5 Brückenschlag, ATU-TRX Com
Erstellt: DL6GL, 09.10.2016, letzte Änderung
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Es ja nun eher der Normalfall und gehört ebenso zu den gepflegten Umgangsformen unter OMs, zuerst eine Weile ins Band hineinzuhorchen, bevor VOX oder PTT bemüht werden, um hier und da mitzumischen. Aber ohne Träger weiß der Antennentuner nicht, auf welche Frequenz er sich einstellen soll. Erst mit einem TX-Signal kann der Frequenzzähler im ATU etwas ausrichten.
Es müsste so etwas wie ein CAT-Modul her, CAT = Computer aided Transceiver, die mit Informationen aus dem TRX dem ATU sagt, wo es langgeht. Das auch im RX-Mode. Die aktuellen käuflichen TRX-Modelle haben das alle. Nur hat jeder große Hersteller sein eigenes Verfahren. Die Platzhirsche auf dem TRX-Markt haben die Chance für eine Vereinheitlichung zum Wohl der Anwender gründlich vergeigt. Zumindest die Protokolle sind offengelegt.
Aus der Betrachtung der Protokolle einerseits, z.B. von ICOM, YAESU und Kenwood, und der technischen Möglichkeiten meines Selbstbau-TRX andererseits entschied ich mich für eine pragmatische kleine Lösung, bei der nur noch der von mehreren Herstellern verwendete Code zur Abfrage der TRX-Frequenz das Kommando "FA" übrig blieb.
5.1 Randbedingungen
Das ist vorhanden:
- Selbstbau-TRX mit einem von einem Microcontroller gesteuerten LO mit I2C-Schnittstelle zum Bandfilter- und PA-Tiefpassmodul,
- Selbstbau-ATU mit Steuereinheit (Controller) und abgesetztem Tuner (Remote Unit), verbunden über einen RS485-Bus.
Das Com-Modul könnte nun genau dazwischen den TRX über I2C anzapfen und die gelesene TRX-Frequenz auf den RS485-Bus geben, die der ATU-Controller weiter verarbeitet.
Abb. 5.1: Anbindung der ATU-TRX-Com-Moduls an die vorhandenen Bus-Systeme.
5.2 Schaltung
Abb. 5.2: ATU-TRX Com-Modul, Schaltung.
Ein ATtiny hätte für die Aufgabe auch gereicht, aber ein ATmega48 war gerade zur Hand. Eine exakte Baudratengenerierung erlaubt der 14,7456MHz-Quarz. Zur Prüfung der Protokolle kann ein 16x2-LCD angeschlossen werden. Die Verbindungen zur Außenwelt ermöglichen der RS485-Baustein MAX485 an den Pins PD0 bis PD2 und (Software-) I2C über die Pins PC4/PC5.
Die Platine, 34x52mm, findet in einem Schubert-Weißblechgehäuse Nr. 12 (37x55x30mm) Platz. Das Modul wird im TRX untergebracht.
5.3 Funktionsweise
Das ATU-TRX Com-Modul im TRX wird von zwei Seiten traktiert:
- Der ATU Controller fragt etwa im ½ Sekundentakt über den RS485-Bus das ATU-TRX Com-Modul nach der aktuellen TRX-Frequenz.
- Das ATU-TRX Com-Modul seinerseits erhält mit der gleichen Taktrate vom TRX Si570-LO über I2C die aktuelle TRX-Frequenz mitgeteilt und gibt diese als Antwort auf die Anfrage auf den RS485-Bus an den ATU Controller.
- Der ATU Controller ermittelt aus der Frequenz die im EEPROM gespeicherten Einstelldaten für die Remote Unit.
- Im RX-Mode stellt die Remote Unit daraufhin die zur Frequenz passenden Tunerdaten ein. Im TX-Mode steht das Signal aus dem SWR-Koppler für den Frequenzzähler zur Verfügung, so dass hier die gemessene TX-Frequenz wie bisher verwendet wird.
5.4 Software
Obwohl zwei Schnittstellen, RS485 und I2C, zu bedienen sind, ist der Softwareaufwand überschaubar.
Die RS485-Schnittstelle folgt im Wesentlichen dem erprobten Ansatz aus dem bisherigen Antennentuner. Was allerdings geändert wurde, ist das Protokoll. Es wurde um eigentlich nicht benötigte Daten wie STX und ETX bereinigt. Da nun 2 Slaves zu bedienen sind, sind Ziel- und Absenderadressen zugefügt. Der Aufbau ist nun einheitlich mit einer festen Länge von 7 Bytes.
| Byte | Bedeutung |
|---|---|
| 1 | Zieladresse |
| 2 | Absenderadresse |
| 3 | Kommando |
| 4 | Datenbyte 1 |
| 5 | Datenbyte 2 |
| 6 | Datenbyte 3 |
| 7 | Checksumme aus Bytes 1 bis 6 |
Das setzt voraus, dass es auf dem Bus gesittet zugeht, also nicht durcheinander gequakt wird. Vornehmer ausgedrückt, dass keine Kollisionen stattfinden. Das ist Sache des ATU-Controllers als Bus-Master. Weitergehende Erläuterungen in RS485 - Long distance call und RS485 Master-Slave.
