Ces kits permettent de réaliser des transceivers décamétriques CW QRP possédant les caractéristiques générales du K1 ou du KX1, mais contenus dans
le volume d'une boîte de pastilles !!. Cette performance est obtenue par l'utilisation exclusive de composants à montage de surface (CMS en français,
SMD en anglais) qui permettent une réduction drastique du volume, mais également de meilleures performances notamment sur les bandes HF hautes.
La difficulté principale est constituée par la taille des composants (souvent moins de 1 mm, alors que les composants classiques font de 3 à 10 mm !!!).
Même si ces composants constituent la règle pour toute l'électronique professionnelle et grand public depuis plus de 10 ans (jetez donc un coup d'oeil sur n'importe quel appareil électronique),
à cause des gains en fiabilité et en coûts qu'ils apportent, leur mise en oeuvre par des amateurs ne disposant pas du matériel adéquat constitue
un challenge intéressant. Les difficultés à surmonter sont :
- la manipulation de ces "petites bêtes",
- la vision des circuits,
- la soudure.
Mais rassurez vous, le montage de circuits utilisant des CMS est tout à fait possible pour des amateurs, et ceci avec des moyens très simples.
Il suffit de procéder avec méthode, ... et calme. En effet ces composants ont la facheuse habitude de disparaître soudainement, notamment quand
ils sont éjectés de la pince bruxelles qui est censée les transporter; donc il convient d'utiliser une pince assez petite, avec un effet ressort
le plus faible possible. Ensuite il est important de travailler sur une zone bien dégagée et bien éclairée. Pour cela j'utilise des capots
supérieurs de boîtes à biscuits : les bords relevés limitent les évasions intempestives, et la surface lisse et brillante facilite la capture
des fuyards (quand ils n'ont pas sautés par dessus bord !!.
Enfin, le plus important est l'aide à la vision. J'utilise une loupe grossissante x10 montée sur rotule (trouvée chez SELECTRONIC), fixée à
la table, et disposant d'un éclairage annulaire. Si nécessaire j'y adjoints une loupe manuelle qui permet d'accéder à des grandissements
importants pour détecter les mauvaises soudures (le soucis le plus fréquent avec les CMS).
Le premier kit de Steve que j'ai monté est l'ATS3 dans sa première version (l'ATS3a). Il s'agit d'un transceiver CW 4 bandes (80, 40, 30 et 20 m)
sortant 5 watts sous 12 volts. C'est un magnifique kit dont le manuel de montage est accessible chez AE5X
Il existe même un forum de discussion des OM's ayant construit le kit ; on y trouve également la description d'améliorations, notamment au niveau de la réduction du QRM BCL sur les bandes basses (les filtres d'entrée ne sont pas parfaits !!)
Voici quelques étapes de la construction :
- tout d'abord le circuit imprimé nu , puis le circuit terminé (ou presque : les spécialistes remarqueront que la self L3 dans la ligne +12V des
2N 7000 n'est pas encore installée !) ; il mesure 80x 54 mm : c'est ... très petit, et le montage des composants CMS demande beaucoup de soins
et de méthode. Mais la qualité du résultat est à la hauteur des efforts !!.
ci dessous un exemple de module de bande : ici la version 30m. Pour changer de bande (il y en a 4 sur l'ATS3A : 80, 40, 30 et 20 m), il faut enficher le module correspondant.
Pour cette première expérience avec un kit CMS de grande surface, j'ai eu besoin de 20 heures de travail, entrecoupées par quelques périodes de repos.
Les facteurs les plus importants pour arriver à un résultat satisfaisant avec ce type de montage sont les suivants (classement par ordre décroissant d'importance, selon moi) :
- d'abord utiliser une soudure très fine : celle fournie par Steve (diamètre 0.25 mm) convient parfaitement,
- ensuite, utiliser aussi peu de soudure que possible; en fait je n'ai utilisé que la moitié de la soudure fournie pour ce kit; j'ai utilisé le reste pour mon second ATS3A et d'autres petits kits en CMS !!,
- utiliser une pointe de fer à souder la plus fine possible : dans mon cas c'est 0.5 mm; ce fer est disponible chez
Selectronics à un prix
défiant toute concurrence : moins de 5 € !!! certes la pointe est corrodée par la soudure, mais mon premier fer m'a permis d'assembler 3 ATS3 et
plusieurs autres kits avant de rendre l'âme, et encore la panne était encore convenable : c'est la résistance qui a claquée !.
