Электронный телеграфный ключ на PIC-контроллере.  Автоматический телеграфный ключ Автоматический телеграфный ключ на 3 х микросхемах

Сперва я хотел сделать видеоролик и сделать такой самодельный телеграфный ключ под видеокамеру. Но потом решил просто опубликовать эту статью, тут все очень подробно.

Идея создания телеграфа Морзе принадлежит американскому изобретателю и художнику Сэмюэлю Финлей Бриз Морзе. Все прежние системы телеграфа имели множество проводов, сложные и неудобные в обращении аппараты.

В 1832 году, возвращаясь из Европы в США, Сэмюэль Финлей Бриз Морзе узнает о телеграфе из случайной беседы со своим попутчиком. Услышанное произвело на него такое впечатление, что по прибытии домой он немедленно занялся опытами в области телеграфной связи. Морзе не имел необходимых знаний для того, чтобы претворить в жизнь свои идеи, и был вынужден искать квалифицированную помощь. К своим разработкам он привлёк выдающегося учёного Джозефа Генри — первооткрывателя в области электромагнетизма.

К концу 1830-х годов была создана новая, действительно замечательная система телеграфа, отличающаяся поразительной простотой. Эта система состояла из одного провода (второй заменяла земля), имела автоматический приёмник для записи сигналов и простой и удобный передатчик в виде ключа для замыкания и размыкания электрической цепи. Сигналы передавались специальным кодом, в котором буквы обозначались комбинациями точек и тире. Сигналы кода стали принимать и просто на слух, как относительно короткое или длинное звучание. Вскоре телеграфисты настолько усовершенствовали своё мастерство, что могли принимать и передавать сигналы с невероятной скоростью, при которой ухо непосвящённого человека слышало лишь непрерывное звучание.

Высокой скорости приема и передачи сигналов телеграфисты могли достигнуть только упорными и длительными тренировками. Радисты в современном мире пользуются практически теми же передатчиками, что и в 19 веке, и залогом высокой скорости приема и передачи сигналов для них — так же, как и для телеграфистов прошлого тысячелетия, является долгая и упорная тренировка.

Для тренировки передачи сигналов азбукой Морзе можно использовать простейший аппарат, состоящий из телеграфного ключа, источника питания и генератора звука. И сделать этот аппарат начинающий радист-любитель может из подручных материалов. Купить прийдется батарейку и генератор звука. Телеграфный ключ, в идеале, должен выглядеть примерно так:

Конструкцию телеграфного ключа можно условно разделить на шесть элементов:
1. Рычаг
2. Основание
3. Шарнир
4. Ограничитель перемещения ключа
5. Устройство натяжения
6. Контактная группа

Телеграфный ключ, сделанный на коленке из подручных материалов, конечно же, будет выглядеть несколько иначе. По большому счету, телеграфный ключ можно сделать из бельевой прищепки:

или из канцелярского степлера:

Но работать такими ключами будет неинтересно — тяжело и неудобно.

Для изготовления телеграфного ключа понадобятся:
1. Пара мебельных уголков
2. Обрезок бруска
3. Кусочек фанеры
4. Пара проводов
5. Пружинка, пара шайбочек
6. Мебельная ручка
7. Несколько саморезов

Итак, приступим:
1. Необходимо произвести разметку:
a) места расположения рычага
б) места расположения кронштейнов шарнира
в) места установки ручки и контактной группы
г) места расположения ограничителя
д) мест крепления пружины устройства натяжения

Инструмент: карандаш.

2. Вскрываем все размеченные отверстия насквозь, через брусок и фанеру (кроме отверстия в торце рычага — его на длину сверла) сверлом диаметром 2,5 мм. Отверстие (в) в рычаге рассверливаем сверлом диаметром 4 мм. для винта мебельной ручки.

Инструмент: дрель, или сверлильный станочек.

3. Прикручиваем мебельные уголки саморезами к бруску так, чтобы кронштейны свободно вращались. В отверстие (г) рычага с нижней стороны вкручиваем саморез. Длина выступающей части самореза должна быть на несколько миллиметров меньше, чем расстояние от оси шарнира до основания — это определяет свободный ход рычага.

Инструмент: отвертка

4. Зачищаем изоляцию в обеих концов двух проводов.

Инструмент: бокорезы.

5. В отверстие (в) основания вставляем зачищенный от изоляции конец одного из проводов, вкручиваем в это отверстие саморез. Длина выступающей части самореза должна быть равной или меньшей, чем длина выступающей части самореза, вкрученного в отверстие (г) рычага — это определяет свободный ход рычага.

Инструмент: отвертка

6. В отверстие (в) рычага монтируем мебельную ручку, под нее вставляем зачищенный от изоляции конец второго провода.

7. Если свободный ход рычага больше 1-2 миллиметров, в отверстие (г) основания вкручиваем саморез.

Инструмент: отвертка.

8. Мебельные кронштейны прикручиваем к основанию, фиксируем провода — например, термоклеем.
После того, как кронштейны прикручены к основанию, следует отрегулировать свободный ход рычага — закручивая или выкручивая плоскогубцами саморез (в) в основании, необходимо добиться, чтобы свободный ход рычага был не более 1 миллиметра: как показала практика, чем меньше свободный ход — тем удобнее работать.

Инструменты: отвертка, термоклеевой пистолет, плоскогубцы.

9. Монтируем пружинку устройства натяжения саморезами с прокладкой шайб.

Инструмент: отвертка

10. Для пущей эстетики ключ красим, предварительно сняв красивую блестящую ручку. Красить следует аккуратно, не задевая винт и саморез контактной группы — к которым подключены провода.

