MIA SPERIMENTAZIONE – Oscar 100 – Trasmettere e ricevere facilmente e con il minimo della spesa

Misurazione potenza d’uscita in TX verso Oscar 100.

Misurazione della potenza, direttamente all’uscita dell’amplificatore EP-AB003 a 2,4 GHz, collegato al Wattmetro & SWR CN-801 SII della DAIWA, che è connesso con 4 metri  di cavo ULTRAFLEX 10, (0,98 dB di attenuazione totale) in esterno con l’antenna Helix sulla parabola da 1 metro. Leggiamo (sulla scala 20W)  2,5W in Uscita e 0,18W di potenza riflessa, con un SWR di 1,9 sul cavo di 4 metri che va verso l’antenna. Dall’antenna Helix vengono inviati al satellite Oscar 100, esattamente 2,02 W effettivi, che sono ritrasmessi dal trasponder del satellite con un segnale pari a S9 +2.  
AGGIORNAMENTI
  • Strumento di misura 3GHz 1-3000Mhz OLED RF Power Meter  e Attenuatore fisso 3 GHz 50 ohm 10 W SMA coassiale -30db Dummy Load — DAIWA CN-801 SII WATTMETRO – ROSMETRO 900-2500 MHZ (in fondo all’articolo).
  • Mie condizioni di Trasmissione e Ricezione per Oscar 100.
  • Social Network dedicati a QATAR Oscar 100 ( Twitter molto interessante per la presenza di esperienze internazionali ).
  • SDR Console, attivare la GPU (scheda grafica Nvidia) meno lavoro per la CPU del computer.
  • Tmate 2 soluzione per gli utenti di SDR con “vere e proprie manopole”.
  • Altre tipologie di UPCONVERTER (Transverter) per l’Uplink verso il trasponder dell’Oscar 100.
  • Antenne RX e TX.

MIA SPERIMENTAZIONE – Oscar 100 – Trasmettere e ricevere facilmente e con il minimo indispensabile e il minimo della spesa.

Un caro saluto a tutti i miei lettori. Il progetto che mi accingo a presentare nel dettaglio e che ho personalmente realizzato, dove troverete le foto e i video che ho realizzato, i componenti necessari, i riferimenti dove reperire le parti del progetto e i vari passaggi da eseguire, per Trasmettere e Ricevere dal satellite geostazionario, Oscar 100.

Le mie condizioni di TRASMISSIONE sono: Yaesu 857D, 144 MHz, SSB USB, microfono originale con Livello Micro 40, Livello Processore 8 – Upconverter MK2, ultima versione della DX Patrol, con clock GPSDO a 10 MHz, collegato direttamente con  l’amplificatore da 8 W  EP-AB003 a 2,4 GHz, che è connesso con 4 metri (0,98 dB di attenuazione totale) di cavo ULTRAFLEX 10, ottimo cavo anche per le decametriche -2 dB per 100 mt (0,237 dB di attenuazione per metro di cavo a 2,4 GHz), ULTRAFLEX10-All1_IT , in esterno con l’antenna Helix, da me realizzata, con tubicino in rame da 4mm di diametro, 6 spire da 40 mm (diametro interno e spaziature spire di 25 mm) e con bocchettone tipo N, su Parabola offset da 100 centimetri. Per la RICEZIONE uso la stessa parabola TX, con LNB non PLL, dietro l’antenna Helix, da 0,1 micro Volt, alimentato a 14V e con il software di ricezione SDR Console per l’autocalibrazione dell’LNB e offset di ricezione a 9.750 MHz. In queste condizione registro in ricezione il mio segnale pari a S9 +2, pari alla potenza con cui arriva dal satellite il Beacon alto di OSCAR 100 a 10.489.800.000 Hz.

Ho scelto l'installazione interna del blocco TX per poter eseguire più facilmente aggiornamenti e miglioramenti, perdendo 0,98 dB di potenza per il cavo di collegamento con l'antenna Helix di circa 4 mt. Ho scelto l’installazione interna del blocco TX per poter eseguire più facilmente aggiornamenti e miglioramenti, perdendo 0,98 dB della potenza di trasmissione, nel cavo Ultraflex 10 di 4 mt verso l’antenna Helix.

