Ayer volví a abrir mi Icom IC7300 y le «implanté» el circuito que monté la semana pasada. Fue una tarea dificilísima porque símplemente soldar los cables del circuito a la placa del acoplador automático es complejo por la diferencia de tamaños y porque los componentes SMD son muy delicados, igual que las micropistas de conexión.
Al final no funcionó y mira que le metí unas cuantas hora probando y midiendo. No se lo que falla, pero cada vez que tengo que soldar algo, yo creo que rompo alguna cosa así que he decidido dejarlo.
Acoplador automático de antena del Icom IC7300
En la fotografía de arriba se ve el circuito que monté soldado directamente a la masa con los dos cables, rojo y naranja, conectados a los puntos que comentaba el otro día.
El resto de la emisora funciona perfectamente, con su potencia habitual, pero sin acoplar la antena. Para hacerlo, estoy utilizando ahora mismo un ATU-100 EXT que va muy bien pero voy a investigar como puedo hacer para que sea totalmente automático sin tener que bajar potencia cada vez que cambio de banda.
Tengo que ver como funciona el Tuner Control Socket del IC7300 y como hay que conectarlo al ATU-100 EXT.
Por fin, después de muchos años estoy empezando a entender como funcionan las antenas. Y eso que soy ingeniero de telecomunicaciones, pero estas cosas nuncan terminan de explicártelas a nivel práctico…
Dejando de lado el tema de la directividad (porque todo el mundo sabe que cuantos más elementos dipolos tenga una yagi, más direccional es), me centraré en las antenas verticales.
En HF (1-30 MHz) básicamente hay dos tipos de antenas: las resonantes y las de banda ancha. Y ambas tienen truco.
Resonantes. Las antenas resonantes tienen la habilidad de resonar en cada una de las bandas para las que han sido diseñadas. Es decir, si una antena vertical resonante funciona en 10, 15, 20 y 40m, significará que sin casi necesidad de acoplador de antena y sin haber utilizado ninguna impedancia artificial (unun) en su entrada, toda la potencia entregada por el transceptor se estará enviando en esas frecuencias a través de sus elementos radiantes.
Aunque hay varias técnicas, el truco consiste en poner «trampas» en la antena. Por ejemplo, si queremos hacer una antena que resuene en 10 y 12 metros, entonces el elemento radiante principal tendría que medir 5 y 6 metros, cosa imposible porque o mide 5 o mide 6. Para lograrlo, colocaremos una impedancia variable en función de la frecuencia a los 5 metros de tal forma que por encima de 28 MHz no deje pasar señal. Eso lo conseguiremos con bobinas y elementos capacitivos.
Banda Ancha. Por otro lado, las antenas de banda ancha están hechas de un hilo central a los que se instala un unun en la entrada. Un unun es un transformador de impedancia para adaptar líneas y antenas desbalanceadas que convierte la impedancia de la antena para que no haya estacionarias pero sin permitir que resuene completamente en ninguna frecuencia.
Si una antena no resuena en la frecuencia en la que estamos emitiendo entonces tendremos ondas estacionarias (SWR). La medición de SWR para una frecuencia concreta en una antena nos dará la potencia efectiva que se irradia desde esta. Para que esa SWR sea lo más baja posible y no se nos rompa el equipo, las antenas de banda ancha incorporan un unun 1:4 o 1:9 para que la impedancia resultante sea de 50 ohms y reduzcamos la relación de ondas estacionarias.
Es decir, que una antena de banda ancha (mucho más barata que una resonante) será siempre mucho menos eficiente que una antena resonante.
Mi problema. Andaba yo jugando con una Moonraker GPA-80 (es una antena de banda ancha) y después de un rato en 80m haciendo FT8 cerca de 100W, la antena de golpe saltó a un alto nivel de estacionarias. Después de investigar, leer, medir y desmontar la base de la antena la conclusión es que la ferrita del unun se ha sobrecalentado y ha alcanzado la Temperatura de Curie, por encima de la cual pierde sus propiedades magneticas de forma permanente.
Unun 4:1 de la Moonraker GPA-80
La razón ha sido que en bajas frecuencias, donde la GPA-80 es menos resonante, la mayor parte de la energía la absorbe el unun (que no es más que una impedancia variable) para compensar la diferencia de impedancias y reducir SWRs. Esa energía que he calculado puede ser alrededor de un 60% de toda la potencia emitida por la emisora, se ha transformado en calor y es lo que ha hecho que alcance los 150-200ºC dejando inutilizado el unun.
