Carte d'extension pour SDR ADALM-PLUTO

Ce transceiver SDR est très utilisé pour les stations QO-100 sur le transpondeur narrow-band pour la SSB en particulier, mais aussi pour la DATV sur le transpondeur wide-band.

Les logiciels qui utilisent ce SDR comme le DATV-Easy de F1EJP pour la DATV ou SDR-Console de G4ELI pour les modes en bande étroites vont devoir déclencher une commande PTT pour un amplificateur RF de puissance via le firmware développé par F5OEO.

Un schéma est largement diffusé pour cette commande PTT, publié par F5UII ou par le BATC.

Il utilise les signaux du bus interne GPIO du Pluto

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Dans le cadre de notre station QO-100, une fonction va nous manquer, c'est la génération d'une tension pour alimenter le LNB en 13 ou 18 Volts en fonction de la polarisation nécessaire au transpondeur utilisé sur le satellite. 13 V pour la polarisation verticale sur le transpondeur NB et 18 V pour le transpondeur DATV en polarisation horizontale.

Cette tension sera introduite par un injecteur ou T-BIAS, intégré sur notre carte par une prise F 75 Ohms, vers le LNB.

Reste à générer cette tension d'alimentation, comme nous l'avions conçu sur les récepteurs de type Minitiouner distribués par le REF.

Voici donc le schéma complet proposé pour cette extension.

Comme une tension extérieure de 9 à 13V est nécessaire pour alimenter le LNB, j'en ai profité pour monter un régulateur 78L05 SOIC ou TO92 qui alimentera le relais et évitera un raccordement "pirate" sur le PCB du Pluto. Si vous êtes sûr de la tension d'alimentation de la carte, qui doit être supérieure à 8 V et inférieure à 16 V, 12V par exemple, vous pouvez monter un relais OMRON en version12 V, ne pas monter le régulateur 5V et le strapper.

Les deux LED, PTT et 13/18V sont aussi optionnelles mais bien pratiques dans la mise au point de la configuration.

SCHEMA

Voici donc le schéma complet proposé pour cette extension.

On y retrouve bien sûr le relais PTT et sa commande logicielle par les bits GPO0 et GPO1 du bus GPIO interne du Pluto.

Par les deux autres lignes de ce bus, GPO2 et 3, on peut commander le chip RT5047 qui va générer l'alimentation du LNB, tension qui sera alors disponible sur le pad JH2 et injecté sur la fiche F allant au LNB, le « pigtail » étant lui raccordé à l'entrée RX1 du Pluto

Ces configurations passent par des straps de validation, car il doit rester la possibilité d'utiliser le Pluto sans ces tensions au LNB.

Et en particulier l'entrée TONE du chip RT5047 qui génère un signal de 22 KHz nécessaire à la commutation de l'OL du LNB sur 10,6 GHz afin de le basculer sur la bande satellite haute, bande que nous n'utilisons pas pour un usage amateur, mais qu'il est toujours possible de commuter manuellement par le strap JP4.

Sur ces straps, la position 2-3 invalide toutes les fonctions de commutation logicielle via le firmware du Pluto et en position 1-2, la commande logicielle est possible, mais uniquement pour ENABLE et SELECT du chip RT5047 , la commande TONE restant elle manuelle via ce strap 22 KHz.

La position 2-4 permet de valider en permanence le chip RT5047 en 13 ou 18V.

Commande logicielle des bits du GPIO

C'est dans le firmware de F5OEO que, sous ses instructions, j'ai trouvé la commande pour piloter l'état de chaque bit du bus GPIO.

echo 0x27 0x10 > /sys/kernel/debug/iio/iio:device0/direct_reg_access

Bit GPIO

| | | |

3 2 1 0

Poids binaire de 0x00 à 0xF0

La valeur binaire 0x10 représente le quartet LSB du registre GPIO-0 avec le poids binaire de chaque bit, 0x90 par exemple pour les bits GPO0+GPO3 ou 0xE0 pour les bits GPIO 1+2+3.

Pour faciliter la configuration une variable d'environnement lnb_power est crée

#fw_setenv lnb_power 13V (ou 18V)

Avec Eric F5HSV, nous avons donc écrit des scripts pour piloter la carte.

• Le script lnb_set.sh fonctionne avec 5 paramètres :

- ptton qui force le GPIO 0 à 1, les autres à 0.

- pffoff : tous les bits GPIO à 0.

-13V ou 18V ou off , paramètres qui utilisent un masque de manière à ne pas  modifier l'état des GPIO 0 et 1 affectés à la commande du PTT.

• Le script lnb_config.sh s'appuie sur la variable d'environnement lnb_power par la commande 'fw_printenv lnb_power' pour récupérer son paramètre positionné par la commande 'fw_setenv lnb_power 13V' (18V ou off) et ne prend donc pas de paramètre en ligne de commande.
  

Ce script permet donc de modifier les deux bits du bus GPIO servant à piloter le générateur 13/18V sans toucher aux bits utilisés par la commande PTT.

Ces scripts sont inclus dans la version firmware adéquate.

PCB

Ce PCB qui mesure 52 X 52 mm s'embroche sur le connecteur 9 broches du bus GPIO du Pluto.

Une tension de 8 à 12 V externe est nécessaire et devra être amenée dans le boîtier du Pluto par un connecteur approprié.

Fiche F vers LNB

Mise en boîtier du Pluto

Toujours sur le marché chinois, choisir un boîtier en aluminium brossé noir, de 110 X 88 X 38 mm dans lequel on enfile dans la glissière, par exemple, une plaque de verre époxy nu de 110 X 83 X 1,6 mm qui servira de support au circuit imprimé du Pluto. Reporter les 4 trous de fixation pour monter 4 vis de 3X10 mm qui serviront à fixer la carte sur cette plaque support. Reporter sur les faces avant et arrière du boîtier les trous de passage des prises micro-USB ainsi que les trous carrés des embases SMA TX et RX du Pluto. Ceci est nécessaire car la carte Pluto fait exactement 110 mm, ce qui correspond à la longueur interne du boîtier, ces divers connecteurs sont en saillie sur les bords de cette carte.

Ici un connecteur 6 broches permet la connexion du PTT et de l'alimentation +12V nécessaire au générateur 13/18 V du LNB.

En profiter pour monter aussi le « pigtail » SMA pour l'horloge externe.

Un pigtail de ce type peut aussi être utilisé pour la connexion en façade vers le connecteur SMA de l'entrée RX1 du Pluto.

J'ai personnellement soudé le coaxial de ce pigtail directement à l'intérieur.

La carte d'extension intégrée dans le boîtier.

Version 2 avec LED PTT et LNB

Un autre Pluto

Liste des composants

Panier Mouser (BOM)

Intégration dans un boitier en impression 3D

Hervé F1UPL nous a fait un boitier en impression 3D qui permet de monter le Pluto et son extension plus facilement.

Des circuits imprimés nus sont disponibles à la boutique en ligne du REF.

73, Lucien F1TE