Réaliser un relais avec deux GM 300

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Sommaire

Réaliser un relais radio phonie avec deux émetteurs récepteurs Motorola GM300

Relais termine gm300.jpg

Cette page a pour but de présenter les travaux de réalisation d'un relais phonie analogique utilisé par l'IAPC pour vérifier la couverture d'un future relais D-STAR, la fréquence à utiliser, etc.. Ce relais est constitué de:
- Deux émetteurs récepteurs Motorola GM 300 programmés sur les fréquences radio-amateurs
- D'un interface de commande simple de fabrication OM
- D'un boitier 19 pouce 3 U avec cablage intégré.

Le filtre duplexeur n'est pas intégré au sein du relais, mais sera intallé à l'extérieur.

Les spécifications du relais sont les suivantes:
- Largeur de bande 12.5 kHz
- Puissance d'émission 25W
- Temporisateur permettant le maintient d'émission pendant quelques secondes pour vérifier la couverture du relais

Les informations sont classées par ordre historique des travaux réalisés, avec le maintient à jour des travaux à faire.

Pour des informations sur le modèle GM 300 de Motorola, voir GM 300

Pour tout contact avec l'auteur de la page: hb9vba @ hb9g.ch

Schéma synoptique

Schema synoptique relais GM300 3.jpg

Schéma carte de commande

Schema carte de commande 4.jpg

Programmation des GM / GP 300 sur les fréquences amateurs

Le modèle de radio utilisé est juste en dehors des bandes amateurs. Le logiciel de programmation connaissant les limites de fréquence en fonction du modèle, il n'est pas possible de rentrer directement la valeur numérique dans les champs réservés aux fréquences. Il faut utiliser les caractères suivants (correspondant à shift + nombre sur le clavier américain ... mais situés sur d'autres touches sur le clavier Suisse).

        Chiffre    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 
Touche clavier )  ! @ # $  % ^ & * (

Réglage et paramètage GM 300

Voir la page décrivant les réglages pouvant être effectués sur le GM 300, celle décrivant les tests de bon fonctionnement d'un emetteur/récepteur ainsi que la remise au standard d'un GM300

Voir également les informations sur la préaccentuation du matériel OM communiquées par Georges F5DFN, que nous remercions à cette occasion.

Travaux réalisés

- 19/09/07 - Installation du relais à la Barillette par François HB9IBI.
Installation relais barillette.jpg

- 16/09/07 - Relais en état de fonctionnement transmis à François HB9IBI pour réglage de la cavité et installation sur la Barillette.- [RESOLU].
- 16/09/07 - Réalisation de la documentation technique du relais.- [RESOLU].
- 16/09/07 - Installation définitive des émetteurs récepteurs (jeu 1), réglage de la temporisation d'émission à environ 4 secondes.- [RESOLU].
- 16/09/07 - Rajouté un sac avec des fusibles de rechange.- [RESOLU].
Face avant relais finalise.jpg

- 15/09/07 - Reglage fin des deux emetteurs recepteurs du relais ainsi que deux rechanges: oscillateur, deviation Tx (2 x 2 khz), Puissance RF (18 W), squelch (+10 dB / signal plus petit decodé).- [RESOLU].
- 15/09/07 - Réalisation de la documentation sur les commutateurs et réglages techniques du Motorola GM 300 - réglages pouvant être effectués sur le GM 300
- 15/09/07 - Installation sur la face avant de la fourche de fixation microphone.- [RESOLU].
- 15/09/07 - Mise en place dans le relais du deuxième jeu d'emetteurs recepteurs GM 300 pour déverminage.- [RESOLU].
- 15/09/07 - Reglage au même standard des 2 E/R du relais ainsi que de deux E/R de rechange. Voir photo le réglage du squelch.- [RESOLU].
Reglage squelch GM300.jpg

- 14/09/07 - Changement des vis provisoires par des vis à tête fraisées. - [RESOLU].
- 14/09/07 - Réalisation plaque face inférieure et plaque supérieure. Fixation grace a des trous taraudés dans les équerres du boitier. - [RESOLU].
Boitier avec vis definitives.jpg

