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Catégorie : Accessoires
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Interface « CAT SYSTEM » USB opto-couplée

 

Les transmissions numériques sont en expansion et très utilisées aussi bien sur les bandes décamétriques que V/UHF.

RTTY, PSKxx, WSPR, WSJT etc..

C’est en général la carte son du micro-ordinateur qui est utilisée de nos jours pour assurer codage et décodage de ces signaux.

Se pose alors le problème de la liaison entre le transceiver et l’interface carte son.

Pour éviter les inductions de 50 Hz, ronflettes et autres harmoniques BF pouvant de propager sur les câbles de liaison, une bonne précaution consiste à utiliser des transformateurs BF pour assurer l’isolation galvanique entre le PC et le transceiver. Cette séparation des masses entre PC et transceiver permet d’éviter certains « coups de grisou », ces retours HF intempestifs qui peuvent se produire et qui sont redoutables pour les interfaces, les cartes sons et les PC eux-mêmes.

 

D’autre part, une commande de PTT est nécessaire pour que le logiciel PC puisse déclencher l’émission. On utilise dans la majorité des cas un signal de la COM RS232.

Les logiciels radioamateurs sont de plus en plus performants et nécessitent une liaison de communication supplémentaire avec le transceiver pour connaître fréquence, mode ainsi que divers autres paramètres. C’est le « CAT SYSTEM », Computer Aided Transceiver.

Depuis l’introduction des microprocesseurs pour le pilotage des transceiver voilà maintenant plus de vingt ans, c’est une liaison asynchrone RS232 qui est utilisée pour cela.

Mais notre isolation galvanique entre PC et transceiver que nous donnent nos deux transformateurs BF peut se trouver mise à mal par la connexion de ces signaux.

 

Pour ce CAT-SYSTEM, Icom utilise sur la plupart de ses transceivers un bus half-duplex protocolé appelé « CI-V ».

« CI » comme Computer Interface.

L’intérêt de ce bus est que l’on peut chaîner les transceivers sur ce fil unique.

Chaque transceiver raccordé possède son adresse propre.

Le logiciel n’a plus qu’à interroger le transceiver sur son adresse.

Celui qui se reconnaît répond. Je ne m’attarderai pas sur le protocole de dialogue, il se trouve dans la documentation de votre transceiver Icom favori.

Ce bus n’est pas directement en niveaux logiques RS232 et nécessite une adaptation de niveau.

 

Les autres fabricants de transceivers ont adoptés chacun leur propre protocole et leur propre raccordement, par une liaison RS232 en niveaux TTL, qui nécessitera alors une interface matérielle externe, ou bien une connexion directe à la COMx du PC.

 

Un autre problème alors est à résoudre : la disparition sur beaucoup de PC de la ligne de communication RS232 indispensable.

Il existe maintenant des possibilités de pseudo RS232 sur le port USB. Ce type d’adaptateur coûte entre 10 et 20 Euros en fonction de la marque. Cependant tous ceux que j’ai testés au schack me provoquaient des parasites baladeurs sur la bande 144 MHz.

 

On trouve dans le commerce des interfaces spécialisées permettant la connexion isolée entre PC et transceiver. Une interface Signal Link pour ne parler que de celle là coûte environ 150 Euros auxquels il faut ajouter le câble adaptateur spécifique à votre transceiver.

Certaines même intègrent RS232 et chip carte son, avec un prix plus important bien sur.

L’interface décrite ici résous les problèmes évoqués pour un coût bien moindre tout en ayant l’avantage du « home-made ».

Isolation galvanique totale entre PC et transceiver.

Connexion par port USB.

Aucune alimentation extérieure.

Transmission des informations asynchrones du CAT-SYSTEM.

Commande du PTT par le driver USB.

Manipulation éventuelle en CW

Faible coût.

Le schéma

ICOM

 schema_icom_

Figure 1 : Schéma ICOM

 

Le choix des opto-coupleurs est important. Il faut utiliser ceux qui ont le plus de gain de transfert, le « Current Transfer Ratio »c'est-à-dire le ratio entre le courant dans la diode et celui dans le phototransistor : 4N32 : 500% CNY17-4 : 300%.

Un mauvais choix risque de limiter la vitesse à 2400 ou 4800 Bds.

Se reporter à la documentation technique du composant.

Les transistors de sortie sont alimentés par une tension de 8V présente sur la prise ACC du transceiver, le chip adaptateur par le +5V présent sur la prise USB.

Aucune alimentation extérieure n’est donc nécessaire.

Autres transceivers à interface CAT TTL

 schema_kw_

Figure 2 : Schéma Kenwood

LE COUPLAGE BF

J’ai utilisé pour cela des transformateurs de récupération de matériel téléphonique (autocommutateurs privés).

Testés, la bande passante s’est avérée plate de 100 à 50 KHz.

Mais il est possible de monter des transformateurs d’isolement que l’on trouve sur les cartes modems téléphoniques réseau commuté, si vous ne les avez pas jetées après le passage à l’ADSL. Sinon, ce genre de transfo 600 Ω/600 Ω se trouve facilement chez les distributeurs habituels.

Pour un usage standard, une bande passante 300/3000 Hz est suffisante.

 Image2_1

Figure 3 : Transfo BF

Deux petits « trimpots » permettent d’ajuster les niveaux BF.

 


CAT SYSTEM

ICOM

Deux opto-coupleurs permettent le passage du bus bidirectionnel qui chaîne les transceivers vers les voies émission et réception de la COM RS232 tout en assurant  l’isolation galvanique.

Autres

Les deux opto-coupleurs TXD et RXD sont raccordées aux pins entrée et sortie de la prise accessoire correspondante.

PTT

La transmission du signal PTT se fait par opto-coupleur. Quand le phototransistor est éclairé, le transistor devient conducteur et commande le passage en émission.

