EFE-40 HF SSB QRP Transceiver

The EFE-40 is a 7 MHz (40-meter) HF SSB QRP transceiver typically operating at 3–5 watts of output power. It is derived from Luc Pistorius’s “Forty” QRP design and further developed by TA3OM Mustafa Bey. This article covers the design origins of the transceiver, key circuit modifications, and practical construction details including its PCB-based homebrew implementation and potential for CW operation.

Bu yazının Türkçe'sini okumak için tıklayınız.

The Turkish Brother of the Forty QRP Transceiver: EFE Is Born 

It was December 16, 2013 (yes, I remember!). Late in the afternoon at work, I was secretly reading the discussions on the forum then known as Bitlik when I saw a message from TA3OM Mustafa Bey and practically jumped out of my chair. He was explaining that he had taken F6BQU Luc Pistorius’s Forty transceiver, combined it with a DDS signal generator he had built himself, and—with some modifications—created a higher-performance QRP single sideband (SSB) transceiver. In an instant, my mind went back ten years…

It was the summer of the year I had finished my master’s degree in France and started my PhD. I had no chance of setting up a station or working on electronics (except for a FOXX-3 that I had assembled). My financial means were very limited, yet I still couldn’t resist subscribing to Megahertz magazine. It was a high-quality publication edited by F6GKQ Denis Bonomo. In fact, partly to break some of the prejudices about Turkey and to introduce our country, I also wrote a few articles for that magazine. I first came across F6BQU Luc Pistorius and the circuits he designed thanks to Megahertz. These circuits were introduced through articles in the magazine. If you wanted to buy them as kits, you could obtain them from Dahms Electronique in Strasbourg. Unfortunately, neither Megahertz magazine exists anymore nor does Dahms Electronique sell those kits; but thankfully, detailed descriptions of all of Mr. Pistorius’s circuits are still available on his website. There are very useful circuits ranging from simple to more advanced ones—I recommend taking a look.

The Megahertz issue where Forty was described for the first time

That summer, when a heatwave swept across Europe, Luc Pistorius published the details of a QRP single sideband transceiver operating on the 40-meter band in the July 2003 issue of Megahertz: the Forty. I remember carrying the magazine with me and studying it until morning at the hotel where I worked nights (yes, I completed my PhD while working night shifts at a hotel!). I especially never forgot the last sentence of the article: “Despite its deliberate simplicity, this transceiver is not a toy.” A year earlier, in the August 2002 issue of the same magazine, Mr. Pistorius’s Toucan CW transceiver for the 30-meter band had also been published, and I had been quite tempted by that one as well. Anyway, in the end, amid all those financial constraints, the rumbling of my stomach prevailed; I buried both the Forty and the Toucan in my heart (!) and carried on with my life.

Time passed, and when I returned to Turkey, I learned that a group of amateurs, led by TA1AC Çetin Ağabey, had prepared kits of the Forty and a frequency counter that could be used with it, and that these were being sold as kits at Başak Elektronik in Abed Han in Karaköy. I obtained one of each. I built the frequency counter, but alas, I couldn’t even touch the Forty because it was time for my military service. My year as a reserve officer came and went. But I could never settle down. I went to Cyprus for work, and my dear Forty board was left orphaned again. At one point I intended to finally build it and even carried it there with me, but somehow my mind drifted to my first love, the Toucan. I left the Forty aside and built a Toucan instead, but since I didn’t really know CW properly, I never quite boxed it up and made it fully operational. In the meantime, I changed jobs and returned to Istanbul.

It was during this period, when I had finally begun to devote serious time again to amateur radio, that Mustafa Bey’s message appeared on the forum. You can imagine how happy I was. A week later, the boards for both the transceiver and the VFO were in my hands. Naturally, the first thing I did was to start removing components from the Toucan and the old Forty boards. I used most of those parts in the construction of the EFE-40 (and later the EFE-20).

Technical Specifications – Differences Between EFE QRP and FORTY QRP

Now that we have covered the historical background (!), let us move on to the technical part. I mentioned that the EFE is an improved version of the Forty. We should talk a bit about the differences between the two transceivers. First of all, it should be emphasized that Luc Pistorius continued to develop the Forty after August 2003. You can see this evolution by clicking the links on the relevant page. For example, the earliest versions did not even have a digital frequency display. Later came the PLL-synthesized Forty 2. As far as I understand, the version Mustafa Bey used as the basis while developing the EFE was the Forty 1B. What he essentially did was to eliminate some of the shortcomings that amateurs had complained about in the Forty’s circuit and to combine it with a variable frequency oscillator similar to the one in the Forty 2—but using DDS instead of PLL. Fortunately he did, and we owe him our thanks. There were amateurs in Turkey who had built the Forty 1 and Forty 2, but thanks to Mustafa Bey’s detailed explanations, his support, and the well-prepared circuit boards, we really experienced a QRP boom. 🙂

Forty's Schematic

EFE-40's Schematic

As for the points that were improved:

• Luc Pistorius designed the Forty according to the components he could find in France. Two of these parts are really difficult to obtain, and even if you can find them, they are very expensive. The first is the SSM-2165 integrated circuit from Analog Devices, which he used for microphone compression. Mustafa Bey solved this problem by redesigning the microphone input to work with a capacitive microphone and by using a TL072 op-amp to provide both pre-amplification and compression, thus eliminating the need for the SSM-2165.