- 13/09/07 - Remplacement de la capacité du circuit anti bavard par un modèle 100 uF. Diminution légère de la valeur de la résistance butée du potentiomètre pour obtenir une durée minimum d'environ 2 minutes. La durée max est d'environ 3 mn 30s. - [RESOLU].
- 13/09/07 - Mise à niveau du shéma de la carte de commande: capacité d'équilibrage à l'allumage de la temporisation d'émission post réception, correction des types de transistor, mise à jour des valeurs de composants modifiées lors des essais précédents, etc.. - [RESOLU].
- 13/09/07 - Fixation de la plaque de support des potensiometres de reglage des temporisateurs sur la carte de commande a l'aide de deux entretoises. L'axe du potentiometre de temporisation post reception doit encore etre coupé et un bouton posé.- [RESOLU].

Carte potentiometre temporisation.jpg

- 12/09/07 - Schéma synoptique remis à jour avec entre autre: utilisation d'un commutateur 3 positions pour le controle du relais au lieu de deux commutateurs, numerotation des bornes de la carte de commande indiquées sur le schéma, et ajout d'un commutateur de coupure audio sur le Tx.
- 12/09/07 - Test phonie sur le relais avec François HB9IBI. Nous faisons les constatations suivantes:

           * D'une manière générale le relais fonctionne bien et nous pouvons faire le QSO sans problème. 
* La tonalité de l'audio est compréhensive mais pas parfaite.
* Probablement un problème de niveau de signal audio entre Rx et Tx.
* Autre cause possible: la préaccentuation présente sur les E/R professionnels (modulation de phase) alors qu'elle est absente des E/R natifs radioamateurs (FM pur)
* L'ampli de l'émetteur est tres chaud à la fin du QSO, avec la protection thermique qui fait chuter la puissance RF d'emission.
* L'anti bavard meme au reglage maximum est un peu trop court, il faut augmenter la valeur de la capacité à 100 uF.

- 12/09/07 - Programmation d'un portable GP300 sur les fréquences du relais. Test de déclenchement tout a fait satisfaisant. La modulation reçue sur un récepteur additionel semble correcte, mais des essais plus complets doivent être fait entre deux emetteurs recepteurs .... et deux opérateurs. Message demandant l'aide des OM's de la region pour tester le relais sur l'air envoyé sur la liste technique IAPC. - [RESOLU].
- 12/09/07 - Réglage d'une cavité filtrante pour l'installer sur la partie récepteur du relais. L'attenuation de la fréquence d'émission est assez pitoyable (-5 dB !) alors que normalement il faudrait au minimum -60 dB. Elle est laissée en place sur le circuit Rx et le relais est connecté à deux antennes séparées puis laissé sous tension pour test sur l'air. - [RESOLU]
- 12/09/07 - Achat des vis adaptées (tête fraisées).

Test relais sur air portable 2.jpg

- 11/09/07 - Ajout de potentiometres de reglage sur les temporisateurs, avec plaquette de montage a l'arriere de la carte de commande du relais. La temporisation anti-bavard peut se régler au maximum à environ 100 s, et la temporisation emission post reception à environ 8 s. - [RESOLU]
- 11/09/07 - Reprise des problèmes détectés lors des premiers tests de la carte de commande montée. - [RESOLU]
- 11/09/07 - Mauvaise soudure de la résistance de commande du circuit LED réception. Une fois la soudure refaite, bon fonctionnement constaté. - [RESOLU]
- 11/09/07 - Le circuit de référence tension de l'ampli op. du temporisateur post réception était monté à l'envers. La décharge de capacité atteignait rapidement le seuil trop haut. L'inversion des valeurs du pont résistif ramène le temps max à plus de 10 secondes hors résistance variable, ce qui est tout à fait satisfaisant. Voir la photo avec le relais en emission apres arret de la reception. - [RESOLU]
- 11/09/07 - La résistance de charge / décharge du temporisateur anti bavard était trop élevée. Le changement par une résistance de 2.2 Mohms le fait fonctionner avec une durée de deux minutes environ hors réglage variable rajouté. - [RESOLU]
- 11/09/07 - L'émetteur passait en émission lors de la mise sous tension à cause du circuit temporisateur post émission, le temps que la tension sur la capacité se stabilise. Le rajout d'une capacité de 470 uF sur le circuit de référence de tension sur l'autre entrée de l'ampli op règle le problème. Cette modification regle egalement le problème de la reemission de l'emetteur à l'arret de la reception du signal apres coupure de l'emission par l'anti bavard. - [RESOLU]

