คราวที่แล้วเราได้รู้จัก APRS กันไปแล้วว่ามีหลักการทำงานกันอย่างไร คราวนี้เรามาดูเรื่องของการปรับแต่งระบบการส่งสัญญาน

 

ก่อนอื่นเรามาดูส่วนประกอบกันก่อนว่ามีอะไรกันบ้าง

จากรูปประกอบก็จะเห็นว่ามีอุปกรณ์ที่เป็นแผงวงจรอยู่ 3 ชิ้นด้วยกันคือ

แผ่นแรกเป็นแผ่นวงจรสีทองแดง (มุมบนซ้าย) คือวงจร Tracker หรือตัวควบคุมพระเอกของเรา

แผ่นที่สองถัดลงมาทางด้านล่างจะเห็นมีจอ LCD อยู่ด้วย อ่านตัวเลขได้ 145.525 คงจะเอาได้แล้วว่ามันคือเครื่องวิทยุสื่อสาร แต่มีเฉพาะตัวเครื่องด้านใน ไม่มีตัวเคส เปลือยๆว่างั้นเถอะ

แผ่นที่สามด้านขวามือก็คือเครื่องรับ GPS ที่จะส่งข้อมูลให้ Tracker ว่าขณะนี้เครื่องรับอยู่ที่ตำแหน่งแห่งหนตำบลใด

 

ภาพนี้แสดงให้เห็นว่ามีการต่อ Capacitor หลายตัวเข้าที่อุปกรณ์ Regulator และมีการพันโช้คเข้ากับแกนทอรอยด์สีดำๆ ก็เพื่อกำจัดสัญญานรบกวนที่มาจากไฟรถยนต์ให้ได้มากที่สุด และสายไฟสีส้มๆที่ต่อเข้ากับกล่องนั้นก็เพื่อให้กล่องโลหะทำหน้าที่เป็นกราวน์และป้องกันสัญญานรบกวนจากภายนอกและไม่ให้สัญญานจากภายในออกไปรบกวนอุปกรณ์อื่นๆด้วย

 

พอจะใช้งานเราก็ต้องโปรแกรมกันก่อนโดยชุด Tracker ที่เราใช้นี้เป็นตระกูล EZTrack จึงใช้การตั้งต่าตัวอย่างตามนี้สำหรับการทดสอบ

ในที่นี้เราจำไม่พูดถึงการตั้งค่าเนื่องจากผู้เผยแพร่ได้จัดทำข้อมูลไว้แล้ว

 

พอโปรแกรมเสร็จ ก็จับชุด Tracker ยัดใส่ท้ายรถ เสียบขั้วไฟเข้ากับปลั๊กจุดบุหรี่ ต่อสายนำสัญญานของ GPS เข้าที่เครื่องรับ และต่อสายนำสัญญานของวิทยุสื่อสารเข้าที่เครื่องรับส่งเป็นอันจบกระบวนการ

 

เริ่มตันทดสอบ

เริ่มทดสอบโดยการจ่ายไฟเลี้ยงเข้าวงจรเพื่อให้อุปกรณ์ได้รับไฟเลี้ยงก็จะมีไฟ Power แสดงพร้อมกับไฟ GPS สีส้มที่กระพริบเป็นจังหวะติดสั้นๆดับยาวๆ เพื่อแสดงว่าได้รับข้อมูลจาก GPS แล้วแต่ยังไม่สามารถล๊อกตำแหน่งได้ รอไปอักสักครู่จน GPS สามารถล๊อกตำแหน่งได้แล้วไฟสีส้มจะเปลี่ยนเป็นกระพริบติดยาวๆดับสั้นๆ จากนั้นก็เริ่มขับรถตระเวนเพื่อทดสอบการส่งสัญญานกันได้เลย

 

ทดสอบครั้งที่ 1

การทดสอบครั้งแรกอย่างเป้นทางการนั้นพบว่าสามารถทำงานได้ในระดับปานกลาง แต่ทำงานได้เพียงรัศมีการทำงานใกล้ๆพื้นที่ บางนา สำโรง ในเบริเวณใกล้ๆกับสถานีทวนสัญญานของ E20WTD-3 เท่านั้นทั้งที่ทำการทดสอบโดยการขับรถไปไกลถึงนนทบุรี จึงเกิดข้อสงสัยเป็นอย่างมาก ประกอบกับการทดสอบแบบไม่เป็นทางการครั้งก่อนๆนั้นพบว่าอุปกรณ์สามารถทำงานได้ดีเฉพาะเวลาดับเครื่องยนต์ แต่ไม่สามารถทำงานได้เลยในขณะติดเครื่องยนต์ จึงสัญนิจฐานว่าจะมีสัญญานรบกวนเข้ามาในขณะติดเครื่องยนต์

