492-495.pdf

GERÄTE

Digitale Betriebsarten mit dem Laptop

Interface

für PCMCIA

Max Perner, DM2AUO

Den Autor

erreichen Sie unter:

Max Perner, DM2AUO

Franz-Jacob-Str. 12

10369 Berlin

dm2auo@alice.de

Diese Variante eines Eigenbau-Interfaces dürfte speziell

für die Funkfreunde mit einem Laptop ohne serielle und

parallele Schnittstellen interessant sein. Das Interface

ermöglicht die Steuerung der PTT, die CW-Tastung sowie

FSK mittels geeigneter Software, aber nicht die Transceiver-

steuerung selbst. Die analogen NF-Signale von und zur

Soundkarte werden ebenfalls galvanisch getrennt.

im Computer unter Systemsteuerung –>

System –> Hardware –> Gerätemanager

–> Anschlüsse (COM und LPT) je nach

Adapter die neuen Ports finden. Hier soll-

te man sich notieren, wie die neuen Ports

heißen. Möchte man z.B. das Programm

CWType als elektronische Taste nutzen,

so ist beim neuen LPT-Port der Tab Res-

sourceneinstellungen zu öffnen. Im E/A-

Bereich können ein oder auch zwei Hex-

Werte angezeigt werden. Der erste Wert

ist relevant, dazu aber später.

ie modernen Notebooks haben

nur noch den USB als Schnitt-

stelle für externe Geräte. Im

Amateurfunk aber werden zur Steue-

rung der Transceiver und auch für di-

verse Software vorwiegend die serielle

und auch die parallele Schnittstelle

benötigt. Die Konverter von USB auf

Seriell versagen fast immer bei Benut-

zung langsamer Signale auf TxD und

RxD. Nun gibt es aber spezielle Schnitt-

stellenkarten für Notebooks, die direkt

auf das Innenleben des Computers zu-

greifen. Sie stellen wieder echte serielle

und je nach Typ auch parallele Schnitt-

stellen bereit. Für eine reine schnelle

serielle Verbindung zwischen Note-

book und Transceiver kann man nach

wie vor auf die üblichen USB-COM-

Konverter zurückgreifen, denn die sind

erstens preiswerter und zweitens klei-

ner. Für spezielle Amateurfunksoftware

sind die PCMCIA-Adapter aber zu be-

vorzugen.

Was kann die

PCMCIA-Schnittstelle?

Fast immer befindet sich am Notebook

(oder Laptop, ThinkPad usw.) an einer Sei-

te ein schmaler flacher Slot, meist durch

einen kleinen Deckel verschlossen. Innen

befindet sich eine Steckverbindung, auf

der diverse Signale des Motherboards an-

liegen. Hier kann man nun mit entspre-

chender Elektronik direkt die für den

Amateurfunk relevanten Signale für die

serielle und je nach Ausführung auch die

parallele Schnittstelle erzeugen. Wichtig

ist die mechanische Breite des Slots, denn

es gibt diese PCMCIA-Schnittstellenkar-

ten sowohl in der Breite 54 mm als auch

34 mm. Die seriellen Ein- und Ausgangs-

pegel dieser Adapter sind ±5 V (Arbeit/

Ruhe), der Strom aus dem Adapter sollte

5 mA pro Signal nicht übersteigen. Mit

diesem Pegel erreicht man zwar nicht die

hohe Störfestigkeit der „normalen“ COM

und LPT, aber nach bisherigen Erfahrun-

gen reicht sie völlig aus.

Zur Installation dieser Schnittstellenkar-

ten benötigt man Treiber, die sich auf der

beiliegenden CD befinden. Bei der Instal-

lation sollte man den Anweisungen und

Hinweisen folgen, dann geht nichts

schief. Viele IBM-ThinkPads haben zwei

solcher Slots. Zu beachten ist, dass die

Installation für den momentan belegten

Slot vorgenommen wird. Ein späterer

Wechsel auf den anderen Slot erfordert

für diesen eine separate Installation! Nach

der erfolgreichen Installation kann man

Ein PCMCIA-Adapter

in der Amateurfunkpraxis

Der Autor orientierte sich auf eine

Schnittstellenkarte von Delock, Card-bus

32 Bit, 2 × seriell, 1 × parallel, Breite

54 mm. Eine mögliche Bezugsquelle ist

Reichelt (www.reichelt.de), Bestellnum-

mer DELOCK 61623. Das Bild oben stellt

diesen PCMCIA-Adapter im Original vor.