Par ailleurs ce fer n'est pas thermostaté, mais cela ne m'a pas posé de problème particulier.
Pour les points de soudure vraiment très fins, comme pour les CI genre DDS AD9834 avec une distance inter pattes de 0.6 mm !!, j'utilise un
fer miniature de 12 watts à panne très fine.
- utiliser une loupe (si nécessaire !!)
- utiliser des mesures de protection pour garder ces petites choses que sont les CMS sur le plan de travail : durant leur manipulation (j'utilise des pinces brucelles miniatures), ils peuvent facilement "voler" dans la pièce et disparaître à jamais ... Pour éviter cela j'utilise des plats de cuisine avec des bords verticaux.
- utiliser des mesures de protection contre l'ESD (Electro Static Discharge): la plupart des circuits intégrés et des transistors (surtout les CMOS et FET)
sont sensibles à ce phénomène : les charges électrostatiques s'accumulent à la surface du corps et trouvent un chemin facile vers la terre en traversant
ces précieux petits composants. D'ailleurs plus les jonctions semiconductrices sont fines, ce qui est de plus en plus le cas pour les composants
montant haut en fréquence, plus ils sont sensibles à l'ESD !!. J'utilise un
bracelet de mise à la terre raccordé à une terre prise sur un radiateur du réseau de chauffage
ATTENTION : NE JAMAIS UTILISER LA TERRE DU RESEAU ELECTRIQUE
- une plaque d'aluminium comme plan de travail raccordé à la terre, et je débranche le fer à souder pendant les opérations sur les composants sensibles.
Une fois la mise sous tension faite et les quelques réglages effectués (calibration du DDS, et réglage du BFO), l'ensemble peut être installé dans la petite
boite métallique fournie par KD1JV (il s'agit d'une boîte de pastilles de marque ALTOIDS, bien connue des amateurs de QRP !!)
Mon premier QSO a été YI9KT en Irak sur 10 MHZ avec 4 watts et un dipole !!
Pour ne pas perdre la main avec le montage des CMS, j'ai construit un second ATS3A en mars 2007
puis le dernier né de Steve, l'ATS3B; par rapport à l'ATS3A, il permet l'utilisation de 6 bandes du 80m au 15m, et surtout comporte un afficheur LED qui donne la fréquence utilisée, et sert aussi d'interface visuelle pour le pilotage
Remise à jour de novembre 2009 :
Steve vient d'annoncer qu'il termine la mise au point de la nouvelle version de l'ATS : l'ATS4 qui comportera un affichage LED sur 2 lignes,
ce qui permettra l'affichage en clair de la fréquence, un "S metre" et d'autres fonctions définies par l'utilisateur, et enfin un réglage manuel du volume qui
manquait beaucoup sur les ATS3. Les circuits RF proprement dits seront conservés.
Il s'agit d'une photo du prototype actuel sur lequel Steve travaille. L'habituel boite "Altoïds" sera remplacée par une boitier spécialement conçu. Le kit devrait être disponible vers février 2010. Il faudra surveiller le site http://groups.yahoo.com/group/AT_Sprint pour connaître les détails. Comme d'habitude il faut s'attendre à une ruée dès les premières heures !!
Remise à jour de mars 2010 :
Ca y est : mon ATS4 (en pièces détachées) est arrivé au QRA :
Le montage a commencé, sans réelle surprise par rapport aux ATS3 précédents. Le circuit imprimé est un peu plus grand, mais cette surface supplémentaire est occupée par les filtres de bandes du RX et du TX. Ceci permet des changements de bandes instantanés, alors qu'avec les ATS3 il faut ouvrir le boîtier pour enficher le module filtre correspondant à la bande souhaitée.
