Aggiornato al 10 Marzo 1999 TNC2 - Terminal Node Controller

TNC2 Rev 3.1      by IW3GRW

Introduzione

Si tratta di un progetto compatibile 100% con il TNC2, con alcune peculiarita' gia' integrate nel circuito stampato, quali la possibilita' di avere un doppio firmware selezionabile attraverso il doppio deviatore di accensione, monitoraggio completo dell' apparecchio attraverso i LED dello STATUS, CONNECT, DCD, PTT e POWER, velocita' del modem e della RS232 facilmente e ampiamente selezionabili attraverso un unico JUMPER, possibilita' di mantenere i dati in RAM anche passando da un Firmware ad un' altro, un buon filtraggio dei disturbi generati dall' accoppiamento di clock e ground bouncing, semplicita' di montaggio e sostituzione del modem.
Infatti il modem non e' stato appositamente implementato all' interno del C.S. del TNC, e viene invece innestato attraverso due connettori (senza cablaggi) sopra di esso; in questo modo sara' possibile utilizzare il TNC con modem diversi, e a tal proposito sono stati progettati i seguenti modem: i quali presentano un ridotto ingombro (55x100mm), DCD digitale per l' utilizzo con squelch aperto, circuito di PTT con watchdog, oscillatore integrato e compatibilita pin to pin dei connettori con gli altri modem.

Caratteristiche tecniche

Tensione di alimentazione:       11-14 Volt DC
Corrente assorbita               <300mA compreso modem
Clock CPU                        4.915200 o 9.830400 Mhz
Velocita' Seriale (RS232)        1200-9600-19200-38400 bps
Velocita' Modem                  da 300 a 76800 bps
Tipo di modem installabili       Bell103-202,Manchester,G3RUH
Firmware disponibili             2
Firmware installabili            Tutti quelli compatibili TNC2
Dimensioni                       100x160 mm

Schema elettrico 1/2 -- Schema elettrico 2/2
Disposizione componenti -- Lista componenti
Foto A TNC2 -- Foto B TNC2

Realizzazione

Il montaggio del TNC e' molto semplice ed utilizza componenti standard e di facile reperibilita'. Il C.S. e' realizzato su vetronite doppia faccia con fori mettallizzati e ha il solder per proteggere lo stampato e facilitare la saldatura. Si inizia con il montaggio degli zoccoli, delle resistenze, diodi, condensatori e man mano con i componenti piu' grandi. Fare attenzione alla polarita' con cui si montano i componenti che la richiedono. Terminato il montaggio di tutti i componenti, inscatolare il TNC fissando il 7805 alla scatola metallica attraverso una vite M3 e relativo dado con rondella; l' aletta metallica del regolatore di tensione deve essere in contatto sia elettrico che termico con la scatola metallica, per poter dissipare il calore generato. Fare i pochi cablaggi richiesti e dare alimentazione, facendo attenzione alla polarita' e all' assorbimento di corrente; se dovesse essere maggiore di 500 mA, ricontrollare tutto il TNC. Se tutto funziona, appena si da alimentazione, e inserita la eprom con il software terminal oppure hostmode, i led dello STATUS e CONNECT dovranno accendersi per qualche istante e poi spegnersi. Anche collegando il PC con un normalissimo programma terminale al TNC , una volta tarati il jumper del RS232 bitrate, si dovra' vedere sul monitor la versione del firmware che si sta' utilizzando. Appurato il funzionamento regolare del TNC, si potra' applicare il modem al di sopra di esso come mostrato nel LAYOUT e regolare il livello della modulazione, dell' eventuale DCD, e nel caso di modem G3RUH impostare la forma d'onda che massimizzi la qualita' in trasmissione del modem.

