Este es un pequeño proyecto destinado a radioaficionados que quieran construirse su propio manipulador de telegrafía. Eso es algo que hace años que tenia en cabeza, pero mi poca habilidad con las piezas mecánicas me ha hecho desisitir en muchas ocasiones.

Así que un buen día decidí hacer un manipulador telegráfico que no necesite de piezas mecánicas. Algo que sea puramente electrónico y simple a la vez.

Vamos por partes.

¿Qué es un manipulador telegráfico?

Un manipulador telegráfico es un dispositivo que se usa para transmitir los símbolos de telegrafía (puntos y rayas). El detalle lo puedes ver en Wikipedia. Existen dos tipos básicos de manipuladores: los verticales (como el de la figura -Fig.6.-) y los horizontales.

Manipulador telegráfico vertical (Cortesia de Wikipedia)

Manipulador telegráfico vertical (Cortesía de Wikipedia)

En los manipuladores verticales el operador debe pulsar y dejar de pulsar el pomo del manipulador para generar los punto o rayas con el tiempo adecuado. Es decir, debe tener un buen pulso para que no exista confusión entre la duración de un punto o una raya.

En los manipuladores horizontales existen una o dos palas verticales (Ver la siguiente figura). Moviéndolas horizontalmente hacia un lado se generan los puntos y hacia el otro las rayas.

Manipulador telegrafico horizontal de dos palas (Cortesia de Wikipedia)

Manipulador telegráfico horizontal de dos palas (Cortesía de Wikipedia)

Manipulador telegráfico electrónico

Actualmente existen muchos equipos de radio aficionado que incorporan la circuitería necesaria para generar electrónicamente puntos y rayas con una cadencia que el usuario quiera configurar. En estos equipos solo es necesario conectar un manipulador horizontal simple, que funcione como dos pulsadores. Mientras el pulsador de las “rayas” esta pulsado, se generan secuencias de rayas, todas iguales, todas bien temporizadas. Al igual con los puntos. Mientras lo mantenemos pulsado, se generan puntos de manera continua. El operador sólo debe desplazar los dedos índice y pulgar para alternar los símbolos.

Pero este sistema sigue necesitando un dispositivo mecánico.

Manipulador telegráfico totalmente electrónico

Mi propuesta consiste en disponer de un sistema como el anterior, pero evitando cualquier pieza mecánica.

La solución que he decidido usar es la de utilizar las entradas de alta impedancia de un microcontrolador como sensor de contacto.

Dispondremos de dos entradas: una para ‘pulsar’ los punto y otra para las rayas. En las dos se dispone externamente de unas resistencias de valor grande (1M) haciendo de pull-up, con lo que estas entradas quedan constantemente a la tensión de alimentación (nivel alto), a no ser que exista una impedancia ‘baja’ comparada con la resistencia de pull-up, entre la entrada y masa. En realidad una resistencia inferior a los 200K Omhs (aprox.) debería ser suficiente para poder garantizar que la entrada detecte que se ha puesto a nivel bajo.

Una vez el microcontrolador detecta si alguna de las dos entradas tiene un nivel bajo, el microcontrolador ya se encargará de generar los símbolos de punto o raya convenientemente.

Aquí el punto clave és el diseño físico del manipulador.

Programa

El programa se ha realizado usando el Arduino IDE, al cual se le ha añadido soporte para el microcontrolador ATtiny85.

El código está auto-explicado. No tiene mayor dificultad para entenderlo y no usa funciones demasiado avanzadas. Una estructura muy plana que hace que este proyecto sea asequible a cualquier recién iniciado en la programación de micros.

/********************************   
Definimos las conexiones del micro con 
el mundo externo.
*********************************/
#define DI   0       // Entrada de sensor 'PUNTO'
#define DAA  1       // Entrada de sensor 'RAYA'
#define MNT  4       // Salida de monitor (en el TO-DO list)
#define KEY  3       // Salida de manipulación
#define AN   A1      // Entrada del potenciómetro
/*********************
Definimos Estados
**********************/
#define PRESS  0     // Estado de sensor presionado
#define IDLE_K 0     // Estado de salida en estado de descanso

int value;           // valor de lectura analógico

void setup() {
    pinMode(DI, INPUT);
    pinMode(DAA, INPUT);
    pinMode(KEY, OUTPUT);
    pinMode(MNT, OUTPUT);
    digitalWrite(KEY,IDLE_K);
    digitalWrite(MNT, 0);