Im Kopf dieses Adapters befindet sich eine

44-polige Steckverbindung, auf der alle

Signale der beiden seriellen (COM) und

die der üblichen parallelen Schnittstelle

(LPT) anliegen. Aus Sicht des Autors sind

allerdings die drei Peitschen mit den ent-

sprechenden Steckverbindern (2 × neun-

polig, 1 × 25-polig) sowie die relativ star-

ren und kurzen Kabel in der Praxis etwas

störend. Nach Recherchen in verschiede-

nen Amateurfunkprogrammen lassen

sich die notwendigen Signale und damit

die Anzahl der Verbindungsleitungen mi-

nimieren. Das Interface ist nur für die Da-

tenrichtung Computer zu Transceiver

ausgelegt, der beidseitige Datenaustausch

zwischen Transceiver und Computer ist

hiermit nicht möglich und auch nicht vor-

gesehen.

Üblich sind neben GND die Signale RTS

und DTR sowie TxD für FSK. Das wären

vier Leitungen pro COM. Geht man da-

von aus, dass die Signale GND der beiden

COM-Ports (und auch der LPT) im Adap-

ter bereits intern miteinander verbunden

sind, so verbleiben jetzt sieben Leitungen

Bild 1:

Der Lieferumfang

des vom Autor

verwendeten

PCMCIA-Adapters.

Die Schnittstellen-

karte, CD mit

Treibern, Manual

und die 44-polige

Steckverbindung

mit den drei

Peitschen

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CQ DL 7-2009

GERÄTE

Tabelle

Pin Funktion Bu 44-pol. PCM2 Funktion

St1 COM 2RxD 1

3TxD 31

4DTR 32 Di3 PTT

5GND 33 G3* GND

7RTS 16 Di8 CW

8CTS 3

St2 COM 2RxD 29

3TxD 12 Di5 FSK

4DTR 28 Di2 PTT

5GND 43 G3* GND

7RTS 13

8CTS 30

LPT 25pol. 2D0

für beide seriellen Ports. Das CW-Pro-

gramm CWType benötigt für die Verwen-

dung als Elbug fünf Signale des parallelen

Ports: D6, D7, PE, DEL IN und GND. Un-

ter Beachtung von GND verbleiben somit

elf Leitungen für die Verbindung des

PCMCIA-Adapters mit der Amateurfunk-

technik. Mit etwas Überlegung kann man

den Bedarf auf neun oder auch sieben Lei-

tungen reduzieren, dazu später.

Jetzt muss man nur noch die entspre-

chenden Kontakte der drei Ports auf der

44-poligen Steckverbindung suchen. Die

Tabelle enthält die Kontakte, die der Au-

tor benötigte. Nun ist die neue Verbin-

dung zwischen Notebook und Amateur-

funktechnik leichter, beweglicher und auf

die notwendige Kabellänge zugeschnit-

ten. Mit einem 44-poligen Stecker, einer

dazu passenden Haube mit seitlichem

Ausgang sowie einem Kabel LIYCY 14 ×

0,14 mm 2 oder 10 × 0,14 mm 2 und einer

jeweils vorhandenen Steckverbindung

auf der andere Kabelseite ist man mit obi-

gem Adapter im Besitz von im Signalum-

fang reduzierten zwei seriellen sowie ei-

ner parallelen Schnittstelle.

Vom Platz her bot sich eine galvanische

Trennung auch der beiden analogen NF-

Signale von und zur Soundkarte an. Mit

den Jumpern JP1 und JP2 lassen sich die

Zuordnungen auf den Stereokabeln än-

dern, ein Umlöten kann so entfallen.

