Cette balise a été conçue pour émettre automatiquement des trames WSPR sur la bande radioamateur des 20 mètres.
Elle fait suite à la V1.0 qui elle n’était pas connectable.

Présentation

Le projet repose sur un ESP32U qui assure la gestion générale de la balise :
Génération des trames WSPR, programmation des émissions, affichage, interface utilisateur et serveur Web.

Une horloge DS3231 permet à la balise de fonctionner de manière totalement autonome, sans nécessiter de connexion Internet permanente.
Le Wi-Fi reste une fonction optionnelle destinée principalement à la configuration et à la synchronisation de l’heure.

La chaîne générale est :
ESP32U → Si5351 → filtre passe-bas →  amplificateur RF → filtre passe-bas de sortie

ESP32U – Le contrôleur principal

L’ESP32U constitue le cœur de la balise.

Il assure notamment :

• la génération du message WSPR ;
• le pilotage du Si5351 ;
• la lecture de l’horloge DS3231 ;
• le calcul des créneaux d’émission ;
• la gestion de l’écran TFT ;
• la lecture de l’encodeur KY-040 ;
• la gestion du contact CW manuel ;
• la mémorisation des paramètres ;
• la connexion Wi-Fi optionnelle ;
• le fonctionnement du serveur Web.

Si5351 – Générateur RF

Le Si5351 génère directement le signal RF utilisé pour l’émission.
Il est piloté par l’ESP32 via le bus I²C.

Pour le WSPR, l’ESP32 fait varier très légèrement sa fréquence afin de produire les quatre tonalités FSK du protocole WSPR.

Le niveau de sortie du Si5351 peut être sélectionné par logiciel :
2 mA / 4 mA / 6 mA / 8 mA et dans mon montage, le réglage 4 mA a notamment été testé.

Après filtrage et sur une charge de 50 Ω, nous avons mesuré environ +5 dBm.

Filtre passe-bas après le Si5351

Le signal brut produit par le Si5351 est de nature numérique et contient donc de nombreuses composantes harmoniques.

Un filtre passe-bas 20 mètres est installé après le générateur.

Son rôle est de conserver essentiellement le fondamental autour de 14 MHz et d’atténuer les harmoniques supérieures.
La mesure effectuée après ce filtre montre une belle sinusoïde d’environ 1,12 Vpp sur 50 Ω.

Amplificateur RF

Un premier amplificateur a été réalisé autour d’un 2N5109.

Son rôle est d’amplifier les quelques milliwatts provenant du Si5351 pour obtenir une puissance RF suffisante pour l’émission WSPR.

Les essais ont montré qu’il était possible d’obtenir plusieurs centaines de milliwatts, mais également que l’étage devenait sensible à la charge présentée par le filtre de sortie.

Un courant de repos d’environ 60 mA a notamment été testé avec un échauffement raisonnable du transistor.

Un nouvel étage utilisant un 2N3866 est également étudié afin d’obtenir une puissance de l’ordre de 300 mW avec une bonne stabilité. C’est ce dernier qui a été retenu.

Filtre passe-bas de sortie

Un deuxième filtre passe-bas est prévu après l’amplificateur RF.
Il est indispensable, même si un filtre est déjà présent après le Si5351.

En effet, l’amplificateur RF peut lui-même recréer des harmoniques. C’est le même que celui trouvé dans la V1.0

La chaîne devient donc :

Si5351 → LPF  → amplificateur → LPF → antenne

Le filtre final doit notamment réduire les composantes à :

• 28 MHz : deuxième harmonique ;
• 42 MHz : troisième harmonique ;
• Ainsi que les harmoniques supérieures.

DS3231 – Horloge temps réel

Le DS3231 fournit à la balise une horloge précise et indépendante.

C’est particulièrement important pour le WSPR, car les émissions doivent commencer sur des créneaux temporels précisément définis.

La présence du DS3231 permet à la balise de continuer à fonctionner même si :

• le Wi-Fi est absent ;
• la box Internet est arrêtée ;
• Internet est indisponible.

Le Wi-Fi n’est donc pas nécessaire au fonctionnement normal de la balise.

L’heure peut également être synchronisée par NTP lorsque le Wi-Fi est disponible.

Écran TFT ST7735 128 × 160

L’écran couleur ST7735 constitue l’interface principale de la balise.
L’affichage a été spécialement conçu pour rester lisible sur ce petit écran.

Il indique notamment :

• QRZ
• Locator
• La fréquence d’émission ;
• L’heure UTC ;
• La puissance WSPR programmée ;
• L’heure du prochain créneau d’émission.

Pendant une transmission WSPR, un écran spécifique indique que la balise est en émission.

Le programme a également été optimisé pour éviter le clignotement de l’écran lors de la mise à jour de l’heure.

Encodeur KY-040

Le KY-040 permet de commander localement la balise sans ordinateur ni téléphone.

La rotation de l’encodeur permet de parcourir les différentes options du menu et son bouton-poussoir permet de sélectionner une fonction.

Il permet notamment d’accéder aux réglages d’émission et aux fonctions principales de la balise.

Contact CW manuel

Une entrée supplémentaire de l’ESP32 est réservée à un contact CW.

Lorsque ce contact est fermé, la balise peut produire une porteuse RF continue.

Cette fonction est particulièrement utile pour :

• contrôler la fréquence ;
• régler l’amplificateur RF ;
• régler les filtres ;
• mesurer la puissance ;
• effectuer les mesures à l’oscilloscope ;
• tester l’antenne.

Elle évite d’avoir à attendre une trame WSPR pour effectuer les réglages RF.

Interface Web Wi-Fi

Le Wi-Fi est volontairement optionnel.

Lorsque la balise réussit à se connecter au réseau Wi-Fi, son adresse IP est affichée pendant environ 3 secondes au démarrage.

