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Ton-Geber - f├╝r Subt├Âne (CTCSS) oder Rufton

├ältere Ger├Ąte g├╝nstig nachr├╝sten

Aktualisiert und erweitert   -   Jetzt alle T├Âne verf├╝gbar

Um St├Ârungen bzw. Interferenzen vorzubeugen und das l├Ąstige Rufton-Dr├╝cken zu vermeiden, werden immer mehr Relais-Stationen (Repeater) mit Subaudioton (CTCSS) betrieben. Die Internationale Amateur Radio Union (IARU, Region 1) empfiehlt ab 2015 alle analogen Relaisfunkstationen auf CTCSS umzustellen. Neueren Funkger├Ąten bereitet dies keine Schwierigkeiten - ├Ąltere Ger├Ąte kann man mit dieser einfachen Schaltung nachr├╝sten.

Bild: Der fertige Ton-Geber
Bild: Der fertige Ton-Geber. Hier eine Spezialanfertigung mit 2 T├Ânen und eleganter Umschaltm├Âglichkeit (ohne Ger├Ąteeingriff).

Wer keine M├Âglichkeit zur Verf├╝gung hat, den PIC selbst zu beschreiben, kann auf Anfrage auch den nach Wunsch programmierten PIC beziehen (zum Selbstkostenpreis). M├Âglich sind alle hier angegebenen Frequenzen.

i n f o @ A f u g - I n f o . d e

Die Schaltung kann alle 50 CTCSS-T├Âne erzeugen sowie einen 1750-Hz-Rufton oder einen 1000-Hz-Test-Ton. Um h├Âhere Kosten f├╝r Display, Geh├Ąuse und Schalter einzusparen (auch zwecks Baugr├Â├če) - generiert sie aber nur einen Ton, der gew├Ąhlt bzw. selbst eingetragen werden kann.

Da Funkger├Ąte mit CTCSS, DTMF usw. bereits ab ca. 30 ÔéČ erh├Ąltlich sind, ├╝bersteigen die ben├Âtigten Bauteile (Geh├Ąuse, Display, Schalter, ext. Stromversorgung) f├╝r einen Geber mit allen ├╝ber 50 T├Ânen auch die Rentabilit├Ątsgrenze, obwohl er technisch spielend leicht zu realisieren ist.

Allgemeines zur Funktionsweise des Subton-Verfahrens


Bauanleitung

Ben├Âtigt werden:

Optional:
Je nach Einsatzzweck: und ├╝bliches Werkzeug (L├Âtkolben, L├Âtzinn, Seitenschneider ... )


CTCSS-Subton-Liste
Bild: Schaltbild f├╝r den Ton-Geber.


Die Frequenz wird ├╝ber den Mikrocontroller PIC12F675 erzeugt (durch ├änderung der Hi- und Lo-Register-Werte). Der Pegel des ausgegebenen Sinus ist regelbar ├╝ber das Poti von 0 bis circa 800 mVss. Der Ton wird nur ausgegeben, wenn die PTT gedr├╝ckt ist bzw. PIN7 (GP0) nach Masse geht (f├╝r Subt├Âne). Alternativ kann die Leitung anstelle zur PTT auch ├╝ber einen Taster nach Masse gelegt werden (z.B. f├╝r Rufton oder 1000-Hz-Test-Ton); der Ton wird dann nur ausgegeben, wenn der Taster auch gedr├╝ckt ist. F├╝r einen Dauerton einfach mit Masse verbinden.

Die Stromaufnahme der Schaltung liegt bei 0,0008A im Standby-Betrieb bzw. 0,0012A bei der Ton-Erzeugung und ist damit vernachl├Ąssigbar gering. F├╝r die Spannungsversorgung ist damit so gut wie jeder 5-Volt-Spannungsregler nutzbar, z.B. 78L05. Um den Geber dauerhaft komplett auszuschalten, einfach vom Strom trennen - eventuell mit Schalter.

Wenn der Mikrocontroller in st├Ârungsreicher Umgebung betrieben wird, kann man die zwei freien Anschl├╝sse des PICs - PIN4 und PIN5 - ├╝ber jeweils 220 Ohm auf Masse legen. In der Regel ist dies aber nicht erforderlich.

CTCSS/Subton-Geber auf Steckboard
Bild: Der Subton-Geber (CTCSS) im fliegenden Aufbau auf dem Steckboard.