Certains transceivers peuvent passer en émission par une commande CAT-SYSTEM.

C’est le cas de l’IC7000 et de beaucoup de Kenwoods.

A ce moment là, le signal RTS n’est pas utilisé pour le passage en émission.

L’IC706 par exemple ne permet pas ce passage en émission par commande CAT.

USB

La partie USB est assurée par un chip FT232RL, boîtier SSOP-28, de chez FTDI.

Il assure l’adaptation des signaux de l’interface RS232 standard TTL au protocole USB.

Le driver du fabricant sera nécessaire sous Windows pour la création d’un device COMxx.

Ce chip peut être acheté en ligne directement chez le fabricant au prix approximatif de 4 Euros : http://www.ftdichip.com/Products/FT232R.htm

Le driver est téléchargeable sur le même site.

La seule petite difficulté du chip USB réside dans sa taille !

 FT232RL

Figure 4 : Adaptateur USB / UART

 

C’est un composant CMS au pas de 0.65 mm. Cela peut poser quelques problèmes pour les non habitués au montage de ces composants.

 

J’ai réalisé pour notre radio-club F6KUQ une version pour KENWOOD TS450/850.

Le schéma est presque le même, sauf que les opto-coupleurs se raccordent directement sur la prise ACC1 du transceiver. Ce modèle peut être utilisé également sur pas mal de modèles Yaesu, du moins ceux qui n’ont pas une communication déjà en niveaux RS232.

Les signaux RTS et DTR peuvent être utilisés pour le passage en émission ou pour le keyeur, en fonction des logiciels utilisés. On peut inverser le sens du signal RTS par une connexion par strap.

Attention une configuration incorrecte peut détruire l’opto-coupleur, respecter les connexions autorisées par l’inverseur sur le schéma.

Les masses sont parfaitement isolées d’un point de vue galvanique, mais un condensateur de 0.1µF entre ces deux masses permet d’éviter certains retours de 50 Hz. A installer si nécessaire.

Il est à noter que cet adaptateur ne nécessite aucune alimentation propre. Le chip USB s’autoalimente sur la connexion USB. La version ICOM à besoin d’une tension pour assurer le fonctionnement du couplage half-duplex au(x) transceiver(s). Cette tension de 8V est fournie par la prise ACC du poste.

Carte son

On peut utiliser avantageusement de petites cartes son au format clef USB que l’on peut dédier au transmissions numériques, PSK31 ou RTTY.

Les modes numériques plus élaborés comme WSJT ou WSPR nécessitent des cartes spécifiques plus performantes.

 sound

Figure 5 : Carte son au format "clef USB"

 

 

Raccordement au transceiver

Nous avons deux connexions à établir :

- La liaison BF pour l’utilisation des modes numériques et SSTV

- La liaison CAT

 

Des connecteurs spécialisés sont présents sur les transceivers.

En général on trouve sur une prise accessoire les points d’entrée et de sortie BF à niveau constant.

Préférer toujours cette connexion à une entrée par la prise micro.

 

ICOM

Ici le détail sur un IC7000, mais le branchement est identique sur le 706.

ICOM_ 

Figure 6 : Connexion ICOM

Les pins 1, 2, 3, 11 et 12 seront utilisées, respectivement pour  le +8V, masse, PTT, BF IN/OUT.

La liaison CAT se fait chez ICOM par un jack 3.5mm situé à l’arrière des appareils.

 

KENWOOD TS450/850

 

BF
CAT
acc2 
ACC2
 
1 - NC
2 - NC
3 - RX sortie fixe 300mV/4.7Kohm
4 - Masse pour sortie BF
5 - Sortie Squelch
6 - Sortie tension S-mètre
7 - NC
8 - Masse
9 - PTT entrée pour mode digitaux
10 - NC
11 - Entrée BF TX modes digitaux
12 - Masse pour entrée BF TX
13 - PTT entrée
acc1 
ACC1
 
 
1 - Masse
2 - TXD
3 - RXD
4 - CTS
5 - RTS
6 - NC
 

Figure 7 : Connexion Kenwood TS450 / TS850

Ici, ACC2 est utilisée pour la BF et le PTT, ACC1 pour la liaison CAT.

Sur le poste, la pin TXD est une sortie, la pin RXD une entrée.

Sur l’interface aussi. Il est donc nécessaire de croiser les signaux pour un dialogue correct.

Seuls ces deux signaux sont nécessaires. Les signaux CTS et RTS sont reliées dans l’interface et doivent l’être aussi sur la prise ACC1-4/5 coté transceiver.

Ces raccordements sont donnés comme exemples. Se reporter au manuel de votre transceiver pour trouver les points de raccordement appropriés.

 

YAESU FT817

FT817

 

La communication RS232 est raccorée sur la prise ACC, pin RXD, TXD et GND

La BF entrée et sortie sur la prise DATA IN et OUT (9600 ou 1200 Bds)

 

 

Réalisation

J’ai réalisé deux circuits imprimés en fonction du modèle de transceiver.

Pour un montage par le plus grand nombre, j’ai volontairement limité les composants CMS au seul chip USB, les autres composants sont en « traversant classique

 

Image4Image5Image1_

Figure 8 : Réalisation, schéma « Kenwood »

 

Le montage se fera de préférence dans un boîtier métallique. Attention à ne pas provoquer une connexion entre les masses PC et TRX.

Je raccorde personnellement la masse du transceiver au boîtier de l’adaptateur, la masse PC restant flottante.

Conclusion

Pour 20 à 30 Euros, vous pouvez vous réaliser votre interface USB.

Les typons sont disponibles en format électronique.

Les transfos implantés sont des BOURNS "LM-NP-1001-B"

ICOM

KENWOOD/YAESU