Маленькие, автономные, питающиеся
от солнечных панелей радиомачки, висящие в лесу, вдалеке от
людей и дорог, передающие телеметрию. В этом что-то есть...
На эту идею меня натолкнули темы "Универсальный CW маячок" на радиосканнере, и "Приключения маячка 120мвт", "Маяк автономный полевой эволюция" на cqqrp.ru. Фото интересных девайсов оттуда.
И конечно американский форум HF Beacons (hfunderground.com) где собираются люди развлекавшиеся размещением пиратских маячков еще в 80-х.
Похоже тема эта началась вокруг пустыни Мохаве в 88 году. Сайт автора серии маяков http://auroralchorus.com/4096khz.htm (доступен ан вебархиве, фотки оттуда).
В общем в 88 году ему достался пакетик кварцев на 4096кгц за бакс. Поскольку он был фанатом кв-dxинга он решил - а почему бы не понапилить маячков и не раскидать по пустыне, с небольшим сдвигом их по частоте, чтобы когда все они попадают в широкую полосу ssb приемника получалась "песня".
И многие из них работают до сих пор, больше 20 лет.
Слышны на Kiwisdr сайта hfunderground и KFS. Но не всегда.
http://kiwisdr1.kfsdr.org:81/
Большинство их это простые пиликалки управляемые rc генераторами, хотя есть маяк который периодически транслирует обороты анемометра (вертушки измеряющей ветер), многие питаются только от солнечной батареи (daytimers), мощность в основном от 0.4 до 1.5 Вт. Многие имеют чирп (частота плавно меняется на несколько сотен герц во время телеграфной посылки). Не имеют даже фильтров на выходе. Оригинальные схемы маяков с сайта автора ниже:
Конструкция - часть устройств сделана на нормально разведенных платах, часть на макетках наотвали.
И да, еще один кластер на 6626 КГц.
Установлены в пустыне на камнях, антенны заброшены на соседние камни или катусы.
Пустыня Мохаве в пиратском движе также известна тем что там находилась самая удаленная от цивилизации телефонная будка, когда ее обнаружили на картах в 1999 году она обросла городскими легендами, туда стали звонить любители разной дичи, другие любители специально ездили туда чтобы принять звонок слчайного человека и поболтать, тусили там сутками, вели логи звонков, создавались сайты посвященные ей, и в итоге перед ее сносом туда приехал радиопират KMUD и вел трансляцию из пустыни на два передатчика времен второй мировой, принимая эти самые звонки людей - любителей городской мистики, Три дня и две ночи, записи трансляций есть на webarchive.
Недалеко от Барстоу кстати, на краю пустыни. Как раз где-то там начинается роман "Страх и ненависть в Лас-Вегасе". Интересно, есть ли тут связь.
Сейчас традиция маяков продолжается, фото новых девайсов периодически появляются на hfunderground.
Мне это тоже понравилось, так что я сделал несколько таких устройств.
Необходимая оснастка для настройки-измерялка мощности.
Первый на 70 милливатт, просто передающий захардкоженную информацию о мощности и координатах морзянкой на частоте 27.145 МГц. Питание только от солнечных панелей, которые оказались очень слабыми, так что находясь в Ленинградской области с ее постоянными тучами он почти всегда молчит. А прошлым летом он молчал и в солнечный полдень, так что похоже 4 года не прошли даром для солнечных панелей, или эпоксидная смола которой я защщал электронику в процессе термоциклирования сорвала какой-то компонент с платы.
Следующий радиомаячок был вывешен через год. Он
получил возожность измерять и передавать напряжение
развиваемое солнечной батареей, а главное - вел передачу
голосом, FM модуляцией на частоте 27.120, передатчик в
режиме C, выдает около 200 мвт, при этом солнечная панель
отдает честные 2 ватта, так что маяк с понижением напряжения
вечером, когда свет падает на панель под большим углом
умудряется работать при напряжении питания 4 вольта. Также
он передает информацию о координатах и мощности с помощью
RTTY, правда тоже FM модуляцией, а так же играет мелодию в
начале каждой передачи, каждые 10 минут.
