33 - CONTROLADORES DE REPETIDORA MEDIANTE MICROCONTROLADORES скачать в хорошем качестве

33 - CONTROLADORES DE REPETIDORA MEDIANTE MICROCONTROLADORES

INFORME TÉCNICO: ARQUITECTURA Y DISEÑO DE CONTROLADORES DE REPETIDORA MEDIANTE MICROCONTROLADORES ESP32 El diseño de sistemas de control para estaciones repetidoras automáticas en bandas VHF y UHF integra la gestión de señales analógicas de radiofrecuencia con protocolos de red modernos para telemetría y supervisión remota. La implementación de estos controladores mediante microcontroladores como el ESP32, programados en MicroPython, permite una operación flexible y el cumplimiento de los estándares internacionales de telecomunicaciones. Interfaz y Acondicionamiento de Señales El acoplamiento de audio entre el transceptor y el microcontrolador requiere el uso de transformadores de aislamiento galvánico de 600 Ω para prevenir bucles de masa e interferencias inducidas. Para la entrada al convertidor analógico-digital del ESP32, es necesario un divisor resistivo que adecue los niveles de señal al rango de 0 a 3.3 V, asegurando que el voltaje no exceda los 3.3 V para no dañar los diodos de protección interna del chip. Para la detección de la señal de COR, se emplean optoacopladores que aíslan la lógica del microcontrolador de los transitorios del radio. El control del PTT se realiza mediante transistores bipolares NPN operando como interruptores, incorporando siempre un diodo de protección en paralelo con la bobina de cualquier relé mecánico para suprimir la fuerza contraelectromotriz. El filtrado de señales de control debe combinar redes RC físicas con algoritmos de antirrebote en software para evitar activaciones erráticas por ruido impulsivo. Generación de Identificación y Calidad de Audio La normativa de la Unión Internacional de Radioaficionados establece que las repetidoras deben identificarse automáticamente en intervalos no superiores a 15 minutos utilizando voz o código Morse. El estándar técnico para repetidores FM especifica una respuesta de audio de 300 a 3000 Hz, con una atenuación de 12 dB/octava fuera de este rango y un pre-énfasis de +6 dB/octava. Aunque el ESP32 cuenta con convertidores digital-analógicos de 8 bits, su resolución puede generar ruido de cuantificación perceptible en la modulación FM. Para garantizar una pureza espectral óptima y cumplir con el límite de ancho de banda de 3 kHz, se recomienda el uso de DAC externos de 12 bits o superiores a través del bus I2S, complementados con filtros pasa-bajos activos de segundo o cuarto orden. Telemetría y Robustez mediante MicroPython El firmware desarrollado en MicroPython puede gestionar simultáneamente las tareas de red y el control de RF mediante la biblioteca uasyncio, que permite la ejecución asíncrona de procesos. Para priorizar la detección de COR y la activación de PTT, se utilizan interrupciones de hardware que responden en microsegundos, independientemente del tráfico de los protocolos MQTT o UDP. La fiabilidad del sistema se garantiza mediante la implementación de un Watchdog Timer que reinicia automáticamente el microcontrolador en caso de bloqueo del firmware por interferencia electromagnética severa. Los modos de falla segura deben diseñarse para que, ante un fallo del procesador, el PTT se mantenga desactivado, protegiendo así la integridad del transmisor y evitando el bloqueo de la frecuencia. Protección ante Entornos de Alta RF La proximidad a transmisores de potencia exige prácticas estrictas de compatibilidad electromagnética. El controlador debe alojarse en un gabinete metálico conectado a una tierra física común. Los cables de señal y audio que entren o salgan del gabinete deben ser blindados y contar con núcleos de ferrita para atenuar la RF captada por la cubierta. En el diseño de la placa de circuito impreso, es esencial el uso de planos de masa sólidos para minimizar las capacidades parásitas y el ruido de conmutación digital. La separación física de las pistas analógicas de audio de las pistas digitales de alta velocidad es fundamental para evitar la inducción de ruidos en la cadena de transmisión.