 

หาสาเหตุ

เราได้รับความช่วยเหลือจาก E22JNE (น้าโจ้) ที่ให้นำรถพร้อมอุปกรณ์เข้าไปตรวจวัดสัญญานรบกวนด้วย Ossiloscope ตรวจหากันอยู่ก็นานสองนานก็ยังไม่พบว่ามีสัญญานรบกวนใดๆที่จะมาทำให้ Tracker ทำงานผิดพลาดได้ จึงเริ่มเปลี่ยนไปหาสาเหตุอื่นเช่น ความเที่ยงตรงของสัญญาน 1200Hz และ 2200Hz ของ AFSK signal ก็พบว่ารูปคลื่นมียอดสัญญานเป็นปกติดี ไม่น่าจะเกิดปัญหาในการถอดข้มูล

 

เหงื่อตก หาไม่เจอ

เราได้หาสาเหตุทางด้านสัญญานรบกวนและสัญญานเสียง AFSK ไปแล้ว ก็เลยนึกขึ้นได้ว่าไอ้เจ้าคลื่น RF (Radio Frequency) มันจะเป็นปกติเหมือนๆกับตัวแปรอื่นๆที่เราได้ทำการตรวจสอบมาแล้วหรอเปล่า และแล้ว...

 

เราปล่อยให้ Tracker ทำงานไปตามปกติ คือส่งสัญญานในอัตรา 20 วินาทีต่อหนึ่งครั้ง ซึ่งเป็นอัตราที่ถี่เกินไปสำหรับการใช้งานปกติ แต่นี่เป็นการทดสอบเราต้องการให้อุปกรณ์ส่งสัญญานออกมาเพื่อที่เราจะได้ทำการตรวจวัดได้ เราจึงตั้งไว้ที่ 20 วินาทีต่อหนึ่งครั้ง

 

และแล้ว กราฟแสดงรูปคลื่นบน Spectrum Analyzer ก็แสดงรูปที่น่าเกลียดมากมาย

รูป

รูป

ภาพแรกเป็นการส่งออกอากาศโดยไม่ได้ผสมสัญญานเสียงใดๆ จะเห็นได้ว่าสัญญานมีขนาดแถบ (Bandwidth) น้อยมาก เนื่องจากการผสมสัญญานแบบ FM (Frequency Modulation) จะทำให้เกิดการแกว่ง (Deviation) ของความถี่เมื่อมีสัญญานเสียงเข้าไปผสม

ภาพที่สองจะเป็นภาพแสดงการแกว่งของสัญญานจากการผสมเสียงเข้าไปในระดับความดังที่เหมาะสม

 

แต่สัญญานของเรานั้น ทั้งเข้ม ทั้งบวม ทั้งอ้วน (ยังดีนะไม่ดำ ไม่งั้นแย่เลย) นี่แหละคือสาเหตุที่ทำให้เครื่องรับหลายๆตัวไม่สามารถถอดข้อมูลของเราไปใช้ได้ตามปกติ ดังนั้นเราจึงได้ทำการปรับความแรงของสัญญานที่ป้อนให้มีความเหมาะสมอยู่ที่ข้างละ 6KHz (จริงๆแล้วถ้าใช้ Narrow band - 12.5KHz เราจะใช้ Deviation ที่ 2.3-3.5KHz ต่อข้างเท่านั้น) เป็นอันจบกระบวนการ

 

ผลที่ได้

ผลที่ได้นั้นอาจจะยังไม่สมบูรณ์แบบเท่าที่ควร เนื่องจากเครื่องรับและเครื่องทวนสัญญานนั้นส่วนมากได้ถูกปรับแต่งด้วยหูและการฟังเสียเป็นส่วนมาก จึงทำให้ใช้กับสัญญานที่ค่อนข้างดังได้ดี แต่เครื่องของเราก็ไม่น้อยหน้า สามารถส่งสัญญานออกไปได้ดีไม่แพ้เครื่องอื่นๆเลย

 

แสดงการใช้งานจริง

http://www.aprs.fi/e20fwf-9 

 

ข้อมูลอ้างอิง

LCD http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display

Capacitor http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor

Regulator http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_regulator

EZTrack http://voip.comze.com/ez/

Spectrum Analyzer http://en.wikipedia.org/wiki/Spectrum_analyzer

Bandwidth http://en.wikipedia.org/wiki/Bandwidth

FM http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_modulation_synthesis

