Красновская средняя школа Краснинского района Смоленской области
Возможности использования компьютерных технологий в системе занятий радиотехнических кружков и объединений
В системе дополнительного образования существует много направлений работы радиотехнических кружков и объединений. Одно из них – радиолюбительская радиосвязь на коротких и ультракоротких волнах. Реализуется, в частности, это направление в работе школьных коллективных радиостанций. В силу разных причин количество таких радиостанций в последние годы сокращается. Сейчас в нашей области всего две зарегистрированные радиостанции, на которых могут работать ученики. А было более десятка… А еще были в ВУЗах и техникумах…
Радиолюбительская радиосвязь на коротких и ультракоротких волнах - одно из интереснейших увлечений миллионов людей во всех уголках нашей планеты. В нем сочетаются и возможность технического творчества, и романтика путешествий по странам и континентам, и острота спортивной борьбы. Действительно, разве не доставит радость и удовольствие своими руками собрать аппарат, с помощью которого можно поговорить со своим коллегой-радиолюбителем, находящимся от вас на расстоянии нескольких тысяч километров?? А разве не увлекательна "охота" за связями с любительскими радиостанциями каких-нибудь экзотических стран или островов?? А азарт спортивной борьбы и неповторимая радость победы в соревнованиях?? А возможность установить связь с помощью искусственных спутников Земли и поговорить с космонавтами?? Или провести радиосвязь, используя отражение радиоволн от следов метеоров, от Полярного сияния ("Аврора") или от поверхности Луны?? А возможность использовать для работы в эфире и передачи информации персональный компьютер??? И все это есть в радиолюбительской связи на коротких и ультракоротких волнах! Но это не просто увлекательное времяпрепровождение и популярное хобби.
Для многих специалистов в области радиоэлектроники, компьютерной техники, связистов выбор профессии и начальный запас знаний определили именно занятия радиосвязью на КВ и УКВ. С 1976 года в школе работает коллективная радиостанция под позывным сигналом RK3LWX. Среди операторов радиостанции учащиеся 7-11-х классов, мальчики и девочки. За это время учениками разных лет проведены тысячи радиосвязей с различными странами и континентами, редкими экспедициями. За участие в различных соревнованиях получены десятки дипломов. До появления в 1993 году в школе компьютеров операторы проводили радиосвязи только телефоном (SSB) и телеграфом (CW).
С установкой в школе компьютеров появилась возможность для работы в эфире использовать цифровые виды связи: RTTY - радиолюбительский телетайп, SSTV - радиолюбительское телевидение с медленной разверткой для передачи неподвижных изображений и много других. Используя компьютер для радиосвязи, ученики намного быстрее осваивают работу на клавиатуре, работу с различными прикладными программами, получают навыки культурного, живого общения с корреспондентами.
До конца 90-х годов для работы цифровыми видами связи необходимы были более или менее сложные радиомодемы для сопряжения радиостанции с компьютером. Сейчас же большинство терминальных программ цифровых видов радиосвязи используют в качестве модемов звуковые карты. Принимаемый звуковой сигнал с выхода приемника может лежать в полосе частот от 300 Гц до 3000 Гц и подается на линейный вход звуковой карты LIN через резистор 50 - 100 кОм или через микрофон на вход MIC. С выхода звуковой карты OUT или SPEAK сигнал через резистор 1 - 5 кОм подается на микрофонный или линейный вход передатчика. Именно благодаря использованию звуковой карты работать цифровыми видами связи стало намного проще, не нужны сложные модемы.
Даже для связи можно использовать обычный телефон - достаточно набрать номер своего корреспондента, поднести микрофон от компьютера к телефону трубки, а микрофон трубки расположить возле звуковой колонки компьютера и можно передавать по очереди друг другу текст, файлы, изображения.
Кто-то, может быть, подумает, а зачем это в век Интернета и мобильной связи использовать любительскую связь? Зачем это нужно? Возможно, повторюсь, но:
1. Для общего развития: - расширение кругозора в различных областях знаний - умение работать с электронной аппаратурой - быстрое освоение компьютера и новых технологий - профилизация
2. Для психо-физического развития: - внимание, память, мышление - координация, быстрота реакции - речь, язык - уважение к собеседнику - выносливость - стремление к лидерству, желание и умение побеждать - военно-патриотическое воспитание
А теперь конкретно по теме: «Возможности использования компьютерных технологий в системе занятий радиотехнических кружков и объединений». Как, например, использовать компьютер в радиолюбительской связи, радиоспорте, радиоконструировании. Речь, во-первых, идет о программах, которые можно установить на компьютере, имеющем процессор от 1800 МГц и выше, память от 128 Мб, видеокарту от 32 Мб/16 бит, звуковую карту от 16 бит/11025 Гц, свободного места на диске, например, 50 Мб для 6 программ. Ну и, конечно, для радиосвязи нужна приёмо-передающая радиостанция (трансивер). Кто-то их строит сам, а сейчас не трудно приобрести готовый трансивер, например марки фирмы Айком: IC-718, ценой по стоимости недорогого компьютера. У нас, к сожалению, еще пока самодельная радиостанция 2-й категории, на базе приемника AR-88, выпущенного в 1944 году в США… Построена в 1976 году… Для соединения трансивера с компьютером нужны 3 экранированных шнура: два на звуковую карту и один на управление трансивером с приема на передачу через COM или USB порт. Резисторы распаиваются прямо в Мини-Джеках. Хотя можно купить и специальный интерфейс для соединения компьютера с трансивером… Компьютер и трансивер должны быть надежно заземлены!!! Подключения шнуров производить при выключенных компьютере и трансивере!!!