Microphone input and preamplifier in Forty

Microphone input and preamplifier in EFE

• The second issue concerns the Neosid 5164 intermediate frequency (IF) transformers, four of which are required in total. It is possible to find other miniature transformers with similar values, but almost all of them measure 10×10×10 mm, which makes them somewhat bulky. This particular series from Neosid, however, measures 7.5×7.5×10 mm. For this reason, Mustafa Bey designed the PCB with traces and holes for both 7 mm and 10 mm transformers, making it possible to use whichever suitable transformer is available. I will provide more detailed information about this topic below.
• To increase the somewhat insufficient audio level of the Forty, he amplified the signal in the receive section after the second mixer and the demodulator, again using a TL072 op-amp.
• In the Forty, automatic gain control (AGC) occurs when an LED conducts only during the negative portion of signals whose peak-to-peak voltage exceeds 0.6 V (for very strong signals, a second diode comes into play, further reducing the signal level entering the mixers). In the EFE, however, the signal taken from the low-frequency preamplifier is amplified by a transistor and used both for the S-meter and for gain control. Naturally, an S-meter output circuit—absent in the Forty—was also added to the design.
• In addition to these changes, Mustafa Bey placed a higher-gain transistor at the output of the crystal filter in the receive section, moved the aluminum heat sink onto the PCB, and provided a VFO input with an adjustable resistor. He also added screw terminals—which I find very practical—to make the connections between the PCB and external components easier.
• Of course, for all these changes, he also redrew the PCB layout and the circuit diagram. The dimensions of the EFE boards are: RF board 120×95 mm, DDS board 115×54 mm.

Forty's circuit board

EFE-40's circuit board

Construction of the EFE-40: Some Observations, Tips and Suggestions

Now that we have also touched on the differences between the two devices, we can move on to notes about construction, adjustments and operation:

• As I mentioned, I obtained the EFE PCBs from Mustafa Bey. I started by assembling the DDS board. Apart from the SMD AD9833 integrated circuit and a few SMD capacitors around it, there is nothing particularly difficult here. When mounting the DDS board on the inside of the front panel of the enclosure, I had to move some components that were originally on that side to the back because of space constraints, but that was a matter of personal preference. When connecting the encoder to this board, make sure that the A and B terminals are wired correctly. If you do not like using a push-button encoder, you can use a separate button for menu operations; if I had had enough space, that is what I would have done.
• A 16F84 microcontroller controls the DDS chip. Mine came with the program already loaded when I received the boards. You can contact Mustafa Bey regarding this.
• The AD9833 integrated circuit is a DDS device capable of generating signals up to 12.5 MHz. Like all DDS circuits, it cannot generate signals at frequencies higher than half of the reference frequency (clock oscillator), so by using a voltage-controlled oscillator (VCO) designed for 25–27 MHz, you can make use of the AD9833 across this entire range. With a 25 MHz reference, it provides a resolution of 0.1 Hz, which is more than sufficient for this type of device. The circuit worked flawlessly with the 28.672 MHz VCXO that came with the boards.

EFE-40 DDS Board

Schematic of the EFE-40 DDS board

Component Selection, DDS VFO, and Crystal Filters

Before starting the assembly, I carried out a careful effort to source the components. In all his explanations, F6BQU emphasized that using multilayer ceramic capacitors is important for good performance. In our country, however, it is very difficult to find places that sell such capacitors except for the larger ones designed for high voltage. For this reason, I ordered a kit containing various values from China via the internet, and additionally asked for plenty of commonly used values such as 100 pF, 1 nF, and 10 nF (note that not every capacitor labeled “multilayer” actually is one. Some are fake. It is best to buy from sellers you have previously purchased from). Before assembly, I measured the values of all passive components and discarded those that showed large deviations from their nominal values. All the cores I used were originals (Amidon and Micrometals) that I had also purchased from abroad. I avoid buying the binocular or toroidal cores found on the market in various colors but with unknown specifications, because if they do not have the required characteristics they only waste time.

Another component that required special care when sourcing for this circuit was the miniature transformers. As mentioned earlier, F6BQU used transformers from the Neosid company in all his circuits because he could obtain them in France, but acquiring these was a major problem. In Istanbul, many amateurs used transformers with pink and green cores that were available at Elmadağ Elektronik in the Karaköy İşhanı (unfortunately this wonderful shop closed in 2018 and turned into a “LED shop”). While working on my first Forty assembly, I had also bought and kept some of these. However, since there was no clear information about their exact values, I preferred to purchase TOKO KACSK3892 transformers from a seller in the U.K. instead of using the parts I already had. Of course, any other intermediate frequency transformer produced for 10.7 MHz with equivalent pin layout, winding ratio, and characteristics could also be used. Some friends even wound their own transformers. Later, when I built a precise LC meter, I measured these different transformers and took notes about them. Since this information might also be useful for other projects, I wrote a separate article on this subject, where you can find more detailed information.

For the single sideband filters in both receive and transmit, I used 4.9152 MHz HC-49U crystals that I was able to obtain at a reasonable price. Another suitable frequency between 4 and 6 MHz could also be used. Since it was mentioned on forums that they might have narrower bandwidth, I did not want to use the shorter HC-49S type crystals, although I also saw people who reported using them without problems. Do not forget to enter the crystal frequency into the DDS as the intermediate frequency. To do this, hold down the encoder button while applying power to the circuit. On the screen that appears, press the button again to move step by step through each digit, and rotate the encoder to change the number at that position. Since the intermediate frequency must be entered either as negative or positive, do not forget to change the sign as well. If you leave the number displayed there as “00000000”, it means that no intermediate frequency has been entered. In that case, the signal at the DDS output will remain at the frequency shown on the display.