Il suffit ensuite d’entrer cette adresse dans le navigateur d’un ordinateur, d’une tablette ou d’un smartphone connecté au même réseau.

La page Web permet notamment :

• De visualiser l’état de la balise ;
• De modifier l’indicatif ;
• De modifier le locator ;
• De régler la fréquence ;
• De régler la puissance WSPR déclarée ;
• De modifier l’intervalle entre les transmissions ;
• De régler manuellement le DS3231 ;
• De synchroniser l’horloge par NTP ;
• D’appliquer une correction au Si5351 ;
• D’activer ou désactiver les transmissions ;
• De consulter le compteur de trames ;
• De consulter la température du DS3231 ;
• De redémarrer l’ESP32.

Les paramètres importants sont mémorisés dans la mémoire non volatile de l’ESP32.

Fonctionnement sans Wi-Fi

L’une des caractéristiques importantes du projet est son autonomie.

Une fois configurée, la balise peut fonctionner simplement avec :

ESP32U + DS3231 + Si5351 + écran + étage RF

Le DS3231 fournit l’heure et l’ESP32 détermine automatiquement les prochains créneaux d’émission.

Le Wi-Fi peut donc être indisponible sans empêcher les transmissions WSPR.

Après avoir branché le montage sur mon antenne « en V » à 1,80m du sol, les repprts sont arrivés sur le site WSPR.MAP.

Architecture générale

La balise complète peut être résumée ainsi :

DS3231
↓
ESP32U
↓
Si5351
↓
Filtre passe-bas 20 m
↓
Amplificateur RF
↓
Filtre passe-bas 20 m de sortie
↓
Charge 50 Ω / antenne

Objectif final

L’objectif est d’obtenir une petite balise WSPR 20 mètres d’environ 300 mW, autonome, stable en fréquence et suffisamment propre spectralement pour être raccordée à une antenne.

Le choix d’une puissance relativement faible est parfaitement adapté au principe du WSPR : Ce mode est précisément conçu pour permettre la détection de signaux extrêmement faibles sur de très longues distances.

La priorité du projet n’est donc pas d’obtenir la puissance maximale, mais d’obtenir une émission stable en fréquence, correctement synchronisée et spectralement propre.

Voici le tableau de câblage complet de la balise WSPR 20 m F4HQJ avec :

• ESP32U
• Si5351
• DS3231
• ST7735 128×160
• KY-040
• Contact CW manuel

Alimentation

Toutes les masses doivent être reliées ensemble.

Si5351

Découplage :

• 100 nF entre VCC et GND
• 10 µF entre VCC et GND

au plus près du module.

DS3231

Le DS3231 partage le bus I²C avec le Si5351.

Découplage :

• 100 nF
• 10 µF

Écran ST7735

KY-040

Ajouter :

• 100 nF entre + et GND

Contact CW manuel

Configuration :

GPIO26 —- contact —- GND

L’entrée est configurée en :

INPUT_PULLUP

Sortie RF

Découplage alimentation ESP32

Au plus près de l’ESP32 :

Découplage alimentation driver RF

Sur le +13 V :

+13V

│

470µF

│

100nF

│

RFC

│

Collecteur

Le 100 nF doit être au plus près du transistor.

Résumé des GPIO utilisés

Télécharger le fichier WSPRV2_ESP32.ino

Bonne réalisation. F4HQJ

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Il y a des projets qui prennent du temps, qui mûrissent doucement, qui avancent au rythme des discussions, des idées, des contraintes techniques… et puis un jour, ils se concrétisent. F1ZBV fait partie de ceux‑là.

Depuis plus d’un an, l’équipe d’OM impliquée dans le projet travaille en coulisses :
prises de contact, étude technique, dossiers administratifs… autant d’étapes indispensables, parfois longues, mais toujours motivées par l’envie d’améliorer le service rendu à la communauté radioamateur.
Chacun a apporté sa pierre à l’édifice, selon ses compétences, son temps, son engagement.
Un vrai projet collaboratif, comme on les aime dans notre hobby.
D’ailleurs, d’autres informations seront bientôt publiées sur ra88.org pour présenter plus en détail les coulisses de cette aventure.

Aujourd’hui, nous pouvons enfin partager la bonne nouvelle.

F1ZBV a déménagé à la Schlucht !

Le relais est désormais installé sur le site de la station de la Schlucht, à 1250 mètres d’altitude, avec un dégagement exceptionnel sur les Vosges depuis le 16/08/2026.
Un emplacement qui change tout : portée, qualité de réception, confort d’utilisation…
Bref, un vrai bond en avant.

Un chantier sérieux, un investissement réel

Le cœur du projet a été l’installation du pylône et des antennes, pour un coût total de 2500 €.

Aucun bricolage possible : tout le matériel est neuf, dimensionné pour supporter les conditions climatiques du massif vosgien.
Et comme nous intervenons sur un site qui ne nous appartient pas, nous avons le devoir de réaliser une installation propre, fiable et irréprochable.

Les travaux ont inclus :

• Installation de l’alimentation électrique
• Pose des chemins de câbles pour les coaxiaux
• Mise en place de la fixation du pylône
• Installation du pylône lui‑même

L’armoire, elle, a simplement changé d’adresse.
Les messages vocaux ont été mis à jour… avec une petite touche vosgienne qui devrait vous faire sourire lors de votre première écoute.

À vous de jouer !

Le relais est opérationnel, prêt à être testé, utilisé, apprécié.
Je vous invite à faire vos essais, à profiter de ce nouveau dégagement, et à envoyer vos reports sur la page dédiée du site ra88.org.

Il est important de noter que la fréquence reste inchangée et qu’il est désormais nécessaire d’utiliser une fréquence CTCSS de 118,8.