Инструмент: кисть.

Телеграфный ключ готов.

Продолжим: для изготовления пищалки потребуется:
1. Батарейка и держатель для нее
2. Генератор звука
3. Клеммная коробка

Большое число схем телеграфных ключей опубликовано в средствах периодической печати и в Интернете, но не все способны удовлетворить привередливого телеграфиста. То ключ собран на большом числе комплектующих элементов, то эти элементы слишком "серьёзны" для такой несложной конструкции.

Например, если ключ выполнен на микроконтроллере, потребуются его приобретение и программирование, что не всегда доступно. А то схема слишком простая, и устройство, собранное по ней, обладает не всеми требуемыми возможностями.

Принципиальная схема

Поискав уже "готовую простенькую" схему ключа для своего нового будущего трансивера, я так и не смог найти желаемую (ни в периодической печати, ни в Интернете). Мало того, в Интернете встретил немало постов с вопросами, именно по этой теме. Однако моё внимание всё же привлекла схема одного телеграфного ключа, уже давно ставшая почти классической .

Собран он на трёх микросхемах К176ЛЕ5, К176ЛА7 и К176ТМ1. И минимальный сервис у ключа в наличии, и схема не очень сложная, и питание - 9 В, поэтому не нужно отдельного источника питания в трансивере для телеграфного ключа. А если применить микросхемы серии К561, то подойдёт и 12 В, что ещё удобнее.

Хотя мне и встретилась схема ключа, выполненного всего на двух микросхемах К561ИЕ11 и К561ЛЕ5 , но вот отзывы пользователей о его работе были не очень лестные, к тому же микросхема К561ИЕ11 не столь распространена, как хотелось бы. Поэтому я предпринял попытку упростить схему ключа , выполненную на трёх микросхемах, которая взята в качестве прототипа.

Рис. 1. Электронный телеграфный ключ, схема.

В результате этой модернизации был разработан телеграфный ключ, схема которого показана на рис. 1 и основные параметры которого практически совпадают с параметрами прототипа.

Использовано то же самое напряжение питания, скорость передачи - 30...270 знаков в минуту, её интервал немного расширен вниз с целью получения минимальной скорости, принятой в качестве начальной при профессиональном обучении телеграфной азбуке.

Применены широко доступные микросхемы малой степени интеграции и, кроме всего прочего, их число, как и транзисторов и диодов, меньше.

При этом устройство снабжено как звуковой, так и световой сигнализацией допускает подключение внешнего реле для управления различными узлами с гальванической развязкой и позволяет управлять работой телеграфных гетеродинов.

Имеется выход на УЗЧ приёмника для организации самопрослу-шивания во время передачи телеграфных сигналов, возможно и управление другими устройствами с помощью логических уровней.

Звуковой контроль формируемых сигналов осуществляется с помощью телефонного капсюля BF1, визуальный - с помощью светодиода HL1.

На элементах DD1.1, DD1.2 собран импульсный RC-генератор с регулируемой частотой. Резистором R2 можно регулировать скорость передачи в указанном выше интервале. На триггере DD2.1 собран формирователь точек, на триггере DD2.2 совместно с триггером DD2.1 - формирователь тире.

На диодах VD3, VD4 собран элемент ИЛИ, на логических элементах DD1.3, DD1.4 - генератор звуковой частоты, на транзисторе VТ1 - ключ.

Работает ключ следующим образом. В нейтральном положении манипулятора SA1 на один из входов (вывод 2) элемента DD1.1 и на один из входов (вывод 6) элемента DD1.2 через резистор R3 поступает напряжение, соответствующее уровню лог. 1, поэтому импульсный генератор заторможен и на входе С (вывод 3) триггера DD2.1 - лог.

0. Одновременно лог. 1 на входе R триггера DD2.2 устанавливает такой же уровень и на его инверсном выходе (вывод 12). При переводе манипулятора SA1 в положение "Точки" (влево по схеме) на выводы 2 и 6 микросхемы DD1 поступает лог.

0, и импульсный генератор начинает работать. Его выходные импульсы поступают на вход С (вывод 3) триггера DD2.1, который формирует сигнал точки, поступающий через диод VD3 на базу транзистора VТ1, последний периодически открывается, и светодиод HL1 начинает светиться в такт этим сигналам.

Инвертированные импульсы с коллектора транзистора VТ 1 через резистор R7 поступают на вход (вывод 9) элемента DD1.3. В результате звуковой генератор начинает формировать телеграфные посылки 34 сигнала с частотой около 1 кГц. Частота звукового генератора определяется номиналами элементов R8 и С7. Состояние триггера DD2.2 при этом не изменяется, поскольку на его вход R (вывод 10) через резистор R4 поступает уровень лог. 1. Ключ обеспечивает формирование сигнала точки нормальной длительности даже при кратковременном замыкании манипулятора SA1.

При переводе манипулятора SA1 в положение "Тире" (вправо по схеме) генератор импульсов и триггер DD2.1 работают, как и в положении "Точки", однако на входе R триггера DD2.2 присутствует лог. 0, поэтому он изменяет своё состояние под действием импульсов с выхода триггера DD2.1.

Импульсы с выходов триггеров DD2.1 и DD2.2 через диоды VD3, VD4 поступают на резистор R5, где суммируются, формируя сигнал тире. Ключ обеспечивает передачу тире нормальной длительности даже при кратковременном замыкании манипулятора. Длительность точки равна длительности паузы, длительность тире - длительности трёх точек.