Zum Ausgleich von Pegeldifferenzen des

Frequenzgangs, speziell des Transceivers,

ist das Poti P1 vorgesehen. Das Layout

enthält aber auch Lötaugen für einen Ein-

stellregler PT10L, damit entfällt das Poti.

Die Bezugsquelle für die beiden NF-Über-

trager P1200 (Voice/Data Transformer,

1:1, 600 " ) ist Segor electronic Berlin

(www.segor.de). Bei Reichelt werden die-

se Trafos leider nicht geführt, man kann

aber mit reduziertem Frequenzgang die

dort angebotenen NF-Übertrager Print

verwenden. Der Autor testete die Typen

1:3, Kennfarbe grün.

In einem älteren Interface dieses Typs ver-

wendete der Autor auch für die FSK-Sig-

nale einen Optokoppler CNY17/3. Für ei-

ne mögliche Signalinvertierung wird jetzt

ein AC-Koppler PC 814 eingesetzt. Kann

man im Menü des Transceivers die Inver-

tierung nicht vornehmen, so lässt sie sich

jetzt durch Stecken der Leitung TxD auf

Di4 oder Di5 (Normalzustand) realisieren.

Äquivalente zum PC 814 sind LTV 814

und TLP 620. Bezugsquelle für diese AC-

3D1 2 2

8D6 4 D6 D6

9D7 1 9 D 7 D 7

12 PE 23 PE PE

13 SEL IN 9 SEL INSEL

25 GND 41 G3* GND

Kontaktbelegung

und Funktion des

verwendeten

PCMCIA-Adapters

Koppler sowie die vierpoligen DIL-Fassun-

gen ist www.segor.de.

Die Platine enthält keinen Steckverbinder

für das vom Adapter kommende mehr-

adrige Kabel. Hier sind eigene Lösungen

möglich, außerdem spielen die Platzver-

hältnisse auf der Gehäuserückseite des In-

terfaces eine Rolle. Der Autor verwendet

bei einem Interface einen 15-poligen D-

Sub-Steckverbinder. Er ist ebenfalls an der

Gehäuserückseite montiert, hat aber kei-

ne mechanische und elektrische Verbin-

dung zur Platine. Die Steckverbindung

Das Interface

für den PCMCIA-Adapter

Hat man die notwendigen Verbindungen

hergestellt, so sind in einem speziellen In-

terface diese digitalen Signale galvanisch

zu trennen und dem Endgerät zuzu-

führen. Zweckmäßig ist eine Trennung

durch Optokoppler. Das Bild 2 zeigt den

Stromlaufplan des vom Autor gebauten

Interfaces.

Auf der linken Seite sind die Kontakte der

44-poligen Steckverbindung zu sehen, ei-

ne eigene in der Kontaktanzahl minimier-

te Steckverbindung für die Amateurfunk-

seite fehlt hier noch! Von dieser eigenen

Steckverbindung gehen kurze Litzen zu

den Lötaugen Di1 usw. Dadurch kann

man selbst optimieren.

Drei Optokoppler trennen Notebook und

Transceiver, neben einer fünfpoligen

Steckverbindung (Bu1) können FSK und

CW jeweils getrennten Steckverbindun-

gen entnommen werden. Bei einigen

Transceivern genügt aber bereits Bu1 für

alle Funktionen und Signale.

Die benötigten Signale der beiden COM

und der LPT werden über Dioden entkop-

pelt und zusammengeführt. Das Paddle

der elektronischen Taste des Programms

CWType benutzt vier Signalleitungen des

parallelen Ports. Eine galvanische Tren-

nung erfolgt hier über zwei Optokoppler,

das Paddle liegt mit seinem Massekontakt

auf dem Potenzial GND des Transceivers!

Bild 2:

Der Stromlaufplan

des Interfaces

493

CQ DL 7-2009

GERÄTE

T4 (Manuskriptnummer)

wird im Gehäuse von innen nach außen

gesteckt, so bleiben bei Abnahme der

Rückplatte die Verbindungen zur Platine

erhalten. Der Kragen sitzt also auf der In-

nenseite. Vom Stecker gehen die neun Lit-

zen mit Lötschuhen 1 mm zu den Lötstif-

ten 1 mm auf der Platine. Dadurch kann

eine Änderung der Zuordnung der Signale

problemlos erfolgen.