Ce projet est le fruit d’un travail collectif, d’une passion commune et d’une belle énergie OM. Merci à tous ceux qui ont contribué, de près ou de loin.

Les Vosges vous attendent sur les ondes !

Pour celles et ceux qui souhaitent soutenir l’entretien et l’amélioration des installations, il est possible de contribuer par une adhésion ou un don.
Cela nous permet de maintenir un service fiable et durable pour la communauté.

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Cet article décrit la réalisation d’une balise WSPR pour la bande des 20 mètres (14 MHz), construite autour d’un Arduino, d’un synthétiseur DDS AD9851, d’une horloge temps réel DS3231 et d’un amplificateur de puissance utilisant un transistor 2N5109.

L’ensemble délivre environ 200mW HF, une puissance largement suffisante pour obtenir des reports WSPR à l’échelle européenne et souvent mondiale lorsque les conditions de propagation sont favorables.

En entête de l’article, vous avez la vue de l’ensemble, réalisé en partie sur plaque à trous et plaques de cuivre avec pistes faites à la Dremel. (le transformateur d’impédance sur la plaque à trous a été supprimé).

Architecture générale

La chaîne d’émission est composée des éléments suivants :

1. Arduino et écran Tft
2. Horloge temps réel DS3231
3. Synthétiseur DDS AD9851
4. Encodeur rotatif
5. Filtre de sortie DDS
6. Amplificateur driver à transistor 2N5109
7. Filtre passe-bas 14 MHz
8. Antenne

   Connections entre modules :

   Module DDS AD9851

   Broche AD9851 Broche Arduino Nano Fonction dans le code

   W_CLK      D7      Clock de transmission
   FQ_UD      D6      Mise à jour de la fréquence
   DATA         D5      Données série
   RESET      D4      Réinitialisation du DDS
   VCC           5V      Alimentation
   GND         GND  Masse

   2. Écran TFT ST7735 (Affichage)

   Broche Écran Broche Arduino Nano Fonction dans le code

   CS D10 Chip Select
   DC (ou RS) D9 Data/Command
   RES (RST) D8 Reset écran
   SDA (MOSI) D11 SPI Data (fixe sur Nano)
   SCK (SCL) D13 SPI Clock (fixe sur Nano)
   VCC 5V ou 3.3V Selon ton modèle d’écran
   GND GND Masse

   3. Module RTC DS3231 (Heure UTC)

   Broche DS3231 Broche Arduino Nano Fonction
   SDA A4 I2C Data (fixe sur Nano)
   SCL A5 I2C Clock (fixe sur Nano)
   VCC 5V Alimentation
   GND GND Masse

   4. Encodeur Rotatif HW-040 (Contrôle)

   Broche Encodeur Broche Arduino Nano Fonction dans le code

   CLK D2 Interruption encodeur (A)
   DT D3 Interruption encodeur (B)
   SW A0 Bouton poussoir (Menu)
   VCC 5V Alimentation
   GND GND Masse

Le contrôleur : Arduino

L’Arduino constitue le cerveau du système.

Ses fonctions principales sont :

• génération des trames WSPR ;
• calcul des fréquences correspondant aux différents symboles ;
• pilotage du DDS AD9851 ;
• synchronisation temporelle.

Le protocole WSPR exige un démarrage extrêmement précis des transmissions. Chaque trame débute au début d’une minute paire (00, 02, 04, etc.) et dure environ 110,6 secondes.

L’Arduino surveille donc en permanence l’heure fournie par le DS3231 afin de déclencher les émissions au moment exact. Il intègre votre indicatif et votre locator que vous aurez juste à indiquer.

Synchronisation temporelle : DS3231

La précision de l’horloge est essentielle pour le WSPR. Le module DS3231 présente plusieurs

avantages :

• oscillateur compensé en température (TCXO) ;
• dérive très faible ;
• stabilité de quelques ppm seulement.

Grâce à cette référence temporelle, les émissions restent correctement synchronisées même sans GPS.

Le DS3231 fournit à l’Arduino : les heures, les minutes et les secondes.

L’Arduino peut ainsi respecter les fenêtres d’émission WSPR avec une précision suffisante pour être décodée par les stations réceptrices.

Génération de fréquence : AD9851

Le cœur RF du montage est le DDS AD9851.

Le DDS (Direct Digital Synthesis) permet de générer une fréquence avec une résolution très fine et une excellente stabilité. Pour le mode WSPR, la modulation utilisée est une FSK à 4 niveaux.

Le logiciel de l’Arduino modifie donc légèrement la fréquence de sortie du DDS selon les symboles à transmettre.

Les décalages de fréquence entre symboles sont extrêmement faibles, de l’ordre de quelques hertz seulement.

Le DDS est particulièrement adapté à cette application grâce à :

• sa grande résolution fréquentielle ;
• sa stabilité ;
• sa simplicité de pilotage.

Filtre de sortie DDS

Comme tout synthétiseur DDS, l’AD9851 produit :

• le signal fondamental ;
• des produits images ;
• des harmoniques liées à l’horloge interne.

Un filtre passe-bas ou passe-bande est donc placé immédiatement après le transformateur d’adaptation.

Son rôle est de :

• atténuer les composantes parasites ;
• améliorer la pureté spectrale ;
• éviter l’amplification de signaux indésirables par l’étage suivant.

Cette étape est essentielle pour obtenir un signal conforme aux bonnes pratiques radioamateurs.

Amplificateur pilote à 2N5109

Après filtrage, le signal est appliqué à un amplificateur construit autour d’un transistor 2N5109.

Le 2N5109 est un transistor RF très apprécié des radioamateurs pour :

• sa linéarité ;
• son faible bruit ;
• sa robustesse ;
• ses excellentes performances HF.