Конденсатор С4 блокирует цепи управления по ВЧ, он подавляет наводки, что позволяет вынести светодиод на некоторое удаление от каскада, например, на переднюю панель, конденсатор С5 обеспечивает мягкость передачи телеграфной посылки (в случае электронного управления телеграфным гетеродином), от его ёмкости зависят фронт и спад телеграфной посылки. Устройство собрано на макетной печатной плате с применением проводного монтажа. Микросхемы серии К176 можно заменить аналогичными серии К561 (К564), при этом напряжение питания можно увеличить до 15 В. Резисторы - МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные, остальные - керамические К10-17 или плёночные серии К73.

Транзистор - любой серий КТ315, КТ3102. Реле можно применить любое малогабаритное с номинальным напряжением, соответствующим напряжению питания ключа, и током срабатывания не более 100 мА. Подойдут, например, отечественные РЭС10 (паспорт РС4.524.303 или РС4.524.312), РЭС15 (исполнение РС4.591.002 или ХП4.591.009), РЭС49 (исполнение РС4.569.421 -02 или РС4.569.421-08).

Светодиод можно применить маломощный любого свечения, его желательно разместить на передней панели трансивера. Телефонный капсуль BF1 - ТА56М с сопротивлением катушки 1,6 кОм, можно применить аналогичный высокоомный капсуль ТОН-2.

Потребляемый устройством ток в режиме молчания - 0,3 мА, в режиме "Точка" - 10 мА, в режиме "Тире" - 15 мА, что несколько больше, чем у прототипа, но того "требуют" световая и звуковая сигнализации.

Телеграфные гетеродины

Ключ может управлять кварцевыми телеграфными гетеродинами по цепи коллектора (рис. 2), истока (рис. 3) и эмиттера (рис. 4). Все три генератора выполнены по схеме ёмкостной трёхточки.

Рис. 2. Схема кварцеванного телеграфного гетеродина.

Рис. 3. Схема кварцеванного телеграфного гетеродина (вариант 2).

Рис. 4. Схема кварцеванного телеграфного гетеродина (вариант 3).

Подстроечные конденсаторы, включённые в цепь кварцевого резонатора, обеспечивают подстройку частоты генерации, а такие же конденсаторы, установленные на выходе, обеспечивают регулировку уровня сигнала, поступающего на последующие каскады.

Владимир РУБЦОВ (UN7BV), г. Астана, Казахстан. Радио-12-17.

Литература:

1. Раудсепп X. Экономичный телеграфный ключ. - Радио, 1986, № 4, с. 17.
2. Васильев В. Ключ на двух микросхемах. - Радио, 1987, № 9, с. 22, 23.

Формат: файлы txt, jpg в архиве rar.
Размер: 111 kb.

Уже много лет радиолюбители для передачи «морзянки» предпочитают пользоваться автоматическими телеграфными ключами. Такое электронное устройство, управляемое механическим манипулятором, обеспечивает более четкую передачу знаков кода Морзе при меньших нагрузках на пальцы руки оператора. Оно к тому же позволяет легко регулировать скорость передачи знаков телеграфной азбуки, не нарушая при этом принятого соотношения длительности звучания точек и тире (1:3).
Публикуемый ключ многие года проработал без сбоев и нареканий. Был собран с момента публикации в журнале Радио.

Он содержит тактовый генератор на элементах DD1.1-DD1.3, формирователь «точек» и «тире» на D-триггерах DD3.1, DD3.2, сумматор импульсов на элементе DD2.4, тональный генератор на элементах DD2.1, DD2.2 и транзисторе VT1, служащий для слухового контроля передачи телеграммы, узел управления передатчиком любительской радиостанции (транзистор VT2 и электромагнитное реле К1) и манипулятор SA1 с элементом DD2.3.

Как работает такой телеграфный ключ? В нейтральном положении манипулятора SA1, когда его якорь не касается боковых контактов, тактовый генератор не работает, так как блокирован напряжением низкого уровня на нижнем по схеме входе элемента DD1.1, соединенном с общим проводом через резистор R3 сравнительно малого сопротивления. Тональный генератор контроля тоже заблокирован напряжением низкого уровня с выхода элемента DD2.4. Этот элемент находится в нулевом состоянии потому, что в это время на прямом выходе триггера DD3.1 и инверсном выходе триггера DD3.2 действует напряжение высокого уровня. Работу телеграфного ключа иллюстрируют временные диаграммы:

Для формирования «тире» якорем манипулятора SA1 касаются левого (по схеме) контакта. Элемент DD2.3 переключается в единичное состояние и выходным напряжением высокого уровня запускает тактовый генератор. С этого момента на выходе согласующего инвертора DD1.4 появляются импульсы тактового генератора (диаграмма а на рис. 2), которые поступают на вход С триггера DD3.1. Период импульсной последовательности тактового генератора, регулируемый переменным резистором R1, равен длительности «точки».

По фронту первого импульса триггер DD3.1 переключается в противоположное состояние, в результате чего на его прямом выходе появляется напряжение низкого уровня, которое переводит элемент DD2.4 в единичное состояние. Одновременно включается тональный генератор, так как теперь на верхнем входе элемента DD2.2 появилось напряжение высокого уровня. Импульсы звуковой частоты усиливает транзистор VT1, включенный эмиттерным повторителем, а с движка переменного резистора R7, включенного в эмиттерную цепь транзистора, импульсы поступают на головные телефоны BF1. Одновременно сработает реле К1, контакты К1.1 которого манипулируют передатчик.

