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Introduzione

In questo articolo viene descrit-ta la realizzazione di un paddle,o chiave, totalmente elettronicoper telegrafia (CW) da usare inabbinamento con un keyer, che

può essere quello integrato nelricetrasmettitore o uno dei varipresentati nel passato su questarivista, ad esempio quello da mepresentato nel numero di Radio-kit di dicembre 204.

Il costo molto contenuto della

realizzazione, inferiore ai 10euro, e la totale assenza di partimeccaniche, rendono il tutto si-curamente interessante per chinon può o non vuole spenderegli 80...90 euro per un paddleper telegrafia e non è dotato diattrezzature meccaniche per co-struirsene uno meccanico.

Cos’è un paddle o chiave pertelegrafia

Si tratta sostanzialmente di undispositivo elettromeccanico, cheha lo scopo di attuare due inter-ruttori, che collegati ad un keyerelettronico servono a generare ri-spettivamente punti e linee; contale sistema si riesce a generareuna trasmissione in telegrafia adalta regolarità e velocità.

Un paddle elettronico.........................

di Stefano Barbanti IV3LZQP

Fig.1 - Paddle Elettronico per telegrafia con il fido K2.

Fig.2 - Paddle meccanico classico per telegrafia Fig.3 - Paddle meccanico miniatura (da dx-pedition) per telegra-fia insieme al paddle elettronico

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Solitamente i paddle sono deiveri e propri gioielli di meccani-ca, realizzati con sistemi di molleo di magneti, per rendere morbi-da e precisa la trasmissione; sivedano ad esempio i capolavoridi Pietro I2RTF, che li realizza indiverse forme e dimensioni, o ilclassico keyer Bencher di Fig.1.

Come si può dedurre dal fattoche siano dei “gioielli”, il costonon è proprio alla portata di tutti,specialmente per i giovani alleprime armi; inoltre sono oggetti

delicati e solitamente pesanti eportarseli in giro per attivazioni espedizioni, almeno per me èsempre un patema d’animo, perla paura di rovinarli e per il peso.

Da quest’ultima esigenza ènato il progetto descritto in que-sto articolo.

Il paddle elettronico

Ecco le caratteristiche chehanno guidato la realizzazione :

- costo contenuto- completa assenza di parti mec-caniche

- circuito facilmente replicabile- utilizzo di componenti facil-mente reperibili ovunque

- peso e dimensioni ridotte- circuito immune alla radiofre-quenza e non generante distur-bi in banda HF

- ampia gamma di alimentazione(3...18Vdc)Il circuito non è totalmente fari-

na del mio sacco, ho preso spun-to da alcune realizzazioni trovatesu Internet, vedi bibliografia,giungendo ad uno schema cheusi componenti facilmente repe-ribili e semplificato al massimo.

Tanto per fare un paragonecon una realizzazione analoga ,recentemente è stato presentatoun circuito con le stesse funzio-nalità (ha però anche il keyer in-tegrato) su una famosa rivistaamericana del settore (QSTdell’ARRL), molto semplice edelegante che impiega tre circuitiintegrati, che sono però presso-ché introvabili in Italia e dal costo

Fig.4 - Schema a blocchi del circuito

Fig.5 - Schema elettrico completo

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non proprio irrisorio.Ma torniamo al nostro circuito.Il circuito è scomponibile in al-

cuni semplici blocchi funzionali,si veda figura 4.

I vari blocchi sono realizzaticon delle porte NOR CMOS,contenute in due circuiti integra-ti CD401B, 14 pins DIL (dual inline, 7 + 7 pins).

L’utilizzo di tali integrati CMOSconsente di avere allo stessotempo basso consumo e ampiagamma di alimentazione, tra 3 e18Vdc, il che rende possibile l’u-tilizzo di svariate sorgenti di ali-mentazione; nella mia realizza-zione ho utilizzato una batteriada 9V.

Lo schema completo è visibilenella figura 5 .

Analizziamo velocemente i variblocchi funzionali di figura 4 , te-

nendo sempre presente lo sche-ma di figura 5.

Oscillatore di clock

Si tratta di un classico circuitomultivibratore astabile, con fre-quenza di oscillazione intorno ai40 kHz; la frequenza esatta dioscillazione è stabilita dai valoridel circuito R-C e dai valori dellesoglie di tensione di commuta-zione del le porte CMOS,Vil_max e Vih_min, ossia i valoridi tensione d’ingresso ai qualil’uscita cambia stato logico.

Lo schema base dell’oscillato-re è quello in figura 6.

Le forme d’onda di funziona-mento, simulate, con una tensio-ne di alimentazione di 5Vdc, perle tensioni ai vari nodi, punti

1,2,3 rispetto allo zero di alimen-tazione (gnd) del circuito ele-mentare dell’oscillatore, vedi fi-gura 6, sono riportate in figura 7.

