Faustmikrofon für SDR-Console

Wenn man mit einem PC-basierten SDR senden möchte, geht das im einfachsten Fall mit einem Headset und PTT-Steuerung mit der Maus. Das hat mit einem gewohnten Funkmikrofon nicht viel zu tun. Auf dem PC sollte die SDR-Anwendung immer im Vordergrund laufen, damit der PTT-Button schnell erreichbar ist. Besonders nervig ist die Sache beim Portabel-Betrieb. Zum Senden muss man jedes Mal das Headset aufsetzten und dann die PTT über das Touchpad vom Notebook bedienen. Ab der Version V3.0.10 der SDR-Console kann man zumindest einen externen PTT-Schalter über die serielle Schnittstelle verwenden. Das ist schon mal eine gute Ergänzung, endet aber für nicht wieder in zu vielen Kabeln. Wenn ich das Nutzen möchte muss der Fußschalter und Headset separat am Notebook angeschlossen werden. Als die V3.0.8 aktuell war, entstand bereits der Gedanke ein normales Faustmikrofon zu bauen, das direkt über USB angeschlossen wird und auch die PTT steuern kann.

Da ich noch ein paar ASCOM Mikrofone in der Bastelkiste hatte stand fest, dass die Schaltung auf jeden Fall in das Gehäuse eines ASCOM Mikrofons passen muss. Somit könnte ich mehrere Mikrofone „auf USB“ umbauen, ohne das Design der Hardware zu verändern.

Das originale Innenleben der Mikrofons ist sehr simpel: Ein Mikrofon, ein Schalter und das war es auch schon. Um meinen Plan umzusetzen müssen nun folgende Komponenten in das Gehäuse:

  • USB-Hub
  • USB-Soundkarte
  • Mikrofon Vorverstärker mit AGC
  • USB-Seriell Adapter
  • Kenwood-CAT Emulation für die PTT-Steuerung

Als das Projekt geplant wurde, gab es die direkte PTT-Steuerung in der SDR-Console noch nicht. Es war allerding möglich, den Sender über CAT-Befehle ein- und auszuschalten.

Um das alles in dem kleinen Mikrofon unterzubringen, muss erst mal so viel wie möglich Platinenfläche vorhanden sein.

Aus dem Grund habe ich nicht mit dem Schaltplan, sondern mit der Mechanik angefangen. Als erstes musste eine Leiterplattenform her, die exakt in das Gehäuse passt. Ich habe als erstes das Gehäuse grob vermessen und eine Zeichnung erstellt und ausgedruckt. Mit der Papierschabone habe ich die Maße dann Stück für Stück angepasst. Um 100% sicher zu sein, dass die Leiterplatte auch passt, habe ich die Außenkontur aus einem alten Stück FR4 ausgefräst und angepasst. Nach dem 4. Versuch stand die Form der Leiterplatte inkl. der Befestigung, Position für PTT-Schalter und Mikrofon fest.

Als nächstes habe ich die Form dann in EAGLE importiert und nun erst angefangen den Schaltplan zu erstellen und zu layouten.

Folgende ICs werden verwendet:

Der Tiny85 ist eigentlich für die zwei CAT-Befehle, die er senden muss total übertrieben. Ich hatte aber noch ein paar Exemplare in der Bastelkiste liegen. Eigentlich würde auch ein Tiny25 ausreichen.

Herausgekommen ist dann folgender Schaltplan:

Von Prinzip her sind die Standard-Applikationen von den Datenblättern der ICs übernommen. Also kein großes Hexenwerk. Während der „Entwicklung“ ist die SDR-Console V3.0.10 erschienen. Somit habe ich die PTT-Steuerung über die CTS-Leitung der seriellen Schnittstelle ebenfalls mit vorgesehen. Der Tiny85 ist somit eigentlich nicht mehr notwendig. Ich setzte aber weiterhin auf die CAT-Steuerung.