По фронту второго импульса тактового генератора триггер DD3.1 переключается в единичное состояние и перепадом напряжения на инверсном выходе переводит триггер DD3.2 в нулевое состояние (диаграммы б и в на рис. 2). Теперь на нижнем по схеме входе элемента DD2.4 будет напряжение низкого уровня, но единичное состояние этого элемента сохранится еще на время длительности двух «точек» (диаграмма г на рис. 2). Лишь по фронту четвертого импульса тактового генератора, когда оба триггера примут исходное состояние, элемент DD2.4 перейдет в нулевое состояние и выходным напряжением низкого уровня заблокирует тональный генератор. В этот же момент отпустит якорь реле К1. Наступает пауза, которая по длительности равна «точке», начинается следующий цикл формирования знака. Длительность каждого «тире» больше периода «точки» в три раза, что соответствует правилам передачи телеграфной азбуки.

Для формирования «точек» якорь манипулятора SA1 устанавливается в правое положение. При этом элемент DD2.3 вновь оказывается в единичном состоянии и через диод VD1 запускает тактовый генератор. Одновременно на входе R триггера DD3.2 появляется напряжение низкого уровня, в результате чего триггер оказывается заблокированным в нулевом состоянии. Напряжение высокого уровня на инверсном выходе этого триггера не будет препятствовать импульсам, поступающим с прямого выхода триггера DD3.1, воздействовать на элемент DD2.4. На выходе этого элемента будут формироваться «точки» до тех пор, пока якорь манипулятора не будет установлен снова в нейтральное положение.

Каково назначение диодов VD1-VD3? Диод VD1 -развязывающий. Когда элемент DD2.3 переходит в единичное состояние, с его выхода через этот диод на нижний вход элемента DD1.1 поступает напряжение высокого уровня, которое запускает тактовый генератор. Этот диод, кроме того, предотвращает попадание напряжения низкого уровня от элемента DD2.3 на нижний вход элемента DD1.1 в те отрезки времени, когда элемент DD2.4 оказывается в единичном состоянии и выходным напряжением высокого уровня поддерживает тактовый генератор в режиме генерации. Поэтому и «точки», и «тире» будут сформированы полностью, независимо от момента возвращения манипулятора в нейтральное положение.

Диод VD2 также выполняет развязывающую функцию, чтобы напряжение низкого уровня на выходе элемента DD2.4 не препятствовало работе тактового генератора.

Благодаря диоду VD3, независимо от того, в правое или левое положение переведен якорь манипулятора, элемент DD2.4 будет переключаться в единичное состояние.

Благодаря включению транзистора VT1 эмиттерным повторителем сопротивление головных телефонов BF1 не имеет особого значения. Резистор R8 ограничивает коллекторный ток транзистора в случае непреднамеренного замыкания эмиттера транзистора на общий провод.

Чертеж монтажной платы электронной части автоматического телеграфного ключа:

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, оксидный конденсатор C1-K50-6. Электромагнитное реле К1-РЭС55 (паспорт РС4.569.724). Дроссель L1 наматывают на кольце диаметром 8 и высотой 4 мм из феррита 600НН; он должен содержать 150-200 витков провода ПЭЛШО 0,25.

Если телеграфный ключ пока не предполагается использовать для совместной работы с передатчиком радиостанции, тогда весь узел управления передатчиком, начинающийся с резистора R8, можно исключить. В таком виде устройство поможет успешному освоению скоростного приема на слух и передачи телеграфной азбуки.

Возможная конструкция манипулятора автоматического телеграфного ключа:

Основанием 1 манипулятора служат две сложенные вместе пластины из прочного изоляционного материала (например, текстолита), скрепленные по углам винтами 9, 10. Якорь 2 представляет собой пластину длиной 115...120 и шириной 15 ... 18 мм, выпиленную из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Винтами 4 он укреплен между двумя металлическими уголковыми стойками 3 и удерживается в нейтральном положении амортизаторами 6 прямоугольной формы из поролона, приклеенными к основанию.

На уголковых стойках 7 из стали или латуни, укрепленных на основании винтами с потайными головками, находятся регулировочные винты 8, образующие неподвижные контакты манипулятора. Против них с обеих сторон якоря напаивают контакты от контактных пластин негодного электромагнитного реле, например, МКУ-48 или ему подобного. После установки необходимых зазоров между якорем и боковыми контактами регулировочные винты фиксируют гайками 11.

Проводники, соединяющие монтажную плату с манипулятором, -припаивают к лепесткам 5, размещенными под уголковыми стойками.

Идея создания телеграфного манипулятора из канцелярских скрепок не нова. Я, в частности, почерпнул ее отсюда: http://www.us7ign.com/?p=631

Элементарно, как видите справится даже ребенок.

Но когда я нашел подходящий кусок текстолита, согнул пару скрепок и скрепил все это болтами, стало ясно, что конструкция слишком легкая.

Для нормальной работы потребуется или прикрепить ее жестко к столу, или как-то утяжелить. Я выбрал второй вариант, плюс купил комплект самоклеящихся резиновых ножек для радиоаппаратуры.