Als Verbindungskabel ist abgeschirmtes

Kabel zu empfehlen. Die Abschirmung

wird nur an der Adapterseite mit den Mas-

sekontakten des Adapters verbunden, auf

der Interfaceseite bleibt die Abschirmung

frei! Wenn man die Löcher für die Klin-

kenstecker nicht genau realisiert, so kön-

nen unter Umständen metallische Klin-

kenstecker eine ungewollte Masseverbin-

dung zum Gehäuse herstellen. Im Ergeb-

nis kann dann die galvanische Trennung

umgangen werden. Im Bild 3 ist der ein-

gesteckte PCMCIA-Adapter mit dem neu-

en Kabel zum Interface zu sehen.

Bild 6:

Das Layout der

Leiterplatte,

gespiegelt,

Bohrlöcher

vereinheitlicht

und minimiert

Das klappt, aber nun kann zwischen

Paddle und Transceiver eine wenn auch

nur sehr geringe Potenzialdifferenz auf-

treten. Um klare Verhältnisse herzustel-

len, verwendet der Autor hier zwei AC-

Koppler PC 814. Diese Typen schalten

bereits mit einem Strom von 0,8 mA, nun

wird aber eine Stromversorgung notwen-

dig, die auf dem Potenzial der Transceiver-

Stromversorgung liegt. Sie wird an St1

eingespeist. Getestet wurden verschiede-

ne Spannungen, die Widerstände R6 und

R7 wurden jeweils auf sicheres Umschal-

ten bemessen. Bei 3 V sind die Wi-

derstände jeweils 2,4 k " , bei 6 (9, 12) V

sind es 6,2 (10, 14) k " . Der Autor ver-

wendet einen 9-V-Block, der nach einem

halben Jahr vorsichtshalber aufgeladen

wurde. Der Strom von ca. 1 mA fließt ja

nur im Moment des Tastens!

Wird auf die Potenzialtrennung verzich-

tet, so zeigt das Bild 4 eine Lösung. Es

entfallen auf der Platine die Bauelemente

IC4, IC5 sowie R6, R7 und St1. Gebrückt

werden jetzt die Lötaugen IC4/4 mit

IC4/2, gleiches bei IC5. JP3 wird ent-

sprechend gesteckt.

D-Sub neunpolig oder Mini-DIN achtpolig

auf der Amateurfunkseite.

Die Platine des Interfaces

Die Leiterplatte ist einseitig kaschiert und

100 mm × 80 mm groß. Das Layout ist in

Bild 6 zu sehen, die Bestückung in Bild 7 .

An beiden Schmalseiten sind jeweils ca.

5 mm breite kupferfreie Flächen, um hier-

mit eine mögliche Kontaktierung mit dem

metallischen Gehäuse zu unterbinden.

Außerdem sind die großen Kupferflächen

der Leiterplatte nicht mit einem Signal der

Computer- und Transceiverseite verbun-

den, sie sollen nur das Abätzen der großen

Leerflächen verhindern. Das Layout ist ge-

spiegelt, die Bohrlöcher sind vereinheit-

licht und minimiert.

Falls die Trafos P1200 nicht verwendet

werden, so lassen sich auch die bei Rei-

chelt angebotenen NF-Übertrager ver-

wenden. Die Leiterplatte ist auch für diese

Typen ausgelegt, die Lötaugen und die

niederohmige Primärwicklung sind spe-

ziell gekennzeichnet. Beim Anschluss von

zwei Signalen TxD für FSK ist unbedingt

auf die Polarität zu achten. Beide Dioden

D4 und D5 müssen jeweils in der gleichen

Durchlassrichtung betrieben werden. Im

Bild 7 ist unterhalb G1, G2 und G3 eine

Brücke zu sehen. Wird vom PCMCIA nur

eine einzige Masse zum Interface verwen-

det, so sind hier die drei Brücken einzulö-

ten.