5.4.1 Kommunikation mit ATU-TRX Com
Anforderung der TRX-Frequenz ATU Controller an ATU-TRX Com:
| Byte | Bedeutung | Wert |
|---|---|---|
| 1 | Zieladresse | 0x02 |
| 2 | Absenderadresse | 0x00 |
| 3 | Kommando | 0xFA |
| 4 | Datenbyte 1 (Dummy) | 0xFF |
| 5 | Datenbyte 2 (Dummy) | 0xFF |
| 6 | Datenbyte 3 (Dummy) | 0xFF |
| 7 | Checksumme aus Bytes 1 bis 6 | ... |
Antwort: TRX-Frequenz von ATU-TRX Com an ATU Controller:
| Byte | Bedeutung | Wert |
|---|---|---|
| 1 | Zieladresse | 0x00 |
| 2 | Absenderadresse | 0x02 |
| 3 | Kommando | 0xFA |
| 4 | Error-Code, =0: Anforderung OK, Frequenz wird gesendet | ... |
| 5 | Frequenz (kHz) high byte | ... |
| 6 | Frequenz (kHz) low byte | ... |
| 7 | Checksumme aus Bytes 1 bis 6 | ... |
5.4.2 Kommunikation mit dem Si570-LO im TRX
Die I2C-Schnittstelle ist im Artikel AVR-Kopplung über I2C näher beschrieben. Der Si570-LO im TRX überträgt die TRX-Frequenz in kHz als High-/Low-Byte über I2C. Das ATU-TRX Com-Modul gibt die Frequenz an den ATU weiter, wenn die Anforderung vom ATU als korrekt erkannt wurde, sonst 2x 0xFF. Die I2C-Adresse des ATU-TRX Com ist 0x78.
5.5 Anpassungen im Antennentuner 2013
Mit dem geänderten RS485-Protokoll zwischen ATU-Controller, Remote Unit und nunmehr ATU-TRX Com ist die Firmware sowohl im ATU-Controller als auch in der ATU-Remote Unit auf den neuen Stand, beide in der Version 2.10, zu bringen (im Download). Zukünftig wird nur noch diese Software gepflegt.
Da das ATU-TRX Com-Modul speziell für den Selbstbau-TRX ausgelegt ist, wurde bei der Hard- wie auch bei der neuen Software ab Version 2.10 bedacht, die ursprüngliche Funktionalität auch ohne dieses Modul beizubehalten.
Für einen wahlfreien Einsatz des ATU-TRX Com-Moduls ist ein Jumper an Pin PB.0 des ATmega1284P im ATU-Controller nach GND vorgesehen (Abb. 5.3). Nur wenn dieser gesteckt ist, wird die ATU-TRX Com aktiviert. Dafür ist der bisher funktionslose Transistor T2 entfallen. Diese Anpassung lässt sich leicht an der alten Platine vornehmen. Das geänderte Platinenlayout ist im Download zu finden. 
Abb. 5.3: ATU-Controller, Schaltungsauszug Rev. 2.
Da der ATU-Controller bei Einsatz des ATU-TRX Com-Moduls nunmehr nicht mehr an einem Ende des RS485-Busses sitzt, muss der Bus-Abschlusswiderstand R12 (Abb. 1.3) entfernt werden. Siehe auch Abb. 5.1. Die beiden Fail safe Pullup-/Pulldown-Widerstande R11 und R13 (Abb. 1.3) bleiben, falls sie bestückt sind.
Am 9-poligen Sub-D-Konnektor zum TRX werden zusätzlich RS485-A mit Pin 8 und RS485-B mit Pin 9 verbunden.
Abb. 5.4: Beschaltung des Sub-D-Konnektors zum TRX.
An der Remote Unit sind bis auf das Softwareupdate keine Änderungen vorzunehmen.
5.6 Anpassungen im TRX Si570-LO
Für den Einsatz des ATU-TRX Com-Moduls ist die Aktualisierung der Firmware auf die neue Version V3.10 erforderlich (im Download zum TRX-LO). Sie ist lediglich um die I2C-Kommunikation mit dem Modul erweitert. Diese legt im ½-Sekundentakt die aktuelle TRX-Frequenz auf den I2C-Bus.
Die Aktivierung erfolgt mit einer Verbindung von Pin PA.0 nach GND an der bislang unbenutzten ADC-Stiftleiste, z.B. mit einem Jumper. Ohne das ignoriert der LO das Com-Modul.
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