After Construction: Adjustments and Tests

A few days after roughly adjusting the output power to about 4 watts (PEP of course) and completing the basic tuning, I managed to connect the battery that I was using to power the circuit with reversed polarity and burned almost everything from the power supply section and the output stage—from nearly the fourth mixer all the way to the final transistor! You may ask, “Why were you powering it from a battery?” In the apartment where I live, as in many buildings in our country, the mains grounding is problematic, and my simple power supplies cannot fully suppress the noise coming from the mains.

Anyway, as a result, I had to rebuild the output stage twice from scratch. In the meantime, finding the output transistor, the 2SC1971—or rather a genuine one—is very difficult. Even the ones I ordered from Greece for a high price turned out to be fake (the seller was someone I trusted; he was very surprised and immediately refunded my money, and I still continue to buy from him). Fortunately, TA3OM Mustafa Bey helped me with this issue, and the device was finally completed using the transistor he sent me. I also tried other transistors such as the 2SC2075, 2SC2078, and 2SC5739, but the highest output power was again achieved with the 2SC1971. Later, I found a seller in China who salvages these transistors from old equipment (probably medical devices), and I managed to obtain ten of them at a good price. Nine of the parts that arrived were in working condition.

At left, a genuine 2SC1971, at right, the "potato"

After completing the receiver section of the device, I found a strong station and made the rough adjustments. I listened to traffic for a few days. Then I started working on the output stage, but because of three mistakes I made, finishing this stage took a long time. The first was that one of the intermediate frequency transformers I had removed from the Toucan and used in this build was defective. Assuming that the transformer could not be faulty, I kept struggling with the other components. Secondly, I had used a BN43-302 core instead of a BN43-202 in the L9 coil; I noticed this only while searching for another component and looking through the ferrites in my box.

Shorter binocular ferrites in the picture are BN43-302 (wrong type)

After finishing the construction, I followed this procedure to make the adjustments: once I made sure that the BFOs were operating properly (using both an oscilloscope and a frequency counter), I soldered a wire to the relevant pins on the relay and shorted them so that the receiver would receive continuous DC supply voltage. After connecting a dummy load to the antenna connector and a pair of headphones to the audio output, I keyed the transmitter and spoke into the microphone while listening to my own voice. Using this method, I adjusted the microphone input level with P3, the single sideband balance with P4, and the BFO frequency with C63, leaving the settings where the sound seemed best to me. In the following days, when I had the opportunity, I connected the device to an antenna and further improved the adjustment by listening to my own signal this time with a commercial HF receiver (to make this receiver slightly less sensitive, I used only a 30 cm piece of wire as the antenna).

To house the circuit, I used the enclosure of an old power supply that I had on hand. Since its dimensions were close to those of the PCBs, making the front panel both attractive and functional was not particularly easy. I did not want to separate the display and the encoder from the DDS board. However, in order to position the board properly on the front panel of the enclosure, I had to solder the capacitor and the terminal block at the DC power input to the back side of the PCB. I chose a chassis-mount four-screw BNC connector for the antenna and a 2.1 mm connector for the DC power input. I designed the front and rear panel labels in MS Word and had them printed on suitable paper at a copy shop, then glued them onto the panels. After that, I installed the display, knobs, switches and connectors in their places and made the final wiring connections.

Preparing the front panel

Assembly completed

Note the "supposedly" efficient RF insulation
between the DDS board and the main board

Chassis closed after first alignment

Next Stage: Improving the EFE-40 QRP

At first, I had prepared an old CB microphone to use with this device, but later I changed it because of a small issue that was bothering me. You can find my explanations about this and other modifications in my article titled “Improving the EFE-40.” Yes, of course there is more to come—did you think it was finished? The pursuit of perfection is an endless journey, my friends. :)

The mascot of the late Megahertz Magazine,
which sparked my fascination with Forty and the EFE.
It was a great magazine, but the French-speaking amateur
community seems not to have recognized its value.

FAQ – EFE-40 HF SSB QRP Transceiver

1. What is the EFE-40 HF SSB QRP transceiver?

The EFE-40 is a compact single-band HF transceiver designed for operation on the 40-meter amateur radio band. It uses single-sideband (SSB) modulation and operates at low power (QRP level), typically around 3–5 Watts. It is popular among amateur radio operators who enjoy lightweight and experimental radio operation.

2. What power output does the EFE-40 have?

The EFE-40 typically operates at around 3–5 Watts of RF output power, depending on the build and configuration. This low power level is typical for QRP transceivers and emphasizes efficient antennas and operating technique.

3. What frequency bands does the EFE-40 operate on?

Initially it was designed for the 40 meters band but like the Forty transceiver of which it is a derivative, it can be built for 20 or 30 meters, and even 80 meter, with minor changes.

4. Is the EFE-40 a kit or a ready-built transceiver?

The EFE-40 was not sold as a complete kit or finished transceiver. In most cases only the PCB and circuit design were available, and builders had to source components and construct the rest of the radio themselves, often in a homebrew configuration.

5. Can the EFE-40 be used for long-distance (DX) communication?

Yes. The EFE-40 can achieve long-distance (DX) contacts under good propagation conditions, especially on the 40-meter band during evening and nighttime hours. Success depends heavily on antenna quality and operating skill.

6. Is the EFE-40 suitable for beginners?

It can be suitable for beginners with basic understanding of HF radio operation, but it is primarily aimed at amateur radio enthusiasts interested in QRP operation and experimental setups.

7. Can CW mode be added to the EFE-40?

Yes. CW (Morse code) operation can be added depending on the build configuration. Since the design is based on a simple QRP platform, CW capability can often be implemented with additional keying circuitry or modifications to the transmitter stage, making it suitable for both SSB and CW experimentation.

