Tilki Avı Oyunu İçin FM Verici Yapımı

“Tilki Avı (Fox Hunting) oyunu nasıl oynanır ?” başlığı ile yayınladığımız ilk yazıda küçük bir bilgilendirme ile oyunun nasıl oynandığından bahsetmiş ve vericinin yapımı, anten tasarımı ve sinyal zayıflatıcının nasıl yapılacağını sonraki yazılarımızda yazacağımızı belirtmiştik. Bu çalışmada verici yapımını anlatacağız arkadaşlar.

Çalışmamızda, oyunda kullanılacak olan ekipmanların yapımında karşılaştığımız tecrübelere ve bu tecrübelerin ışığında bu ekipmanları yapabilir hale gelmenizi sağlayacak bilgilere yer vereceğiz. Kendi yaptığımız araştırmalardan elde ettiğimiz bilgileri ve karşılaştığımız problemleri ve bu problemlerin aşılması için bulunan çözümleri günlük tadında aktaramaya çalışacağız…

Verici Yapımı

Evet, şimdi kolları sıvayıp iş başına geçme vakti geldi. Her ne kadar arduino kullanmayı düşünmüyorum desem de bakmayın hızlı prototip çıkarma adına hızı kodlanabilecek bir platform olan arduinoyu aldık elimize, başladım kodlamaya. Kodlamamın temelini mors alfabesi oluşturuyor. Arduinonun bir pininden vericiye atanan kimliğin mors alfabesi oluşacak şekilde (logic 1 – 0 çıkışı verecek şekilde) kodladım ve istediğimi elde edecek kodu yazdım. Şimdi sıra denemelere geldi. Mors çıktısı verecek arduino pinini verici modülün DATA ucuna bağlayarak deneme yapmaya başladım. Ancak bu sefer sevineyim mi üzüleyim mi bilemedim. Mors oluşacak şekilde sinyal üretiliyor ve telsizin RX sinyal ledi yanıyor ve telsiz hoparlöründe boğuk bir ses beliriyor ancak başka her hangi bir ses duyulmuyordu. Bu ikinci hayal kırıklığımın nedeninin morse kodunu arduino pininden oluşturunca bir ses çıkacak beklentisi olduğunu anladım. Tekrar araştırmalara başladım. Bu araştırmada da mors kodunun iletilmesinde kullanılan sesin Amerika Birleşik Devletleri ordusu standartlarına göre 570 kHz’de oluşturulan sinyal ile üretildiğini, ancak genel kullanımın 600 ile 700 kHz’de üretilen sinyal ile karşılandığını gördüm. Ben de kulağıma hoş gelen 700 kHz sinyali kullanmaya karar verdim. Bu sesi de arduinonun “tone()” fonksiyonu ile oluşturulabilecektim. Artık mors alfabesinde “AKRAD” yayını yapan ve DATA pininde 700 kHz’de ses oluşturan kodum hazırdı.  Tekrar yapılan denemede amacımıza bir adım daha yaklaştığımızı ama hala ulaşamadığımızı gördüm. Telsizden mors sesi duyuluyor ancak çok derinden geliyor, bunun sebebinin de kullandığım modülün AM modülasyon kullanılacak şekilde tasarlanması imiş. (Şekil 1 – AM modülasyon SDR çıktısı) AM modülasyonda SDR’de veya AM modülasyon olan (ör. Yaesu VX6 gibi) telsizlerde bangır bangır ses duyuluyor, sadece FM modülasyonu olan telsizlerde derinden zayıf bir ses geliyordu. Bu durum beni yeni bir araştırmaya itti. FM vericiler…

Şekil 1 – AM modülasyon SDR çıktısı. (AM modülasyonun SDR çıktısında da görüleceği üzere data, veri veya ses iletilirken yükselen alçalan sinyal oluşuyor. Bu sinyal de sabit frekansı oluyor.)

Yeni konuda başladığım araştırmalarda ilk önce AM ve FM modülasyon arasındaki farkı anlamaya çalıştım. Bu farkı görselleştiren aşağıdaki resmi (Şekil 2 – FM, AM modülasyon) sizlerle paylaşıyorum. Ama özetle anlatacak olursak AM modülasyonda iletilmek istenen sinyale göre taşıyıcı sinyalin şiddetinin artıp azaldığı, FM modülasyonda ise taşıyıcı sinyalin frekansının artıp azaldığını söyleyebiliriz.