Ардуино стоит без дополнительных модулей, я использовал библиотеку Talkie, которая является эмулятором синтезатора голоса. Для нее с помощью скрипта python-master можно записывать свои собственные сэмплы голоса.
Работа говорящего маячка
Говорящий маячок сделан на основе библиотеки Talkie. Все нужные для этого файлы и короткая инструкция есть в этом файле
Архив с файлами для говорящего маячка
Еще один маяк имеет мощность 500 милливатт при мощности
батареи 3 ватта, имеет свинцово-кислотную батарею на борту,
передает телеметрию в виде напряжений питания, температуры и
общего уровня эфирного шума, и работает на частоте 4095 кгц,
"стандартной" у американских операторов пиратских маячков.
Судя по всему сдох в 23 году.
У него имеется защита от перезаряда и переразряда аккумулятора, но все равно он не работал бОльшую часть этой зимы, так как солнечных дней почти не было, и установлен он неудачно, освещаясь максимум полдня.
Вот код
А вот схема.
На месте.
Дальше я нацелился на самую высокую точку в радиусе
сотен километров - отвал карьера в Путилово. На одном из
деревьев я сменил уже три радиомаячка, в третьем вроде
учтены все проблемы мешавшие работать. Сейчас работает
маяк на 27.143МГц, в надежном корпусе, солнечной
батареей на 3 ватта и LiFePo батареей 6А\ч.
Последний маяк там собран в корпусе-термосе (для замедления температурного дрифта)
Антенна настроена прямо на месте установки.
Сообщение маяка (каждые 5 сек передает букву Q, каждые 7 минут полное сообщение с позывным, координатами, мощностью, типом антенны, высотой над уровнем моря, состоянием батарей).
PHIFER 4096.
Еще один на 4096, 200мвт от аккума, 400мвт от солнечной панели, антенна - endfed. Даже слышен на моем вебсдр по ночам. Надо будет поднастроить антенну и добавить противовес. Жаль у нас маловато вебсдрок для контроля.
У меня тоже недавно дошли руки собрать примерно 10мвт маяк на 13.556МГц, он передает как маркер три импульса 0.1сек, 0.2сек и 0.3 сек разделенные 0.05 сек паузой с периодом 3 секунды. Каждые 150 посылок он со скоростью 3wpm передает позывной QTA, локатор, мощность, напряжения батарей и температуру.
Солнечная панель - 2 ватта, батарея - LiFePo 6000ма/ч
Девайс провисел почти год на балконе, а теперь вывешен недалеко от поселка, на вершине дерева высотой метров 12, антенна-диполь, изготовленный по размерам, но не настроенный, один луч направлен на северо-запад, второй - вертикально вниз. На моем websdr он не слышен, хотя расположен в 4-х км. Антеннна дополнительно защищена газовым разрядникром.
Поскольку я не смог обнаружить работу маяка после его вывешивания то спустя какое-то время букввальн из мусора быс сконструирован еще один. У меня валялся аттини13, панель на три ватта, б\у шные банки 18650 и кварц на 13.556МГц.
Прошивку пришлось сильно урезать чтобы она влезла в 1кб памяти, тем не менее свои задачи по контролю батарей и заряду она выполняет, телеметрия в виде напряжений батарей подается длительностью несущей.
Прошивка
Выдает он какие-то милливатты (задающий генератор на 2n2222 и является передатчиком, нагружен на 50 ом, выдает около 2-3 вольт ВЧ, но мой осциллограф странновато меряет амплитуду).
ВЧ выход организован как Endfed, чтобы маяк можно было расположить на самой верхушке дерева и растянуть один луч антенны вдоль дерева вниз, это сильно удобнее чем размещать вертикальный диполь на дереве, вешая сам маяк сильно ниже кроны, или растягивать диполь между тремя деревьями, затаскивая провод на дерево и пытаясб протащить его между ветками.