Deviation http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_deviation

ล่าสุดที่ได้เข้ามาเขียน blog ครั้งสุดท้ายก็เดือน ธันวาคมปีที่แล้วโน่น แฟนๆที่เคยติดตามก็คงหายไปหมดแล้ว พอดีเมื่อกี้นี้โดยเจ้านายดุมา ทำให้เกิดอาการอึ้งคิดอะไรไม่ออก สมองตื้อ แต่ไม่อยากให้เสียเวลาไปโดยเปล่าประโยชน์ ก็เลยแว้บมาเขียน blog ซะหน่อย เหลือบไปดูนาฬิกา สิบเจ็ดนาฬิกา ห้าสิบสี่นาที เลิกงานแล้ว ละเลงต่อได้

 

วันนี้ก็จะมาเขียนเกี่ยวกับวิทยุสมัครเล่นเหมือนเดิมแต่จะไม่ใช่วิทยุทางไกลหรือสายอากาศทำมือแบบที่เขียนมาในครั้งก่อนๆ วันนี้จะเขียนถึงวิทยุสมัครเล่นในแนวทางของการนำมาใช้เพื่อต่อเชื่อมกับระบบคอมพิวเตอร์และอินเตอร์เน็ต

 

ว้าว ฟังดูก็ อินเทรนด์ ซะแล้ว วิทยุ คอมพิวเตอร์ อินเตอร์เน็ต มันจะมาเกี่ยวข้องกันได้ยังไง แต่ถ้ากลัวว่ามันจะยาก อ่านไม่รู้เรื่องก็ล้มเลิกความคิดนี้ไปได้เลย เราไม่เคยเขียนอะไรยากๆให้คนอ่านบล๊อกงงไปสามวันเจ็ดวันแน่นอน มาเริ่มกันเลย

 

APRS นั้นมีชื่อเต็มว่า Automatic Positioning Report System แปลเป็นไทยก็คือ ระบบรายงานตำแหน่งอัตโนมัติ ถ้าจะแปลเป็นภาษาชาวบ้านก็คือ ระบบที่จะทำให้เรารู้ได้ว่าสิ่งที่เราติดตามอยู่นั้น มันอยู่ที่ไหน โดยมักใช้กับแผนที่ประกอบเพื่อให้เข้าใจง่าย โดยระบบนี้จะมีส่วนประกอบหลักๆ 3 ส่วนตามนี้เลย

1. อุปกรณ์ส่งสัญญานเพื่อแจ้งตำแหน่ง

2. อุปกรณ์รับสัญญานและแสดงตำแหน่ง

3. อุปกรณ์ทวนสัญญาน

 

ดูแล้วก็คงพอจะเดาได้ว่าอุปกรณ์หลักๆจะมีอยู่ 2 ส่วนคือ ข้อที่ 1 และข้อที่ 2 คิดง่ายๆก็คือ มีเครื่องส่ง แล้วก็ต้องมีเครื่องรับนั่นเอง ส่วนเครื่องทวนสัญญานนั้นจะมีหรือไม่มีก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่าเราจะต้องการเพิ่มรัศมีทำการของระบบ หรือแก้ไขจุดบอดของการรับส่งสัญญานหรือเปล่า เราอาจจะเรียกว่าเป็น option เสริมก็ได้ครับ

 

อุปกรณ์ที่จะมาพูดถึงในครั้งนี้ก็จะเน้นในด้านการส่งสัญญานเพื่อแจ้งตำแหน่งเป็นหลัก คนที่เดาเก่งๆก็คงจะรู้ได้แล้วว่าอุปกรณ์นี้จะต้องประกอบด้วยส่วนประกอบสองส่วนใหญ่ๆก็คือ อุปกรณ์หาตำแหน่ง และเครื่องส่ง แน่นอนที่สุด การที่เราจะแจ้งตำแหน่งตนเองได้ เราก็ต้องรู้ก่อนว่าตัวเรานั้นอยู่ที่ไหน ซึ่งในที่นี้เราใช้เครื่องรับ GPS (Globol Positioning System) ซึ่งจะรับสัญญานจากดาวเทียม GPS แล้วคำนวนออกมาให้ผู้ใช้งานทราบว่า ตัวเครื่องรับนั้นอยู่ที่ตำแหน่งใด โดยมีค่าเป็น Latitude และ Lontitude หรือเส้นรุ้งและเส้นแวง ในภาษาไทยของเรานั่นแหละครับ

เมื่อเรารับรู้ได้แล้วว่าตำแหน่งปัจจุบันของเราอยู่ที่เส้นรุ้งและเส้นแวงที่เท่าไหร่แล้ว เราก็เอาตำแหน่งนี้ส่งออกไปทางเครื่องวิทยุ แต่เอ๊ะ เครื่องวิทยุของเรามันเป็นระบบอนาล๊อกนินา แล้วจะเอาสัญญานดิจิตอลจาก GPS ส่งออกไปได้ยังไงหละ คำตอบมันก็อยู่ที่อุปกรณ์แปลงสัญญานพระเอกของเรา APRS Tracker นี่เอง

 

Tracker คืออะไร?

