Kenwood CAT, un dialogo difficile

Livello di difficoltà    

CAT, cos’è

Con l’acronimo CAT (Computer Aided Transceiver) si intende indicare quel collegamento che permette a un computer di controllare una ricetrasmettitore radioamatoriale (frequenza, modo, filtri) tramite un software di log o per modi digitali (come WSJT-X o FLdigi).

I ricetrasmettitori di qualsiasi casa costruttrice, già dalla fine degli anni 80, avevano a bordo un interfaccia per il collegamento con periferiche esterne, per alcuni modelli era un opzione da aggiungere, in altri era già presente, dava la possibilità, rispettando un protocollo consolidato RS-232 in configurazione DCE-DTE che facendo capo ad una lista di comandi documentata nei manuali a corredo, di attingere dati sullo stato della radio e di inviare comandi per il controllo.

Ogni casa costruttrice (Yaesu, Kenwwod, Icom, JRC, TENTEC ecc. ) ha personalizzato i comandi e parametri ma il metodo di collegamento è identico dal punto di vista concettuale.

Cosa occorre

In questo articolo mi dedico alla descrizione del comparto Kenwood, ripercorrendo gli anni dove i progettisti hanno corredato i modelli di radio prodotti, con il CAT.

Occorre dettagliare che dai lontani anni 80 a fine anni 90 tutti i modelli Kenwood prevedevano per il controllo remoto una interfaccia adattatore di livelli da RS-232 a TTL che era in commercio con la sigla IF-232C, in contenitore metallico di grandezza poco più di un pacchetto di sigarette.

Era indispensabile per tutti i modelli fino a quando i progettisti non hanno previsto direttamente la porta sul retro della radio di tipo RS-232 compatibile con i livelli accettati da un pc, per i modelli di radio più giovani hanno istallato la porta USB.

Oltre alla IF-232C alcuni tra i primi modelli il collegamento CAT prevedeva l’aggiunta di una opzione chiamata IF-10A/B/C/D a seconda del modello di radio, si trattava di una scheda da aggiungere internamente che aggiungeva una presa sul retro di tipo 6 poli DIN con tutti i segnali RS-232 per il collegamento al PC.

Il kit era venduto comprensivo di cavetti, connettori e una memoria eprom da aggiungere sulla scheda DIGITAL-UNIT che comprendeva la parte di firmare in aggiunta per far si che la CPU gestisse e riconoscesse i comandi inviati.

Un primo modello nato in casa Kenwood il TS-140s prodotto nel 1987 ove era previsto il sistema CAT ma occorreva la scheda opzionale IF-10C.

In concomitanza il modello TS-680 identico ma con la banda dei 6 m prevedeva le identiche opzioni.

Negli anni a seguire, nel modello TS-440s (produzione 1986) occorreva aggiungere un kit siglato IC-10 kenwood, si trattava di due circuiti integrati da aggiungere sulla scheda su retro del display DIGITAL-UNIT già previsti dalla casa madre ove erano alloggiati due zoccoli che ospitavano i componenti aggiuntivi .

Quindi per modelli Kenwood prodotti dal 1985 al 1991 (circa) occorreva questa scheda opzionale con sigla IF-10 , fornita in quattro varianti a seconda della radio dove veniva montata.

Le versioni A, B,C oppure D in alto una foto, a seconda del tipo di radio

La scheda nelle varie versione era la stessa, prevedeva piccole variazioni, come la presenza o meno del regolatore L7805 e alcuni componenti, che le consentivano di essere alimentata a 12v oppure direttamente a 5v.

Inoltre cambiava il tipo di connessione tra scheda e radio tramite connettore ad innesto oppure cavetto.

Nei modelli ove richiesta occorreva inserire una memoria EPROM di tipo 2732 opportunamente programmata dalla KENWOOD.

Al fine di consentire una immediata valutazione della opzione descritta ho creato la seguente tabella.

IF-10A	TS-711E/A – TS-811E/A
IF-10B	TS-940S
IF-10C	TS-140S / TS-680S
IF-10D	TS-50

In quegli anni Kenwood ha utilizzato per il collegamento CAT un connettore di tipo DIN a sei poli, dove sul retro del RTX montava una presa identica a quella nella foto in basso.

Per i collegamenti occorre far riferimento allo schema in basso.

Pin connettore	Segnale	Descrizione
1	GND	Massa radio
2	TXD *	Trasm. dati
3	RXD *	Ricez. dati
4	CTS	Clear to send
5	RTS	Request to send
6	NC	Non connesso

I segnali evidenziati con asterisco hanno livello logico invertito rispetto allo standard.

Condivido il manuale completo con descrizione del protocollo e schema elettrico.

Questa interfaccia nei modelli descritti risulta indispensabile se si vuole utilizzare il comando remoto.

Questa opzione era prevista nei modelli Kenwood TS-440S oppure R-5000, il KIT visibile nella foto in alto prevedeva l’aggiunta di due circuiti integrati con sigla UPD8251 e CD4040 su retro della scheda DISPLAY-UNIT negli appositi zoccoli.

