Wobulator DDS czyli Powrót do Terażniejszości z pomocą chińskich klocków

Zabawa klockami ma jedną zaletę, z przygotowanych wcześniej elementów, łącząc je w odpowiedni sposób można w miarę szybko i łatwo, osiągnąć zamierzony efekt. Wybudować Zamek, Pit-Stop dla samochodzików czy inną wymarzoną budowle.

Ja sklejałem samoloty. Były dwa podejścia – powszechnie dostępny w kioskach Mały Modelarz lub plastykowe modele (głównie produkcji NDR) dostępne w Składnicy Harcerskiej. Ro pierwsze wymagało ogromu czasu, cierpliwości i staranności, ale dawało ciekawsze rezultaty. Z moich dokonań to mogę się poszczycić wieloma rozpoczętymi konstrukcjami i jedną skończoną – Osadą Biskupin.

Do dziś pamiętam tą okładkę

Plastykowe modele to była forma modelarstwa bardziej podobna składaniu klocków – w zasadzie pasujących do siebie, prawie gotowych elementów. Klej w metalowej tubce, w podobnej srebrna farba i kalkomanie.  Tu piękny opis dla sentymentalnych modelarzy. Po kilku godzinach efekt murowany.
W elektronice, mojej ko0lejnej pasji, wiele konstrukcji zostało uruchomionych na desce, na pająka i nigdy nie uzyskały formy finalnej – pełnego urządzenia. No może poza jednym wzmacniaczem m.cz. (nawet obudowę ze sklejki zrobiłem) i pracą dyplomową w technikum – pozycjonerem suportu tokarki. Radość z budowania (nie rzadko konstruowania) była przeogromna, zatem nie kończąc jednej konstrukcji, popadałem w drugą. Podobna przypadłość dolega mi po dziś dzień. No może, jako że zdiagnozowana, to łatwiejsza do opanowania lub chociażby próby ograniczenia dolegliwości.

Jedną z takich idée fixe jest wobulator. Taki jak potrzebuję. Pierwszą przymiarką był Selektograf K931, przyrząd o tyle kultowy, że z epoki, lampowy, i polski.

Kupiłem działający, udało mi się zestroić jedno czy dwa radia, ale odczuwałem duży dyskomfort pracy. Pomiar częstotliwości poprzez porównanie na obrotowej skali, brak jakichkolwiek markerów – K931A nie tobyło to.
Drugi już był lepszy K937, tranzystorowy, ale podobnymi wadami obarczony – skale, procenty skali itp. No coś innego, ale w zasadzi tekie same.
 Kolejny to do tej pory najlepszy, radziecki, na scalakach i ze znacznikiem.

Działa, ale jest już wielokrotnie naprawiany (co też daje satysfakcje).

Przyszedł czas na 100% mój wobulator. Założenie były takie, co do funkcjonalności:

• w pierwszym kroku tylko 10,7MHz (no może potem p.cz. od AM (465kHz – bo głównie polskie radia robię)
• generator stałej częstotliwości 10,7MHz do strojenie na maksimum sygnału i zero detektora, 
• generator modulowany +/-25kHz – do strojenia na maksimum sygnału m.cz.
• wobulator.

Wobulator od 10,4 MHz do 11,0 MHz z wyraźnymi znacznikami, co 50kHz (później się okazało, że 100kHz jest zupełnie wystarczające.
Do wyświetlania zostanie użyty dwukanałowy oscyloskop, jeden kanał to pomiar z sondy w.cz, drugi na znaczniki, a oddzielne wejście miało służyć synchronizacji (okazało się niepotrzebne).

Rozwiązanie miało być jak najprostsze, więc zdradzając całą prześliczną technikę analogową, pogrążyłem się w dziedzinę technik cyfrowych. Wychowany w epoce TTL, obrze pamiętam swoją pracę dyplomową, gdzie było tylko ok. 10 scalaków, tak do 200 nóżek do połącznia – i gorące wieczory by zdążyć z płytką, ze sprawdzeniem i z uruchomieniem. Teraz po trzydziestu kilku latach zbudujemy z klocków – dwu klocków.

Pierwszy pająk

Jeden to gotowy moduł generatora DDS (Direct Digital Synthesis) bazujący na układzie AD9850, drugi klocek to Arduino Uno.  Ten pierwszy dostępny za ok 50 zł umożliwia generację sygnału sinusoidalnego do 40MHz (a więc zupełnie wystarczającego do moich celów), dobrze opisany.
Drugi jeszcze lepiej, pozwala on w prosty sposób wykonać całość układów sterowania przełączania i może wyświetlania.