Test relais en emission hors reception.jpg


- 10/09/07 - Cablage de la carte de commande du relais selon le schéma. Quelques valeurs de composants ont été légèrement modifiées. Les premiers tests à l'aide du générateur RF montrent que le signal de réception est reconnu par la carte, que la temporisation post émission fonctionne, que le signal de mise en émission de l'émetteur est transmis à ce dernier et que la LED Tx s'allume en émission. Quelques problèmes sont cependant relevés:

       * La LED réception ne s'allume pas 
* L'émission se prolonge deux secondes au lieu de 6 ou 7 secondes sur le circuit d'essais
* L'anti bavard ne semble pas se déclencher

Probablement des problèmes pas très graves, mais à régler demain, il se fait tard ! :-)
Circuit de controle cable a finaliser.jpg

- 09/09/07 - Réalisation du schéma de la carte de commande du relais. A cette occasion, une simplification a été réalisée en modifiant légèrement le circuit de temporisation post émission pour éviter l'utilisation d'un autre amplificateur opérationnel pour inverser le signal. Simplification testée sur la plaquette d'essais, voir photo. - [RESOLU]

Plaque essais revisee.jpg

- 08/09/07 - Mise au point sur plaquette d'essais de la logique de commande, a savoir la temporisation anti-bavard et la temporisation d'émission de quelques secondes après la fin de reception du signal. Pour la temporisation post reception, les premiers essais a base d'inverseurs à trigger de schmidt (74HC14) ne s'étant pas montrés concluants (la plage possible des valeurs des résistances étant limitée), un montage a amplificateur operationel a été finalement choisi et donne toute satistfaction. L'anti-bavard est réalisé à l'aide d'un timer NE555. - [RESOLU]
Dans le cas ou l'anti bavard arrete l'emission, le temporisateur post emission s'enclenche apres l'arret du signal de reception. Ce n'est pas tres élégant mais dans l'immediat ce n'est pas vraiment un problème. Problème a régler si le temps le permet.
- 08/09/07 - Mise au point toujours sur la plaquette d'essais du circuit de commande PTT. Initialement basés sur un couple transistors PNP / NPN, posant pas mal de problèmes de niveau. En effet le signal de commande au repos est environ a 1.5 V plus bas que le 5V d'alim et risque d'évoluer. La transition passant / bloquée n'est alors pas franche ou ne se fait pas. Le PNP d'entrée de ce circuit est remplacé par un ampli operationel monté en trigger de Schmit, qui donne toute satisfaction. Le transistor de sortie est un simple NPN (un 2N3904) en mode commutation, saturé lorsque l'emetteur doit passer en émission - [RESOLU]

Plaquette essais logique commande 2.jpg

- 03/09/07 - Réalisation circuit commande LED réception signaux et émission. Utilisation de transistor PNP 2N2907A. Test concluant, voir photo. - [RESOLU]

Tests voyants relais.jpg

- 02/09/07 - Installation connexion de masse pour le relais sur face arrière - [RESOLU]
- 02/09/07 - Câblage connecteurs arrière GM 300 et commutateurs, tests de fonctionnement relais en mode direct (voir photo) - [RESOLU]
- 02/09/07 - Mise en place interrupteur audio HP Tx et Rx - Tests de fonctionnement OK - [RESOLU]
- 02/09/07 - Mise en place du réseau d'alimentation DC, soudure fiches bananes sur le cable d'alimentation, test de mise sous tension concluant - [RESOLU]
- 02/09/07 - Réalisation câble de connexion arrière (Mini-UHF à N) par sertissage avec cable RG 58 et tests (merci Orianne !) - [RESOLU]