Для утяжеления решил сделать свинцовое основание. Для этого слепил макет основания из пластилина, положил его в морозилку на пару часов (для твердости). В керамической пиале развел финишную гипсовую шпаклевку. Пластилиновую модель смазал техническим вазелином, проколол несколько отверстий в донной части для выхода воздуха и вдавил в наш гипс. Да, пиалу, т.е. опоку, перед заполнением гипсом тоже смазал техническим вазелином. За ночь и полдня форма застыла, я аккуратно выковырял пластилин и поместил ее в духовку для разогрева. Предупреждаю, что разогретые остатки пластилина и солидол прилично дымят при нагреве, так что приготовьтесь обильно проветривать помещение или работайте под вытяжкой. Свинец плавил из старых рыбацких грузил в банке из-под рыбных консервов на газовой плите. Заливать следует в хорошо разогретую форму, иначе застывает неровно, комками. В результате, немного подровняв напильником, получили основание для нашего манипулятора:

Манипулятор делал под левую руку. Большой палец - точки, указательный - тире. В качестве кабеля использовал обрывок наушников для смартфона с миниджеком 3.5 мм. Экран - на центральную скрепку, левый, правый канал - на боковые.

Теперь дело за ключом. В промышленных радиостанциях обычно встроена схема ключа, но я делаю комплект для изучения азбуки Морзе, для тренировки, поэтому стал искать подходящую схему-прототип. Первый вариант собрал по этой схеме: http://www.radionic.ru/node/1026

Схема заработала. Но с некоторыми нюансами. Иногда наблюдаются лаги в виде повторения символов (вместо одного тире - два и т.п.). Видимо, из-за несовершенства манипулятора и, как следствие - дребезга контактов.

Решено было схему несколько доработать, в частности, в плане помехоустойчивости. Для этого по входу от манипулятора установлены триггеры Шмитта.

Окончательная схема, после отладки выглядит так:

На микросхеме DD1 собран генератор точек, работающий так же и в режиме генерации тире. Его частота определяет скорость передачи. Запускается он подачей на вход 6 DD1 логического нуля, формируемого замыканием манипулятора, пропущенным через два триггера Шмитта. Почему два? В микросхеме 4584 аж шесть инверторов, а мне нужно всего два, но повторителя. Включая последовательно два инвертора получаем инверсию инверсии, т.е. повторитель. При этом сигнал уже освобожден от "дребезга". На левой по схеме половине триггера DD2 собран делитель частоты на 2. Таким образом получаем гарантированный "меандр", даже если импульсы задающего генератора не совсем симметричны. Длительность паузы между точками равна длительности точки. Это стандарт кода Морзе. На второй половине триггера DD2 собран так же делитель частоты на 2, но работает он только при замыкании манипулятора в положение "тире", когда снимается логическая единица с его входа "R" (reset). Таким образом, на выходе получаем длительность импульса и паузы в две точки. Генератор точек при этом так же работает. "Двойная точка" складывается с "одинарной точкой" на элементе 2-И-НЕ, таким образом получаем длительность тире в три точки, пауза между тире - одна точка. Это так же относится к стандарту кода Морзе. При изменении частоты генератора точек меняется скорость передачи, но стандартные соотношения остаются в силе. В схеме реализован "самоподхват", т.е. если, скажем, замкнуть манипулятор в положение "тире" на время, меньшее, чем длительность тире, то символ все равно будет выдан до конца, стандартной длительности. То же относится и к точкам. Реализовано это с помощью диодов. На микросхеме DD3 собран звуковой генератор для контроля работы, с его выхода тон НЧ подается через транзисторный усилитель на зуммер. Желаемая частота тона регулируется R7. Выходной сигнал так же индицируется световой сигнализацией на светодиоде HL1. Для коммутации телеграфного передатчика можно использовать реле.

Сборку производил с использованием SMD компонентов. Плата разведена в программе Sprint-Layout, изготовлена методом ЛУТ. После исправления всех выявленных ошибок:

Фото собранного устройства:

Свинец-свинцом, но антискользящий коврик из автомагазина не помешает.

В процессе разработки было допущено несколько ошибок, пришлось оперативно подправлять:

Ключ работает без замечаний, никаких лагов не наблюдается.

Ну и первый вариант ключа я не разбирал. Так что, оказалось у меня их два. Решено было один оставить для тренировки Морзянки, а второй "подружить" с китайским QRP микро-трансивером "Pixie", купленным, в виде конструктора, по случаю, ради любопытства, за 5 у.е. И коробочка из-под чая пригодилась:

Видео работы устройств прилагается.

Список радиоэлементов

установить и отрегулировать телеграфный ключ?

Во-первых, нужно приобрести или сделать самому надежный и удобный ключ с хорошими контактами, с легким ходом без люфта и с рукояткой по своей руке.

Желательно, чтобы коромысло ключа было жестким и достаточно длинным (14…17 см). У стандартных ключей подвеска оси коромысла обычно бывает на кернах. Керны нужно тщательно отрегулировать и зафиксировать контргайками, чтобы не было никакого люфта, но вертикальный ход должен оставаться очень легким. Наилучший способ подвески - на прецизионных миниатюрных шариковых подшипниках. Пружина должна быть натянута минимально, лишь настолько, чтобы ключ только не замыкался сам. Хорошо работают ключи, у которых вместо пружины используется небольшой магнит. Вертикальный ход рукоятки (головки) ключа сначала должен быть около 1,5...2 мм, а когда скорость передачи будет доведена до 50 знаков в минуту, то его следует уменьшить до 1…0,8 мм. Рабочий контакт должен четко, без дребезга, замыкаться при нажатии на головку ключа с силой около 20...30 г. Контакты нужно регулярно чистить. Обычно это делают, протягивая между ними полоску плотной бумаги и одновременно нажимая на головку ключа.