Коротко о возможностях радиолюбительских программ. Мы использовали только свободно распространяемые программы. MixW – универсальная программа для повседневной работы в эфире, в соревнованиях, для ведения журнала (LOGа). Можно вести обмен сообщениями с клавиатуры или из заранее подготовленных МАКРОСОВ.
Имеет большое количество цифровых видов связи:
CW – телеграф, обмен сообщениями с помощью кода Морзе. Чаще используется как «слуховой» вид связи. Но с помощью компьютера можно работать, не зная азбуки Морзе! Компьютер сам декодирует комбинации «точек» и «тире».
RTTY – радиотелетайп, «классика» цифровой связи. С него начинался обмен телеграммами еще по проводам. Позволяет вести обмен обычными сообщениями со скоростью от 45 Бод (бит/сек).
PSK-31 – один из самых широко распространенных видов связи, благодаря узкой полосе излучения и хорошей помехоустойчивости с фазовой модуляцией. Занимает в эфире полосу всего около 30 Гц! Это очень важно, так как радиолюбительские участки в эфире достаточно узкие, а одновременно могут включиться десятки и сотни радиостанций – будет «каша». Для сравнения, при передаче сообщения голосом в эфире занимается полоса около 3000 Гц. Т.е. там, где голосом работает одна станция – PSK-31 могут одновременно разместиться до 100 радиостанций. Скорость работы 31 Бод. Удобно для работы с клавиатуры – около 4 символов/сек. Можно и 500 (около 50 символов/сек) из макросов.
SSTV – радиолюбительское телевидение с медленной разверткой. Позволяет вести обмен неподвижными изображениями, содержащими картинки и текст. В отличии от эфирного ТВ, где полоса излучения около 8 МГц на один канал, SSTV занимает полосу около 3 кГц.
PACKET - для обмена файлами. Программа позволяет в этом режиме работать со скоростью до 19200 бит/с. Специальные программы для пакетной связи могут работать и на больших скоростях, например 57600 бит/с, что соизмеримо со скоростью работы модема по DialUp в сети Интернет.
В программе MixW есть виды, специально для работы в условиях помех от других станций, которые находятся даже в полосе принимаемого сигнала. Например, MT-63, OLIVIA благодаря излучению одновременно нескольких сигналов и коррекции ошибок. При поражении одного или нескольких каналов – прием идет по непораженным. Подробнее о программе на сайте:
http://www.mixw.net/index_rus.php WSJT – программа для работы со слабыми сигналами, требует установки (синхронизации) часов компьютера с точностью до 1 сек.
FSK-441 – вид для проведения радиосвязей с использованием отражений от метеорных следов. В течение 30 сек идет работа на передачу сообщения с большой скоростью и 30 сек ведется прием. Принятый сигнал декодируется программой, которая показывает длительность и силу сигнала. Связь длится до тех пор, пока не будет принята вся необходимая информация. Наиболее эффективная и интересная работа получается в дни метеорных потоков, когда число влетающих в атмосферу Земли метеоров увеличивается в десятки раз, по сравнению с обычными днями.
JT-65A – вид связи с использованием рассеяния радиоволн в тропосфере. Естественно, уровни таких сигналов очень малы. Ухо человека даже может их не слышать. А вот звуковая карта и программа так их обрабатывают, что сигнал виден на «водопаде» и декодируется. JT-65B – также используется для работы с очень слабыми сигналами, полученными при отражении их от поверхности Луны. Один корреспондент работает на передачу в течение минуты, направив антенну на Луну. Другой в это время принимает сигнал. Программа его декодирует, выводя принятую информацию.
WSPR – программа для контроля за прохождением радиоволн с использованием сети Интернет. Программа
WSPR - Weak Signal Propagation Reporter. Написана Джозефом Тейлором K1JT (автор известной WSJT для работы со слабыми сигналами через Луну, метеоры, тропо на КВ и УКВ) для тестирования прохождения. Например, вы передаете с помощью этой программы сигнал, а как его принимают в разных точках земного шара - вы смотрите в Интернете на сайте
http://wsprnet.org Там же указаны частоты, на которых можно вести наблюдение. Сигнал в эфире занимает полосу всего 4 Гц! Выглядит как «чистая» несущая частота. Уровни сигнала при передаче можно менять от долей Вт до кВт - в результате вы увидите, при какой минимальной мощности вас слышат, например, в Новой Зеландии и т.д. А если антенна вращающаяся - то легко определяются ее направленные свойства. Программа уверенно декодирует сигналы с уровнем до -28 дБ. Например, на 30 метровом диапазоне сигнал, мощностью 0,5 Вт в антенне Диполь, не принимается в Австралии, а уже при 5 Вт - уверенно декодируется. Скачать программу WSPR можно здесь:
http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT ORBITRON – программа слежения за спутниками. Позволяет в масштабе реального времени вести наблюдения за орбитами различных спутников: радиолюбительских, метео, геостационарных. А также периодически обновлять кеплеровские данные орбит через Интернет. Позволяет видеть положение Солнца и Луны в данный момент, производить расчеты орбит (появление и уход спутника за горизонт) на любую дату вперед. Вычисляет доплеровский эффект изменения частоты сигнала при движении спутника. Программа необходима для проведения связей через ретрансляторы, установленные на спутниках, а также при проведении связей с космонавтами на международной космической станции ISS.
LAYOUT – программа для разработки печатных плат. Очень удобна при конструировании различных электронных устройств. Имеет в своей библиотеке рисунки основных компонентов электрических схем. Начерченную печатную плату можно распечатать на принтере в любом масштабе и затем перенести на фольгированный пластик. Считаю, что использование компьютерных технологий в работе радиотехнических кружков и объединений может способствовать повышению интереса у наших учащихся к занятию в них, их вовлечению в радиоспорт, конструирование.
Главная 
