошее)). Жил, по-моему 16 , каждая по 0.75 мм.кв. - группировал по 4 штуки параллельно - получил 4 толстых жилы. В качестве "минуса" - все оплетки спаяны вместе.

  • #9

    Mike RW6HKF (Суббота, 30 Октябрь 2010)

    Дмитрий, я бы все же перестраховался с диодами параллельно обмотке, были случаи сгорания и более дубовых транзисторов.
    И добавьте возможность скачать схему коммутатора отдельно, а не только ее просмотр в отдельном окне, несколько неудобно для тех, кто захочет повторить.
    Удачи!

  • #10

    RV9CX (Понедельник, 01 Ноябрь 2010)

    >были случаи сгорания и более дубовых >транзисторов

    Также известны случаи внезапного сгорания этих диодов)) ОК, Михаил, по Вашей просьбе вношу коррективу в описание и выкладываю схему отдельным файлом. Спасибо за замечания!!! 73!

  • #11

    US4LS (Воскресенье, 21 Ноябрь 2010 19:31)

    Говорил тебе, "чиста чОрный" цвет был бы получше на фоне трансивера, а так все - супер!!!

  • #12

    RV9CX (Воскресенье, 05 Август 2012 09:53)

    Костя, согласен с тобой, особенно на фоне того, что даже компьютерные корпуса все черные уже))

  • #13

    ua6lcn (Суббота, 17 Ноябрь 2012 21:16)

    Хочу обратить ваше внимание на реле TRA-2-L-S-Z фирмы TIANBO ,24 вольта .Режим работы контактов по переменному току 250в 16а.не дорогие 42рубля.Очень хорошо подходят для антенно коммутационных дел.3киловатта держат запросто.

  • #14

    vic65@ro.ru (Суббота, 29 Декабрь 2012 05:43)

    А если сигнал управления с band decoder подключить сразу на базу V1 меньше ключей и сам band decoder сделать на PIC чтобы реализовать идею универсального декодера с Icom

  • #15

    dead (Суббота, 29 Декабрь 2012 22:42)

    По схеме автора получается, что если перейти в режим автомат светодиоды на кнопках погаснут и как тогда узнать куда кривая band master занесет....

    и ещё диодные матрицы в band decoder будут "удерживать" нужную антенну, а как обьяснить усилителю что я ушек к примеру с 10 на 20 и как бы нужно перестроится....

    однако сырой проект!

  • #16

    RV9CX (Четверг, 03 Январь 2013 09:38)

    Этот девайс разрабатывался исключительно под МОИ нужды и на 100% свое отрабатывает. А про светодиоды я писал, что, действительно, нужно было взять сигнал от реле, но все же читатели внимательные настолько, что свои 5 копеек не примянут вставить.
    PIC и прочее - это уже другой коммутатор, другая схемотехника, другие алгоритмы. Тем более, что промежуточные реле применены для надежности. Нисколько не пожалел, что сделал именно так. В общем, годы идут и он меня исключительно радует.

  • #17

    ua1adf (Понедельник, 19 Сентябрь 2016 22:04)

    Всё бы хорошо, только схему самого коммутатора не нашёл!

  • #18

    RV9CX (Вторник, 20 Сентябрь 2016 03:10)

    Там же на фото видно, что все просто, также виден тип реле и понятно, что они замыкающие. И в описании добавлено. Какие вопросы?