L-цепь посчитана онлайн калькулятором, наладка сводится к тому что на вход цепляется nanovna или генератор на заданную частоту и вч-мост, на выход припаивается резистор 2,5Ком (примерное сопротивление полуволнового диполя питаемого с конца) , и по минимуму КСВ подбирается индуктивность.
Поскольку любая батарея со временем дохнет, то чтобы передатчик работал хотя бы от солнца я модифицировал схему заряда, теперь в случае КЗ аккумулятора или глубокого разряда при включении заряда она не снизит напряжение на солнечной батарее ниже напряжения отключения процессора (определяется стабилитроном)
Как основу для всех маяков я использовал скетч NicoVarg99
Arduino-CW-beacon/beacon.ino at master · NicoVarg99/Arduino-CW-beacon · GitHub
В принципе если вам нужна простая пиликалка то можно использовать скетч не меняя.
Но добавив немного обвеса и простого кода можно сделать устройство интереснее, например заставить контролировать напряжения аккумулятора. управлять зарядом, измерять температуру (для этого понадобится один единственный диод) и измерять еще что-нибудь, буквально что угодно - у ардуино есть несколько АЦП входов и датчиков можно навешать огого. Например поставить усилитель с детектором от антенны и измерять уровень НЧ шума атмосферы.
CW маяк-автоответчик
Для ардуино есть проект очень простого декодера азбуки морзе (он кстати используется и в проекте кв-трансивера USDX) с минимальным обвесом атмеги. Конечно совсем слабые сигналы он не слышит, но с нормальным уровнем декодирует адекватно. Я его собирал и устройство вполне себе рабочее.
ARDUINO CW decoder (planker.dk)
На основе этого декодера и скетча CW-передатчика я скомпилил скетч который декодирует CW и отвечает на принятые команды, маяк-CW robot на ардуинке. Его схема может выглядеть примерно так
Вот скетч с описанием.
Контроллер радиомаяка на Attiny85.
По разным причинам вместо плат ардуино можно использовать attiny85. Потребляет она всего миллиампер, а работает от 1,8 вольт. Ресурсов вполне достаточно для работы сложной программы с передачей телеметрии о состоянии батарей и данных с датчика 1-wire ds18b20.
Прошивка маяка.
При снижении напряжения аккумулятора ниже некоторого критического (задается в прошивке) заряд аккумулятора происходит не полным током а через 8% ШИМ (тоже задается в программе), чтобы батарея не шунтировала сильно солнечную панель и не просаживала на ней напряжение и не перезапускала микроконтроллер. Также есть фича передачи маловажной информации, можно ввести несколько фраз которые будут передаваться по очереди, например с одним сообщением передается тип антенны, со следующим - высота установки, с третьим - мощность, и так по круту.
Контроллер прошивается с помощью ардуины выступающей тут в качестве программатора. Прошить можно контролллер впаянный в схему.
В результате множества тестов пришел к минималистичному
и эффективному передатчику. Работает с кварцами от 4096
до 27мгц, нужно только настроить выходной контур (выход
кстати тоже может быть разным, дроссель + п-контур,
контур с индуктивной связью, с отводом, с питанием
end-fed итд).
Установка маяка на дерево.
Для установки маяка на дерево (обычно сосну) нужно найти в лесу полянку на северной стороне которой стоит дерево у которого есть значительный промежуток между сучьями, чтобы не затеняли панель, и сучья снизу ствола на высоте хотя бы человеческого роста, чтобы можно было забраться туда. Поэтому я решил устанавливать их иначе, поверх сучьев. План действий показан на картинке. Делаем маячок с креплением в виде пары петель. Перекидываем веревку поверх нескольких сучьев повыше, отрезаем грузик, пропускаем веревку с одной стороны через одно кольцо, с другой стороны привязываем конец веревки, подключаем полотно антенны с грузиками на концах, тянем веревку, маяк возносится вверх, при этом его не развернет ветром, т.к. веревка крепится с двух сторон. Когда подняли достаточно незаметно привязываем веревку в доступном месте. Закидываем антенну с помощью грузиков. Все.