Во-вторых, место установки ключа нужно очень тщательно подобрать так, чтобы при длительной работе на передачу не уставала рука, да и всё тело. Сядьте за своим рабочим столом прямо, расправьте плечи. Спина прямая, удобно опирается на спинку стула, а правая рука согнута в локте под прямым углом - плечевая часть руки свободно спускается вертикально вдоль бока, а предплечье и кисть - горизонтальны (как если бы они лежали на удобном подлокотнике). Кисть руки, скорее всего, окажется приблизительно над срединой правого края Вашего правого бедра. Это и будет наиболее удобное место, где лучше всего могла бы находится рукоятка ключа. Оптимальное место крепления ключа окажется, по-видимому, ниже поверхности стола. Если разница высоты невелика, то ключ можно установить прямо на краю стола.

Если стол высокий, то лучше прикрепить под столешницей что-то вроде полочки или консоли для ключа. При этом вокруг головки ключа должно быть достаточно много свободного пространства, чтобы ничто не стесняло движений руки. В любом случае нужно, чтобы опора была твердой и совершенно устойчивой, а ключ к ней хорошо прикреплен (бывает удобно пользоваться винтовой струбцинкой). Скорее всего, место установки ключа понадобится неоднократно уточнять в процессе тренировок, добиваясь наибольшего удобства.

Как правильно п ередавать ключом Морзе?

Головку ключа равномерно охватывают тремя пальцами (большим, указательным и средним) - не слишком сильно, но цепко, не выпуская её в процессе передачи. Большой и средний пальцы охватывают по бокам нижнее скругление головки, кончик указательного находится посредине дальней от Вас кромки верхнего скругления головки. Безымянный палец и мизинец должны быть слегка поджаты к ладони. Локоть, предплечье, запястье, кисть руки и коромысло ключа должны находиться на одной прямой горизонтальной линии. (Всё это выполнить намного проще, чем описать!)

В исходном положении вся рука от локтя до кисти должна слегка оттягивать головку ключа вверх, но не должна быть изогнута в лучезапястном суставе. В процессе передачи вертикальные движения должны обязательно осуществляться по всей длине руки от локтя до кисти. Запястье должно оставаться не напряженным, а эластичным, и, слегка прогибаясь вверх и вниз в пределах 3…4 см, исполнять роль только амортизатора, но не источника колебаний. Отжатия должны осуществляться движением предплечья вверх, а не силой пружины ключа.

Нейтральное положение Нажатие Отжатие

Нажатия и отжатия нужно осуществлять быстрыми, энергичными движениями, они должны сопровождаться четким и одинаковым по силе стуком рабочего и противоположного контактов.

Как тренироваться в передаче простым ключом?

Тренировки начинают с отработки ритма, передавая несколько раз по 40-90 секунд непрерывные серии коротких и серии длинных посылок (нажатий), стараясь удерживать стабильный темп и соотношение длительностей нажатие/отжатие 1:1 - в первом случае, а во втором - 3:1. Если есть возможность, эти упражнения хорошо делать в такт с метрономом. Затем переходят к передаче серий из последовательно чередующихся коротких и длинных посылок, а только после этого - к передаче сигналов азбуки Морзе.

Ни в коем случае нельзя торопиться, внимание должно быть сосредоточено не на скорости, а прежде всего - на ритмичности и четкости Вашей передачи. Скорость придет постепенно, в процессе тренировок. Длительность звучания коротких посылок ("точек") и пауз между посылками одного знака должны быть равными. Длинные посылки ("тире") и паузы между буквами должны быть втрое, а промежутки между словами - в пять-семь раз продолжительнее "точек".

Перед каждой тренировкой, чтобы "настроиться" на правильный ритм, полезно послушать высококачественную передачу (компьютер или магнитофонную аудиозапись) с заведомо стандартными соотношениями длительности всех элементов азбуки Морзе именно на такой скорости, с которой Вы сами намерены передавать. Время от времени можно упражняться, передавая ключом в унисон со звучанием стандартной передачи (для этого нужно, конечно, заранее подготовить распечатку ее текста).

Для тренировок заранее подготавливайте соответствующие тексты (из расчета на 3-4 минуты передачи каждый). Лучше всего, если они напечатаны или четко написаны от руки достаточно крупными заглавными буквами. Стандартные тренировочные радиограммы (несмысловые) обычно состоят из пятизначных групп, по пять групп в строке, и передаются в том же порядке, как и обычный текст, т.е. строка за строкой. Смысловой текст для тренировки в передаче подойдет из любой газеты или книги с крупным латинским шрифтом. Время от времени в качестве текстов для передачи неплохо пользоваться также таблицами телеграфных кодов и сокращений - попутно они будут запоминаться.

Если при передаче текста произошла ошибка, следует передать серию не менее чем из семи "точек" и повторить полностью все слово или группу знаков сначала.

После передачи каждого текста (3-4 минуты) давайте руке расслабиться и отдохнуть около минуты. Опытные радисты в состоянии вести передачи ключом часами почти без перерывов, но это достигается только длительными тренировками. Увеличивать нагрузку следует очень постепенно. Не следует тренироваться после тяжелой физической работы.

Качество своей передачи контролируют на слух, включив в цепь ключа любой простейший звуковой генератор. Можно также записывать передаваемые вами сигналы на магнитофон, чтобы затем послушать их еще раз, как бы со стороны. Время от времени полезно вести контроль и визуально, используя осциллограф с достаточно большим послесвечением и медленной (несколько секунд) разверткой, Y-вход которого можно подключить параллельно выходу звукового генератора или магнитофона. На экране будут хорошо видны все отклонения от стандартных соотношений длительности посылок и пауз.