Dans cette réalisation, il est utilisé comme étage driver.

Ses fonctions sont :

• augmenter le niveau du signal DDS ;
• fournir une puissance suffisante pour l’antenne ;
• conserver la qualité spectrale du signal WSPR.

L’étage délivre environ 200 mW. Il pourrait sortir davantage mais j’ai préféré le garder dans sa zone

de confort et cette puissance paraît modeste mais est largement suffisante pour le WSPR.

Le schéma :

Si nous désirez le pousser un peu, réduisez la valeur de la résistance d’émetteur, mais ne passez pas les 70 mA de courant de repos !

(Mesures effectuées derrière le filtre décrit ci dessous)

Filtre passe-bas 14 MHz

Le dernier élément de la chaîne RF est un filtre passe-bas accordé pour la bande des 20 mètres.

Ses objectifs sont :

• éliminer les harmoniques produites par l’amplificateur ;
• respecter la pureté spectrale ;
• éviter les brouillages hors bande.
• Les harmoniques principales apparaissent notamment vers :
• 28 MHz (2e harmonique) ;
• 42 MHz (3e harmonique) ;
• 56 MHz (4e harmonique).

Le filtre assure une forte atténuation de ces fréquences avant l’envoi du signal vers l’antenne.

Performances obtenues

Avec une puissance de sortie de 900 mW, une antenne correctement accordée et une bonne

propagation, cette balise permet :

• une couverture nationale permanente ;
• des reports européens quotidiens ;
• des liaisons intercontinentales lors des ouvertures favorables.

Le réseau mondial WSPRnet permet de visualiser en temps réel :

• les stations ayant reçu la balise ;
• le niveau reçu ;
• la distance parcourue ;
• les conditions de propagation.

Le système constitue ainsi un excellent outil pédagogique pour étudier les phénomènes de propagation ionosphérique. (Filtre calculé avec logiciel SimNEC)

En option :

En laissant l’encodeur rotatif appuyé au démarrage, l’heure se synchronise avec celle du PC et

lorsque l’ensemble est en marche, un contact sur ce même bouton bascule en mode CW (pour futur projet TRX CW).

ATTENTION : Découplage de l’alimentation du DDS OBLIGATOIRE

La qualité du découplage de l’AD9851 joue un rôle essentiel dans les performances globales de l’émetteur. Le DDS fonctionne à partir d’une horloge de plusieurs dizaines de mégahertz et génère des courants transitoires rapides susceptibles d’introduire du bruit sur les lignes d’alimentation. Afin de garantir une bonne pureté spectrale, chaque broche d’alimentation est découplée au plus près du circuit par des condensateurs céramiques de faible valeur (100 nF), complétés par des condensateurs de plus forte capacité (10 µF à 100 µF) assurant le filtrage des basses fréquences. Une attention particulière est portée à la qualité de la masse et à la longueur des connexions afin de limiter les inductances parasites.
Un découplage soigné contribue à réduire les raies parasites, le bruit de phase et les produits de mélange qui pourraient dégrader les performances du signal WSPR transmis.

Fichier .ino téléchargable ici

Les premiers retours :

F4HQJ entendu par :
WESSEX, DL1BAJ, DL6OW-WTM, LA1ZM, LA3JJ, EA1FAQ, OH3LMN/KIWI, OH3CUF,EA8/DF4UE, G4HZX/L, G4HZX, AIRSDR, S58WW, GW0KIG, PA5KT-15, PA0RDT, M7IAF, IW3HBX, G0TCD,G4ZFQ, PD2RPS, PC7A, PA1JMS, PA2JH, PI4RSZ, PA0SLT/4, PA0SLT/5, SM4GTV, DG8MAR, PD0OHW, G4WNC-1, SP8MK, DL0PF, KS0TRADE, G3VGZ, M9PSY-1, OE3GBB, GM0DHD, M0WMG, G0KTN, M9PSY, OE3GBB/P, OE3GBB/Q, G4WNC-2, G4AHG, SM0ECF, DP0POL, PI4THT, DL1XH, OE2WNL, G8LCO, OE5MMP, DL4RU, VO1CBL, DC1RDB, DK7MI, G4LCM, WD4ELG, G0BZB-SWL, LA3FY/2, 9A1FER, OE1ELW/8, YU1DGH, LA5VX, G4HDS, DK8FT/A, DK8FT, SV1BTL, DG7SFI-2

Conclusion

Cette réalisation démontre qu’il est possible de construire une balise WSPR performante avec des composants simples et peu coûteux (Environ 30 euros).

L’association d’un Arduino, d’un DDS AD9851 et d’une horloge DS3231 permet d’obtenir une excellente stabilité temporelle et fréquentielle. L’amplificateur à 2N5109 fournit une puissance de 900 mW suffisante pour explorer les capacités remarquables du mode WSPR.

Au-delà de son intérêt expérimental, ce type de balise constitue un formidable outil pour l’étude de la propagation HF, tout en illustrant les possibilités offertes par les techniques modernes de synthèse numérique de fréquence appliquées au radioamateurisme.

Tous les renseignements et le code Arduino sont dispo librement…..

Bonne réalisation. F4HQJ (et Claude)

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Il faut comprendre que nous échangerons en CW, mais le son entendu sera transporté par une trame numérique à la norme Wifi et non pas un signal tout ou rien de quelques hertz de bande passante.

1/ La carte ESP32U

Attention, le « U » est important dans la commande, il correspond au connecteur IPEX présent sur la carte, il nous permettra d’utiliser tout un tas d’antenne 2,4 Ghz !

Avec cette carte, nous allons émettre avec un protocole spécifique (ESP-Now)   propre au constructeur  Espressif ».