Результат, маяк на 13.556МГц (ISM, HIFER)
На эту идею меня натолкнули темы "Универсальный CW маячок" на радиосканнере, и "Приключения маячка 120мвт", "Маяк автономный полевой эволюция" на cqqrp.ru. Фото интересных девайсов оттуда.
И конечно американский форум HF Beacons (hfunderground.com) где собираются люди развлекавшиеся размещением пиратских маячков еще в 80-х.
Похоже тема эта началась вокруг пустыни Мохаве в 88 году. Сайт автора серии маяков http://auroralchorus.com/4096khz.htm (доступен ан вебархиве, фотки оттуда).
В общем в 88 году ему достался пакетик кварцев на 4096кгц за бакс. Поскольку он был фанатом кв-dxинга он решил - а почему бы не понапилить маячков и не раскидать по пустыне, с небольшим сдвигом их по частоте, чтобы когда все они попадают в широкую полосу ssb приемника получалась "песня".
И многие из них работают до сих пор, больше 20 лет.
Слышны на Kiwisdr сайта hfunderground и KFS. Но не всегда.
http://kiwisdr1.kfsdr.org:81/
Большинство их это простые пиликалки управляемые rc генераторами, хотя есть маяк который периодически транслирует обороты анемометра (вертушки измеряющей ветер), многие питаются только от солнечной батареи (daytimers), мощность в основном от 0.4 до 1.5 Вт. Многие имеют чирп (частота плавно меняется на несколько сотен герц во время телеграфной посылки). Не имеют даже фильтров на выходе. Оригинальные схемы маяков с сайта автора ниже:
Конструкция - часть устройств сделана на нормально разведенных платах, часть на макетках наотвали.
И да, еще один кластер на 6626 КГц.
Установлены в пустыне на камнях, антенны заброшены на соседние камни или катусы.
Пустыня Мохаве в пиратском движе также известна тем что там находилась самая удаленная от цивилизации телефонная будка, когда ее обнаружили на картах в 1999 году она обросла городскими легендами, туда стали звонить любители разной дичи, другие любители специально ездили туда чтобы принять звонок слчайного человека и поболтать, тусили там сутками, вели логи звонков, создавались сайты посвященные ей, и в итоге перед ее сносом туда приехал радиопират KMUD и вел трансляцию из пустыни на два передатчика времен второй мировой, принимая эти самые звонки людей - любителей городской мистики, Три дня и две ночи, записи трансляций есть на webarchive.
Недалеко от Барстоу кстати, на краю пустыни. Как раз где-то там начинается роман "Страх и ненависть в Лас-Вегасе". Интересно, есть ли тут связь.
Сейчас традиция маяков продолжается, фото новых девайсов периодически появляются на hfunderground.
Мне это тоже понравилось, так что я сделал несколько таких устройств.
Необходимая оснастка для настройки-измерялка мощности.
Первый на 70 милливатт, просто передающий захардкоженную информацию о мощности и координатах морзянкой на частоте 27.145 МГц. Питание только от солнечных панелей, которые оказались очень слабыми, так что находясь в Ленинградской области с ее постоянными тучами он почти всегда молчит. А прошлым летом он молчал и в солнечный полдень, так что похоже 4 года не прошли даром для солнечных панелей, или эпоксидная смола которой я защщал электронику в процессе термоциклирования сорвала какой-то компонент с платы.
Ардуино стоит без дополнительных модулей, я использовал библиотеку Talkie, которая является эмулятором синтезатора голоса. Для нее с помощью скрипта python-master можно записывать свои собственные сэмплы голоса.
Работа говорящего маячка
Говорящий маячок сделан на основе библиотеки Talkie. Все нужные для этого файлы и короткая инструкция есть в этом файле
Архив с файлами для говорящего маячка
У него имеется защита от перезаряда и переразряда аккумулятора, но все равно он не работал бОльшую часть этой зимы, так как солнечных дней почти не было, и установлен он неудачно, освещаясь максимум полдня.