APRS Tracker หรือที่เราเรียกกันสั้นๆว่า Tracker (ไม่ใช่แทรคเตอร์นะ) ก็คืออุปกรณ์ที่เป็นหัวใจของการส่งสัญญานเลยก็ว่าได้ เพราะมันจะทำหน้าที่ตั้งแต่สากเบือยันเรือรบ เริ่มตั้งแต่รับข้อมูลพิกัดตำแหน่งจากเครื่องรับ GPS แล้วนำไปแปลงให้เป็นสัญญานอนาล๊อก โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า AFSK (Audio Frequency-Shift Keying) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้สัญญานเสียงจำนวน 2 เสียงคือ 1200Hz และ 2200Hz มาใช้ในการแปลงสัญญานดิจิตอลให้เป็นสัญญานอนาล๊อกและแปลงกลับมาให้เป็นดิจิตอลอีกครั้งหนึ่งได้ที่ฝั่งเครื่องรับ มีความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ที่ 1200baud หรือถ้าคิดง่ายๆก็คือ 150 ตัวอักษรต่อวินาที โดยเจ้า Tracker ตัวนี้ก็จะเพิ่มข้อมูลอื่นๆที่เราต้องการเข้าไปด้วยเช่น สัญญานเรียกขานของผู้ส่ง ความเร็วในการเคลื่อนที่ ความสูง ทิศทางการเคลื่อนที่ อุณหภูมิอากาศ ความชื้นในอากาศ ความกดอากาศ แรงดันไฟเลี้ยงของวงจร เป็นต้น โดย Tracker จะทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุมการส่งสัญญานตามช่วงเวลาที่เราตั้งไว้

 

สัญญานที่ส่งออกไปทางคลื่นวิทยุนั้น ถ้าเรานำวิทยุสื่อสารหรือเครื่องรับที่สามารถรับความถี่ 145.525MHz ในระบบ FM มารับฟังก็จะได้ยินเป็นเสียง แอ้ดๆ ตามจังหวะการส่ง โดยสัญญานที่ส่งออกไปนั้นก็จะมีสถานีรับสัญญานที่จะแปลงเสียงแอ้ดๆหรือ AFSK1200 กลับไปเป็นข้อมูลดิจิตอลที่ประกอบด้วยพิกัดและสัญญานเรียกขานของผู้ส่งแล้วแสดงผล

 

อินเตอร์เน็ตโลกไร้พรมแดน

บางคนมองว่านักวิทยุสมัครเล่นนั้นเป็นพวกล้าหลังโลกเก่าเต่าล้านปี โลกเค้าไปถึงไหนต่อไหนแล้ว ยกหูโทรศัพท์ก็คุยได้ข้ามโลกแล้ว ยังจะมาใช้วิทยุสื่อสาร ส่งรหัสมอส เหมือนสมัยพระเจ้าเหากันอีก ขอบอกว่านักวิทยุสมัครเล่นไม่ได้อยู่แต่กับของเก่านะจ๊ะ อินเตอร์เน็ตเราก็ใช้เหมือนกัน สืบเนื่องจากการที่มี Google map ที่สามารถดูแผนที่ได้เสมือนมีแผนที่อยู่หน้าคอมพิวเตอร์ของเราเลย นักวิทยุสมัครเล่นก็เลยประยุกต์ให้การแสดงผลตำแหน่งนั้นไปซ้อนทับ (Overlay) อยู่บนแผนที่ ก็จะทำให้ดูง่ายว่าตำแหน่งนั้นอยู่ที่ไหนบนพื้นโลก นอกจากนั้นยังลากเส้นการเดินทางให้เห็นและสังเกตุง่ายอีกด้วย

 

คราวหน้าจะมาเขียนถึงการปรับแต่งที่ดูเหมือนง่ายๆแต่ไม่ง่ายอย่างที่คิด

 

ข้อมูลอ้างอิง

AFSK http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency-shift_keying

GPS http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%9A%E0%B8%9A%E0%B8%81%E0%B8%B3%E0%B8%AB%E0%B8%99%E0%B8%94%E0%B8%95%E0%B8%B3%E0%B9%81%E0%B8%AB%E0%B8%99%E0%B9%88%E0%B8%87%E0%B8%9A%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%A5%E0%B8%81