(tr)uSDX — обзор моего первого КВ-трансивера
В этой статье я расскажу о своём первом приборе для работы в коротковолновых радиолюбительских диапазонах 20...80 метров (14...3,6 МГц) — это сверхмалый трансивер (tr)uSDX — предельно дешёвый и компактный, однако позволяющий проводить радиосвязи на малой мощности 5 Вт, пусть и с переменным успехом.
Как и в прошлой статье про УКВ-оборудование, здесь не будет готовых решений или ответов на волнующие всех вопросы — просто обобщение моего опыта (как удачного, так и не очень) за прошедший год.
Особенности КВ-радиолюбительства
Из накопленного опыта, для начинающего радиолюбителя я бы выделил следующие особенности КВ-радио по сравнению с УКВ:
- Стоимость и массогабариты радиооборудования выходят примерно на порядок выше, чем для УКВ. Для вхождения в тему на самом низком уровне потребуется вложить хотя бы пару сотен долларов, и это лишь начало.
- Полноразмерная антенна для популярных КВ-диапазонов будет иметь размеры вплоть до десятков метров, против десятков сантиметров (ну, единиц метров в крайнем случае) для УКВ.
- В городской черте в КВ-эфире мало что слышно без специальных ухищрений, кроме мощных помех от всего вокруг и 500-киловаттных китайских вещательных станций (и то даже не всегда).
- КВ-антенну сложно разместить в городе так, чтобы она нормально работала и при этом ни у кого не возникло претензий. Если штырь для УКВ с магнитной базой можно совершенно незаметно ляпнуть на подоконник и спокойно работать с репитером, то банальный 20-метровый провод раскинуть во дворе уже намного сложнее, а про направленные антенны (размером с дом) и вовсе промолчим.
- Без навыка пайки можно даже не смотреть в эту сторону. Как правило, КВ-антенны радиолюбителями изготавливаются и настраиваются самостоятельно, а не приобретаются готовыми. КВ-трансиверы тоже иногда изготавливаются самостоятельно из готовых наборов.
- Фабричные КВ-антенны стоят очень дорого for what it is: просят 50…∞ долларов за феррит, пару разъёмов, сантехническую гильзу и пару десятков метров провода. Впрочем, у фабричных антенн {заявленный} запас по мощности обычно очень велик — сотни ватт, а я пока дошёл максимум до 10 Вт.
- Прохождение коротких волн непрерывно изменяется в зависимости от времени дня, времени года, солнечной активности и диапазона частот. Стоит использовать хотя бы два диапазона — дневной и ночной. Но нередко бывает, в частности летом, что в эфире стоит практически мёртвая тишина с периодическими грозовыми разрядами.
- Как правило, ваши радиосвязи будут происходить с корреспондентами из других регионов и стран (за сотни-тысячи км), поскольку вблизи вас будет находиться «мёртвая зона» для радиоволн.
(tr)uSDX — первый КВ-трансивер
О самодельных КВ-трансиверах
Для дальних связей моим первым выбором стал 5-ваттный (tr)uSDX за авторством DL2MAN и PE1NNZ, размером с пачку сигарет. Главное достоинство этого приборчика — предельно низкая по меркам коротковолнового оборудования цена, порядка 140 долларов, при этом он поддерживает пять КВ-диапазонов, голосовой, цифровой и телеграфный виды связи. Также нельзя не отметить низкое энергопотребление и сверхмалые массогабариты (масса всего 140 г). Вообще чудо, что он хоть как-то работает и позволяет связываться за тысячи километров!
(tr)uSDX — это форк более раннего проекта uSDX от тех же авторов.
Андрей RW9RN вносит исторический контекст:
В свою очередь, uSDX — это попытка заставить работать трансивер QCX (проект Ганса из QRP-Labs) SSB* и СМС** модой. Амбициозные последователи этой идеи решили сделать трансивер с открытым кодом (open-source), но как очень часто получается, реплика работает гораздо хуже оригинала.
Зато дали кетайцам заработать денег и выпустить радио для тех, кто не знает телеграфа, ибо изначально QCX был однодиапазонный телеграфный трансивер.