    // Futura implementación de setup ....
    if (digitalRead(DI)==PRESS){
      setup1();
    } else
    if (digitalRead(DAA)==PRESS){
      setup2();
    }
    delay(100);
}

void loop() {
  /******************************
   lectura de potenciómetro y conversión a tiempo
   *****************************/
  value=analogRead(AN);
  value=map(value,0,1023,40,240);    //T=1200/WPM: 40ms=>30wpm, 240ms=> 5wpm
  /*****************************
   Comprueba si se ha pulsado punto o raya (o nada)
  ******************************/
      if (digitalRead(DI)==PRESS){
      dit();
    } else
    if (digitalRead(DAA)==PRESS){
      dah();
    }
}


void setup1(){
  /***************************** 
   Futura implementación de setup, por 
   ejemplo de tono de monitor
  ********************************/
  delay(100);
}

void setup2(){
  /****************************
    Futura implementación de setup
   ****************************/
  delay(100);
}

void dit(){
  /**********************
    Reproducción de punto
  ***********************/
  digitalWrite(KEY,!IDLE_K);
  delay(value);
  digitalWrite(KEY, IDLE_K);
  delay(value);
}

void dah(){
  /**********************
     Reproducción de raya
  **********************/
  digitalWrite(KEY,!IDLE_K);
  delay(3*value);
  digitalWrite(KEY, IDLE_K);
  delay(value);
}

Diseño electrónico

El circuito puede funcionar en un rango entre 2.7V y 5.5V. En el montaje que propongo la alimentación del circuito viene dada por 2 pilas de tamaño AAA, alojadas en un portapilas que incluye el interruptor de alimentación.

El diseño es muy simple, siempre centrado en el microcontrolador ATtiny85. Está dividido en cuatro partes:

  • ‘Sensores’ de entrada de manipulación
  • Entrada de potenciómetro
  • Salida de monitor
  • Salida de manipulación

Entrada de manipulación

Como ya se ha dicho antes, se dispone de dos entradas en las que se conecta externamente unas resisténcias de 1MOhm como pull-up, quedando estas  entradas a un nivel alto. Al colocar nuestro dedo entre esta entrada y masa logra hacer disminuir la tensión en la entrada ya que la resistencia que presenta nuestro dedo es baja en comparación con la resisténcia de pull-up.

Para asegurar el buen contacto del dedo con el circuito se ha diseñado la placa para que exista una zona suficientemente ámplia para que al apoyar el dedo en esta área, el dedo realize un contacto correcto entre la entrada de señal y la pista de masa.

Entrada de potenciómetro

Simplemente tenemos el potenciometro ajustable que nos entregará una tensión de valor entre 0 i la tensión de alimentación del micro. Esto producirá una lectura en el conversor analógico a digital del microcontrolador de entre 0 a 1023.

El programa se encargará de leer el sensor y actuar en consecuéncia.

Salida de monitor

Esta salida está prevista para conectar un pequeño altavoz piezo-eléctrico. La salida esta desacoblada de continua a través de un condensador SMD.

En estos momentos el programa no incorpora la generación de la señal de monitor.

Salida de manipulación

Esta salida conecta el microcontrolador con la base de un pequeño transistor BJT NPN en colector abierto y es precisamente este colector el que se entrega externamente para realizar la manipulación telegrafica hacia el transceptor de radio.

La selección de este transistor condicionará la corriente que soporta la manipulación.

Apariencia

El diseño que ha resultado finalmente es el que se muestra en las fotografías. La forma ergonómica y suavizada en el extremo de manipulación donde se encuentran los ‘sensores’ de las yemas de los dedos. El resto de la placa está sobredimensionado, ya que el microcontrolador utilizado, el ATtiny85, está disponible, además del encapsulado DIL, en encapsulado SMD. Se podrían haber reducido las dimensiones de la placa, pero de esta manera el diseño gana presencia.

Bottom Layer

Vista de la cara inferior del manipulador

Top Layer

Vista cara de componentes del manipulador

A través del potenciometro en la placa es posible poder cambiar las características del mismo. En estos momentos a través de este ajustable se ajusta la velocidad de transmisión de los símbolos.

Diseño final

Vista del manipulador terminado con el portapilas de base. Este tiene pegados cuatro imanes de neodimio, para fijarlo sobre una emisora

Fuentes

Todas las fuentes de este diseño estan disponibles en Github, para descargarlas, analizarlas, modificarlas y redistribuirlas.

En estos momentos dispongo de alguna placa sin componentes. Si estas interesado en alguna PCB puedes ponerte en contacto conmigo.

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