Nachfolgend werden einige Beispiele be-

schrieben, wie man mit diesem Interface

mehrere Amateurfunkprogramme an ei-

nem Transceiver betreiben kann.

Anschluss des Paddles

Das Bild 2 enthält im unteren Teil die

Elektronik des Paddleanschlusses für das

Programm CWType. Im Original werden

die Signale PE und SEL des parallelen

Ports an GND des Computers gezogen.

Bild 3:

Der neue

Kabelabgang am

PCMCIA-Adapter

Bild 4 (oben):

Paddleanschluss

ohne

Potenzialtrennung

Reduzierung der Adernzahl

des Verbindungskabels

Das Bild 5 zeigt einen Vorschlag für die

Optionen des Bildes 2. Hier sind auf dem

44-poligen Stecker vier Dioden und zwei

Widerstände untergebracht. Das ist mit

Umsicht sowohl in der Steckerhaube mit

seitlichem als auch mit geradem Kabelab-

gang möglich. In dieser Option könnten

auch die Signale TxD der COMy und RTS

der COMx zum Interface geführt werden.

Die notwendige Adernzahl bleibt auch da-

bei bei sieben. Diese Variante ermöglicht

die Verwendung einer Steckverbindung

Bild 5 (rechts):

Minimierung der

Adernzahl im

Verbindungskabel

durch passive

Bauelemente im

Steckergehäuse

Interface und CWType

Vorab der Hinweis, dass sich die folgen-

den Port-Nummern aus der Installation

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CQ DL 7-2009

GERÄTE

Bild 7:

Die Bestückung

der Platine

Scope als Mittenfrequenz für Tx und Rx

einzustellen 2210 Hz.

Abschließende Bemerkungen

Bild 8 zeigt das fertige Interface mit dem

Verbindungskabel zum PCMCIA-Adapter

des Autors. An der Gehäuserückseite ist

die 15-polige D-Sub-Buchse zu sehen, an

der linken Seite ist der 9-V-Block befestigt.

Das hier vorgestellte Interface zieht an

seinen drei Ausgängen die dort ange-

schlossenen Steuerungen bzw. Signale

wie PTT, CW und FSK an Masse. Auf die-

sen Umstand ist speziell bei FSK zu ach-

ten. Im Transceivermenü ist für FSK auf

die richtige Polarität zu achten. Im Nor-

malfall werden bei der seriellen Schnitt-

stelle die negativen Pegel für den Ruhezu-

stand, die positiven für den Arbeitsschritt

verwendet.

Wird der FSK-Optokoppler über Diode

D5 angesteuert, so entspricht der im Ru-

hezustand durchgesteuerte Ausgang des

Kopplers dem Zustand Normal bei der

FSK-Tastung der meisten Transceiver.

Die Stromversorgung für die Paddleelek-

tronik erfolgt beim Autor aus einem 9-V-

Akku. Dieser ist mit einer entsprechen-

den Klammer an einer Gehäuseseite

befestigt.

Eine Stückliste für dieses Interface kann

aufgrund der wenigen Bauelemente ent-

fallen. Die Buchsen Bu2–6 sind Stereo-

Klinkenbuchsen 3,5 mm, Print, Reichelt

EBS 35. Buchse Bu1 ist eine fünfpolige

DIN-Buchse, Print, Reichelt MABP 5S.

Für dieses Interface zersägte der Autor

ein Euro-Gehäuse I (Reichelt, GEH EG1)

mit den Abmessungen 168 mm × 103

mm × 42 mm (L × B × H) in zwei identi-

sche Hälften. In die andere Hälfte wurde

ein schnelles Interface für die Steuerung

eines Kenwood-Transceivers mit Opto-

kopplern eingebaut. Dessen Stromversor-

gung wird dem USB-Port entnommen,

ein Beispiel hierfür ist in der CQ DL

11/08 enthalten. Für Interessenten an

Leiterplatten wie immer: www.df1ty.de.

beim Autor ergaben. Andere Portbezeich-

nungen sind durchaus möglich und wahr-

scheinlich.