Links

• FORTY QRP Transceiver, the origin of EFE-40: click
• A nice build and review by WB8YQI: click
• Another build by KG7M: click
• Video by JL1HD : click
• Video and review by Radio Diogenes: click

4 BANTLI uSDX ÜZERİNDE ÇALIŞMAYA DEVAM

 SOME MORE WORK on uSDX QUAD BAND

Maniple, cihazdan büyük...

µSDX ile ilgili ilk paylaşımımı yaptıktan bir hafta sonra, güç ölçümünde kullandığım osiloskop probunun HF kompanzasyonunu yapmamış olduğumu fark ettim (!). Tabii probu ayarladıktan sonra uSDX'i tekrar açmak şart oldu...  Fırat bu fırsat diyerek filtrelerde yine L2 nüvesiyle oynayarak (bu defa yalnız sargı aralıklarıyla değil tur sayısıyla da) her bantta en yüksek çıkışı elde etmeye çalıştım. Görebileceğiniz gibi ilk denemeye göre % 20'ye varan bir yükselme oldu:

Bu sefer üşenmeyip cihazın çektiği akımı da not ettim. 20 metre bandında çekilen akımın 30 metre bandındakine göre daha düşük olmasını beklerdim. Forumlarda da biraz araştırmama karşın buna bir açıklama bulamadım, araştırmayı sürdürüeceğim.

Çıkış gücü konusunun dışında, bir de istenmeyen yayınları merak ettim. Tabii iş bizim minyatür spektrum çözümleyiciye (TinySA) kaldı. Her bantta çıkışa ve 2. ve 3. harmoniklerin ne kadar bastırıldığına baktım (12V DC ile, CW modunda, DSP filtre bant genişliği 500 kHz).Tabii osiloskopun FFT özelliğine göre çok daha hassas sonuç veren çözümleyici, harmoniklerin bastırılması konusunda içime biraz su serpti. Gördüm ki en kötü bastırma 40 metre bandında (2. harmonikte -42.9 dBc, 3.harmonikte -50 dBc). Herhalde filtredeki bir uygunsuzluk yüzünden frekans cevap eğrisinde bir farklılık var, 3. harmoniğin düzeyi 2.den daha yüksek. Ancak yine de ITU'nun kuralını karşılıyor (en az -43 dBc). Diğer bantlarda da görebileceğiniz gibi -47'den -61'e kadar bastırma var). Bunun dışında bir de 17 metre bandında gücün biraz fazla düşük olması dikkatimi çekti, ki buna aşağıda tekrar değineceğim.

Harmonikler: 40 m bandı

Harmonikler: 30 m bandı

Harmonikler: 20 m bandı

Harmonikler: 17 metre bandı

Çıkıştaki işarete baktıktan sonra, filtrelerde yaptığım değişikliklerin alış duyarlılığında (MDS) bir iyileştirme sağlayıp sağlamadığını merak ettim. Araya kendi yaptığım 50 dB'lik zayıflatıcıyı girerek Tiny'yi sinyal jeneratörü olarak kullanacak biçimde cihaza bağladım ve sevinerek gördüm ki hassasiyet 40 ve 20 metre bantlarında -120 dB, 30 metrede -119 dB olmuş. Gelgelelim, 17 metre bandına bakınca keyfim kaçtı. Burada duyalabilir en düşük işaret düzeyi -95 dB'ydi! Kuşkulandım, tekrar harmoniklere bakmak istedim ve başka bir tuhaflık daha fark ettim. Bu bantta, ayarladığım frekans ne ise orada yaklaşık -40 dBm düzeyinde bir işaret oluyordu. Bu iki olgu arasında bir ilişki var mı bilemiyorum ama üzerinde çalışmam gereken bir sorun olduğu kesin. İşe, 17 metre filtresine bir daha bakmakla başlasma iyi olacak...

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.

BİR PROB HİKAYESİ DAHA

A PROBE STORY, AGAIN

uSDX'in yeni filtre plaketini tamamladıktan sonra bir süredir el atmayı düşündüğüm birşeyi yapıp elimdeki MFJ anten tuner'ın SWR/Wattmetresini tekrardan ayarlamak istedim. Elimde karşılaştırmalı ayar için güvenebileceğim başka bir Wattmetre olmadığı için en sağlıklı olanın, en çok güvendiğim cihaz olan osiloskop ile suni yük üzerinde gerilimi ölçmek ve bunu güç olarak ifade etmek olacağını düşündüm. 

Ayarlamak istediğim çift ibreli Wattmetre'nin skalaları düşük güçte ileri 30 W ileri, 6 W geri; yüksek güçte 300 W ileri, 60 W geri giden ve dönen en fazla akımı gösterecek şekilde düzenlenmişti. Ben de bu nedenle önce elimdeki HF telsizi CW modunda düşük güçte 5 W, orta güçte 30 W, yüksek güçte 100 W verecek şekilde ayarladım. Niyetim tuner'i telsizle sunu yükün arasına önce olağan şekilde bağlayıp ileri (giden) skalasında, sonra da da ters bağlayarak geri (dönen) skalasında ayarını yapmaktı.

Tavsiye edildiği şekilde 20 metre bandında ayar yapmaya koyuldum ancak bir süre sonra bir tuhaflık olduğunu fark ettim. Örnegin ileri ayarında, telsizi yüksek güç konumuna aldığımda Wattmetre 70W civarı bir güç görüyordum, cihazın içindeki ayar direnciyle oynayarak gücü Wattmetre'de 100W görecek kadar arttırınca güç kaynağı kendisini korumaya alıyordu. Halbuki bu güç kaynağını 100W güç  ile daha önce kullanmış ve 20-22 Amper gücü verebilediğini görmüştüm. 