Non ritengo utile descrivere indettaglio le varie fasi di funziona-mento dell’oscillatore astabile dicui sopra, per il quale le formed’onda riportate parlano chiaro;comunque per i più curiosi, perla teoria rimando ai testi classicidi elettronica, quali per esempio(3), vedi bibliografia.

Sensori di presenza “dito”

I sensori sono costituiti ciascu-no da una piastrina di vetroniteramata singola faccia collegataal circuito di rilevamento, costi-tuito da U2a, R2, D1 (Punti) eU2b,R3 e D2 (Linee) (si veda laFig. 5); la presenza del ditodell’operatore sulla piastrina-sensore incrementa enorme-mente la capacità verso massapresente all’ingresso della portalogica, U2a pin 1 e U2b pin 5.

La descrizione seguente è rife-rita al sensore per i punti, ma es-sendo i due circuiti sensori – at-tuatori identici vale anche perquello delle linee, ovviamenteper i componenti analoghi, siveda sempre la figura5.

Quando il clock è al livello logi-co alto, la capacità presenteall’ingresso di U2a - pin 1 si cari-ca velocemente a tale valore tra-mite il diodo D1, indipendente-mente dalla presenza del ditodell’operatore; quando il clockcommuta al livello logico basso,la capacità presente all’ingressodi U2a – pin 1 tende a scaricarsiattraverso la resistenza R2, e latensione sull’ingresso della portalogica e riesce a scaricarsi finoalla tensione di soglia di commu-tazione inferiore, Vil, prima delprossimo livello logico alto delclock solo se il dito dell’operato-re non è presente; infatti se il ditoè presente, la costante di tempodella coppia R2 e capacità all’in-gresso di U2a – pin 1 è troppoelevata per permettere al circui-to di scaricarsi e l’ingresso quin-di permane al livello logico alto,anche quando il clock è a livellologico alto.

Fig.6 - Schema di base dell’oscillatore

Fig.7 - Forme d’onda simulate dell’oscillatore

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Essendo tale porta logica unaNOR, con la seguente tabelladella verità:

risulta chiaro che l’uscita diU2a, pin 3, permane al livello lo-gico basso (0), anche quando ilclock sull’altro ingresso è al livel-lo logico basso (0), in quanto peravere un livello logico alto (1) inuscita occorre che entrambi gliingressi siano al livello logicobasso.

In assenza del dito dell’opera-tore, sull’uscita di U2a, pin 3,sono presenti una serie di impul-si al livello logico alto, che trami-te il diodo D3. caricano la capa-cità C2 a tale valore di tensione;in presenza di tali impulsi la resi-stenza R4 non è in grado di scari-care la tensione ai capi di C2,così l’ingresso di U2c - pin 8 per-mane al valore logico alto, men-tre la sua uscita rimane al valorelogico basso, essendo tale portaconfigurata come una NOT (in-vertitore di stato logico), si veda-no le prime due righe della ta-bella della verità riportata sopra.

Con la presenza del dito dell’o-peratore il treno di impulsi posi-tivi sparisce, e così la tensioneall’ingresso di U2c – pin 8 va a

zero, in quanto R4 scarica C2non appena gli impulsi sparisco-no, e l’uscita, pin 10, commuta epermane al valore logico alto.

Il circuito attuatore

L’uscita di U2c, pin 10 pilotatramite R8 il transistor bipolareQ1 , che in presenza di un livellologico alto satura, provocandol’attivazione dell’ingresso delkeyer che genera il punto; analo-gamente avviene per il circuitodella linea.

Le misure anti-rimbalzo

I due diodi D8 e D9 e la resi-stenza R7 formano una sorta diporta logica OR, connessa all’in-gresso del circuito monostabileformato da R6, C4 e U1d.

Su ciascun fronte di discesadella tensione ai capi di R7, ossiaogni volta che l’ultima delle dueuscite commuta dal livello logicoalto al livello logico basso, vieneprodotto un impulso a livello lo-gico alto all’uscita di U1d delladurata di un paio di millisecondiche blocca per tale durata il se-gnale di clock agli ingressi deisensori, tramite la porta U1c.

In assenza di tale segnale sulpin 9 la porta U1c si comportasolo come una porta NOT (inver-titore di livello logico) invertendoil segnale di clock generatodall’astabile formato da U1a eU1b.

Forzando a zero il segnale diclock, uscita di U1c, pin 10, per

un paio di millisecondi si gene-rano degli impulsi positivi diuguale durata sulle uscite di U2ae U2b (dalla tabella della veritàper la porta NOR si può vedereche si ha l’uscita alta se entrambigli ingressi sono a livello logicobasso) che forzano le uscite diU2c e U2d nella condizione di“off” anche in caso di un “rimbal-zo” di presenza del dito.

L’antirimbalzo in spegnimentofunziona solo sull’ultimo attuato-re che viene rilasciato; infatti sel’altro attuatore è “attivo” l’impul-so di cancellazione del clock nonviene generato.