Ганс понимал, что нормальное SSB-радио на основе QCX-а не сделать, поэтому он пошел другим путем, сделав сначала QDX — трансивер для СМС, потом QDX-M опять же для СМС, потом QMX — многодиапазонный телеграфный трансивер.
* SSB — single-sideband modulation — однополосная модуляция, используемая на КВ для голосовой (телефонной) связи. ** CMC — computer-mediated communication — цифровые виды связи.
А вот uSDX в силу своей открытости на каком-то этапе был захвачен китайскими производителями и творчески переработан с сомнительным качеством итогового продукта. Множество таких приборчиков под производными названиями от «uSDX» продаётся на Али, и приобретать их рискованно, поскольку качество элементной базы и ПО там всецело на совести безымянных китайских фабрик.
Аналогичная ситуация произошла с хорошим более мощным трансивером mcHF от M0NKA — вначале можно было купить сборочный набор или готовый прибор от самого автора, но нынче продаются лишь китайские клоны и клоны клонов (sic) с непредсказуемым качеством программного и аппаратного обеспечения.
В случае же с (tr)uSDX, автор проекта старается контролировать качество изготовления прибора авторизованными поставщиками, дорабатывает ПО и оказывает какую-никакую (хотя бы моральную) поддержку.
Важно понимать, что трансиверы такого класса — это экспериментальные хобби-проекты, разработанные энтузиастами и для энтузиастов. В эксплуатации они несравнимы с теми фабричными моделями, которые стоят в разы, а то и на порядки дороже. Если вы рассчитываете заплатить 140 долларов и получить законченный продукт — лучше подкопите ещё сотню хотя бы на самый дешевый 5-ваттный Xiegu G106.
Особенности прибора и обвязки
В базовой комплектации (tr)uSDX поддерживаются 5 КВ-диапазонов:
- 80 метров — ночной, зимний, сложен для дальних связей. В любое время может использоваться для ближней связи (до 300 км). Длина полноразмерной антенны — 40 метров! Летом много помех от гроз.
- 60 метров — в России не используется.
- 40 метров — ночной для дальних связей, в дневное время работает на небольших расстояниях (<800 км летом, <1500 км зимой). Летом много помех от гроз.
- 30 метров — голосом работать запрещено, только цифра и телеграф.
- 20 метров — наиболее популярен для дальних связей. Зимой сугубо дневной. Летом в той или иной степени работает круглосуточно, однако ночью мёртвая зона — до 2000 км, и на малой мощности вы ее навряд ли преодолеете.
Если вы дружны с паяльником и имеете некоторую измерительную аппаратуру для проведения настройки прибора, то можно сэкономить долларов 30 на сборке трансивера, получив его в виде набора деталей и плат с уже установленными SMD-компонентами. При этом появляется возможность заказать плату (однако меньшей эффективности) с покрытием других диапазонов, например, 10-15-20-40-80 метров (нет неактуальных в России 60 метров, зато есть популярные 10 и 15).
Также открыта возможность изготовить прибор полностью самостоятельно, предварительно заказав изготовление плат и закупив элементную базу по выложенной автором документации. Это актуально, например, для радиоклубов.
(tr)uSDX питается от номинала 12 В, что позволяет его запитывать от трёх литиевых аккумуляторов — достаточно лишь купить коробочку для 3×18650 и припаять ее к входящему в комплект поставки разъёму питания. Также продаются удобные навесные аккумуляторные боксы, но стоят они довольно дорого.
Теоретически, этот трансивер может питаться и от повербанка с выходом USB Type-C и соответствующим 12-вольтовым переходником (PD trigger) на разъем 3,5×1,35 мм DC, но на практике похоже, что при этом ухудшается качество передаваемого сигнала из-за «мусора» в отдаваемом повербанком напряжении. Впрочем, это очевидно не так критично при работе по протоколу FT8 (см. далее), где ваш сигнал расшифровывает бездушная машина без понятий об эстетике.
Автор проекта особо отмечает, что для качественного выходного сигнала особое значение имеет качество питания — весь «мусор» пройдёт на выход. Поэтому предполагается использовать либо аккумуляторы, либо хороший источник сетевого питания типа лабораторного.
На некоторых фото трансивер питается просто от MicroUSB, так он работает в качестве приёмника и отдает не более 0,5 Вт.