Das Programm CWType ermöglicht die

Aussendung von genormten CW-Signa-

len, entweder direkt vom Keyboard, aus

Makros oder aus der programminternen

elektronischen Taste. Bei diesem Pro-

gramm muss man unterscheiden zwi-

schen Key/PTT-Port und Paddle Port. Als

Key/PTT-Port-Type wurde gewählt

COM-Port (via Windows API), Port Num-

ber COM6. Für Key/PTT-Port-Pins wur-

de eingestellt DTR für PTT und RTS für

Key. PTT kann aber entfallen, da fast alle

modernen Transceiver eine interne VOX

für die CW-Tastung haben. In Verbindung

mit Bild 2 ergeben sich die Verbindungen

zu Di3 und Di8.

Eine Besonderheit gibt es bei der Verwen-

dung als elektronische Taste. Hier wer-

den Signale der parallelen Schnittstelle

LPT genutzt. Verwendet werden muss

der erste E/A-Wert der Ressourcenein-

stellungen, beim Autor ist es FDD8 –

FDDF.

Als Paddle Port ist einzustellen User Defi-

ned Port. Für Paddle Details ist nun bei

beiden Ports einzuschreiben FDD9. Die-

ser Wert ist das Statusregister des Daten-

registers FDD8, hier muss also ein Offset

von 1 addiert werden. Das trifft auch für

andere LPT-Ports zu!

Signal das TxD dieser COM. Somit erge-

ben sich im Interface die Verbindungen

zu Di2 und Di5.

Im Setup ist unter Misc Tx Port einzustel-

len Sound + COM–TxD (FSK). Die Ein-

stellwerte für Mark und Shift müssen de-

nen im Transceivermenü entsprechen.

Interface und HamScope

Dieses Multi-Mode-Programm ermög-

licht CW, PSK31, RTTY und MFSK16.

Empfangsseitig arbeitet es mit der Sound-

karte, bei CW kann ein serieller Port ver-

wendet werden, ebenso für PTT. Zu be-

achten ist, dass bei RTTY das obige Pro-

gramm MMTTY eingebunden wird bzw.

muss. Das bedeutet, dass bei RTTY im

Setup gewählt werden muss MMTTY

FSK Mode. Für dieses Programm wird

wiederum COM6 gewählt. Diesmal

ebenfalls DTR für die PTT und CW mit

RTS. Das sind auch die Einstellungen des

Programms CWType.

Zusätzlich muss bei RTTY unter Options

eingestellt werden PTT mit COM5 sowie

Sound + COM –TxD (FSK).

Zu beachten ist, dass HamScope bei RTTY

die Mittenfrequenz angibt, im Wasserfall

werden Mark, Mittenfrequenz und Space

angezeigt. Das ist sachlich korrekt, denn

F1b ist eine Frequenzumtastung, und laut

VO Funk liegt Mark um den Betrag des

Hubes unterhalb der Mittenfrequenz,

Space oberhalb. Somit ergeben sich in die-

sem Programm bei RTTY im Hauptfenster

die Einstellwerte Tx und Rx jeweils

1360 Hz und eine Shift von 170 Hz. Un-

ter RTTY Options ist zu wählen Mark mit

1275 Hz und Shift mit 170 Hz.

Wird die US-amerikanische Option mit ei-

ner Mark-Frequenz von 2125 Hz und die

Shift 170 Hz verwendet, so ist bei Ham-

Bild 8:

Interface geöffnet

von vorn und

Verbindungskabel

zwischen Adapter

und Interface

Interface und MMTTY

Dieses RTTY-Programm arbeitet emp-

fangsseitig mit der Soundkarte, sendesei-

tig entweder mit der Soundkarte oder mit

einem seriellen Ausgang TxD für FSK.

Für den geplanten FSK-Einsatz wird im

Setup gewählt als Tx/Port die COM5.

Für die PTT wird DTR genutzt, als FSK-

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CQ DL 7-2009

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