Manovra descritta nella sezione UNITA’ OPZIONALI del manuale della radio

I due integrati sono reperibili in rete.

Una volta montato questo kit si renda operativo l’uso della porta sul retro della radio chiamata ACC1

Entriamo nel dettaglio

I modelli VHF – UHF come TS-711 o TS-811 era necessario istallare la IF-10A e utilizzare la IF-232C.

Per i modelli da TS-450S e successivi (in termini di anni di produzione) la presenza del collegamento CAT è stato implementato senza l’aggiunta di opzioni, utilizzando solo una interfaccia IF-232C.

Per una panoramica più immediata ho creato una tabella.

Modello Radio	Interfaccia da utilizzare	Descrizione
TS-50	IF-10D + IF-232C	La scheda IF-10D istallata in contenitore esterno
R-5000	IC-10 + IF-232C
TS-140S – TS-680S	IF-10C + IF-232C
TS-711 – TS-811	IF-10A + IF-232C
TS-440S	IC-10 + IF-232C	UPD8251 + CD4040
TS-450S – TS-690S	IF-232C
TS-790A/E	IF-232C
TS-850S	IF-232C
TS-930S	NO CAT
TS-950S	IF-232C
TS-940S	IF-10B + IF-232C
TS-480 / TS-570 / TS-870S	cavo dritto da RS232 femmina a 9 pin a RS232 femmina
TS-890S	cavo RS232 femmina a 9 pin dritto da RS232 femmina a RS232 femmina
TS-990	Cavo USB standard (da maschio A a maschio B)

I modelli di radio precedenti, a quelli elencati in tabella, non prevedevano il sistema CAT, mentre i per successivi non occorre aggiungere alcuna opzione, solo il cavo di collegamento previsto , RS-232 oppure USB per i più moderni.

Un interfaccia progettata da kenwood che adattava i livelli RS-232 a TTL inoltre era optoisolata, nello specifico, i segnali scambiati tra radio e pc non condividevano ne alimentazione ne masse, quindi scongiurando un eventuale anomalia al pc o comunque un qualcosa che si propagasse su linea telefonica o altro contatto elettrico, non vi era possibilità di cedere guasti alla radio.

Condivido in basso il manuale compreso di schema della interfaccia

Chi è in possesso di questa interfaccia, con i sistemi moderni troverà non poche difficoltà nell’utilizzo in quanto la porta seriale già da diversi anni non è più presente nei pc e nemmeno gestita dai sistemi operativi, bisogna utilizzare un convertitore da USB a RS-232 con i dovuti adattamenti tra un tipo di connettore e l’altro (9 pin femmina a 25 pin maschio).

Nel manuale ufficiale Kenwood, descrive ogni tipo di cavo e di adattamento.

Una volta definito il collegamento hardware, occorre impostare (a seconda del software utilizzato) i parametri di dialogo

Lo scambio dati avviene impostando la porta in modalità 1 start bit, 8 data, 2 bit stop, nessuna parità, velocità 4800 BAUD.

Bisogna dire che per ogni radio (nel caso di radio KENWOOD) da controllare occorre utilizzare una porta diversa sul pc, se in stazione sono presenti due radio occorre organizzare due porte seriali con relativo hardware.

A differenza di ICOM che condivideva lo stesso BUS assegnando ad ogni radio un indirizzo univoco, con effettivo risparmio di risorse.

Nel manuale della interfaccia sono descritti i vari comandi a seconda del tipo di radio, ma per chi utilizza questo collegamento con software dedicati (HAM Radio DELUXE, MixWin ecc.) non è necessario conoscerli.

Dal manuale della interfaccia la KENWOOD suggerisce il collegamento indicato nella foto in basso

E’ possibile utilizzare uno dei tanti adattatori da USB a RS-232 offerti dal mercato adattando i collegamenti.

Quando si collega uno di questi disposistivi ad una porta USB si crea una COM virtuale (), quindi non c’è molta differenza tra una RS-232 reale e un convertitore RS-232->USB.

Quindi dopo aver configurato i driver necessari al sistema operativo per identificare il tipo di periferica bisogna connettere l’interfaccia IF-232C che a sua volta connette alla presa ACC2 della radio.

Situazione che non sempre restituisce funzionamento immediato e spesso si presenta fenomenti di instabilità, dovuti a incomprensioni tra driver e software di gestione.

Il cavo da realizzare per connettere questi adattatori alla interfaccia KEnwood IF-232C utilizza un connettore 9 poli femmina da connettere al convertitore e 25 poli maschi che va connesso alla interfaccia rispettando le connessioni disposte come nello schema illustrato nella figura in basso.

I segnali da collegare sono solo quelli utilizzati, quindi RXD, TXD, GND il resto possono essere anche ignorati.

Soluzione Home-Made per IF-232C

Una soluzione per chi ha un minimo di dimestichezza con l’elettronica, con pochi componenti e un po di pazienza consente di connettere pc e radio KENWOOD direttamente, evitando l’utilizzo della IF-232C.