Когда будут достигнуты достаточный автоматизм и стабильно хорошее качество, нужно приступить также и к тренировкам по передаче слов, фраз и кодовых выражений без написанного текста - прямо "из головы".

На следующем этапе желательно довести до автоматизма передачу стандартных вариантов любительской радиосвязи - так, чтобы в дальнейшем, при реальной работе в эфире, Вам не требовалось каждый раз задумываться о простейших процедурах.

Что такое полуавтоматический телеграфный ключ?

Полуавтоматические телеграфные ключи появились в конце XIX века еще на проводных линиях связи. Это были механические устройства с маятниковым вибратором, который обеспечивал автоматическую передачу серии "точек", а "тире" обычно формировали почти так же, как на простом ключе Морзе - вручную, по отдельности.

Самая популярная модель была разработана и выпущена американской фирмой "Vibroplex", поэтому вообще ключи такого рода часто называют виброплексами . Эта фирма существует по сей день и продолжает успешно производить и продавать всё те же телеграфные ключи.

Примерно с середины прошлого века стали широко использоваться так называемые электронные полуавтоматические ключи. Такой ключ состоит из манипулятора и электронного блока. Манипулятор - это, в сущности, переключатель с двумя контактами, замыкающимися при небольшом отклонении его рукоятки вправо и влево от нейтрального положения. Электронный блок обеспечивает в выходной цепи последовательности коротких или длинных посылок заданной длительности при замыкании соответственно правого или левого контактов манипулятора. Его основу обычно составляют тактовый генератор прямоугольных импульсов и простая логическая схема. В состав этого блока входят также выходные цепи (реле) для управления передатчиком и звуковой генератор для самопрослушивания передачи.

Манипулятор полуавтоматического электронного ключа

Манипуляторы электронных ключей бывают очень .

Рукоятка может быть одинарная, общая для обоих контактов, или сдвоенная - из двух половинок, расположенных параллельно - каждая для замыкания своего контакта. С одинарной рукояткой бывает сложнее добиться четкой работы манипулятора - после нажатия в одну из сторон, возвращаясь в нейтральное положение, такая рукоятка может по инерции отклониться дальше и замкнуть противоположный контакт.

В самом примитивном виде это может быть упругая пластинка, например, кусок полотна от слесарной ножовки, одним концом прикрепленная к вертикальной стойке на горизонтальном основании (дощечке), а на другом конце имеющая небольшую плоскую рукоятку и пару контактов с обеих сторон. Таким же образом можно соорудить за полчаса из подручных материалов и вполне работоспособный сдвоенный манипулятор .

Требования к манипулятору полуавтоматического ключа во многом сходны с требованиями к простому ключу Морзе - отсутствие люфтов, хорошие контакты и очень легкий рабочий ход. Главное отличие в том, что нажатия производятся в горизонтальной плоскости поочередно большим и указательным пальцами, а физические усилия здесь намного меньше.

Типичные параметры манипулятора (ориентировочно):
1) габариты рукоятки:
-длина: 30...50 мм (по горизонтали);
-ширина: 20...35 мм (по вертикали);
-толщина: одинарной 4...8 мм, сдвоенной 10...15 мм;
-высота нижнего края над поверхностью стола: 7...15 мм;
2) горизонтальный ход (от нейтрали до контактирования в обе стороны): по 0,6...1,2 мм;
3) усилие, необходимое для контактирования: 10...15 граммов;
4) устойчивость к перегрузкам при усилиях, приложенных к рукоятке в любом направлении, не менее 3 кгс;
5) материал рукоятки: лучше всего эбонит или твердые породы дерева.

Манипулятор должен давать оператору четкое тактильное ощущение моментов контактирования. И еще, что не менее важно, - он должен быть просто красивым. Ведь он у вас будет всё время на виду.

Электронная часть ключа.

Электронная часть ключа обычно оформляется в виде отдельной от манипулятора конструкции. Часто этот узел бывает встроен прямо в передатчик. Во всех случаях нужно, чтобы ручка регулятора скорости (периода работы тактового генератора) находилась в удобном месте, так как часто приходится изменять скорость прямо во время передачи. Стандартное отношение длительностей "точек" и "тире" равно 1:3. Некоторые операторы предпочитают, чтобы "тире" формировались чуть более растянуто, длительностью до 3,3...3,5 длительности "точки", но это не рационально при высокой скорости передачи. Длительность пауз между посылками внутри каждого знака должна автоматически обеспечиваться равной длительности "точек". Эти соотношения должны сохраняться в сигналах, излучаемых в эфир, поэтому иногда приходится корректировать параметры цепей манипуляции передатчика, добиваясь, в частности, одинакового времени задержки переднего и заднего фронтов радиоимпульсов телеграфных посылок. Паузы между знаками, по длительности равные одному "тире", а между словами - двум "тире", должен выдерживать сам оператор. По мере надобности он может варьировать их в процессе передачи (можно делать паузы немного больше стандартных, но не меньше!).

Электронным ключом невозможно передавать без одновременного прослушивания передаваемых сигналов (то есть постоянно должна присутствовать обратная связь между движениями руки и выходными сигналами ключа). Поэтому при разработке электронной схемы нужно учесть, что в начале передачи очередного знака тональный сигнал самопрослушивания должен появляться не позднее, чем через 5...7 миллисекунд, считая с момента первого замыкания контактов манипулятора.