LISTA DELLA SPESA

Ecco la lista della spesa, considerando che il trasmettitore SSB modo USB 144 o 432 MHz, l’ho abbiamo tutti, non per niente siamo radioamatori:

PER RICEVERE (Downlink) OSCAR 100

  • Parabola da 1 metro con LNB – 50 euro. ( LINK )
  • Cavo di discesa a 75 ohm di buona qualità e connettori – 5 euro. ( LINK )
  • Chiavetta RTL-SDR USB per ricevere OSCAR 100 – 7/8 euro.( LINK )
  • PC con Windows 7 Pro o Ultimate a 64 bit con Processore i5 – 8 Gb di RAM Hard Disk se possibile SSD a stato solido (illustrerò dettagliatamente la soluzione da me adottata, un PC datato, Intel Core DUO 2 di qualche anno fa.), si trovano su amazon pc ricondizionati di marca, adatti, con Windows 7 a 64 bit a 70/90 euro. ( LINK )
  • Software SDR Console versione 3 a 64 bit – Gratuito. ( LINK )

Il costo per ricevere in modo eccellente OSCAR 100 con la parabola è di euro 50/80 euro. (L’esatto puntamento della parabola è fondamentale 26° EST, si può usare il segnale delle tv presenti a 26°EST, ma attenzione che a 25,5 °EST, vi sono altri satelliti, io mi sono avvalso della collaborazione dell’amico Michele IU8CRF, che avendo a disposizione la strumentazione mi ha realizzato un ottimo puntamento della parabola).

Il Software SDR Console versione 3 è compatibile con il Tmate-2 Console per SDR ( LINK )

Il Tmate 2 di www.eladit.com (Europa) e shop.elad-USA.com (USA) è la soluzione per gli utenti di SDR che richiedono “vere e proprie manopole” sulla loro radio. Per le impostazioni in SDR Console, selezionare l’ingranaggio in alto a destra della finestra e da Program option->Controllers->Tmate, spuntare la selezione. La configurazione attuale funzionante su SDR Console è:

  • E1 Regolazione Volume.
  • E2 Larghezza di banda High / Low / Shift, premere per selezionare l’opzione desiderata.
  • Frequenza corrente del ricevitore, premere per la sintonizzazione rapida
  • F1 Volume Muto.
  • F5, F6 modalità precedente / successiva (LSB-USB-AM-FM).

SDR Console, attivare la GPU (scheda grafica Nvidia) meno lavoro per la CPU del computer.

L’autore di SDR Console dice: “Questo software è progettato  solo per Windows  su hardware x86, il Raspberry Pi non è supportato. Sebbene il software sia eseguito anche su vecchi sistemi Intel Core 2 Duo con Windows 7 a 32 bit, la configurazione di sistema minima consigliata è:  Windows 7 a 64 bit, Intel I3, 4 GB di RAM” e aggiungo io, una scheda grafica Nvidia, perchè abbassa, da prove eseguite sul mio PC con Intel Core 2 Duo Extreme CPU X9650 a 3,00 GHz, con Windows 7 a 64 bit e 8 GB di Ram, la percentuale di utilizzo dalla CPU, che passa da un carico del 50-60 % e oltre nell’elaborazione grafica dei segnali ricevuti da SDR Console a valori molto più bassi CPU 8,3% , vedi foto che segue, parte bassa: L’elaborazione grafica aiutata dalla scheda grafica Nvidia (GPU) abassa notevolmente l’uso della CPU a 8,3% e GPU a 7,2%. Per ottenere questo è necessario installare il driver a 64 bit originale della scheda grafica e spuntare l’opzione nella configurazione come da foto che segue:GPU: la grafica HD con una scheda grafica dedicata garantiscono un’ esperienza “fluida”. Il software utilizza DirectX che fa pieno uso di qualsiasi elaborazione grafica sul tuo computer.

PER TRASMETTERE (Uplink) verso OSCAR 100

  • La parabola da 1 metro già c’è – 0 euro.
  • Basetta in vetronite 10×10 cm – 1 euro. ( LINK )
  • Filo di rame da 2 o 2,5 mm per 4 spire da 40 mm di diametro Helix Antenna TX – 5/6 euro. ( LINK  Amazon )
  • Si può usare al posto del filo di rame, anche del tubicino di rame da 4 mm di diametro – 7/8 euro. ( LINK Amazon )
  • Ricetrasmettitore 144 MHz e 432 MHz modo USB (Massimo 5 W)
  • Amplificatore EP-AB003 da 8 W di potenza (effettivi circa 3 W) per i 2,4 GHz – 42 euro (LINK amazon).
  • New Es´Hail Sat ( OSCAR-100) Uplink Converter MK2 – 120 euro (LINK ).