Энергопотребление — сущие копейки (порядка 1,2 Вт/90 мА в режиме приёма), трёх 18650 хватает очень надолго. Многие другие трансиверы на приёме потребляют больше в разы.
Стоит сразу же докупить маленький активный динамик на 3,5 мм выход (или как минимум использовать наушники), поскольку встроенный динамик у этого прибора чисто «аварийный» — он очень тихий, а при попытке выкрутить громкость начинает скрипеть. Я в конце концов спаял переходник на выносную тангенту Retevis HK008 — она стоит довольно дорого, но имеет встроенный усилитель звука, который радикально решает проблему громкости получаемых сигналов.
Мощность трансивера — 5 ватт, это считается малой мощностью у радиолюбителей (QRP) — для сравнения, я часто слышу в эфире передающих на 500-1000 Вт. Однако с ростом мощности цена и массогабариты трансивера, аккумуляторов и антенного хозяйства растут в геометрической прогрессии, что для походов весьма критично. Если размахнуться на 50 Вт и более, там придётся заменять всю обвязку на более дорогую, массогабаритную и потребляющую на порядок больше энергии. При радиосвязях из палатки это труднореализуемо.
Для радиосвязей я обычно использую антенну типа EFHW с длиной полотна 20 метров через трансформатор 49:1, она поддерживает диапазоны 20 и 40 метров без тюнера. Полотно устанавливается с помощью карбоновой удочки длиной 6 или 9 метров, либо подвешивается за ветку дерева с помощью грузика. Про мои КВ-антенны речь пойдёт в следующей части статьи.
В эксплуатации
После получения трансивера нужно установить самую последнюю прошивку с сайта автора, при этом указав свой позывной (он будет отображаться на экранчике). В последних бета-версиях ПО есть интересные функции, например, индикатор спектра. Также в трансивер смогли встроить измерители уровня принимаемого сигнала, выходной мощности и КСВ (последнее только в режиме CW — телеграф), что весьма похвально, учитывая сверхмалые вычислительные возможности.
Перед использованием (tr)uSDX его частоту следует откалибровать. В отсутствие измерительных приборов проще всего поймать какую-либо китайскую КВ-станцию с известной частотой и подстроить параметр Ref freq таким образом, чтобы звучание было одинаково естественным как в режиме LSB, так и в USB. В дальнейшем при работе в эфире можно дополнительно подстроить Ref freq, чтобы на «круглых» частотах голоса в эфире звучали естественно. Полученное значение стоит записать, чтобы в случае сброса настроек быстро вернуться к нему.
В комплекте с трансивером идёт переходник SMA-BNC, и целесообразно сразу же строить своё антенное хозяйство именно вокруг BNC, поскольку это самый ходовой разъём у маломощной КВ-аппаратуры.
У трансивера нет практически никакой защиты выходного каскада, и при работе на несогласованную антенну (или если она отвалилась, или забыли подключить), есть совершенно реальный риск сжечь транзисторы. Поэтому не забываем пользоваться NanoVNA и подстраивать свою антенну перед работой.
В процессе эксплуатации оказалось, что антенный разъём SMA у этого трансивера весьма хлипкий, и в какой-то момент он просто отломался от платы при перевозке, при этом адаптер на BNC сработал в качестве рычага. В ходе ремонта я установил разъём BNC на корпус прибора и подключил его к плате проводами.
За год эксплуатации (tr)uSDX у меня возникло ощущение, что 5 Вт для голосовой связи всё же маловато, и это наблюдение подтверждается отзывами других QRP-радиолюбителей. Очень многие российские радиолюбители, которых слышно на диапазонах (особенно на 40 и 80 м), работают с мощностями 500-1000 ватт, и естественно, что мои 4-5 ватт из «спичечного коробка» заглушаются буквально каждым первым конкурентом. Единственный шанс — что принимающая станция услышит ваше «дробь Павел» или «дробь QRP» и оценит то, что вы пытаетесь достучаться до нее на малой мощности.
Поэтому очень часто (особенно летом, когда прохождение ухудшается) меня либо вообще не слышат, либо слышат ниже уровня шумов — иногда приносят извинения в связи с этим. Это приятно, но наполнению журнала связей не способствует!