Tekrar osiloskoptaki gerilim değerlerini izlemeye başladım, zaten asıl şaşkınlığım da o zaman başladı: Osiloskop bana frekans yükseldikçe, güçte alışılmadık kadar büyük bir düşüş olduğunu söylüyordu. 14 MHz'de 100W okuduğum güç, 28 MHz'te neredeyse yarılanıyordu! Bütün bunlar olurken, Wattmetre'nin ibresi bant ne olursa olsun hemen hemen 100 W'a yakın bir çıkış gücü gösteriyordu.

Söylediğim gibi osiloskopa çok güvendiğim için bir süre hatayı o tarafta aramaktan kaçındım. Cihazı, wattmetre'yi tekrar tekrar gözden geçirdim. Derken aklıma bu işi yaparken kullanmakta olduğum probu geçen yıl tamir etmiş olduğum geldi. Neyse ki aynı probtan bir tane de yedekte vardı. Önce osiloskopun (öz)kalibrasyonunu tekrardan yaptım. Sonra da elimdeki DDS sinyal jeneratörü ile -üşenmeden aynı kanalda- iki probu takıp çıkararak farklı frekanslarda işaretin genliğini ölçtüm. Acı gerçek şuydu: Geçen yıl içindeki ayar kondansatörünü değiştirdiğim prob, aşağı yukarı 1 MHz'ten sonra yanlış gösteriyordu! Sorunun bu olduğundan emin olmak için deneyi 3 kanalda tekrarladım. Her defasında tamir görmüş olan prob, yüksek frekanslı işaretleri aynı oranda düşük gösteriyordu. Bir örnek olması açısından aşağıdaki tabloya bakabilirsiniz:

Tablodaki verilerle oluşturulmuş grafikte de görebileceğiniz gibi, tamir etttiğimi sandığım prob yüksek frekanslarda genliği yaklaşık %50 daha düşük gösteriyordu. Kaldı ki bunlar 500 MHz'lik problardı. Daha yüksek frekansta bu kadar farka neden olan prob çok yüksek frekanslarda ya da ultra yüksek frekanslarda ne kadar hata verecekti, veya bir işaret dahi görebilcek miydim o da ayrı bir konu.

"Tamir ettim diye düşünürken meğer bant genişliği 1 MHz olan alçak frekans probu üretmişim" diye kendime güldüm. Şansa bakın ki, geçen yıldan bu yana yaptığım işlerin hepsi ses frekanslarındaydı (CW filtresi, vb.). Bu sayede hem o projelerde sorun yaşamamış, ama probtaki sıkıntıyı da fark etmemiştim. Beni şaşırtan birşey de ayarlı sığayı özenle seçmiş olduğumu bilmemdi. Sığanın özellikleri probun çalışma aralığına ve amacına uygundu.

Sorunu nasıl halledeceğimi düşünürken aklıma birşey geldi: Bu problarda, yüksek frekanslarda kompanzasyon yapmaya yarayan bir de direnç vardı. Ben ayarlı sığayı değiştirdikten sonra alçak frekansta (1 kHz) ayar yapmış, ama yüksek frekansla ilgili bir ayar yapmayı akıl etmemiştim. Probun kitapçığını bulup açtım, doğru hatırlıyordum:

Bundan sonrası çok zor olmadı. Tamir görmüş probu ve yedeği iki ayrı kanala bağladım. İşaret üreteciyle aynı nokta frekanslarda ölçüm yaptım, ikisindeki gerilim değerini karşılaştırarak bozuk probun HF ayar direnci ile oynadım ve osiloskopta gördüğüm değerleri eşitledim. Osiloskopu 32 ölçümün ortalamasını alacak şekilde ayarladığım için işlem biraz uzun sürdü ama, tamir ettiğim prob (umuyorum) eski hassasiyetine geri döndü. 

Prob konnektörünün kılıfı çıkarılınca: Bir tarafta ayarlı sığa

Diğer tarafta yüksek frekans optimizasyon dirençleri

Ne yazık ki elimde gereken özelliklerde bir işaret üreteci olmadığı için kitapçıkta tavsiye edildiği gibi 3 farklı genlik aralığı için ayar yapamadım. Prob bu haliyle de kullanılır ancak bir gün yapabilirsem o şekilde de ayar yapacağım. Umarım şimdilik bu maceranın sonuna gelmişimdir.

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.

HP DPS-460 SUNUCU GÜÇ KAYNAĞI

 HP DPS-460 SERVER POWER SUPPLY

HP DPS-460 sunucu güç kaynağı, burada Anderson 
güç konnektörleri takıldıktan sonraki ilk halini görüyorsunuz

Doksanlı yıllarda eski bilgisayar güç kaynaklarından el telsizlerini çalıştırmak için ya da "laboratuvar güç kaynağı" elde etmek için epeyce kurcaladığımızı hatırlıyorum. Kendi adıma denemelerim hep hüsranla sonuçlanmıştı, kaç değişik güç kaynağı denediysem de o korkunç gürültüden asla kurtulamadım, özellikle de VHF ve UHF'de... Bir diğer sorun da bu kaynaklarda gerilim ve akım düzeylerinin kontrol edemiyor olmaktı. Çoğu telsiz cihazı en yüksek çıkış için 13.8V gerektirirken, kişisel bilgisayardan "geri kazandığımız" bu güç kaynakları en fazla 12V gerilim sağlayabiliyordu.