Riguardo ai collegamenti tra l’antenna TX (tipo Helix o altro) e l’amplificatore EP-AB003 a 2,4 GHz, bisogna usare accorgimenti particolari, per non perdere potenza inviata verso l’antenna trasmittente. La soluzione è usare collegamenti cortissimi, per cui è consigliato vivamente l’installazione in una scatola di plastica a tenuta stagna, nelle immediate vicinanze dell’illuminatore della parabola, sia dell’upconverter, che dell’amplificatore di potenza a 2,4 GHz, arrivando alla scatola stagna con il coassiale dei 5W del trasmettitore SSB (144 MHz o 432 MHz) e l’alimentazione a 12-16 V in corrente continua, per alimentare sia l’upconverter che l’amplificatore a 2,4 GHZ, EP-AB003. Avvolgere 4-5 spire in un toroide di ferrite il cavo di alimentazione a 12-16 V prima di uscire dalla scatola stagna verso l’alimentatore da 4-5 Ampere.

ALCUNE PARTI NECESSARIE PER TRASMETTERE:

La mia Helix antenna TX realizzata con con tubicino di rame diametro 4 mm, 6 spre su diametro di 40 mm, con spire distanziate tra loro di 25 mm, bocchettone tipo M, basetta ramate in vetronite 100X100 mm, con foro centrale da 46 mm per metterlo davanti all’LNB di ricezione.

Ventola di raffreddamento a 12 Volt, installata sull’amplificatore di potenza da 8 W 2,4 GHz EP-AB003 che abbassa notevolmete la temperatura di funzionamento.

Amplificatore di potenza da 8 W 2,4 GHz EP-AB003 collegato direttamente all’antenna Helix su parabola da 100 cm e pilotato direttamente dall’upconverter MK2 (cavi cortissimi di collegamento).

Schema a blocchi sezione tramittente TX e sezione ricevente RX. (in questo caso viene usato un amplificatore Wi-Fi da 4 W , nel mio progetto è quello da 8W EP-AB003, con SDR Console come software per la ricezione e parabola da 100 cm.)

Il costo per trasmettere e farsi sentire sul satellite OSCAR 100, a 38.000 chilometri da terra, circa, in modo eccellente, con segnale S9+ , è di euro 170/180 euro. Ho voluto evidenziare i costi che bisognerà sostenere per dare un’idea chiara e precisa a chi è interessato alla realizzazione. Una realizzazione economica ma molto efficace nei risultati che si otterranno.

Come attivare l’auto calibrazione dell’LNB

Riguardo alla stabilità della ricezione di OSCAR 100 (niente slittamenti della frequenza di ricezione dovute all’LNB) la stabilità è assicurata dalla funzione di SDR Console, (video del sottoscritto, sotto) che si aggancia alla frequenza del Beacon alto di OSCAR 100 a 10.489.800.000 Hz e corregge automaticamente lo spostamente + o – (lo slittamento) di frequenza dell’LNB, mantenendo stabile e perfetta, la ricezione.

Il collega IU2EFA, ha realizzato un video dove ci illustra, come configurare SDR Console, per ottenere la stabilita della ricezione di Oscar 100, agganciandosi al suo Beacon alto a 10.489.800.000 Hz e realizzando l’auto calibrazione dell’LNB. Per cui non serviranno LNB PLL con quarzo TCXO particolari o agganciati ad un GPSDO con clock da satellite.

Riguardo alla stabilità della trasmissione verso il trasponder di uplink a 2.400 MHz, di OSCAR 100, con il New Es´Hail Sat (OSCAR-100) Uplink Converter MK2, abbiamo un oscillatore locale controllato da un TCXO con 0,5 ppm di stabilita, a cui è possibile collegare un GPSDO a 10 MHz, che si aggancia ai satelliti GPS, che hanno orologi atomici al Rubidio e permettono di avere stabilità assoluta, 1X 10 alla -12 di spostamento della frequenza.

Stabilità Upconverter DX Patrol MK 2 a 2,4 GHz

Con TCXO interno 0,5 ppm su 2,4 GHz sono + o – 1,2 KHz

Con clock a 10 MHz da GPSDO, con orologio atomico al Rubidio da GPS

GPSDO (1X 10 alla -12) (2400 MHz X 0,000000000001) = +/- 0,0000000024 Hz (circa) se non ho sbagliato i calcoli, ma comunque nessun slittamento della frequenza di trasmissione.