В таких условиях пытаться давать общий вызов (CQ) есть смысл лишь в том случае, когда вас другие радиолюбители сами будут искать, — например, если вы заявили о себе тем или иным образом в интернете, а радиосвязь с вами способствует получению каких-либо дипломов. Этот механизм я ещё не испытывал пока.
А так остаётся искать самые слышимые станции в эфире (при этом желательно 50-100-ваттные, а не киловаттные) и пытаться пробиться к ним — предполагаем, что если мы слышим мощную станцию на уровне S9+, то если она находится не в очень зашумленном месте, возникнет шанс на QSO с рапортом типа 55-56. Лично у меня это работало на расстояниях вплоть до 2000 км (для 40 метров — меньше 1000), но тут многое зависит от прохождения радиоволн.
Забегая вперёд, переход на 10-ваттный трансивер Discovery TX-500 существенно повысил вероятность проведения радиосвязей голосом, и первые же связи внезапно пошли с рапортами 59 (хотя чисто математически рост мощности вдвое прибавляет лишь 0,5 балла по шкале S, а реально первые радиосвязи я проводил на 7-8 Вт из-за отсутствия достаточно мощной АКБ).
А насчёт (tr)uSDX сложился некий консенсус среди радиолюбителей, что с ним лучше работать либо азбукой Морзе (которую я пытаюсь учить, но очень медленно и туго), либо цифрой.
Послушать, как должным образом изготовленный и настроенный (tr)uSDX звучит в эфире, можно в этом видео от самого DL2MAN.
Работа в цифре
Трансивер (tr)uSDX неплохо подходит для проведения радиосвязей в цифровом формате по протоколу FT8. Этот протокол специально заточен для работы на малой мощности и в плохой шумовой обстановке, поэтому выдаваемых ~4-5 Вт хватит вам с лихвой, даже если условия не позволяют проводить никакие голосовые связи с доступной вам антенной.
Для радиосвязей в цифре я использую программу для Андроид FT8CN (автор — BG7YOZ) и в случае с (tr)uSDX — подключение к планшету или смартфону с помощью переходника USB-OTG и обычного кабеля MicroUSB. В настройках программы выбирается способ подключения audio over CAT — так всё будет работать по USB без необходимости подключения других кабелей. Трансивер будет по командам с телефона вставать на приём и передачу, а также настраивать частоту и переключать диапазоны.
Для многих других трансиверов потребуется два кабеля — один для аудио, другой для управления, плюс контроллер для подключения всего этого к телефону через единственный порт USB. В результате, вся конструкция выйдет куда более громоздкой.
Работа в цифре выглядит довольно забавно, больше похоже на компьютерную игру. Я выбираю на своём Андроиде, с кем хочу связаться, программа автоматически пытается установить связь, и если мне отвечают, то дальше сеанс связи происходит автоматически. После чего программа вызывает кого-то ещё (или отвечает вызывающему меня), и так пока не надоест. Все радиосвязи в эфире отображаются на карте в реальном времени.
В результате, даже в ужасной шумовой обстановке (S7 шумов и никакие голоса в эфире не слышны) можно проводить радиосвязи малой мощностью на 2000 км и более. Примечательно, что при этом я получаю рапорты вплоть до минус 20 дБ. Это значит, что голосовой сигнал в тех же условиях никогда не был бы услышан за шумами, и даже код Морзе имеет худшую пробиваемость помех.
Однако FT8 — совершенно не «разговорный» вид связи, поскольку он подразумевает лишь обмен позывными, рапортами и местоположением. Из плюсов — удобно учить префиксы позывных, какой стране какой соответствует.
Муки выбора второго QRP-трансивера
Если первый свой КВ-трансивер я выбрал без особых проблем, то при желании далее углубиться в КВ-тематику оказалось, что выбор непростой и мучительный, а явного фаворита не наблюдается.
У меня было две основных претензии к (tr)uSDX: недостаточная мощность и периодически возникающие жалобы на качество моего сигнала — что в общем неудивительно для экспериментального трансивера с предельно низкими вычислительными мощностями.