Das Layout sieht so aus:

Nachdem alles soweit fertig war, habe ich die Leiterplatten bestellt. Nach 3 Wochen kam dann die lang ersehnte Lieferung:

Als erstes habe ich mal schnell eine Platine in das Mikrofongehäuse gelegt, um zu prüfen ob mechanisch alles passt. Zu meinem Erstaunen hat sich hier kein Fehler eingeschlichen. Die Platine geht saugend in das Gehäuse, PTT-Schalter funktioniert und das Mikrofon sitzt exakt an der richtigen Stelle.

Als nächstes habe ich dann angefangen, die Leiterplatten zu bestücken und in Betrieb zu nehmen.

Damit das Mikrofon optisch weiterhin unscheinbar aussieht, habe ich das originale Spiralkabel weiterverwendet und einen USB-Stecker angelötet. Da der Hub nur im USB-Full-Speed-Modus gibt es mit dem nicht verdrilltem Kabel noch keine Probleme.

Nachdem die Schaltung 100% funktionierte, sah die Leiterplatte so aus:

In die Schaltung hatten sich doch ein paar kleine Fehler eingeschlichen:

  • Beim Drücken der PTT-Taste wird die NF-Stummschaltung zu schnell aufgehoben -> Man hört das Klicken des Schalters in der NF.
    Hier habe ich den Mute-Transistor nicht mehr fest an die PTT-Leitung angeschlossen, sondern steuere ihn über den AT-Tiny an. Somit kann ich die Verzögerung fürs Muting softwaremäßig einstellen (grüner Draht).
  • Störgeräusche in der NF (trotz vieler Drosseln und unterschiedlicher Masseführung).
    Ursache war die Erzeugung der Vorspannung für die Elektret-Kapsel. Mit einem großzügig dimensionieren Tiefpass war das Problem beseitigt (freifliegende Kondensatoren links von der Mikrofonkapsel).
  • SSM2167 verhält sich nicht wie gewünscht.
    Hier habe ich die Widerstände für die Regelzeit und Noisegate anstelle auf +Ub auf GND gelegt. Das sind die beiden Widerstände neben den Pads auf der Unterseite der Leiterplatte.

So sieht das ganze nun eingebaut im ASCOM-Gehäuse aus:

Jetzt kann man das Mikrofon einfach an USB anstecken und losfunken. Gerade bei Experimenten und Portabelbetrieb ist das sehr angenehm. Man hat kein Kabelgewirr mehr – dafür aber eine gute Modulation und eine saubere PTT-Umschaltung, auch wenn die SDR-Console mal im Hintergrund ist.

Die ersten QSOs über QO-100 hat das Mikro schon ohne Probleme absolviert.

Falls jemand das Mikrofon nachbauen möchte, gibt es hier den Schaltplan und das Layout im EAGLE-Format (Änderungen sind bereits eingearbeitet).


Kommentare

Faustmikrofon für SDR-Console — 1 Kommentar

  1. hmmm … ftdi chip an usb port
    pullup widerstand von 3.3v nach cts
    cts nach masse tasten … fertig ist ptt eingang
    so habe ich für ein „normales standmike“ die ptt bewerkstelligt
    audio geht auf interne soundkarte

    in deinem fall mit usb hub … natürlich die im mike verbaute karte …
    also die cat steuerung ist wirklich überher …
    ….
    wenn man nun einen usb hub nimmt .. und eine soundkarte … und diese mit einem ftdi usb chip in ein gehäuse stofpt … eine 4 pol buchse einbauen … dann müsste man jedes „cb funk“ handmike (und auch alles andere) da adaptieren können
    (wer möchte kann auch 8pol kenwood/icom/was auch immer buchse nehmen)
    im prizip deine schaltung ohne cat … in einem extra gehäuse …
    hmmm
    ich bastel da mal was … mir ist da gerade ne idee gekommen 🙂

    gruss sigi dg9bfc

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