Io e... l'ELECRAFT K2
Ovvero le mie esperienze di montaggio ed uso di un RTX HF in kit!

Prima puntata: cosa ho comprato (per ora).

K2 + KSB2 + KPA100. Traducendo, l'RTX base (15W solo CW, 80m-10m) più il modulo per SSB e il modulo amplificatore da 100W con il comando remoto RS232. Il tutto si presenta come due scatole strapiene di sacchetti di varia misura contenenti componenti multicolori di ogni genere nonché due manuali dall'aspetto vagamente intimidatorio.

Ammazza che organizzazione!

Aperto il manuale, si resta stupiti dall'organizzazione con cui è stato concepito. Ogni operazione di montaggio è descritta in dettaglio, eventualmente con tanto di disegni esplicativi, i resistori sono disposti in bell'ordine in una striscia non per valore, come quasi sempre fatto, ma addirittura in ordine di montaggio, il montaggio stesso è fatto eseguire in una sequenza tale da poter eseguire delle verifiche di funzionamento parziali man mano che si completano alcune parti e per tutte le schede (o parti di esse) per cui non è ancora possibile eseguire test "dal vero", ci sono i valori resistivi misurati in alcuni punti importanti così è possibile verificare l'assenza di grossolani errori di montaggio prima di dar tensione al tutto.

Prima tappa: Pannello frontale, scheda controllo e CC

Il primo punto di prova reale lo si incontra dopo aver costruito la scheda controllo, quella costituente il pannello frontale dell'apparato e una parte minima della scheda RF, cioè la parte relativa al controllo I/O e all'alimentazione.

Ecco qui una foto del pupo sorridente appena nato.

Qui invece c'è una vista posteriore del K2 a questo stadio di costruzione. Un tantinello sfocata, per dire il vero.

Come si vede, sulla scheda RF mancano ancora tutti i componenti della parte radio vera e propria, comunque a questo stadio della costruzione si verifica il funzionamento della parte di controllo, keyer, BF e sidetone compresi.

Dopo essersi compiaciuti perché sino a questo punto funziona tutto perfettamente, è ora di passare a "Assembly, Part II", cioè di disassemblare nuovamente il tutto in modo da poter procedere nel montaggio della scheda RF. Il prossimo checkpoint si avrà quando si saranno montati abbastanza componenti per rendere funzionante il ricevitore in 40m.

Primo intermezzo: mangiare gelati e granite aiuta a costruire il K2

Altrimenti, dove avrei potuto trovare tanti bei contenitori colorati di plastica per dividere condensatori, induttanze, ecc. per valore, come suggerito dal manuale di assemblaggio? Avendo invece ingurgitato un numero rilevante di vaschette di gelato (contenitore trasparente sulla sinistra) e di granite (contenitori multicolori a scodellino) ed avendo religiosamente conservato i contenitori, ecco che dispongo di tutto quanto è necessario per seguire le istruzioni.

Nella foto, si vede la RF Board separata dal resto durante il montaggio dei componenti che porteranno alla seconda tappa (collaudo e allineamento della parte RX in 40m).

Secondo intermezzo: piccoli componenti crescono

Durante l'avvicinamento alla seconda tappa, ecco alcune immagini della scheda RF del K2 con buona parte dei componenti del ricevitore montati. Questa qui sotto è una vista del lato componenti...

...e quest'altra, invece, è una vista del lato saldature. Alcuni componenti, come si vede, vengono infatti installati su di esso.

Seconda tappa: Collaudo e taratura RX in 40m

Già m'immagino un ipotetico lettore di buona volontà ma privo di strumentazione che, arrivato qui, rumina fra sè e sè: "Eh sí, collaudo va bene, ma taratura... e io con cosa lo taro?"

Ma è ovvio, il K2 si tara col K2!

Dentro al K2, come parte del firmware, sono presenti un certo numero di strumenti, fra cui un frequenzimetro, un voltmetro ed un amperometro. Come parte del kit vengono fatti costruire una sonda raddrizzatrice per misurare le tensioni a RF con l'ausilio del voltmetro (o, per chi l'ha, di un tester) ed una sonda per il frequenzimetro incorporato.

Questo non vuol dire che qualche strumento non sia utile, ma non è assolutamente indispensabile.

Il frequenzimetro ed il voltmetro vengono appunto utilizzati durante queste prime operazioni di taratura. Qui vedete un'immagine del frequenzimetro all'opera (verifica di funzionamento e misura della frequenza del BFO, 4913.21 kHz). Il cavo nero che si vede andare dalla sinistra della scheda controllo al centro della scheda RF è appunto la sonda del frequenzimetro incorporato.

Alla fine delle procedure di collaudo e verifica, si ha il ricevitore in 40 metri funzionante e, come l'imperatore del Brasile Pedro II di fronte al telefono, possiamo anche noi esclamare: "Ma parla!"