Вот код
А вот схема.
На месте.
Последний маяк там собран в корпусе-термосе (для замедления температурного дрифта)
Антенна настроена прямо на месте установки.
Сообщение маяка (каждые 5 сек передает букву Q, каждые 7 минут полное сообщение с позывным, координатами, мощностью, типом антенны, высотой над уровнем моря, состоянием батарей).
Еще один на 4096, 200мвт от аккума, 400мвт от солнечной панели, антенна - endfed. Даже слышен на моем вебсдр по ночам. Надо будет поднастроить антенну и добавить противовес. Жаль у нас маловато вебсдрок для контроля.
HIFER
В американских
законах помимо легального вещания малой мощностью на
верхнем краю СВ диапазона LPAM есть лазейка в
законах, которая НЕ ЗАПРЕЩАЕТ излучать в ISM
диапазоне 13.55МГц сигнал с некоторой
напряженностью поля на определенном расстоянии от
устройства. Пересчет напряженности в мощность
излучаемую через диполь дает 2 милливатта
разрешенной мощности передатчика.
Движ как говорится широко популярен в узких кругах, вплоть до того что на амазоне продаются наборы для изготовления таких маячков, включающие в себя прошитый микроконтроллер. Маяки обычно имеют трехбуквенный позывной передаваемый довольно медленным морзе-кодом, почти QRSS.
Ну или такое легко собирается из готового КМОП генератора и ардуины.
Наблюдение за маячками и поиск новых - активная тема на HFUNDERGROUND
Удачно расположив антенну такого девайса можно пиликнуть очень далеко. Вот например QRSS маячок W4DEX и места его приема.
Кстати однажды он добил до АВСТРАЛИИ
Движ как говорится широко популярен в узких кругах, вплоть до того что на амазоне продаются наборы для изготовления таких маячков, включающие в себя прошитый микроконтроллер. Маяки обычно имеют трехбуквенный позывной передаваемый довольно медленным морзе-кодом, почти QRSS.
Ну или такое легко собирается из готового КМОП генератора и ардуины.
Наблюдение за маячками и поиск новых - активная тема на HFUNDERGROUND
Удачно расположив антенну такого девайса можно пиликнуть очень далеко. Вот например QRSS маячок W4DEX и места его приема.
Кстати однажды он добил до АВСТРАЛИИ
У меня тоже недавно дошли руки собрать примерно 10мвт маяк на 13.556МГц, он передает как маркер три импульса 0.1сек, 0.2сек и 0.3 сек разделенные 0.05 сек паузой с периодом 3 секунды. Каждые 150 посылок он со скоростью 3wpm передает позывной QTA, локатор, мощность, напряжения батарей и температуру.
Солнечная панель - 2 ватта, батарея - LiFePo 6000ма/ч
Девайс провисел почти год на балконе, а теперь вывешен недалеко от поселка, на вершине дерева высотой метров 12, антенна-диполь, изготовленный по размерам, но не настроенный, один луч направлен на северо-запад, второй - вертикально вниз. На моем websdr он не слышен, хотя расположен в 4-х км. Антеннна дополнительно защищена газовым разрядникром.
Поскольку я не смог обнаружить работу маяка после его вывешивания то спустя какое-то время букввальн из мусора быс сконструирован еще один. У меня валялся аттини13, панель на три ватта, б\у шные банки 18650 и кварц на 13.556МГц.
Прошивку пришлось сильно урезать чтобы она влезла в 1кб памяти, тем не менее свои задачи по контролю батарей и заряду она выполняет, телеметрия в виде напряжений батарей подается длительностью несущей.
Прошивка
Выдает он какие-то милливатты (задающий генератор на 2n2222 и является передатчиком, нагружен на 50 ом, выдает около 2-3 вольт ВЧ, но мой осциллограф странновато меряет амплитуду).
