De in dit artikel beschreven AIS-ontvanger is een update van een eerdere versie waar enkele problemen in de printlay-out bij aan het licht zijn gekomen. Omdat ik toch een bestelling moest plaatsen voor een aantal andere PCB-projecten, heb ik deze gecorrigeerde versie mee laten lopen en meteen ook maar van de gelegenheid gebruik gemaakt om een extra Si4362 (of Si4463) aan het ontwerp toe te voegen voor tweekanaals simultaan AIS-ontvangst.
Met de EZRadioPro serie levert Silicon Labs een aantrekkelijke reeks ontvanger- en zendontvanger chips. Ze hebben een goede performence, laag stroomverbruik, geintegreerde synthesizer voor het sub-GHz (119-1050 Mhz) bereik, terwijl ze met hun QNF20 klein van van afmeting zijn maar nog juist met de hand te solderen. Bovendien zijn ze makkelijk verkrijgbaar en voor lage prijzen te koop op bij o.a. eBay en AliExpress (per stuk maar ook als module waarbij ook het crystal bruikbaar is). Er zijn tal van fabricanten die soortgelijke IC's leveren maar meestal zijn die beperkt tot het UHF-bereik of zelfs, daar binnen, alleen de ISM-banden (433 en 866 MHz). Er blijven weinig alternatieven over die het VHF gebied bestrijken en -meer specifiek- de twee AIS-kanalen 161.975 MHz en 162.050 MHz. In dit ontwerp zijn er twee stuks op de print geplaatst, elk met een eigen crystal. Waar in mijn eerste versie de ontvanger beurtelings van kanaal wisselde is er nu sprake van werkelijke simultaan ontvangst en hierdoor worden er minder AIS-berichten gemist. Zie voor een algemene inleiding over AIS en de ontwerpkeuzes die in het ontwerp gemaakt zijn het oorspronkelijke artikel: AIS-ontvanger met Silabs Si4362 | Si4463 radio chip en STM32 processor
Ondanks de extra ontvanger chip heb ik de afmetingen van de print nog wat verder kunnen beperken waarbij de RS422 interface met de MAX3438 gehandhaafd is. Hetzelfde geldt voor de LNA met de AT3543 pHEMT mosfet ingesloten tussen twee bandpass filters. Inmiddels is mij wel gebleken dat de extra versterking met de AT3543 geen onverdeeld succes is. Dit omdat er al gauw blocking vanuit de FM omroepband op de loer ligt. Zie hiervoor het volgende artikel wat ik eraan gewijd heb: Een alternatief aanpasnetwerk voor de Si4362 | Si446x LC-Balun voor de AIS frequencies. De mosfet is overigens door een condensator van een paar pF waardoor er een 5e orde bandpassfilter onstaat en dat is bepaald geen overbodige luxe. Voor een volgende versie zou ik waarschijnlijk uitwijken naar één of twee SAW-filters. Bijvoorbeeld de TA0395A of TA0289A van Tai Saw Technology Co. Ltd.. De datasheets zijn in de downloads van dit artikel te vinden en de TA0289A is onder andere te krijgen bij op de webshop van Tindie.
Zoals ik ook al bij mijn eerste versie al vermeld had: Het ontwerp is afgeleid van het dAISy-project. van Adrian Studer dat was gebasseerd op de MPS430 van Texas Instrument en hier geport is naar STM32. Het is destijds door hem gepubliceerd op Energia 43oh maar dat forum leidt inmiddels een slapend bestaan maar de originele source is steeds terug te vinden op Github. Alle credits gaan naar hem.
Hieronder het schema, de overige productie files en wat illustraties
Enkele opmerkingen bij de broncode: Delen van de code zijn gegenereerd met de STM32CubeMX versie 6.5.0.code generator die kan worden verkregen bij STMicroelectronics op https://www.st.com/stm32cubemx. De huidige source steunt niet op de (beruchte) STM32 HAL Library maar op de STM32 LL (Low Level) library, wat naar mijn mening een aanzienlijke verbetering is. Vanuit STM32CubeMX kan de codegeneratie worden gericht op verschillende compilerleveranciers, waaronder Keil. Keil's gratis MDK-Lite Edition-versie van hun Microcontroller Development Kit kan gedownload worden van hun website op https://www2.keil.com/mdk5/ . Het configuratiebestand voor de radiochip - 'uFlexDual4362_l.h' - is gegenereerd met de "WDS GUI-versie: 3.2.11.0", de Wireless Development Suite", van Silicon Lab die kan worden gedownload van hun website op https://www.silabs.com. Alle wijzigingen op de originele source zijn 'as is' en 'ter leering ende vermaeck' zonder commercieel oogmerk!
Schema
Downloads