 La puissance de sortie maximum est de 100 mW soit 20 dbm, largement suffisant pour espérer faire un QSO d’une dizaine de kilomètres avec une yagi.

Il existe deux possibilités (logicielles) pour faire communiquer deux cartes ensemble. Le mode peer to peer (seule les deux cartes pourront communiquer entre elles via une adresse MAC propre)  ou le mode Broacast où là, plusieurs cartes pourront être utiliser.

Lorsque vous utilisez l’IDE Arduino pour téléverser le code, ne pas oublier d’appuyer sur le petit bouton « boot » de la carte jusqu’à ce que l’opération commence. Une mise à jour de votre logiciel Arduino sera nécessaire afin d’inclure les cartes ESP32.

2/ L’amplificateur pour fournir du son.

 Cet élément n’amène aucune observation particulière mise à part qu’ il est branché sur le 5 volts de l’ESP32, la sortie HP est indépendante du montage (masse non commune au reste).

3/ L’écran Oled

Toujours à un prix euh…. intéressant dirons nous, il sera alimenté sur la sortie 3,3V de l’ESP32.

4/ Le reste des courses, un petit condensateur chimique de 470 uf ou moins pour l’alimentation de l’ESP32, deux plaques à trous et deux potentiomètres de 10 kohms, 4 LED avec 4 résistances de 220 ohms,

5/ Les connections. Elles sont identifiables dans le code, mais les voilà sous forme d’un tableau (Merci Gemini !!)
Détail du matériel:

Pour le montage, rien de bien compliqué, les GPIO de la carte sont clairement indiquée à coté de la PIN correspondante, le câblage est donc sans surprise et sans aucune difficulté.

J’ai effectué quelques dizaines de tests, j’ai enfin trouvé le code magique. Le lendemain, j’ai fait un test  avec un OM radioamateur situé à environ 10 km du QRA et là, miracle, cela a été un franc succès ! Superbe qso CW réalisé sur 2,412 Ghz d’une pureté rare, j’en ai perdu ma CW tellement la qualité était au rendez vous !

A mon retour de ce test, je devais passer à la version finale et améliorée. J’ai laissé tomber les breadboards pour faire le montage sur plaque à trous et j’ai décidé de rajouter un petit écran pour afficher la puissance du signal reçu…

Voici la version finale dans son boitier (profilé alu et impression 3D).

Ces petits modules peuvent parfaitement être utilisés pour s’entraîner au QSO CW, avec deux opérateurs dans une pièce différente mais également pour tester des antennes 2,4 Ghz.

Ces petites cartes ouvrent la portes à des tonnes de projets !! La version Phonie vient d ‘être finalisée et fera l’objet d’un futur article.

Un prochain test sera effectué avec une distance d’environ 20 km…

Le fichier ino pour l’ESP32 est disponible ici

Video du premier  QSO CW :
https://www.youtube.com/shorts/tpQjiUSWQt0

Une version Phonie a également été réalisée.

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–F4HQJ–
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Conclusion:

C’est avec grand plaisir que j’ai publié cet article, je peux d’ores et déjà annoncé qu’il y en aura d’autre, car je sais que l’OM bricole sans cesse et qu’il m’en a envoyé 2 :).

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Dans cet article, je vous partage, un site en ligne d’apprentissage CW par le jeu mais également la réalisation d’une interface USB afin de connecter un morse paddle.

https://www.morseinvaders.com

Morse Invaders est un outil pédagogique et ludique conçu par KE6EEK pour apprendre et perfectionner la maîtrise du code Morse tout en s’amusant. Inspiré des classiques du jeu d’arcade, le concept est simple mais redoutablement efficace : pour “éliminer” les éléments qui apparaissent à l’écran, l’utilisateur doit saisir avec le manipulateur ou les touches leur équivalent en Morse le plus rapidement possible.

Le site s’adresse aussi bien aux radioamateurs en herbe qu’aux curieux souhaitant stimuler leur mémoire et leur coordination.
Grâce à une interface épurée et une progression intuitive, il transforme un apprentissage souvent perçu comme austère en un véritable défi de réflexes.
Que vous soyez là pour battre un score ou pour mémoriser l’alphabet morse,
Morse Invaders prouve que les technologies de communication les plus anciennes peuvent encore être furieusement modernes.

Ci-dessous, une petite démo de hier au Radioclub F8KHP partagée par F8DSN.

L’interface est basé sur un 32U4 qui permet de simuler les périphériques HID.
De ce fait, un souris ou un clavier.
Le jeu utilise par défaut les touches CTRL gauche et droite.
J’ai simplement utilisé une carte Arduino micro toute faite et utilisé 2 entrées pin 9 et pin 10 avec résistance pullup interne sur une prise jack audio.

Ci-dessous le code utilisé:

#include <Keyboard.h>

const int button1Pin = 10; // Bouton 1 → CTRL gauche  const int button2Pin = 9; // Bouton 2 → CTRL droit

const char key1 = KEY_LEFT_CTRL;

const char key2 = KEY_RIGHT_CTRL;

void setup() {

pinMode(button1Pin, INPUT_PULLUP); // Pull-up interne

pinMode(button2Pin, INPUT_PULLUP); // Pull-up interne

Keyboard.begin();

}

void loop() {

// Bouton 1 → CTRL gauche

if(digitalRead(button1Pin) == LOW){

Keyboard.press(key1);

}else{

Keyboard.release(key1);

}

// Bouton 2 → CTRL droit

if(digitalRead(button2Pin) == LOW){

Keyboard.press(key2);

}else{

Keyboard.release(key2);

}

}

Si besoin vous pouvez changer les Pin ou les touches associées.
Choisir l’interface Arduino Leonardo pour la programmation sur l’interface Arduino IDE.

Voici les photos du montage:

J’ai gratté le vernis au dos de la platine pour y souder la masse du connecteur.