ВЧ выход организован как Endfed, чтобы маяк можно было расположить на самой верхушке дерева и растянуть один луч антенны вдоль дерева вниз, это сильно удобнее чем размещать вертикальный диполь на дереве, вешая сам маяк сильно ниже кроны, или растягивать диполь между тремя деревьями, затаскивая провод на дерево и пытаясб протащить его между ветками.
L-цепь посчитана онлайн калькулятором, наладка сводится к тому что на вход цепляется nanovna или генератор на заданную частоту и вч-мост, на выход припаивается резистор 2,5Ком (примерное сопротивление полуволнового диполя питаемого с конца) , и по минимуму КСВ подбирается индуктивность.
Технические детали.
Поскольку любая батарея со временем дохнет, то чтобы передатчик работал хотя бы от солнца я модифицировал схему заряда, теперь в случае КЗ аккумулятора или глубокого разряда при включении заряда она не снизит напряжение на солнечной батарее ниже напряжения отключения процессора (определяется стабилитроном)
Arduino-CW-beacon/beacon.ino at master · NicoVarg99/Arduino-CW-beacon · GitHub
В принципе если вам нужна простая пиликалка то можно использовать скетч не меняя.
Но добавив немного обвеса и простого кода можно сделать устройство интереснее, например заставить контролировать напряжения аккумулятора. управлять зарядом, измерять температуру (для этого понадобится один единственный диод) и измерять еще что-нибудь, буквально что угодно - у ардуино есть несколько АЦП входов и датчиков можно навешать огого. Например поставить усилитель с детектором от антенны и измерять уровень НЧ шума атмосферы.
Для ардуино есть проект очень простого декодера азбуки морзе (он кстати используется и в проекте кв-трансивера USDX) с минимальным обвесом атмеги. Конечно совсем слабые сигналы он не слышит, но с нормальным уровнем декодирует адекватно. Я его собирал и устройство вполне себе рабочее.
ARDUINO CW decoder (planker.dk)
На основе этого декодера и скетча CW-передатчика я скомпилил скетч который декодирует CW и отвечает на принятые команды, маяк-CW robot на ардуинке. Его схема может выглядеть примерно так
Вот скетч с описанием.
По разным причинам вместо плат ардуино можно использовать attiny85. Потребляет она всего миллиампер, а работает от 1,8 вольт. Ресурсов вполне достаточно для работы сложной программы с передачей телеметрии о состоянии батарей и данных с датчика 1-wire ds18b20.
Прошивка маяка.
При снижении напряжения аккумулятора ниже некоторого критического (задается в прошивке) заряд аккумулятора происходит не полным током а через 8% ШИМ (тоже задается в программе), чтобы батарея не шунтировала сильно солнечную панель и не просаживала на ней напряжение и не перезапускала микроконтроллер. Также есть фича передачи маловажной информации, можно ввести несколько фраз которые будут передаваться по очереди, например с одним сообщением передается тип антенны, со следующим - высота установки, с третьим - мощность, и так по круту.
Контроллер прошивается с помощью ардуины выступающей тут в качестве программатора. Прошить можно контролллер впаянный в схему.
Для установки маяка на дерево (обычно сосну) нужно найти в лесу полянку на северной стороне которой стоит дерево у которого есть значительный промежуток между сучьями, чтобы не затеняли панель, и сучья снизу ствола на высоте хотя бы человеческого роста, чтобы можно было забраться туда. Поэтому я решил устанавливать их иначе, поверх сучьев. План действий показан на картинке. Делаем маячок с креплением в виде пары петель. Перекидываем веревку поверх нескольких сучьев повыше, отрезаем грузик, пропускаем веревку с одной стороны через одно кольцо, с другой стороны привязываем конец веревки, подключаем полотно антенны с грузиками на концах, тянем веревку, маяк возносится вверх, при этом его не развернет ветром, т.к. веревка крепится с двух сторон. Когда подняли достаточно незаметно привязываем веревку в доступном месте. Закидываем антенну с помощью грузиков. Все.
Результат, маяк на 13.556МГц (ISM, HIFER)