Una de las mediciones que he hecho para llegar a esa conclusión ha sido desmontar el unun y añadir una resistencia de 200 ohms para simular la antena y medir en su entrada con el NanoVNA la SWR. Al obtener valores de hasta 6:1 estaba claro que el unun había perdido sus propiedades.
Después de cargarme algunos componentes SMD del acoplador automático de antena del Icom IC7300 y de dejarlo inutilizable, ya he comenzado la tarea de intentar arreglarlo.
Como que no me veo capaz de soldar los componentes nativos a la placa original del IC7300 (principalmente porqué me cargué también alguna pista que otra), he montado una placa PCB con los mismos componentes pero en su versión clásica y además modificando el valor de la R1507 para que amplie el rango de acople hasta 6:1.
El valor de esta R1507 tendría que ser de 64,28K pero como no hay resistencia de estos valores, al final he puesto en paralelo una de 1M y otra de 68K con lo que el valor resultante es de 63,67K.
He escaneado directamente los dibujos del circuito que he montado para tenerlo como referencia porque el siguiente paso será (no hoy) soldarlo a la placa del acoplador de antena del IC7300.
Placa con los componentes para ampliar el rango de operación del acoplador del IC7300
No es la placa más bonita del mundo, la verdad, pero estoy bastante orgulloso de mi trabajo. Ahora solo bastará comprobar que realmente funciona. El cable rojo es la salida SWRL y tendrá que conectarse a la pata del IC1901 junto al C1507. El cable naranja irá a la pista en la que teníamos el C1505 SMD.
Por último los cuatro cables azules los utilizaré de soporte e irán directamente soldados a tierra.
Este fin de semana he mejorado la primera versión de la antena «Pata de Silla«. Lo que he hecho es acortar la distancia de la salida de los polos para cada una de las bandas con la entrada de la antena para que el centro quede casi debajo.
Detalle de la antena «Pata de Silla» con el filtro choke y la salida del plano de tierra
Posteriormente he instalado un filtro de choke directamente conectado a la entrada de la antena. De allí mismo sale el cable que entra en el soporte de los polos para crear un plano de tierra convencional.
Filtro de choke
En la imagen superior está el filtro de choke, comprado en Wimo, junto con el cable que une el vivo y el tierra en la antena bigotes de gato.
El resultado es excepcional en todas las banda de HF y por primera vez he conseguido una supresión de ruido realmente buena.
Esta de hoy, no es una historia de éxito. Lo he intentado por todos los métodos, he comprado nuevo equipamiento, he invertido muchas horas, me he documentado ámpliamente,… pero no ha sido posible y al final he dejado inoperativo el sintonizador automático de antena de la Icom IC7300.
El objetivo que tenía en mente era el de modificar el circuito del acoplador de antena de la IC7300 para que admitiera un rango de acople que llegara hasta una relación de ondas estacionarias 6:1 (la actual que viene de fábrica es de 3:1 aproximadamente, lo cual es insuficiente algunas veces).
La tarea se prometía fácil y el manual de servicio muy claro y entendible. En la página 10-9 tenemos el esquema electrónico del sintonizador y en la imagen de abajo la parte encargada de comparar la relación de ondas estacionarias que recibe con un nivel de referencia para activar o no el acoplador automático.
Salidas SWRL y TPWRL de la IC7300
Para ampliar el valor de ajuste hasta 6:1 bastaba con insertar una resistencia de 100kΩ entre el punto de intersección de la R1506 y la R1507 y tierra (ver imagen inferior mostrando la resistencia de 100kΩ). Numerosas personas habían reportado con éxito la operación y estaba además bien documentada. ¿Fácil no?.
Circuito impreso del acoplador del IC7300
Pues no, sobrestimé mis capacidades de soldadura de microcomponentes en superfice. La última vez que me peleé con SMDs (Surface Mount Device) igual hacía 20 años y entonces su tamaño era más o menos visible a simple ojo. De todas formas, como que a perseverancia nadie me gana, lo intenté con mi viejo soldador JVC de hace 30 años y no necesité ni 5 minutos en hacer desaparecer la R1506.
Decidí entonces comprarme un soldador adecuado, concretamente el Fanttik T1 Max, una delicia comparado con lo que tengo ahora. Además me hice con un par de pinzas ESD antiestáticas y con un soporte para poder poner el teléfono en modo zoom para tener la zona de soldadura ampliada y poder verla. Todo perfecto, pero sin éxito porque continuaban siendo los componentes demasiado pequeños, el rollo de estaño muy grande y mi pulso no suficientemente estable.