CTCSS/Subton Z├Ąhler-Anzeige
Bild: Der erzeugte Subton auf dem Z├Ąhler.



CTCSS/Subton Oszibild
Bild: Der erzeugte Subton 88,5 Hz auf dem Oszilloskop.


CTCSS/Subton Oszibild
Bild: Der erzeugte Subton 88,5 Hz auf dem Oszilloskop.


Einspeisung des erzeugten Subaudiotons

Es wird nicht empfohlen, den erzeugten CTCSS-Ton ├╝ber das Mikrofon einzuspeisen, da er m├Âglicherweise vom internen Mic-Vorverst├Ąrker nicht ├╝bertragen wird oder der Pegel muss so hoch eingestellt werden, dass St├Ârungen auftreten.

Optimal ist eine direkte Einspeisung an einem vorhandenen CTCSS-Anschluss, sofern das Funkger├Ąt einen solchen vorgesehen hat. Oder alternativ am Modulator des Senders (dort wo meist die Kapazit├Ątsdiode den Hub des Senders steuert). Der Ausgang des vorliegenden Subton-Generators ist ├╝ber einen Kondensator getrennt, evtl. k├Ânnte man noch einen 10kOhm L├Ąngswiderstand dazuschalten. Die ben├Âtigte Spannung ist sehr gering.

├ťbrigens: Hub und Mikrofonverst├Ąrkung werden h├Ąufig verwechselt, sind aber zwei verschiedene Dinge, auch wenn sie zusammenh├Ąngen. Wenn der Output nicht reicht, kann das Subton-Signal mit einem Transistor verst├Ąrkt werden - in der Regel nicht notwendig.

Den Pegel des Subtons soweit zur├╝ckdrehen, dass die ├ťbertragung gerade noch funktioniert.

Sollte man einen Hubmesser zur Verf├╝gung haben, kann der optimale Pegel des Subtons ├╝ber das Poti eingestellt werden (ohne Modulation, nur der Subton, sollte einen Hub von 300 Hz nicht ├╝berschritten werden).

Ohne Hubmesser kann man sich mit einem zweiten Funkger├Ąt abh├Âren. Wieder ohne Modulation, nur der Subton. Erst den Pegel ├╝ber das Poti weit aufdrehen, bis der Subton am Zweitger├Ąt deutlich h├Ârbar ist. Dann den Pegel soweit zur├╝ckdrehen, dass der Subton kaum noch wahrnehmbar ist. Anschlie├čend testen, ob ein CTCSS-Relais mit dem Subton funktioniert.

Vorliegend wird ein externes Quarz verwendet. Der interne Oszillator des Mikrocontrollers - egal ob PIC oder Atmel - ist daf├╝r nicht geeignet, da die Werte bereits von Chip zu Chip variieren und zudem die temperaturbedingten Abweichungen schon unter ├╝blichen Bedingungen bei +/- 5 Grad Celsius viel zu gro├č w├Ąren.

Wer die erzeugte Frequenz nachmessen will, aber der Z├Ąhler nicht bis in den Milli-Hertz-Bereich geht, kann den Z├Ąhler auf Zeitmessung schalten (diese Option ist meist vorhanden).

Beispiel:
Frequenz 71,9Hz     1 : 71,9 = 0,013908   (also 13,9 mS)


Besonderheiten: 1750 Hz Rufton und 1000 Hz Test-Ton

Beim 1750 Hz Rufton oder dem 1000 Hz Test-Ton bleibt die Beschaltung im Gro├čen und Ganzen unver├Ąndert. Lediglich der Anschluss zur PTT sollte ersetzt werden durch einen Taster (nach Masse), der beim Dr├╝cken den Ton ausl├Âst.

F├╝r ein optimales Ergebnis sollten die Werte f├╝r C1 bis C3 jeweils 10n betragen f├╝r 1750 Hz oder jeweils 22nF f├╝r 1000 Hz.

Im Gegensatz zu den CTCSS-Subt├Ânen, k├Ânnen der 1750 Hz Rufton sowie der 1000 Hz Test-Ton problemlos auch ├╝ber das Mikrofon eingespeist werden.