С другой стороны, было необходимо, чтобы трансивер оставался максимально лёгким и компактным, плюс чтобы он потреблял немного энергии и позволял возить себя в походы на неделю-две автонома. К сожалению, мощность и массогабариты (с учётом АКБ) в случае с КВ-трансиверами вступают в неразрешимое противоречие.
Неэффективная антенна (например, висящая низко над землёй, сделанная на некондиционном трансформаторе или сильно укороченная) может зарубить на корню прибавку мощности. Ваши драгоценные ватты в результате уйдут на нагрев земли, окружающих предметов (включая вас самих) и аппаратуры. Поэтому для полевой работы предпочтительнее улучшать антенно-фидерные устройства, а не задирать мощность. Если же вам удалось сделать легкую и удобную направленную антенну — вы прекрасны!
Вот некоторые модели из тех, что я рассматривал для покупки:
- Xiegu G90 (20 Вт, масса 1700 г)
✅ мощность
✅ доступная цена
✅ встроенный тюнер
✅ очень популярен
⛔️ энергопотребление (500-700 мА приём, до 6 А передача)
⛔️ массогабариты (особенно с учётом требуемой АКБ)
⛔️ настольный/автомобильный формфактор
⛔️ ненавязчивый китайский сервис и поддержка - Xiegu X6100 (10 Вт, масса 880 г)
✅ массогабариты
✅ встроенный тюнер
✅ красивый экранчик
✅ встроенная АКБ (однако лишь «аварийная», толку от нее мало)
⛔️ энергопотребление (400-500 мА приём, до 3 А передача)
⛔️ ненавязчивый китайский сервис и поддержка
⛔️ жалобы на качество приёма
⛔️ низкая ликвидность - Lab599 Discovery TX500 (10 Вт, масса 550 г)
✅ энергопотребление (100-150 мА приём, до 3 А передача)
✅ массогабариты
✅ расширенная гарантия 3 года, адекватная поддержка от производителя
✅ хорошая ликвидность
⛔️ нет встроенного тюнера (но у меня был ранее куплен внешний)
⛔️ довольно высокая цена for what it is - Прочее:
— Xiegu X6200 — мало отличается от 6100, только дороже и зачем-то на пару ватт меньше мощность.
— Xiegu G106 — мощность 5 Вт, интересен в качестве первого трансивера, а для меня не имеет смысла.
— M0NKA mcHF — уже не найти оригинал, в лучшем случае китайские копии, а чаще — копии копий.
— Elecraft KX2/KX3, Yaesu FT-817/818, Icom IC-705 — чрезвычайно популярны на Западе, но вылазят за психологическую отметку в 1000 (и даже 1500) долларов, плюс их сейчас особо не добыть в России.
Коллеги с сайта QRPer.com провели три опроса среди читателей, которые набирали по несколько сотен голосов:
- Ваш самый используемый трансивер для полей
- Какой трансивер подошёл бы вам лучше всего
- Какой трансивер вы бы взяли в авиапутешествие
Как нетрудно увидеть, самые любимые/популярные трансиверы у читателей — по совместительству ещё и самые дорогие. :)
В конечном счёте я остановился на Discovery TX500 — его совокупность достоинств для меня перевесила недостатки, особенно учитывая возможность купить прибор в рассрочку на полгода.
Рассказ об этом трансивере — тема для отдельного разговора.
Возвращаемся обратно к (tr)uSDX с учётом набранного опыта радиосвязей на ТХ-500.
Купил бы я сейчас (tr)uSDX в качестве первого КВ-трансивера? — Зависит от. Сверхмалые размеры, энергопотребление и предельно низкая цена — это преимущества, которые нельзя просто так отбросить, если вы носите радио в походы. При этом (tr)uSDX определённо способен доставлять удовольствие от работы — если вы как минимум поставили внешний динамик или же вообще пользуетесь цифровой связью.
С другой стороны, Xiegu G106 лишь немного дороже (в абсолютных числах, на фоне других КВ-трансиверов), однако это уже полноценный фабричный прибор с кучей разнообразных функций, а не предельно ужатая по аппаратным возможностям экспериментальная самоделка. Скорей всего, радиосвязей у вас с G106 окажется больше — если только вас не отпугнут массогабариты (масса аж 720 г) и энергопотребление (330 мА на приёме).