Il TNC ha la possibilita' di avere varie configurazioni che si cambiano attraverso dei jumper:
- il jumper JMP1 (DCDB) serve solo quando si utilizzano certi firmware come il TheNet per la gestione di un nodo: generalmente non e' utilizzato;
- Il JMP2 seleziona la velocita' del clock del TNC2 che puo' essere di 4.915200 Mhz oppure 9.830400 Mhz. Con velocita' di modem superiori a 9600 baud, e' indispensabie utilizzare un clock di 9.830400 Mhz, e quindi anche gli integrati Z80CPU e Z80SIO-0 dovranno essere del tipo adeguato per lavorare a queste velocita'.
- Il JMP4 va impostato a seconda che il TNC utilizzi il quarzo oppure l' oscillatore integrato. Se viene installato il quarzo, e' neccessario tarare la frequanza generata attraverso il compensatore C4, in modo che sul PIN 11 di U12 ci sia una frequenza di 9.830400 Mhz. Questa regolazione e' indispensabile quando si lavora con un modem del tipo G3RUH. Naturalmente anche il clock del modem dovra' essere tarato. Schema connessione dell'oscillatore integrato o quarzo Per una migliore sincronizzazione dei dati, e' possibile e preferibile togliere il quarzo e il compensatore dal modem G3RUH, e collegare attraverso un cavetto la piazzola del compensatore del G3RUH vicina a R28 al pin 3 di U16 del TNC2. Gli altri tipi di modem non necessitano di tale modifica perche' meno sensibili alla differenza di clock. Se attraverso il compensatore C4 non fosse possibile aggiustare la frequenza al valore desiderato, variare la capacita' di C5, oppure cambiare quarzo.
- Il jumper a 4 posizioni serve per modificare la velocita' seriale del TNC. Si possono impostare velocita' di 1200, 9600, 19200 e 38400 bps.
- Il jumper a 9 posizioni serve per la selezione della velocita' del modem, da 300 e 76800 bps.

Filtri antidisturbo

Come si puo' vedere dallo schema elettrico, in tutti i collegamenti del TNC con l' esterno (seriale e alimentazione) vi sono dei filtri per sopprimere eventuali interferenze dovute alla parte logica del TNC. Ci sono 6 filtri MURATA sulla seriale ; in caso non si dovessero reperire, si possono benissimo bypassare, collegando con un filo i due pin esterni di ciascun filtro. Per quanto riguarda gli altri filtri, questi sono posti sull' alimentazione del TNC e sono siglati L1 e L2; trattasi di normali impedenze composte da circa 15 spire di filo di rame smaltato da 0.8 mm avvolte su una barretta cilindrica di ferrite dalle dimensioni di circa 6 x 20 mm.
Il numero di spire, lo spessore del filo di rame e la dimensione della barretta in ferrite non sono critiche, ed in caso non si riesca a reperirle, si possono omettere collegando un filo in rame da 1 mm fra le due piazzole dove dovrebbero essere inserite le induttanze.
L3 e' una impedenza da 1 uH della neosid o altra marca, e anche in questo caso il valore non e' critico. Questa induttanza filtra l' alimentazione del modem.

Batteria di Backup

Schema connessione Batteria o SuperCAP Per quanto concerne il mantenimento dei dati nella memoria RAM, questa e' garantita da una batteria ricaricabile al Ni-Cd da 3,6 Volt (oppure da 2 batterie da 1,2 Volt in serie) e dalla R1. Come si puo' notare dallo stampato e schema elettrico, invece della batteria e' possibile inserire un SUPERCAP, ovvero un condensatore ad alta capacita' dal valore di 0.22 o 0.47 Farad, secondo le immagini riportate qui a fianco. Il Circuito Stampato e' gia' predisposto per queste 3 possibilita'.

Array di resistenze

Schema connessione dell'array di resistenze Le resistenze che nello schema elettrico sono siglate con R20-R21-R22-R23-R24, non sono altro che un unico componente siglato nell' LAYOUT di montaggio con R20-24 costituito da 5 resistenze gia' assemblate con un terminale in comune. Se non si riesce a reperirlo in commercio, e' possibile costruirlo con 5 resistenze da 680 ohm da 1/4 watt inserendo verticalmente i terminale delle 5 resistenze nei 5 fori dello stampato piu' a destra, ovvero verso il JP2A e collegando i rimanenti 5 terminali fra di loro e collegandoli poi al foro rimasto libero sulla sinistra in prossimita' del led DCD (D7).
Anche in questo caso il valore delle 5 resistenze non e' critico e puo' avere un range da 330 ohm a 1 Kohm.

