Hardware Ton-Detektor

TON-Detektor mit IC XR2211 - Datenströme über die Stabantenne

Ton-Detektor
Hardware-Dekodierung mit Spezial-IC - Daten ohne Internet

Ein PLL-Tondecoder-IC XR2211 kann mit wenigen externen Bauteilen als Ton-Detektor agieren. Das Vorhandensein des eingestellten Tons im Audiogemisch am Eingang kommt als 0/1-Information am Ausgang an. Damit kann dann zum Beispiel ein RTTY-Signal dekodiert werden. Auch der Morse-Decoder kann dann ohne Goertzel funktionieren. Vorteil: Schnell bei geringer Stromaufnahme.

Hardware-Ton-Detektor mit IC 2211 und 1000 Hertz.

Die nebenstehende Schaltung lässt sich anhand des Datenblatts dimensionieren. In diesem Fall ist sie für einen Ton von ca. 1 kHz ausgelegt, so dass mit dem regelbaren Widerstand die zu findende Frequenz fein einstellbar ist. Die auf einem Breadboard getestete Schaltung wurde hier den Bedürfnissen nach weiter angepasst, wodurch die angegeben Bauteile zur Anwendung kommen. Die Ausgänge 5/6 führen ein komplementäres Signal an einem offenen Kollektor. Dieses Signal kann einem Baudot-Decoder zugeführt werden.

Die Versorgungsspannung kann 4,5 bis 20 Volt betragen. Wegen der Anwendung in einem RTTY-Decoder mit Direktempfang erfolgt Akkubetrieb an 9V/110mAh zur Vermeidung von Störungen. Die LED(s) dienen nur der Abstimmung und leuchten sehr schwach, sie können auch entfallen.

Die Darstellung als Funktionsblock dieser Schaltung kann dann in weitere Projekte eingebaut werden.

Die ähnliche Lösung mit Arduino und Mathematik in Form des Goertzel-Algorithmus hat die selbe Funktion, benötigt aber keine disktreten Bauteile.

Anwendung Seewetter

Die Schaltung kommt zum Einsatz um Daten ohne Internet über die Stabantenne zu empfangen, anzuzeigen und zu speichern. Der Prototyp mit Terminalanzeige auf einem Breadboard stellt die RYRY-Ausstahlung vom Deutschen Wetterdienst auf Lang- oder Kurzwelle dar.

RTTY-Decoder und LCD-Terminal mit
Arduino pro mini 16MHz

Der hellblaue Draht oben links liefert das 0/1-Signal des XR2211 an Pin A1 des Arduino. Der RTTY-Decoder bestimmmt aus diesen binären Daten den Text der Wettermeldungen laut Baudot-Code. Auf einem 240x240 Display kommen die Meldungen zur Anzeige und lassen sich bei 50 Baud bequem mitlesen. Ein Arduino-Sketch bringt zusätzlich alle eingehenden Zeichen am Eingang RX zur Anzeige, wodurch auch ohne Empfang ein serielles Terminal mit Hardware-Scroll zur Verfügung steht. Unter Arduino RTTY-Decoder im Abschnitt Software hier auf dieser Seite sind die Sketche zu diesem Aufbau beschrieben und abrufbar.

Die Schaltung funktioniert mit einem 16 MHz/5V Arduino pro mini, der mit 3,3 Volt betrieben wird (!). Diese Arbeitsweise funktioniert hier bisher gut und somit kann das 3,3V-Display auch ohne Pegelwandler an diesem Arduino betrieben werden. Auch das Zusammenspiel mit dem 1/0-Pegel des mit 9 Volt betriebenen XR2211-Ton-Detektors funktioniert wegen der PullUp- Ankopplung problemfrei. Der Sketch überprüft einlaufende Zeichenfolgen, um entsprechende Ausgänge zu schalten. Da Meldungen im Klartext von den Seewetterdiensten ihre Meldungen mit einer Anfangs- und Endzeichenfolge versehen, kann eine eventuelle Aufzeichnung der Meldungen gesteuert werden, um nicht die dazwischen ausgestrahlten Testschleifen mit aufzuzeichnen.

ZCZC - Start einer Meldung
NNNN - Ende einer Meldung
RYRY - Testzeichenfolgen

Im hier gezeigten Aufbau ist eine grüne LED aktiv, wenn RYRY dekodiert wird. Damit kann ebenfalls die Feineinstellung und Überprüfung des Ton-Detektors erfolgen. Um Wetterdaten ohne Internet zu speichern, ist eine SD-Karrte vorgesehen. Die Daten lassen sich mittels ESP01 auch auf einem Großbildschirm darstellen.

Im Softwarebereich dieser Homepage liegen Quelltexte und Beschreibungen zu

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