2 fils soudés sur le connecteur et les pins 9 et 10.

Voila un petit montage facile à réaliser et plutôt sympa pour s’entrainer à la manipulation.
Je précise qu’il est préférable de savoir décoder avant de manipuler lors de l’apprentissage du morse.
Je me suis concentré sur la partie TX de l’application mais la partie RX est également possible sur le site.

Un autre test pour évaluer la vitesse avec la même configuration:
https://bensbestbentwire.com/

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Aujourd’hui, je vous décris le module capteur en charge du relevé de température et de la tension batterie.
Description:

Ce projet met en œuvre un petit module USB capable de mesurer la température ainsi que la tension d’une batterie, puis de renvoyer ces valeurs sur une liaison série. Compact, économe en énergie et simple à interroger, il constitue un outil idéal pour la surveillance d’alimentations, de systèmes embarqués ou de montages radioamateurs.

Le but est de disposer d’un dispositif USB qui :

• lit la température via une sonde numérique DS18B20,
• mesure la tension d’une batterie grâce à un pont diviseur,

Lecture de la température

La sonde DS18B20 est pilotée via le bus OneWire.

• envoie une requête de mesure,
• lit la température en degrés Celsius,
• renvoie la valeur sous la forme :

  T=23.7 C
  

Ce capteur numérique garantit une bonne précision sans nécessiter d’étalonnage complexe.

Mesure de la tension batterie

La tension à mesurer passe par un pont diviseur composé de deux résistances (R1 = 22 kΩ, R2 = 6,8 kΩ). Le microcontrôleur lit la tension sur l’entrée analogique A0, puis calcule la tension réelle selon la formule :

La valeur retournée ressemble à :

V=12.4 V

Une variable correction permet d’ajuster finement la mesure si nécessaire.

Le Matériel:
Carte microcontrôleur 32U4
Arduino nano est possible également
Une résistance de 6,8K (ou 4,7K + 2,2k)
Une résistance de 22K
Un capteur de température 18B20
Led jaune
Connecteur entrée alimentation
Fichiers 3D

Le programme Arduino est disponible directement sur le simulateur.

Lien vers le simulateur:

https://wokwi.com/projects/452516748378971137

Cliquer sur le bouton lecture vert pour exécuter la simulation.
Sur le champ du bas vous pouvez envoyer la commande T ou V.
En cliquant tu le potentiomètre ou sur le capteur de temperature vous pouvez faire varier les valeurs.

Schéma électronique:
J’ai utilisé 2 résistances en série de 4,7k + 2,2K car je n’avais pas de 6,8K sous la main.

Indication visuelle

Une LED connectée sur la broche 2 s’allume brièvement lors du traitement d’une commande, ce qui permet de visualiser l’activité du module.

Exemple d’utilisation

Depuis un terminal série :

• envoyer T → obtenir la température
• envoyer V → obtenir la tension batterie

Aucune configuration complexe, aucune trame exotique : une seule lettre suffit.

Le fichier Python pour aller lire les informations et les stocker dans le Raspberry:
Disponible sur Github 
Celui-ci intégré une temporisation de lecture et la sauvegarde des données.

L’intégration dans Svxlink:

Ajouter le dossier mesureV dans le dossier /home/
et copier le scripts mesureVT.py

Afin de faire la mesure de tension quand le relais est en veille, nous devons lancer le script de mesure lorsque que le relais passe en rx, une temporisation de 10s (configurable) est prévue.
Pour cela nous éditons le fichier RepeaterLogic.tcl qui se situe dans le dossier /usr/share/svxlink/event.d/local/

Editer RepeaterLogic.tcl
Ajouter à la fin de la partie repeater_down ajouter le lancement du script:
set runcmd [exec python3 /home/mesure/mesureVT.py];

proc repeater_down {reason} {
global mycall;
variable repeater_is_up;
#script lecture tension
set runcmd [exec python3 /home/mesure/mesureVT.py];

Dans le même dossier, éditer Logic.tcl, dans la partie dmtf, copier le code ci-desous:

######################
#15 mesure de tension# 
######################

if {$cmd == "15"} {

# Lecture du fichier
set f [open "/tmp/mesureV.txt" r]
set data [read $f]
close $f

# Extraction avec regexp
if {[regexp {V=([0-9]+\.[0-9]+)\s*V} $data -> valeur]} {

puts "Tension Alim:$valeur V"
playMsg "SVXCard/Mesurement" "PowerSupplyVoltage";
playVoltage $valeur;
} else {
puts "Aucune tension trouvée dans le fichier"
}

return 1
}

##########################
#14 mesure de temperature#
##########################

if {$cmd == "14"} {
# Exécute le script Python et lit toute la sortie
set f [open "|python3 /home/mesure/mesureT.py" r]
set output [read $f]
close $f

# Extraction de la température au format :
# Température : 28.9
set temperature ""

if {[regexp {Température\s*:\s*([0-9]+\.[0-9]+)} $output -> temp]} {
set temperature $temp
}

# Affichage du résultat
if {$temperature ne ""} {
puts "Temperature:"
puts $temperature

playMsg "SVXCard/Weatherstation" "tempint";
playTemp $temperature;

} else {
puts "Erreur : impossible d'extraire la température"
}
return 1
}

Le script écrit 1 fichiers dans le dossier temporaire à la retombée du relais pour avoir une tension hors charge dans /tmp/mesureV.txt

A la reception du code DTMF, SvxLink ira lire la valeur dans le fichier pour la tension et en direct pour la température.

Les photos de la réalisation du capteur:

Conclusion:

Vous disposez désormais de la description nécessaire pour réaliser ce type de capteur. Vous pourrez également interagir avec celui‑ci et associer des actions en fonction des valeurs mesurées.