Klocki

Wejścia analogowe, wejścia /wyjści acyfrowe, przerwania - no wszystko co trzeba. Nie bez znaczenia jest fakt, iż mój syn bawił się troszkę Arduino (skorzystałem z jego nabytków) tak mogłem liczyć na ograniczenie się moich prac do części elektrycznej projektu. W sumie wyszło trochę inaczej, ale to chyba dobrze.
Po kilkudziesięciu minutach od przedstawienia pomysłu i jakimś szkicu na kartce papieru usłyszałem – Tato! Soft już gotowy! Gdzie ten moduł?
Ja jeszcze nie zamówiłem części, a tu już oprogramowanie gotowe. Poskładane z gotowych bibliotek oczywiście, ale gotowe do testowania. Mam motywację, że się tak wyrażę - od młodszych pokoleń.

Moduły, jako wyposażone w wyjścia GoldPin osadziłem w gniazdach wlutowanych do płytki uniwersalnej (też chińskiej za 1,90 pln) a połączenia wykonałem Kynarem.  Nie było ich za dużo. Adruino porozumiewa się z DDS za pomocą trzech sygnałów, do tego zasilanie i masa. Na trzech wyjściach i czterech rezystorach wykonałem układ, który ma generować złożony sygnał (SYNCHRO, Marker 10,7, Marker 100kHz).

Trzy rezystory podciągały zasilanie do wejść dla sterowania trybem pracy (dwa dla Modulator, Generator i Wobulator) jeden troszkę na przyszłość przełącznik 465kHz/10,7MHz.

Jak się okazało, po dokładniejszym zapoznaniu się z Arduino funkcja INPUT_PULLUP  (na początku w kodzie pisałem Pin_Up, ale nie działało) robi to wewnątrz układu i rezystory nie są potrzebne – ot, stare nawyki.

Po drobnych zawirowaniach z jak to zawsze błędami montażu, udało się uzyskać sygnał 10,7MHz, potem znaczniki. Wobulator działa!!!

Pierwsze uruchomienie „na radiu” odbyło się jeszcze bez wzmacniacza na wyjściu generatora, ale w zupełności wystarczało by pojemnościowo sprząc się z ECC85 i przekazać sygnał na początek toru p.cz.

Chociaż obraz nie był taki, jakiego się spodziewałem, ale jego cechy pozwalały przypuszczać, że działa, ale coś nie jest ok w oprogramowaniu. Krok po kroku, debuging następował i finalnie udało się uzyskać pierwszy krok – działający na desce przyrząd.

Dodałem też wzmacniacz buforujący (oczywiście posilając się gotowym opisem, z drobnymi zmianami i ma 500mV sygnał.

Na attenuator (tłumik) też przyjdzie czas, na razie pracuje zewnętrzny. Układ działa, pozwala stroić. Sam się musiałem włączyć w doskonalenie oprogramowania, bo syn zajął się innym pomysłem, coś o sesji wspominał.

Błedy w software na ekranie widoczne.

Poradziłem sobie, bardzo fajne jest to Arduino.

Cel osiągnięty.

Coś, co z trudem się robiło 30 lat temu teraz jest powszechnie dostępne – moduł Arduino Nano kosztuje kilkanaście złotych – porównywalnie mniej niż Mały Modelarz w tych latach.

Jakoś, aż kusi mnie spytać Ministerstwo Edukacji, kiedy wprowadzi zajęcia ZPT z powrotem do programu szkół, czy będzie tam programowanie Arduino, czy na lekcjach „Informatyki” dzieciaki będą dalej programowały w LOGO? Czy może coś bardziej użytecznego i dającego większą frajdę?

Dość marzeń, trzeba wrócić do rzeczywistości tj. skończyć wobulator, uczynić go zdatnym do użytku, tak żeby to nie był kolejny projekt, który skończył na desce. Jak Maciej.

Zainteresowanym udostępnię swój kod Arduino, nie publikuję, bo jest bardzo nie doskonały – zapraszam do wpisywania się w komentarzach. Może pomożecie rozwinąć konstrukcję.

Takiego wobulatora z klocków za mniej niż 100 zł.

A ja będę mógł wrócić do strojenia i ratowania radyjek. Jakoś ten „Powrót do Teraźniejszości” strasznie wyczerpujący się stał - człowiek musi się tylu nowych rzeczy nauczyć.
Inaczej trzeba by do Biskupina wrócić.

Biskipin 1978 r.