Şekil 2 – FM, AM modülasyon

Bir fm vericisi yapabilmek için internette yapılan araştırmada birçok kaynak bulunabilir. Temel fm verici devresini aşağıda resimde görebilirsiniz. (Şekil 3 – FM verici devresi.)

Şekil 3- FM verici devresi.

FM devre denince akla radyo vericisi geldiğinden 88 – 108 MHz arası çalışmak üzere tasarlanmış ve yayın yapılacak frekans osilasyonunun bobin ve kondansitörler ile ayarlanmasından dolayı zamanla ve ortam şartlarına göre (sıcak, soğuk, güç kaynağındaki voltaj değişimi vb) frekansının kayması gibi dezavantajlarının olduğu deneyimlenmiştir. Bu dezavantajların giderilmesi ve bizim yapacağımız vericilerin amatör bantlar olan 144 – 146 ve 430 – 440 MHz’de çalışması gerektiğinden kristalli veya entegre tabanlı olması gerektiği anlaşıldı. Kristal tabanlı FM vericiler; yapımı kolay, maliyeti az ve devrenin sabit frekansta çalışmasının sağlanması açısından oldukça güzel bir devredir. Lakin bu devrenin sıkıntısı kristal kullanımı. Evet kristal kullanımı hem avantaj hem de dezavantajları ile geliyor. Kristal kullanıldığından dolayı frekans kayması olmuyor ve basit devre elamanları ile yapılabiliyor. Frekans ayarlanırken kullanılacak frekansın katlarında bir değerde kristal kullanarak çözüm sağlanıyor, örneğin 144 MHz’de bir yayın yapmak için ya tam 144 MHz değerinde bir kristal kullanmak gerekir ki hem bulması zor bir değer hem de oldukça pahalı ya da piyasada bulunabilecek olan 144/4=36 MHz bir kristal kullanmak gerekiyor ki bu da frekans harmonikleri kullanılıyor anlamına gelir. Frekans harmoniklerinden kısaca bahsedecek olursak 36 MHz bir kristal takıldığında devrede aslında 36 MHz bir osilasyon oluşup 36 MHz de yayın olur ve ayrıca harmonikleri olan 72 MHz’de, 108 MHz’de, 144 MHz’de, … yayın yapılır. Her harmonikte yayının şiddeti, kuvveti biraz daha düşüyor. Harmonik frekansları enterfere gibi bir durum söz konusu olsa da, bu devrenin yapımının kolay olması ve maliyetinin düşük olması, sadece oyunda kullanırken kısıtlı bir alanda, çok düşük güçlerde yayın yapacağı düşünüldüğünde çok fazla enterferansa neden olmayacağı öngörülmektedir. Kendimin yaptığı yukarıda yazılanları denediğim devre ve SDR görüntülerini aşağıda paylaşıyorum.

Kristal ile devre yapımı
(Kristal ile yaptığım devre)

(Soldaki resimde tek tepecik taşıyıcı frekansı gösteriyor. Sağdaki resimdeki tepecikler de veri ve ya ses geldiğinde FM modülasyondaki frekans değişimini gösteriyor. Yani FM vericimiz çalıyor.)

Harmonikler ile bir FM verici yapmaktansa hem kararlı hem de istediğimiz frekansta direk çıkış alabileceğimizi düşündüğüm entegre tabanlı bir FM verici çözüm olacağını düşündüm. Bu konuda da Maxim Integrated Products Inc. Firmasının üretimi olan VHF bandı için MAX2606, UHF bandı için MAX1472 entegreleri ile karşılaştım. Bu entegreler ile yapılmış örnekler mevcuttu. İnternetten videolar ve şemalarını bulabiliyoruz ancak teori ile pratiğin aynı olmadığını MAX2606 ile yaptığım devrede tecrübe ettim. Bu entegredeki problem, frekansın voltaj ile ayarlanmasıydı. Bu devre üzerinde sabit voltaj sağlanmadığında veya voltajın sabitliğinin etkilendiği durumda frekansın kaydığı görüldü. Bu da istemediğimiz bir durum… L Bu nedenle diğer MAX1472 entegre ile yapılacak denemeden soğudum. Alternatife yöneldim.