Verification cables RF par Orianne.jpg Tests relais liaison directe.jpg

- 01/09/07 - Finaliser face avant: réaligner trous de fixation, agrandir faces latérales pour permettre le bon coulissement des E/R - [RESOLU]
- 01/09/07 - Fixer les interrupteurs (marche/arrêt, audio HP Rx, commande) et fusible sur la face avant - [RESOLU]
- 01/09/07 - Fixer connecteurs by pass N face arrière et trou de passage alimentation avec mise en place d'une protection caoutchouc. - [RESOLU]
- 01/09/07 - Découper à la taille voulue et fixer plaquette imprimée sur la face avant - [RESOLU]
- Travaux sur plaque imprimée:

    * 01/09/07 - Souder LED power (verte), signal reçu (jaune)et émission (rouge)- [RESOLU] 
* 01/09/07 - Mise en place circuit alimentation 5V à base de 7805 - [RESOLU]

Cablage en cours.jpg

- 29/08/07 - Préparation et pose de la plaque de fixation interne pour les E/R. - [RESOLU]
- 28/08/07 - Préparation et pose des plaques externes latérales. - [RESOLU]
- 27/08/07 - Percage et finition à la lime des deux plaques de face avant pour la place des émetteurs récepteurs - [RESOLU]
Preparation face avant.jpg

- 26/08/07 - Préparation de la face avant du boitier. Une plaque aluminium neuve est mise devant la plaque originale trouée. Le plaque neuve étant trop mince, elle ne pourrait en effet pas supporter le poids de l'ensemble si elle installée et vissée dans un rack 19 pouce. - [RESOLU]
Boitier face aluminium.jpg

- 25/08/07 - Dépose du cablage et des connecteurs existants - [RESOLU]
- 25/08/07 - Préparation face arrière du boitier - [RESOLU]
Cablage original boitier 3U.jpg

- 24/08/07 - Récupération plaques aluminium auprès de Renato HB9TYR. Merci Renato !! - [RESOLU]

- 22/08/07 - Récupération boitier 19 pouce 3U dans une décharge - [RESOLU]
Boitier relais origine.jpg

- 21/08/07 - Cablage connexion relais simple - [RESOLU]
Cablage connecteur arriere GM 300.jpg Cable back to back.jpg

- 18/08/07 - Récupération d'un boitier 19 pouces de hauteur 2U. Les premiers essais montrent que malheureusement il ne permet pas d'intégrer deux GM300, le cablage DC et RF ainsi que la carte de commande. Un rack de hauteur 3U semble plus approprié. Message de recherche envoyé sur la liste de messagerie technique IAPC- [RESOLU]
- 17/08/07 - Programmation des emetteurs récepteurs. Le programme dispose d'un mode "relais", mais celui ci n'est pas utilisé car il ne permet l'utilisation que d'une fréquence. La programmation en mode "radio" permet de programmer les 3 fréquences souhaitées. - [RESOLU]
- 16/08/07 - Lancement des approvisionnements sur Internet: cable alim pour GM 300 et connecteurs Mini-UHF à sertir. - [RESOLU]
- 15/08/07 - Limitation de l'excursion de fréquence sur le GM 300 utilisé comme émetteur, et rattrapage avec le logiciel de service de la fréquence de l'oscillateur pilote - [RESOLU]
- 14/08/07 - Tous les GM 300 récupérés sont des modèles avec fréquence intermédiaire (FI) de 25 kHz, à l'exception d'un seul qui a été modifié 12.5 kHz. Malheureusement son amplificateur de puissance a été canibalisé. La récupération sur un autre GM 300 (dont la partie Rx est défectueuse) du PA résoud le problème. - [RESOLU]
- 13/08/07 - Récupération et test des radios: programmation, fréquence, sensibilité, sélectivité, puissance d'émission - [RESOLU]
Generateur pour test sensibilite rx 2.jpg

Futur développements possibles

- Amélioration de la qualité sonore.
- Identification sonore à la fin d'émission pour permettre d'identifier le relais lors des tests.
- Installation d'un ventilateur avec commande thermique pour refroidir le radiateur de l'émetteur.
- Décodeur tonalité 1750 - par exemple grace au circuit LM567
- Décodeur DTMF
- Télémétrie des paramètres du relais (tension batterie, SWR, puissance émission, signal reçu, température, etc..)


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