. Voici quelques photos de la progression du montage :
Le peuplement de tous les composants du circuit imprimé m'a demandé 10 heures de travail. Comme pour les ATS3, ma principale difficulté aura été la mise en place du DDS : le fameux AD9834, avec ses 20 pattes au pas de 1.27 mm : c'est petit, vraiment très petit !! Steve fournit de la soudure de 0.3 mm de diamètre qui est idéale. J'utilise un petit fer 12 watts avec une panne cuivre de 0.25 mm de diamètre. J'ai du batailler 30 minutes pour éliminer un pont de soudure récalcitrant entre 2 pattes :
Un contrôle systématique à l'ohmètre entre chaque broches de ces CI impose !!.
Et puis voilà, l'installation de tous les composants est terminée, toujours la même angoisse à la première
mise sous tension, et puis l'afficheur s'illumine de sa belle couleur ambrée et affiche les infos attendues, à savoir la fréquence, la tension de la
batterie (ici une petite pile alkhaline 9 volts pour plus de sécurité en cas de court circuit) et un S mètre.
Après une rapide vérification que toutes les fonctionnalités attendues sont bien là, je connecte une antenne et une paire d'écouteurs pour vérifier que le RX fonctionne, un coup de réglage sur les 2 CV des filtres passe bas, et voilà mon premier QSO sur 7030 kHZ avec une station SP. Les 3 watts annoncés avec une alimentation sous 8 volts sont bien là, et le passage sous 12 V permet d'atteindre facilement les 5 watts promis.
Il reste encore à l'intégrer dans le boîtier fourni par Steve; le seul point qui reste à résoudre est le bouton poussoir de mise en marche (le bouton bleu en bas de la platine) : la pièce plastique dépasse du profil du boîtier : il faut la raccourcir pour que le boîtier supérieur s'encastre dans le boîtier inférieur, mais dans ces conditions on ne peut plus actionner le poussoir depuis l'extérieur !! Je pense utiliser un bouton poussoir en plastique très souple issu d'un boitier de télécommande (idée de N1RX) ...
C'était une bonne idée !
L'ATS4 est maintenant complètement terminé et à fière allure :
La commutation de bandes intégrée dans le boîtier est vraiment agréable; j'espère seulement que la qualité des 6 interrupteurs sera suffisante car leur remplacement s'avèrerait très délicat compte tenu de la proximité de tous les tores pour les filtres de bandes.
J'ai eu l'occasion de réaliser de très bons QSO sur les 5 bandes, dont pas mal de stations US sur 18 MHZ en fin d'après midi. Quelques bonnes surprises, aussi comme d'être appelé par VQ9LA des Iles Chagos un dimanche après midi à 14 heures locales sur 18 MHZ !!.
Mise à jour du 26/12/2010
Miroslav vient de mettre au point un kit très utile pour la série des ATS3 : il s'agit d'un petit générateur extérieur qui simule l'appui
sur les touches FUNCTION, UP et DOWN : cela permet notamment d'ajuster le VFO en souplesse, et de faire un balayage général de la bande
sans martyriser les touches UP et DOWN !. Il a développé un petit programme sur un ATTINY 2313 qui génére les signaux adéquats (des mises à la masse)
en fonction des impulsions donnée par un encodeur rotatif avec bouton poussoir. Toutes les infos sont données sur le
site de Miroslav . Ce kit est mis périodiquement à disposition
par Miroslav; le récent batch a démarré au début décembre 2010.
Le montage utilise quelques composants CMS, mais c'est très facile après avoir monté un ATS4 !. Ca fonctionne également du premier coup,
et l'intégration mérite qurelques réflexions. Personnellement, j'ai choisi de monter le "rotary encoder" dans une petite boite Sélectronics,
et de la relier de manière permanente à l'ATS4 par un cable 6 conducteurs (seuls 5 sont nécessaires) à l'ATS4. Il s'agit d'un cable de 5 mm
de diamètre récupéré d'une souris de PC. Les détails du montage sont donnés ci-dessous :
.. 
Encore une grande réussite de Steve KD1JV qui semble travailler maintenant sur un nouveau montage mais cette fois ci en SSB ... à suivre