L’idea utilizza uno dei tanti Device presenti sul mercato, adattatori da usb a RS-232 in versione scheda/connettore, simili a quelli illustrati nelle foto in basso.

Va bene allo scopo un tipo di adattatore in commercio completo di cavo come illustrato nella foto in basso.

Ho provato con diversi modelli e chipset, nessuno ha restituito difficoltà di funzionamento.

Anche in questo caso va configurato il driver per la gestione (se il sistema non lo fa in modo automatico) a seguito gli viene assegnata una porta (COM2 oopure COM10) basta andare nella pagina di gestione dispositivi e si ricava facilmente la notizia.

I segnali da utilizzare sono soltanto due, RXD e TXD (e GND) che vanno invertiti di livello, a tale scopo in un primo esperimento avevo utilizzato due transistor general purpose, in seguito per guadagnare la condizione di isolamento galvanico tra radio e pc ho preferito due optoisolatori.

Le linee CTS e RTS non sono utilizzate quindi vanno lasciate libere sia dal lato radio che pc.

Lo schema in basso mostra i collegamenti.

Questa interfaccia va a soddisfare tutti gli utilizzatori di modelli KENWOOD con porta accessori CAT tipo DIN 6 poli (sempre rispettando la tabella di compatibilità).

Quindi nello specifico, a sinistra dello schema elettrico sono indicati i collegamenti che vanno all’adattatore USB

• TXD
• RXD
• +5v
• GND-PC

mentre a destra i collegamenti inerenti al connettore che va alla radio

• TXD
• RXD
• GND

in questo caso DIN 6 poli di tipo maschio come nella figura in basso.

Utilizzando questo circuito si fa in modo da separare le masse (radio-pc) e evitare di condividere le alimentazioni, infatto la schedina adattatore USB utilizza i 5v erogati dalla porta del PC mentre la radio fornisce già i segnali necessari alla gestione del dialogo, inoltre la modalità circuitale provvede ad invertire i livelli logici RXD e TXD come richiesto dal tipo di hardware kenwood.

Il circuito è semplice, prevede tre resistenze e due fotoaccoppiatori, io ho utilizzato CNY-17 ma non è vincolante, ho provato anche 4N-35 e PC-817 il circuito funziona comunque

Il circuito è realizabile su millefori oppure su pcb, in basso delle simulazioni cad di un possibile montaggio.

E’ possibile realizzare il circuito e montarlo in un contenitore plastico ottenendo una soluzione ordinata.

In basso il file GERBER realizzato con Eagle cad per chi ha piacere di realizzare il pcb identico a quello in foto

Ho realizzato alcuni esemplari della IF-10A, quindi adatta ai modelli TS-711 e TS-811 come visibili nella foto in alto.

La scheda la fornisco completa di presa, elementi di fissaggio e memoria EPROM da aggiungere nonchè connettore maschio 6 poli DIN.

La scheda come già descritto è sempre la stessa ma a seconda della destinazione cambia la modalità di connessione e il fissaggio, a causa del difficile approvigionamento dei connettori (ormai obsoleti) non ho avuto modo di realizzare le versioni B,C e D .

Contattandomi all’indirizzo Email iw8ezu@gmail.com posso fornire ogni dettaglio in merito.

Istallazione

Per coloro che sono interessati a corredare i modelli TS-711 e TS-811 collegamento seriale la manovra di istallazione è semplice.

Il kit viene fornito gia pronto, completo di memoria EPROM 2732 da aggiungere nello zoccolo vuoto accanto alla batteria di BackUp, la tacca di riferimento va verso il trasformatore. Quindi come primo passo inserire la memoria avendo cura di non piegare nessuno dei reofori.

Fare capo alla foto in basso, ne illustra la disposizione.

Nel kit fornisco un particolare in pvc che fa da distanziatore, va adoperato come supporto, posizionarlo sul retro come illustrato in figura, e innestare la scheda nei due pettini delicatamente.

Per fissare la scheda vanno utilizzate le due viti lunghe da 2,5 mm

Resta da montare la presa DIN sul retro che va fissata utilizzando le due viti da 2,5mm . La foto in basso mostra la modalità.

Inutile specificare che bisogna fare attenzione agli isolamenti e le viti vanno serrate NON in modo eccessivo.

Conclusioni

In maniera sintetica ho descritto come collegare una radio KENWOOD ad un computer, utile a tutti gli utilizzatori dei moderni modi digitali, che a mezzo PC hanno il totale controllo del ricetrasmettitore evitando continue correzioni durante l’utilizzo.

I prodotti moderni non creano difficoltà in quanto già corredati di porta accessori ti tipo USB o addirittura LAN che consente il totale interfacciamento con i mondo esterno.

Il fine di queste righe è fare chiarezza in merito ad alcuni modelli di radio più anziani e porre chi ha trovato difficoltà nella condizione di muoversi con maggiore padronanza.