Afin de préserver les batteries, le relais pourrait s’arrêter à partir d’un certain seuil de tension, annoncer vocalement la tension mesurée lors de l’ouverture du relais, ou encore alerter en cas de tension basse des batteries.

Vous l’aurez compris, votre imagination fera le reste : il ne s’agit ici que d’une approche logicielle à mettre en place.

Je préconise de sauvegarder les fichiers que vous allez modifier en amont, ce qui vous permettra de revenir en arrière dans le cadre d’une erreur.

Bonne réalisation.

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Je vous décris aujourd’hui, le module radio.

Dans de nombreux montages radio modernes — relais, hotspots, passerelles ou interfaces PC‑radio — il est indispensable de disposer d’un module fiable capable d’assurer à la fois la gestion audio, la détection de porteuse (SQUELCH) et la commutation PTT.
Le module présenté ici, basé sur le µUsbPlug, répond précisément à ces besoins grâce à une conception simple, robuste et parfaitement adaptée aux usages radioamateurs.

L’idée de départ de la carte UsbPlug était justement de mettre à disposition un module qui puisse s’intégrer sur des cartes filles de vos créations.

Matériels nécessaires:

• Carte µUsbPlug
• Carte Fille ( j’en ai une dizaine en stock)
  fiches RJ12, Connecteur dupont femelle 4 pins et 6 pins, connecteur USB A
  Fichiers Gerber:  Gerber_UsbPlug_adapters
• 2 vis M3x10 hexagonales creuses (tête fraisée)
• 2 écrous M3 carré
  Fichiers 3D

Un module compact 

Ce module se distingue par trois éléments principaux :

• Le µUsbPlug de F8ASB, cœur de l’interface matérielle
• 2 connecteurs RJ12, utilisés pour relier proprement les radios (audio In et Out, PTT, SQUELCH, masse)
• Un port USB‑A, permettant la connexion directe à un ordinateur, un Raspberry Pi ou tout autre système informatique.

Au centre de l’ensemble, on retrouve le CM119, un chipset audio USB très apprécié dans le monde radioamateur pour sa stabilité et sa capacité à gérer des signaux audio faibles ou modulés.

Le CM119 n’est pas une simple carte son USB. Il possède plusieurs caractéristiques qui en font un composant de choix pour les interfaces radio :

• Entrée et sortie audio de bonne qualité
• Gestion matérielle de GPIO intégrés
• Possibilité d’exploiter ces GPIO pour piloter le PTT ou lire un signal SQUELCH
• Compatibilité parfaite avec Linux, Windows et les distributions orientées radio (SvxLink, Direwolf, allstar, etc.)

Grâce à lui, le module devient immédiatement reconnu comme une carte son USB standard, ce qui simplifie énormément l’intégration logicielle.

Le module permet de se relier aux radios avec des connecteurs RJ12 ou souder sur les pin dédié au connecteur HE10 sur la partie supérieur.
La partie basse est consacrée pour le raccordement en USB.
Les pins de chaque coté, peuvent être utilisé pour faire des modules qui se raccordent entre eux par le coté.

Dans la fente, on y glisse un écrou carré M3

Voici l’ensemble du module, les boitiers s’emboitent l’un dans l’autre.
Aucune vis n’est nécessaire, les renforts intérieurs sur le cache permettent la rigidité des bords pour que l’emboitement tienne correctement.
Le positionnement de la carte se fait par les index directement intégrés sur le boitier.
Les petites fentes arrivent en face des leds de la carte µUsbPlug.
Sous les connecteurs RJ12, il y a des pin disponible pour mettre le raccordement de votre choix.

Les étiquettes utilisées sont des chez AVERY ref. L6008, impression laser.
Sur demande je peux fournir les pictogrammes utilisés.

Bonne réalisation.

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Je vous décris aujourd’hui, le module micro-ordinateur.
Au cœur de l’architecture modulaire du relais, le module micro‑informatique regroupe l’ensemble des fonctions logicielles essentielles au traitement du signal et à la gestion des services.
Il repose sur un Raspberry Pi équipé de SVXLink, véritable moteur du relais, chargé d’assurer la commutation audio, la gestion des tonalités, la logique de contrôle et l’interconnexion avec les réseaux disponibles.

Installé dans un boîtier dédié, ce module est pensé pour être autonome, facilement remplaçable et totalement indépendant des autres éléments du système.

Cette approche permet de séparer clairement la partie “intelligence” du relais de ses modules RF ou audio, facilitant la maintenance, les mises à jour logicielles et l’évolution future du système sans impact sur les autres briques matérielles.

Toujours dans une approche modulaire, l’idée est de choisir n’importe quelle solution informatique et de l’intégrer dans un boitier qui a une fixation sur rail DIN intégrée.
Idéalement, il faut qu’il soit équipé de ports USB pour les périphériques extérieurs, et Ethernet, pour les connexions externes.

Il a plusieurs boitiers DIN disponibles, dont une version pour Pi Zero avec alimentation intégrée disponible, le RaspiBoxZero que j’ai utilisé sur le relais comme premier montage.

L’impression ne donne aucune limite quant à l’adaptation de n’importe quelle carte micro-ordinateur dans un boitier DIN.

Matériels nécessaires:

Un boitier rail Din pour PI4 (existe en Pi5)
Un Pi4 + carte SD
Un ecran Waveshare 1,28″ rond TACTILE
4 vis M2 x 8
4 vis M2,6 x 10
Fichiers 3D

L’idée est de prendre en sandwich l’écran Oled entre la façade extérieure et une platine à l’intérieur du boitier.
De la colle chaude a été ajoutée sur le connecteur du Raspberry Pi afin de bien maintenir la connexion écran – Raspberry

L’alimentation se fait directement par le raccordement de 2 fils sur le port GPIO

Le résultat final est plutôt, sympathique, l’intégration de l’écran Oled se fait à la perfection.