Sonradan bu sorunların üstesinden nasıl gelindiğini gördüm ama yine de uzun zaman RF gürültüsü yüzünden sadece bilgisayar güç kaynaklarından değil, genel olarak anahtarlamalı (switch mode - SMPS) tüm kaynaklardan uzak durdum. İyi bir güç kaynağının yalnızca klasik, transformatörlü bir kaynak olabileceğini düşünüyordum. 2000'lerin ortalarında önce uzaktan kumandalı model araç Internet forumlarında, sonra elektronik ve amatör telsizcilik forumlarında "sunucu güç kaynağı"  (server power supply) diye bir SMPS tipi görmeye başladım. Başka şeylerin yanı sıra HF'te 80m,  160m bantlarında bile girişime neden olmadıklarından söz ediliyordu.

Sonra kısmet oldu, Almanya'ya Friedrieschafen amatör radyo şenliğine gittim (o ziyarete ayrıca bir blog yazısı ayırmak gerekir). Orada bir satıcının akımına göre 8 ila15 Avro'ya -evet karpuz gibi- bu sunucu güç kaynaklarından sattığını gördüm. Konnektör bağlantı şemasını da veriyordu. Neyse 8 Avro'ya kıydım (!) ve 58 Amper'lik bir güç kaynağı ile Türkiye'ye döndüm. Tabii HF telsizler ile kullanarak bol bol deneme de yaptım ve gördüm ki gerçekten de gürültüsü yok. Üstelik de büyüklük  ve ağırlık olarak, aynı akımı sağlayabilecek bir transformatörlü telsizin dörtte biri kadar. Kısa devre koruması da cabası...

Bu deneyimden cesaret alıp Jetstream firmasının küçücük SMPS'lerinden birini sipariş ettim. Neredeyse el kadar güç kaynağı 25 Amper sürekli akım veriyordu ve kullandığım hiçbir bantta girişim yapmıyordu. K.Amerika'ya taşınınca da bu tip güç kaynaklarıyla devam ettim. Bir başka amatörün hediyesi olan arızalı bir MFJ SMPS'yi onardım (28 Amper) hatta bir iki de yararlı ekleme yaptım ve hala kullanıyorum. Kısacası, ikna olmuş bulunuyorum!

Gelelim bu yazıdaki güç kaynağının hikayesine. Geçenlerde yeni bir eve taşınıp da hobi masası ile telsiz istasyonunu ayırmak zorunda kalınca, ikinci bir güç kaynağı almak gereği doğdu... Gel gör ki,     amatör telsizcilik malzemesi olarak satılan 25-30 Amper'lık güç kaynakları 120-250 Kanada doları arası fiyatlarla satılıyor (salgından sonra iyice pahalılanmış). Haftada bir defa en fazla 2-3 saat kullanacağım bir gerece bu kadar parayı vermek istemedim. Doğal olarak aklıma, Almanya'dan aldığıma benzer bir sunucu güç kaynağı bulmak fikri geldi. Önce forumlara bir göz gezdirdim, üç önceliğim vardı:

• Çok kişi tarafından denenmiş, bilinen bir marka-model olmalıydı.
• Çıkış bağlantıları, çalıştırmak için hangi bacakların kısa devre edileceği gibi bilgiler bulunabilmeliydi.
• Mümkünse gerilimin 13.8 V'a nasıl çıkarılacağının bilgisi mevcut olmalıydı.

Bu şekilde Ebay'da arayarak, yine zaten daha önceden de bildiğim HP marka, DPS serisinden bir güç kaynağı seçtim: DPS-460. Bunlar gerçekten çok popüler (özellikle DPS-750). Yukarıda fotoğrafında görebileceğiniz gibi, bu en fazla 38 Amper akım verebilen fakat boyut olarak çok küçük (neredeyse bir elime sığıyor) bir SMPS. Posta ücreti dahil maliyeti 32 Kanada doları oldu. 

Güç kaynağı elime geçtikten sonra önce güç konnektöründeki 1.ve 4. uçları (devre yolları) bir tel lehimleyerek çalıştırdım. Bu iki ucu kısa devre etmeyince kaynak açılmıyor. Zaten sonradan bunların arasına minyatür bir anahtar lehimledim.

DPS-460'ı çalıştırmak için kısa devre edilecek uçlar. 
"Üstten ve karşıdan bakarken": Yukarıdaki birinci fotoğraftaki gibi

Ardından, gerilimi yükseltebilmek için Simon Wyss'ın web sayfasında ayrıntılı olarak anlattığı gibi devrede küçük bir değişiklik yaptım. Fotoğrafta göreceğiniz 9,9 kΩ'luk direnci, 10 kΩ olan bir dirençle değiştirince, hem yandaki ayar potansiyometresi ile çıkış gerilimini yükseltmek olanaklı (bu değişiklik yapılmazsa en fazla 12,8 V'a ayalanabiliyor).

Dış kasası açılmış halde DPS-460 

İlk anda söz konusu direnç 0402 SMD olduğu için biraz canım sıkıldı. "Öff şimdi 100'lük şerit mi alacağım yahu" vb. derken aklıma birkaç gün önce söktüğüm bir Bluetooth hoparlör geldi. Devre kartını paraçalar işime yarayabilir diye saklamıştım. Gerçekten de karta büyüteçle bakınca 10kΩ'luk SMD dirençler gördüm, hem de 0402 kılıfta! Şansıma bir tanesi tam 10,02 kΩ gibi bir değerdeydi. "İncitmeden" hem onu, hem de güç kaynağının plaketindeki direnci yerinden söktüm, sonra 10kΩ'luk olanı SMPS plaketine lehimledim. Gerilimi 13.5 V'a getirip bıraktım.