Condensatori alimentazione

Per consentire al TNC di lavorare in maniera ottimale ed evitare ulteriori disturbi causati dal clock, sono stati inseriti molti condensatori posti fra il positivo dell' alimentazione e massa. Di questi condensatori non e' riportata la sigla e il valore sia nell' LAYOUT che nello schema elettrico ; il loro valore non e` critico e puo` essere 47nF o 100nF , di tipo ceramico e poliestere.

Connettori

Anche per quanto riguarda i connettori, ci sono varie predisposizioni che si possono adottare: per quanto riguarda la seriale DB25 da collegare al PC, e' possibile inserire un connettore a 90 gradi da stampato (J1) oppure usarne uno da pannello e collegato attraverso un flat a J1A. Si puo' usare anche un connettore e 9 poli da pannello e fare i vari cablaggi con dei fili volanti.
Schema connessione del connettore DIN 5Poli per il collegamento del RTX Lo stesso vale anche per il connettore DIN 5 poli a 180 gradi J3, che collega il ricetrasmettitore. Nel caso non fosse reperibile il connettore da stampato, si potra` utilizzare un DIN 5 poli a 180 gradi da pannello, collegato attraverso un flat a J3A.
Su questo connettore,partendo da sinistra (in prossimita' di L2), troviamo i 12 volt che possono servire per alimentare una radio che assorba poca corrente (palmari o data-radio), il PTT per mandare in TX il trasmettitore, il segnale che modula la portante (microfono), la massa ed infine il segnale speaker ottenuto dal ricevitore.

RAM

L' ultima predisposizione riguarda la RAM. Infatti e' possibile inserire a piacere una RAM statica da 32k x 8 (62256 o simile), oppure una ram da 128k x 8 (551001 o simile). Se si installa una ram da 128k x 8, passando da un firmware all' altro, i dati in RAM non vengono persi, altrimenti se si installa la ram da 32k x 8, passando da un firmware all' altro, sara' neccessario riinizializzare il TNC con tutti i parametri. Come si puo' notare, la ram da 32k x 8 ha in totale 28 pin invece che 32 : in questo caso l' integrato andra' inserito sullo zoccolo in modo da lasciare sconnessi i pin 1,2,32 e 31.

Modem

Il modem deve avere i due connettori a pettine femmina fissati sul lato rame, in modo che possa essere innestato sui due connettori a pettini maschio JP1 e JP2 del TNC dal lato componenti. In alternativa e' possibile fissare il modem sopra il TNC attraverso delle torrette distanziatrici poste sugli appositi 4 fori, e collegare con un flat rispettivamente JP1 e JP2 del modem con JP1A e JP2A del TNC.
E' possibile vedere la documentazione dei modem supportati da questo TNC, unitamente agli schemi elettrici, layout e lista dei componenti, selezionando questo link.

Per collegare da 2 a 4 Modem


Con l' aggiunta di un commutatore da 4 vie 3 posizioni facilmente reperibile in commercio ed economico, e' possibile collegare fino a 3 modem. Lo schema elettrico e' visibile cliccando qui.
Usando un commutatore da 3 vie 4 posizioni con na manciata di componenti, e' possibile selezionare 4 modem. Schema per poter collegare 4 modem.

Conclusioni

Nella realizzazione di questo progetto si e` cercato di rispettare i quattro obiettivi fondamentali affinche` risultasse veramente diverso dai TNC2 che gia` esistono da anni:
  1. progetto veramente versatile, che consenta l'utilizzo di vari tipi di modem con diverse configurazioni delle velocita'
  2. facilita' nell' autocostruzione, grazie all'assenza di cablaggi
  3. facile reperibilita` dei componenti, grazie alle diverse configurazioni previste (diversi tipi di oscillatore, RAM, circuito di backup)
  4. utilizzo di un hardware standard con il TNC2, per il quale esistono moltissimi firmware disponibili.
Nel caso vi fossero dei dubbi, richieste di informazioni, consigli, e` possibile scrivere un messaggio a
iw3grw@iw3grx.iven.ita.eu   Packet Radio
iw3grw@gw.ir3ip.ampr.org    e-mail
oppure telefonare al 328.3730010