La programmation fera l’objet d’un autre article, car l’ensemble des fonctions n’est pas encore implantées.
Actuellement il est possible de redémarrer ou d’arrêter le système.
L’écran tactile, permettra de voir le statut de SVXLink, les mesures du capteur T°/V et l’accès aux commandes pour le redémarrage et l’arrêt.
Cela permet aux co-sysop, qui n’ont pas de connaissances Linux, de pouvoir intervenir facilement sur l’installation.

Fiche technique et câblage de l’écran LCD 1,28″.

Bonne réalisation.

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Le module d’alimentation peut très bien utiliser des boitiers d’alimentations commerciaux qui fournissent la tension souhaitée avec une entrée en 230V.
Dans le cadre du relais radioamateur, on intègre régulièrement des batteries.
C’est dans cette situation, que mon choix s’est porté vers un convertisseur de tension DC / DC.
Avec une entrée possible en 12/24V et une sortie 5V 5A.

Son rôle sera de fournir une tension de 5V et d’afficher la tension des batteries sur demande.

Le module voltmètre:

Tension de lecture de 7 à 55V, un appui long sur le bouton permet de passer en mode paramètres et permet de personnalisé le module.

Ci-dessous le détail de la programmation.

Batterie au plomb:
Accéder au menu de réglages

Depuis l’écran principal, maintenir le bouton 2 secondes pour entrer dans le menu.
Maintenir à nouveau 2 secondes pour accéder au mode batterie acide (P12).
Sélection de la tension nominale
L’écran affiche une valeur clignotante correspondant à la tension.
Maintenir le bouton 2 secondes pour sélectionner la tension : 12 V / 24 V / 36 V / 48 V.
Lorsque la bonne tension est affichée, maintenir 2 secondes pour confirmer et enregistrer.
L’affichage devient fixe : la configuration est terminée.
Quitter le menu

Paramétrage des tensions basse et haute

Accéder au menu de réglages
Depuis l’écran principal, maintenir le bouton appuyé 2 secondes pour entrer dans le menu.
Maintenir à nouveau 2 secondes pour accéder à la page de réglages personnalisés.
Réglage de la tension basse (Low Voltage)

Une fois sur la page dédiée, maintenir le bouton 2 secondes pour modifier la valeur.
Maintenir encore 2 secondes pour déplacer le curseur (changer le chiffre actif).
Lorsque la valeur souhaitée est affichée, maintenir 2 secondes pour confirmer et enregistrer.

L’affichage devient fixe : la valeur basse est sauvegardée.
Réglage de la tension haute (High Voltage)
Après validation de la tension basse, maintenir le bouton 2 secondes pour passer au réglage de la tension haute.

Le premier chiffre à gauche se met à clignoter.
Maintenir 2 secondes pour modifier la valeur, puis maintenir 2 secondes pour changer de chiffre.
Une fois la valeur correcte définie, maintenir 2 secondes pour confirmer et enregistrer.
L’affichage devient fixe : la configuration est terminée.

Quitter le menu
Maintenir le bouton 2 secondes pour revenir à l’écran principal.
Ou appuyer brièvement pour accéder à la page de réglage suivante.

Maintenir le bouton 2 secondes pour revenir à l’écran principal.
Ou appuyer brièvement pour passer à la page suivante.

Le module voltmètre est configurable afin d’indiquer les seuils de tension selon le niveau d’alimentation. Il s’éteint automatiquement au bout de quelques secondes.
C’est parfait pour contrôler rapidement le niveau de batterie de l’installation.
On le relie tout simplement sur l’alimentation d’entrée du module.

Les photos du montage:

Le câblage est simple, on intègre juste l’interrupteur  en l’entrée et l’alimentation du convertisseur.
power supply = alimentation venant des batteries
load = sortie vers le convertisseur

Le niveau de batterie evolue selon la tension mesurée et les paramètres haut et bas définis

Matériel:

Interrupteur led
Voltmetre
Connecteur entrée alimentation
Convertisseur 12/24V vers 5V 5A
4X Vis M2.6×10
6 vis M3x10 hexagonales creuse
2 vis M3x10 hexagonales creuses (tête fraisée)
4 écrous carré M3
2 écrous M3

Impression de 4 pièces, disponible sur Thingiverse:
2 x supports rail DIN
1 x base du boitier
1x capot supérieur

Voilà, vous avez tous les éléments pour reproduire la même chose chez vous.
Les étiquettes utilisées sont des chez AVERY ref. L6008, impression laser.

Sur demande je peux fournir les pictogrammes utilisés.

Bonne réalisation.

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Pour faire suite à l’article, ” vers une structure de relais modulaire ” et de la présentation à la conférence au salon ISERAMAT, je partage avec vous la première photo de famille des modules pouvant composer un relais.
Libre à chacun d’installer ou non un de ces modules.

Pour rappel, chaque module se fixe sur des rails DIN standards ; ils seront donc tous équipés du système de fixation correspondant.
Bien sûr, si l’un des modules vous intéresse mais que vous n’utilisez pas ce système de fixation, vous serez libre de l’adapter à votre installation.

Cette approche permet de faire évoluer ou de dépanner uniquement ce qui est nécessaire.

Une série d’article décrira chaque module un par un:

• Le module alimentation/convertisseur
• Le module micro-ordinateur
• Le module interface radio
• Le module capteur
• Le module automate
• Le module IHM
• Le module Modem 3G/4G

Comme d’habitude, la description complète sera partagée.

Les modules faisant largement appel à l’impression 3D, les fichiers seront eux aussi mis à disposition ainsi que tous les composants nécessaires à la fabrication.

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