In fase di accensione, le co-stanti di tempo del circuito e ilclock sono tali da richiedere lapresenza del dito per almeno unmillisecondo prima che vengaattivata la rispettiva uscita.

La realizzazione pratica delcircuito

Il circuito è abbastanza sempli-ce da poter essere realizzato suuna millefori a passo integrati,come il mio prototipo. Prestareattenzione agli integrati chesono sensibili all’elettricità stati-ca, quindi prima di toccarli conle mani assicuratevi quantomeno di esservi scaricati toccan-do una superficie metallica, an-cora meglio sarebbe indossare ilclassico braccialetto antistaticocollegato a terra. Inoltre suggeri-sco di usare gli zoccoli per gli in-tegrati, per evitare problemi du-rante le saldature. Prestare at-tenzione anche ai diodi, il catodo

Input A Input B NOR Input

0 0 1

1 0 0

0 1 0

1 1 0

Fig.8 - Tabella della verità di una porta lo-gica NOR

Fig.9 - Interno della scatola, con la pila estratta Fig.10 - Realizzazione completa

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è il terminale corrispondente allabanda colorata.

Nella mia realizzazione hoscelto il contenitore in modo chevi stesse dentro agevolmente lapila da 9V e poi ho sagomato labasetta millefori a passo integratiper sfruttare al massimo lo spaziorimanente nella scatola, intornoalla pila; vi raccomando inoltredi inserire come da schema l’in-terruttore miniatura “salva” pila.

Per collegare il tasto al keyerdel ricetrasmettitore ho adopera-to mezzo metro di cavetto scher-mato a due poli più calza, inte-stato con un jack stereo da3.5mm, in modo del tutto analo-go a come si farebbe per unpaddle classico.

Si vedano le foto dell’internodella scatola e dell’insieme (fig.9 e 10).

Se non disponete già di unkeyer nel vostro ricetrasmettitore,potreste considerare di includer-ne uno nella realizzazione, ma-gari usando la stessa basetta mil-lefori e la stessa scatola, sce-gliendo uno dei tanti circuitipresentati in passato su Radiokit,vedi anche la Bibliografia allafine dell’articolo.

La realizzazione dei sensoridi manipolazione

Nel mio caso ho optato per duepezzi di vetronite ramata singolafaccia, sagomati a mo’ di palettae poi stagnati, si veda la Fig. , eimbullonati ai lati della scatolet-ta, ottenendo una costruzionecompatta.

Le misure delle mie palette

sono 4.5 cm x 2 cm, con circa 2cm di sporgenza dai bordi dellascatola, e 4.5 cm di separazionefra i due sensori, essendo le di-mensioni della scatola : 4.5 cm x9 cm x 3 cm.

Per la realizzazione dei sensorici si può sbizzarrire, all’inizio,per provare il circuito avevo usa-to due monete da 5 cents di euro,saldandovi il filo per collegarle eattaccandole ai lati della scato-letta con del biadesivo. Provato iltutto e fatti diversi QSO in CWcon il keyer, ho deciso di passarealla realizzazione definitiva, de-scritta sopra.

Il paddle funziona anche inter-ponendo una pellicola isolante,di quelle per alimenti, sui senso-ri, per isolare il circuito e proteg-gere il rame; nel mio caso hosemplicemente stagnato e poi lu-cidato le basette, prima di mon-tarle sulla scatola ovviamente; sipuò anche provare a dare unamano di vernice protettiva sulle

palette, una volta finito il tutto.Altre possibili realizzazioni di

palette e scatola sono visibili nel-le figure 11 e 12.

Da tenere presente che varian-do la superficie della paletta sen-sore può variare la sensibilità altocco, provate finché il tutto nonsoddisfa i vostri “canoni” di mani-polazione CW...

Conclusioni

Spero che il “gagdet” per CWpresentato in questo articolopossa risultare interessante, eche lo possiate usare facendotanti QSO in CW e magari unoanche con il sottoscritto !

In caso di domande o chiari-menti, la mia mail è :iv3lzq@libero.it

A risentirci...in CW, ovviamente !

Bibliografia[1] Sito della Paia Electronics, indirizzo :http://www.paia.com

[2] http://home.att.net/~jacksonhar-bor/touchsw2.htm

[3]http://www.cwtouchkeyer.com/P3K.htm

[4] QST, numero di Marzo 207, pagg.28“Touch Paddle Keyer” di Allen Baker,KG4JJH

[5] “UN KEYER PER CW” di Stefano Bar-banti, IV3LZQ, Radiokit 12/204

[6] Microelectronics – Millmann & Gra-bel – Mc Graw-Hill

Fig.11 - Paletta sensore realizzata completamente in vetronite e separata dalla scatoladel circuito

Fig. 12 - Altre possibili forme dei sensori di tocco, usando legno e metallo