9,9 kΩ'luk direnç en sağdaki trimpotun sağındaki

Yalıtkan kaldırılmış olarak aynı yer

Neden 13.5V diye soracak olursanız: Simon'ın ifadesine göre bu güç kaynağı 14V'ta koruma düzenine geçip kendini kapatıyor. Dolayısıyla gerilimi 14V'a çok yakın bir seviyeye ayarlayınca, ani ve yüksek güç çekildiğinde koruma tetiklenebiliyor. O nedenle telsizin çıkış gücünde % 3,2 gibi önemsiz bir düşüş olmasını kabul ederek 13.5V kullanmayı tercih ettim. Takiben, büyük, tel sarımlı seramik direçlerden yapmış olduğum bir suni yük ile yüksek akım verip veremediğine ve ansızın güç çekilince kapanıp kapanmadığına baktım. Bir sorun yoktu, soğutma fanı da olması gerektiği gibi devreye girip çıkıyordu.

Gerilimi ayarladıktan sonra bu defa konnektördeki negatif ve pozitif uçlara Anderson güç konnektörleri lehimledim (bunlarda da her biri 0,5 mm'lik damarlardan oluşan birer kablo parçasına lehimli). SMPS'yi sağlıklı bir biçimde açıp kapatabilmek için 1. ve 4. uçlarındaki (bkz. yukarıdaki grafik) teli minik bir anahtarla değiştirdim. Son olarak da hem konnektöre kazara temas olmasın, hem de darbelere karşı korunsun diye pleksiglastan kabaca kestiğim ve epoksi ile birleştirdiğim bir yarım koruma kutusu yapıp taktım. Sonucu fotoğraflarda görebilirsiniz.

Pleksi koruma ile

Bu güç kaynağını şu ana kadar HF telsizim ile sorunsuz olarak kullandım. Bence fiyatına göre çok iyi bir malzeme. Daha fazla akım gerekirse de yine aynı seriden bir tane alacağımı düşünüyorum.

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.

K1FM MANYETİK LOOP ANTEN: VERSİYON 3 - ELLE UZAKTAN KOMUTA

 

K1FM MAGNETIC LOOP ANTENNA - VERSION 3 (REMOTE CONTROLLED - MANUAL)

Tüm unsurlarıyla versiyon 3.
Bir sırt çantasına sığabilir.

Kurulu haliyle balkonumda (duvarlara rağmen SWR 2:0'nin altında)

Bu konuyla ilgili son yazımda belirttiğim gibi, otomatik anten ayarından beklediğim performansı alamayınca, en azından anteni uzaktan kolayca elle ayarlayabileceğim bir sisteme sahip olmak istedim. Otomasyon, daha iyi bir mekanik uygulamayla daha sonra da üzerinde çalışabileceğim bir konuydu. İkisi kaba, ikisi ince ayar için olmak üzere toplam 4 düğmeyle kontrol edebileceğim bir sistem şimdilik yeterli olacaktı. 

Versiyon 3 (şema VE1CEN'in şemasından uyarlanmıştır)

Bu defa yola başka bir motor (NEMA17) ve sürücü (A4988) ile çıkmaya karar verdim. Bunun nedeni, motorla kondansatör arasından ek bir mekanizma kullanmaksızın küçük dönüş açıları ve ayar hassassiyeti sağlayabileceğimi düşünmemdi. Böylece bir önceki denemede kullandığım BYJ motorun kendi içindeki redüktöründen ve kendi eklediğim 1:25 Lego redüktörden kaynaklanan dişli boşluğu sorununu da azaltmak istiyordum. Ayrıca 28BYJ-48, 5V ile çalışan küçük bir motordu ve NEMA17 tip motorlara göre torku çok daha düşüktü. Bunun da adım sayısı hatalarına yol açabileceğinden kuşkulanmıştım.

Böylece bir NEMA17 tip motor, onu sabitlemek için bir L profil montaj parçası ve bir A4988 sürücü modülü elde ettim. Hassas ayar yapabilmek için motor adım sayısını anlık olarak görmek istiyordum, bunun için de minik bir 128 x 64 piksellik bir Oled ekran kullanmaya karar verdim.

Tabii bu değişiklikleri yapabilmek için motor sürücü kütüphanesi de değişti ve VE1CEN'in hazırladığı yazılımı uyarlamak gerekliliği de ortaya çıktı. Daha doğrusu ben uyarlamanın yeterli olacağını düşünmüştüm ama yeni motor ve sürücüyü deneyerek komutları doğru kullanmayı öğrenmem düşündüğümden çok zaman aldı (zamanın akmaz gibi geldiği öğrencilik günlerimi 'saygıyla anıyorum'!) En sonunda değişikliklerle, yamalarla falan bu işin olmayacağını görerek oturup baştan bir program yazdım. Zaten basit bir program sayılır, yaptıkları:

• Ilk açılışta kondasatörü en küçük değere ulaştığı konuma gelene kadar döndürüpö S1 anahtarına kapatmak ve adım sayacını sıfırlamak
• S2-S3 butonlarına her basışta motora saat yönünde veya saat yönünün aksine 1/2 adım attırmak
• S4-S5 butonlarına her basışta motora saat yönünde ve saat yönünün aksine 1 adım attırmayı sağlamak
• Her adımdan sonra sayacı (ve ekranda görünen sayıyı) güncellemek
• Kondansatörün en küçük veya en büyük değerlerine ulaştığında motoru kapatıp dönüşü durdumak ve ekranda uyarı vermek 