Riferimento di frequenza di precisione tramite GPS a basso jitter – Mini versione con uscita da 400 Hz a 810 MHz.

Ho avuto modo di verificare che l’upconverter DX Patrol MK 2, scalda molto. Eseguendo la misurazione della temperatura di alcuni componenti ho rilevato temperature tanto elevate, da scottarsi le dita.

In prossimità del regolatore di tensione dell’upconverter, rilevo, dopo alcuni minuti di funzionamento la temperatura di 64,4 °C.

Ecco il motivo per cui ho inserito l’upconverter DX Patrol MK 2, in una scatola metallica in alluminio, che funge anche da dissipatore e una piccola ventolina, insieme realmente abbassano di oltre 22/24 °C, la temperatura di tutti i componenti della scheda. Ecco i dettagli costruttivi della soluzione da me adottata.

Di colore grigio, sono le strisce conduttive di calore poste sotto lo stampato, dell’upconverter, che a contatto con la scatola metallica, la rendono un dissipatore di calore e abbassano la temperatura di oltre 20°C.

Con la ventolina in funzione, insieme alla dissipazione della scatola in alluminio, la temperatura scende fino a 22/24 °C più bassa rispetto al solo circuito stampato nudo.
Mettendo in corto questi due piedini dell’integrato, l’amplificatore a 2,4 GHz EP-AB003 è sempre in TX (luce verde fissa), è consigliata l’installazione di una ventola per il raffreddamento.

Al fine di migliorare l’efficienza dell’amplificatore a 2,4 GHz EP-AB003, da 8W, (3 W effettivi) ecco due modifiche, per chi se la sente di realizzarle, viste le piccolissime dimensioni del circuito stampato e dovendo eseguire delle saldature. La prima modifica elimina il vox RX /TX e lo mette esclusivamente in trasmissione (luce verde accese fissa), la seconda modifica, prevede la saldatura di un ponticello  che aumenta di 0,6V / 0,7 V la tensione di alimentazione in trasmissione, migliorando le prestazioni generali.

Mettendo questo ponticello si avrà, l’aumento di 0,6V / 0,7 V della tensione di alimentazione in trasmissione.

La mia Parabola da un metro con l’LNB di ricezione (Downlink) e l’Antenna Helix per la trasmissione (Uplink ) a 2,4 GHz. Il progetto, verrà aggionato ed integrato di altre notizie utili per la realizzazione e per il miglioramento delle prestazioni ed anche per il piacere di dire: “sono arrivato con la mia voce al satellite a 38.000 km nello spazio e la mia voce è tornata a terra percorrendo altri 38.000 km”.

73 da Antonio IU8CRI

Aggiornamenti: Altre tipologie di antenne trasmittenti e riceventi sui 2,4 /10 GHz, per l’uplink verso il satellite Oscar 100.


Es’hail-2 Oscar 100 Dual Band Patch Antenna

Sito web di riferimento dell’antenna sopra rappresentata LINK


Sito web di riferimento dell’antenna sopra rappresentata LINK


Sito web di riferimento dell’antenna sopra rappresentata LINK


Aggiornamenti: Altre tipologie di UPCONVERTER (Transverter) per l’Uplink verso il trasponder dell’Oscar 100


12cm Band 2.4 to 2.5GHz Transverter Es’Hail 2

Sito web di riferimento dell’upconverter sopra rappresentato con le specifiche e le caratteristiche LINK

LINK Specifiche e Caratteristiche


QO-100,Eshail,Es’hail,Hailsat,AMSAT,P4-A,Upconverter 2,4 GHz,S Hail

Sito web di riferimento dell’upconverter sopra rappresentato con le specifiche e le caratteristiche LINK


BU-5002.4G band Up Converter and PA

Sito web di riferimento dell’upconverter sopra rappresentato con le specifiche e le caratteristiche LINK

User guide  BU-500_13cm_Upconverter_UserGuide


Social Network dedicati a QATAR Oscar 100

(Scorrere le pagine con la rotellina del mouse)

 

Strumento di misura 3GHz 1-3000Mhz OLED RF Power Meter  e Attenuatore fisso 3 GHz 50 ohm 10 W SMA coassiale -30db.

LINK riferimento strumento

LINK riferimento

Soluzione di Misura da 38,00 Euro complessivi.


ALTRA SOLUZIONE DI MISURA

LINK RIFERIMENTO STRUMENTO DI MISURA

Soluzione di Misura da 265,00 Euro.


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