Optionale Anpassung

Wer es ganz genau haben m├Âchte, kann die Schaltung noch exakt anpassen, obwohl dies f├╝r die Funktionsweise eigentlich nicht erforderlich ist, da die erzeugte Frequenz bereits sehr genau ist. Kommerzielle Subton-Einheiten k├Ânnen ├╝brigens bei voller Funktionsf├Ąhigkeit Abweichungen von bis zu circa 2,5 Prozent haben. Die Abweichung dieser Schaltung liegt deutlich darunter - siehe Messbilder.

Die drei Tiefpass-Kondensatoren C1 bis C3 k├Ânnen je nach Frequenz ein wenig variiert werden, so dass der Sinus optimal ist und die Ausgangsspannung nicht zusammengedr├╝ckt wird. Anhaltspunkte f├╝r passende Werte sind dem Schaltbild oben zu entnehmen.

Quarz-Bausteine schwingen meist nicht exakt auf der angegebenen Frequenz - hier 4,000 MHz, sondern etwas h├Âher oder tiefer. Obwohl f├╝r diese Schaltung eine Korrektur eigentlich nicht erforderlich ist - da die Ausgangsfrequenz sehr niedrig ist, kann die Quarz-Frequenz ├╝ber zwei optionale Kondensatoren (z.B. 30pF) exakt justiert werden (siehe Schaltbild).


Hinweis zum Brennvorgang

Bitte beachten: Nicht jede Software f├╝r das Programmierger├Ąt ├╝bernimmt die Konfigurationszeile selbst├Ąndig aus der hex-Datei. Dann bitte manuell folgende Chip-Konfiguration f├╝r den PIC12F675 vornehmen:

BODEN=ON, MCLRE=OFF, PWRTE=ON, WDT=OFF, OSC=HS


Änderbarer hex-Code zum Beschreiben des PIC12F675

Welchen Ton der Mikroprozessor erzeugen soll, kann man selbst ausw├Ąhlen mithilfe der nachfolgende Liste. Einfach den gew├╝nschten Ton aussuchen und dann die zugeh├Ârigen Werte f├╝r die Hex-Adressen h40 und h42 an entsprechender Stelle im hex-Code eintragen, z.B. mit der freien Software IcProg oder aber mit der Software des jeweiligen Programmierger├Ąts. Zur besseren Veranschaulichung befinden sich unter der Liste Beispiele f├╝r verschiedene T├Âne sowie mehrere bereits vorgefertigte hex-Dateien zum Download.


Download      ├Ąnderbare hex-Grundversion (67 bis 1750 Hz)

Zum Entpacken:


Liste
Bild: Liste mit den erforderlich Daten, um jeden Ton frei w├Ąhlbar generieren zu k├Ânnen.


Liste
Bild: Die rot umrandeten Ziffern k├Ânnen gem├Ą├č der Liste ge├Ąndert werden. Beispiel: F├╝r den 67-Hz-Ton sollte die hex-Datei aussehen wie auf dem obigen Bild.


Liste
Bild: Die rot umrandeten Ziffern k├Ânnen gem├Ą├č der Liste ge├Ąndert werden. Beispiel: F├╝r den 254,1-Hz-Ton sollte die hex-Datei aussehen wie auf dem obigen Bild.

Auf diese Weise k├Ânnen alle T├Âne aus der Liste eingetragen werden.


Fertiger hex-Code zum Beschreiben des PIC12F675

G├Ąngige CTCSS-Subt├Âne, die h├Ąufig f├╝r Relais in Deutschland verwendet werden, sind als Komplett-Download vorbereitet - an diesen Dateien m├╝ssen keine Eintragungen oder ├änderungen vorgenommen werden. Alle anderen T├Âne k├Ânnen selbst eingetragen werden - so wie oben beschrieben.

Zum Entpacken:


Viel Spa├č beim Nachbauen !

Weiterf├╝hrende Links

Diese Schaltung wurde getestet und nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Es wird dennoch keine Haftung ├╝bernommen.


Nur für private Nutzung frei. Änderung der Software und kommerzielle Nutzung sind nicht gestattet und bedürfen der vorherigen Genehmigung von KF5DVW. Kontakt: http://www.afug-info.de
Copyright: Sabine Saurer, KF5DVW. Jegliche Vervielf├Ąltigung, Weiterverarbeitung etc. dieses Textes und/oder Bilder bedarf ebenso der vorherigen Genehmigung.

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