Eldeki malzemeleri bir 'breadboard' kullanarak geçici olarak bağladım ve yine denemelere başladım. Bizim program çalışmaya çalışıyordu ama başka bir sorun vardı. Ben motora 1/4, 1/8 adım attırarak redüktöre gerek kalmadan çok hassas ayar yapacağımı düşünmüştüm ama, heyhayt. 1/4 adım ve ötesinde, motor kondansatörü döndürmekte zorlanıyordu! Yani 1/1 ya da 1/2 adıma mahkumdum (veya daha güçlü, ve tabii ki daha pahalı bir motor edinecektim). Bu şekilde dönüp geldik mi bizim Lego redüktöre?

Başa gelen çekilir diyerek, motoru, redüktörü ve kondansatörü 'eş eksenli' olarak bağlayıp yerleştirdiğim bir kutu yaptım (indirim marketinde bulduğum MDF türevi plakalarla), boyayınca biraz bir şeye benzedi. Lego redüktörün eksenine takılı bir çarkın üzerine eklediğim küçük bir mil, yine bu montajda da kondansatörün en küçük değerinde S1 anahtarını kapatacak şekilde ayarlandı. Lego redüktörün bir avantajı da şu oldu: Elektriksel olarak stepper motoru ve kondansatörü birbirinden ayırdı (plastik!).

Kumanda bölümü için de siyah plastik bir kutu aldımç Arduino Nano'yu ve motor sürücüsünü bir delikli plakaya monte ederek bağlantıları yaptım, sonra plakayı kutunun tabanına sabitledim. 5 butonu bir delikli plaka üzerinde kutunun kapağına içten bağladım, aynı şekilde Oled ekranı da bir delikli plaka parçasıyla kapağa içten monte ettim. Tabii bunların hepsini Arduino'ya da bağlantılandırdım.

Loop Anten Ayar Kontrol Kutusu

Alttaki 4 düğme kaba/ince ayar, saat yönünde ve ters yönde
dönüş komutu vermek için. Üsteki 'yalnız' düğme
ileride 'F(fonksiyon)' tuşu yapılmak üzere ayrıldı.

Fotoğraflarda görebileceğiniz gibi, hem DC güç bağlantılarında, hem de RJ-45 konnektörüne giden kablolarda girişimi azaltmak için ferit var. İlk versiyonlarda bunlar olmadan (özellikle SWR yüksek olduğunda) Arduino'nun donup kaldığına tanık olmuştum. Bu versiyonda bu sorunu yaşamadım ama, başka bir yazıda değineceğim gibi, Manyetik Loop toprağı olmayan bir anten olduğundan bu tip önlemler daha da önem kazanıyor. Benim kurduğum haliyle bu sistemde Kumanda kısmıyla, kondansatör kutusu arasındaki bağlantı bir CAT-6 ağ kablosu, RF yalıtımı da olmadığı için aslında anten işlevi de görüyor ve biz gönderme yaptıkça bir miktar RF'i istasyonumuza geri getiriyor. 

Sistemin kullanımı basit. Güç verdiğinizde, kontrol ünitesi kondansatörü minimum noktasına kadar döndürüp duruyor ve ekranda '0' rakamı görünüyor. Ondan sonra çalışmak istediğiniz frekansta düşük güç ile çıkış yaparak, en düşük SWR değerini bulana kadar butonlarla ayar yapıyorsunuz (evet iyi bir SWR metre olmadan çok zor, tavsiyem çift ibreli olan bir tane ile çalışmanız). Yalnız bunu hızlı yapabilmeniz için antenin kabaca hangi bantta, hangi adım değerinde ayarlanabildiğiniz bilmeniz gerek. Bu nedenle ilk başlangıçta yapmanız gereken bir şey var, o da farklı bantlarda seçeceğiniz bir frekansta anteni tune edip, adım sayısını not etmek. Örneğin anteni 20m ve 30m bantları için yaptınız, o zaman mesela 14.050 KHz ve 10.120 KHz'te tune olduğunda kaç sayacın kaç adımda olduğunu aklınızın bir köşesinde tutup, sonraki ayarlamalarda doğrudan bu konumlarda başlayabilirsiniz. Örneğin ben şu değerlerle ayara başlıyorum: 14.000 KHz-100 adım, 10.100 KHz-400 adım, 7.000 KHz-1000 adım. İşe bu noktalarda başlayınca, istediğim frekans için anteni ayarlamam 3-4 saniyeden fazla sürmüyor. 

Şimdi bu haliyle antenin performansına bir bakalım. İkinci tablodaki SWR ve empedans değerleri bir NanoVNA ile ölçülmüştür. Son sütundaki etkinlik değerleri ise boşluktaki bir dipol antene (free-space dipole) kıyasla yüzde olarak hesaplanmıştır:

En başta da belirttiğim gibi, eğer yarışmalara katılmak gibi bir nedenle kullandığınız antenden yüksek performans bekliyorsanız, bu anten size uygun değil. Ama benim gibi binanızın çatısına, bahçesine erişiminiz yoksa, balkon gibi kısıtlı bir alandan nisbeten düşük güçle çalışacaksanız, ve zaman zaman küçük bir paket halinde her yere taşıyabileceğiniz bir anten istiyorsanız bundan iyisini bulabileğinizi sanmıyorum. Bana göre "ayak izi"ne kıyasla en verimli anten, öneririm.

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.