Araştırmalar sonucunda AliExpress’te aşağıda resmini paylaştığım FM modülasyonda yayın yapan FS1000a modülü benzeri bir modül buldum. Ve yaptığım denemede başarılı sonuca ulaştım. Yalnız bu vericinin de yurtdışından alınması nedeniyle teminin zorluğu ve son zamanlarda yurtdışı alımlarda gelen vergiler ve gönderim ücretleri ile maliyetli olması bu verici tercihimi zayıflattı.

(FM verici modülü)

Bütün bu süreç sonrasında hem ucuz hem temininin kolay hem kristalli (frekansı sabit) hem yapımı kolay hem de FM telsizlerde duyabileceğimiz vericinin küçük bir dokunuş ile FS1000a modülü ile yapılabileceğini keşfettim. Bütün yukarıda anlattığım süreçte elimin altında bulunan modülün modifiye edilip kullanılabilecekken farkında olmamak tabi canımı acıttı. J Neyse çok şükür istediğimizi yapabilir olduk. Modifikasyon şemada mor renkli bağlantı. Bu bağlantıyı kaldırdığımızda verici AM modülasyon, bağlantıyı koyduğumuzda FM modülasyon olarak çalışıyor. Bunu da YouTube’da gördüm bir amatör bahsetmiş. Devrenin tasarımından kaynaklı olarak, voltaj değişimlerinde küçük frekans kaymaları oluyormuş ve bu da FM modülasyon oluşturuyormuş.  Şemasını da aşağıda paylaşıyorum.

Yukarıda devreyi yapıp aşağıdaki kodu Arduino’ya yüklediğimizde Tilki Avı (Fox Hunting) vericimiz hazır hale gelecek.

Şimdi de koddan ve kodu nasıl yükleyeceğimizden bahsedelim. İlk önce bilgisayarımızda ArduinoIDE isimli programın kurulu olması gerekiyor. Kod ve şemanın bulunduğu 3 adet dosya var. Bu dosyalardan biri ana kodun olduğu .ino  uzantılı dosya diğer .h uzantılı olan dosya ise mors ve sinyal gönderiminin başında bulunan melodi için gerekli kodun bulunduğu kod dosyasıdır. Gerekli olan dosyaları kaynakça kısmındaki linkten indirebilirsiniz.

FoxHuntTX_Morse.ino ve FoxHunt_2.h dosyalarını FoxHuntTX_Morse isimli dosya içerisine koyup .ino uzantılı dosyayı açtığımızda aşağıda resimdeki gibi program açılacak.

Arduino Nano ile bilgisayar bağlantılarını yaptıktan sonra yukarıdaki ekrandaki 

 bu tuşa basarak yüklemeyi yapıyorsunuz. Vericimiz yayına hazır.

Sinyalin içerisine icon oyunlardan olan Pacman oyunu melodisini ekleyerek vericiyi arama işini daha eğlenceli hale getirmeye çalıştım. Ayrıca sinyalin belli aralıklar ile gönderilmesi ile hem pil tasarrufu, hem de yön tayini esnasında sinyal sessizliği sağlandı.

Haydi şimdi kendi yapacağımız antenler ile tilki avı oyunu oynayalım.

İyi eğlenceler…

Enes YAVUZ – TA5AIX

Kaynakça:

  1. Program dosyaları: https://drive.google.com/file/d/1wQQJ6ANg8aQjLiQqrjCnndOuWZwsSkAW/view?usp=drivesdk
  2. http://nebula.wsimg.com/f6747985cacde7b25778c41a76611061?AccessKeyId=457ACAFB3D7C267E323B&disposition=0&alloworigin=1
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Transmitter_hunting
  4. http://www.homingin.com/joek0ov/offatten.html
  5. https://vk3ye.com/gateway/noaug98.htm
  6. http://svjohannarose.blogspot.com/2020/11/amateur-radio-fox-hunt-transmitter.html
  7. https://community.element14.com/challenges-projects/project14/rf/b/blog/posts/arduino-mini-rdf-fox
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Morse_code#:~:text=Morse%20code%20is%20a%20method,the%20inventors%20of%20the%20telegraph
  9. http://www.olaganustukanitlar.com/am-ve-fm-dalgasi-arasinda-ne-fark-vardir/
  10. https://320volt.com/88-108-mhz-basit-fm-verici-devresi/