Хорошо также, если схема обеспечивает запоминание одного нажатия каждого из контактов, если оно произошло, когда еще не закончилась передача посылки, вызванной замыканием противоположного, и, по окончании передаваемой посылки, выдает после стандартной паузы посылку, соответствующую "запомненному" нажатию (так называемая "память точки"). Однако эту дополнительную автоматику лучше использовать не с самого начала тренировок, а на более позднем этапе, когда уже будет надежно достигнута скорость передачи свыше 60-80 знаков в минуту.

Где устанавливать манипулятор полуавтоматического ключа?

Манипулятор ключа должен находиться именно там, где это удобно оператору , а не наоборот. Сядьте за столом так, как Вам удобно, правую руку свободно положите пред собой локтем и всем предплечьем на стол. Кисть руки должна естественно лежать на столе, большой и указательный пальцы слегка вытянуты, а остальные слегка подобраны к ладони. Манипулятор установите на столе так, чтобы его рукоятка пришлась посредине между концами большого и указательного пальцев. В процессе тренировок уточните наиболее удобное место установки манипулятора.

В любом случае стол должен быть устойчивым, а манипулятор надежно зафиксирован на его поверхности. Чаще всего стараются сделать основание манипулятора массивным (например, из стальной или бронзовой пластины массой до 1…1,5 кг) и дополнительно прилепляют его к поверхности стола небольшими кусочками пластилина (лучше - пластичным резиноподобным герметиком, т.к. он не оставляет следов).

Как правильно работать на полуавтоматическом ключе?

В отличие от работы на простом ключе, физические усилия при работе на полуавтоматическом требуются намного меньшие. Правая рука (у левшей- соответственно, левая) должна совершенно свободно лежать на столе всем предплечьем в таком положении, которое Вам удобно. Манипуляция осуществляется не всей рукой, а только кистью, главным образом - большим и указательным пальцами. Остальные пальцы свободно лежат на столе, слегка подогнутые под ладонь. Не нужно удерживать рукоятку манипулятора всё время. В исходном положении между пальцами и рукояткой может быть небольшой зазор. Пальцы не должны быть напряжены и начинают движение немного "с размаху" только тогда, когда нужно сделать нажатие в ту или другую сторону.

Нажатием в какую сторону должны передаваться "точки", а в какую - "тире"? У механического полуавтомата для передачи серии "точек" требуется резкое нажатие с некоторым усилием, чтобы привести в действие маятниковый вибратор, а длительность каждого "тире" целиком обусловлена нажатиями контакта другим пальцем. Поэтому на виброплексе "точки" обычно предают более сильным большим пальцем, а "тире"- указательным. С электронным ключом ситуация иная - усилия нажатий в обе стороны одинаковы и невелики, а указательный палец, как более подвижный, больше подходит для передачи коротких "точек". Однако никто еще не доказал и не опроверг преимуществ или недостатков "правостороннего" или "левостороннего" движения, так что при работе на электронном ключе это не имеет существенного значения и является только делом привычки.

Когда-то некоторые радиолюбители предлагали вести передачу на полуавтоматическом ключе левой рукой. Они мотивировали свое предложение тем, что если в правой руке всегда карандаш, то можно оперативнее переходить от передачи к записи принятого, и наоборот. Предложение получило некоторое распространение лет двадцать пять назад, но ожидаемый эффект никем не был подтвержден. На практике гораздо удобнее большую часть времени левую руку держать в зоне расположения основных органов управления радиостанцией (в том числе и регулятора скорости ключа), а правой - попеременно вести записи и передавать. Многие из тех, кто ведет аппаратный журнал все еще на бумаге, а не на компьютере, и во время передачи оставляют карандаш в руке, а не кладут его на стол. Вообще, это тоже главным образом дело привычки. Когда одна из рук хорошо "обучена" передавать, то при желании легко научиться это делать и другой. Для этого приходится реверсировать подключение контактов манипулятора, чтобы "точки" и "тире" передавались одноименными пальцами другой руки (движения рук симметричны).

Методика тренировок такая же, как и на простом ключе, за исключением "разминки" - передача длинных серий "точек" и "тире" в начале тренировки здесь не требуется. Можно сразу отрабатывать передачу с небольшой скоростью отдельных букв и цифр, переходя от простых к сложным, а когда это будет освоено - к передаче различных текстов.

Что такое "ямбический ключ"?

Ямбическим ключом (iambic keyer) называют электронный ключ, отличающийся от обычного полуавтоматического только тем, что при замыкании обоих контактов манипулятора он формирует на выходе серию следующих поочередно коротких и длинных посылок. Разумеется, манипулятор такого ключа должен быть со сдвоенной рукояткой и независимо действующими правым и левым контактами.

Таким образом, чтобы, например, передать букву С (латинскую), оператору достаточно только сжать пальцами рукоятку манипулятора на нужное время, то есть сделать лишь одно движение вместо четырех, как на обычном полуавтомате. Экономия движений получается и на других знаках, где "точки" и "тире" перемежаются (например, буквы P, Q, Y, X). Однако опыт лучших радистов-скоростников не выявил какой-либо заметной разницы в результатах у приверженцев ямбического и обычного режимов работы.

Работа на ямбическом ключе несколько отличается от обычной, так что при переходе от одного к другому приходится переучиваться. До тех пор, пока не накоплен значительный опыт работы на том или ином ключе, способ передачи лучше не менять. Ямбический ключ можно использовать для передачи обычным, "неямбическим" способом, если пользоваться одинарным манипулятором или сдвоенным, но отрегулированным так, чтобы его противоположные контакты не могли замыкаться одновременно.