Después de muchos intentos, me he cargado las resistencias R1507 y R1506, el condensador C1506 y el diodo D1506. Un desastre…
Como que para poder ver los componentes, he utilizado la función de vídeo del teléfono en modo grabación, tengo ahora un histórico de como de mal lo he hecho. En el vídeo superior estoy intentando susituir la R1506 por otra resistencia SMD de 47K pero un poco más grande.
El IC7300 sigue funcionando normalmente pero sin acoplador de antena así que lo utilizaré con el ATU-100 Ext y quizás en el futuro decido hacer otro intento y monto un pequeño circuito poniendo los diodos D1505 y D1506, los condensadores C1505 y C106, la R1506 y la R1507 pero en vez de ser de 180K, dejarla en 64K para incrementar la activación del acoplador hasta una SWR de 6:1.
Esta semana he inventado una antena de HF a la que he llamado «Pata de Silla» porque la he hecho con una pata de silla de madera que encontré junto a un contenedor. Obviamente es la versión 1 y es muy mejorable pero de momento tiene un rendimiento muy bueno.
La idea básica inicial consistía en poner una antena dipolo para 28 MHz justo debajo de mi vertical (una Moonraker GPA-80 sin radiales ) para poder conmutarlas y tener señales menos ruidosas. Al final me animé y monté una bigotes de gato para cuatro bandas, 10m-17m-15m-12m, sin balun ni nada. El resultado fue bastante bueno y aunque las señales son menos fuertes que con la vertical, el ruido es menor y en algunas direcciones el dipolo la supera ampliamente.
La innovación del sistema es que cuando cambio de dipolos a vertical, estos se quedan inoperativos y desconectados por lo que decidí montar un latiguillo de un solo hilo con un PL-259 que unía vivo con malla y que conecté a la base de la antena a modo de tierra… y que cambio!!!!.
Detalle de la base de la antena de HF «Pata de Silla»
Lo primero es que las señales de la vertical utilizando este plano de tierra creado por la bigotes de gato han mejorado y sobretodo el ruido ha disminuído un poco. Además, la antena resuena mucho mejor en todas las bandas y especialmente en 20m pese a no tener esa banda en el grupo de dipolos.
A la que tenga un poco de tiempo voy a mejorar el invento un poco, añadiendo un choke en la vertical, y acortando el palo de silla para que los dipolos salgan justo por debajo de la vertical.
Con un par de Icoms, la IC7300 y la IC9700, la principal pregunta es como podemos enracarlas para que ocupen el mínimo espacio posible, una encima de otra, pero sin comprometer ventilación y acceso a sus pantallas.
Al final me he comprado una lámina de aluminio de 100cms x 3cms en un chino por unos 6€, la he cortado en cuatro partes de 20,6cms y le he hecho 4 agujeros. Este es el plano que me he hecho para poder medir los agujeros (ya se que graficamente no es perfecto, pero me ha servido para poder aplicar medidas).
Plano para la lámina de aluminio para unir la IC7300 con la IC9700
El espacio entre equipos para que se escuchen bien los altavoces y sobre todo para que no se calienten en exceso es de unos 2 cms.
La IC9700 encima de la IC7300
Y poco más. He utilizado 16 tornillos, 8 en cada lado y un poco de paciencia para perforar la cuatro tiras de aluminio exactamente a las mismas distancias.
Aunque me daba pereza, por fin me creé mi cuenta en el Log of the World (LotW) de la ARRL (la asociación de radioaficionados de Estados Unidos y la más grande del mundo). Resumiento, ha sido la peor experiencia de usuario que recuerdo en un servicio o aplicación en las últimas décadas.
Te tienes que instalar una aplicación de escritorio que solo funciona con un certificado que te envían por email junto a tu usuario y contraseña (escogida por ellos!!!). Ya de entrada un montón de seguridad totalmente inútil porque te viene todo junto en un único correo electrónico.
Home page de LotW
La aplicación web tiene el aspecto de haber sido hecha en 1995 y no exagero (ver imagen aquí arriba). Desde un punto de usabilidad es muy mala, lenta, fea y con funciones que no se entienden.
Inicialmente me di de alta para poder confirmar más QSOs, pero definitivamente no la voy a utilizar porque es que no me gusta y es fea y no me gustan las cosas feas. Igual otros usuarios opinan distinto…
Mientras tanto, voy a seguir utilizando QRZ.com, que tampoco ganará nunca un premio al diseño, pero con la que estoy muy contento y al menos no parece que la haya hecho un estudiante de primaria.