La scelta della banda dei 40m come prima banda attivata nel ricevitore non credo sia stata casuale. A parte l'esistenza di un debole segnale generato internamente a 7000.00, che permette una prima verifica del corretto funzionamento del ricevitore (se lo si sente, il ricevitore funziona), in 40m non mancano di sicuro segnali belli robusti ascoltabili anche a ricevitore starato, che, in mancanza di un generatore di segnali RF, possono essere utilizzati per la taratura del filtro d'ingresso dei 40m.

Inoltre la banda dei 40m è nota per essere quella dove la maggior parte dei ricevitori, anche di nome decisamente blasonato, vanno in crisi per il gran numero di forti segnali presenti generando quantità  industriali di segnali spuri e mantenendo lo S-Meter costantemente sopra S9.

Ebbene, fa decisamente un certo effetto vedere lo S-Meter del K2 andarsene tranquillamente a zero tra un segnale a 9+40 e il successivo.

Qui sotto c'è la foto del pupo mentre parla, come desumibile dallo S-Meter.

Terzo intermezzo: è indispensabile munirsi di una scopa efficiente.

O perlomeno, lo è se avete un pavimento come il mio, dove quello che cade scompare immediatamente alla vista (o perlomeno, alla vista di un talpone come lo scrivente). Senza scopa, cosa farete quando, come lo scrivente, scoprirete che dovete ancora montare un condensatore da 10nF ma nello scatolino non ve ne resta più nessuno e vi ricordate benissimo che alcune decine di componenti or sono vi era cascato per terra qualcosa di non meglio identificato? Sí, lo so, che si può dar di piglio ai cassettini dei componenti del laboratorio di casa, ma non vale, anche perchè non tutti hanno una stazione che sembra una rivendita di componenti elettronici. Disponendo invece di una scopa efficiente, potrete scopare accuratamente il pavimento attorno al tavolo di lavoro (cosa comunque senza dubbio necessaria), radunando così un mucchietto di spazzatura e componenti vari che hanno fatto in passato la stessa fine, tra i quali, miracolosamente, ricomparirà il condensatore mancante. Nella foto, si vedono la RF Board separata dal resto durante il montaggio dei componenti che porteranno alla terza tappa (collaudo e allineamento della parte RX su tutte le altre gamme e del trasmettitore) e l'eroica scopa protagonista del montaggio dell'ultimo condensatore da 10nF.

Quarto intermezzo: ho trovato qualcosa di men che perfetto. ovvero il montaggio di T2.

Le istruzioni per il montaggio del trasformatore T2 non sono all'altezza della precisione, oserei dire pignoleria, di tutto il resto.

Il manuale infatti dice di montare T2 un poco sollevato (circa 1.5mm) dal piano della basetta, per evitare possibili falsi contatti con alcune piazzole sottostanti.

Il trasformatore sui trampoli non mi convinceva granchè: e se per un urto o per aver appoggiato il ditone dove non si doveva il povero T2 fosse stato schiacciato contro le piazzole sullodate? Poteva essere fonte di possibili guai futuri.

Così mi sono ingegnato a trovare una soluzione più stabile, e per ora ho trovato quella visibile nella foto che segue.

Ho ritagliato un pezzetto di vetronite privo di rame da una vecchia basetta spessa 1.5mm, l'ho sagomato in modo da farne un dischetto del diametro della serigrafia di T2 come disegnata sullo stampato e ho montato T2 sopra questo dischetto, fissato alla basetta tramite una microscopica gocciolina di colla.

In questo modo dormo sonni più tranquilli (cosa della massima importanza per un bradipo come chi scrive), pensando che in ogni caso il malefico T2 non scenderà mai addosso alle piazzole sottostanti.

Terza tappa: Nuntio vobis gaudium magnum: habemus K2!

Montato il celeberrimo T2 e qualche altra spinzillacchera, bisogna arrendersi all'evidenza: non c'è più nulla da montare, il K2 (versione QRP CW-only, ovvero: "MODELLO BASE!") è finito.

Si passa quindi ad "Alignment and test, part III", ovvero taratura del ricevitore sulle restanti bande e affinamento della stessa in trasmissione. Questo perchè le uniche cose da tarare, cioè i filtri di banda, sono in comune fra RX e TX, quindi si esegue una prima taratura in RX, poi affinata in TX.

Pur potendo anche qui, usare il wattmetro incorporato, questo è uno dei pochi casi in cui è davvero conveniente disporre di qualche strumento esterno, ovvero un ROSmetro/wattmetro (strumento che è sicuramente in possesso di qualunque radioamatore) e un carico fittizio (strumento che dovrebbe essere sicuramente in possesso di qualunque radioamatore), quindi niente di speciale.

Attenzione che se il ROSmetro/wattmetro di cui disponete è del tipo a linea (come il buon vecchio OSKER SWR200 che vedete in foto, ahimè con lo strumentino "POWER" col buco causa pachidermica manovra del proprietario con un pezzo d'antenna)

Fatto ciò il K2 è praticamente finito! Restano da fare solo un paio di filature verso l'altoparlante interno e la presa "external speaker", dopodichè possiamo dichiararci finalmente possessori di un RTX HF ELECRAFT K2 "home built".

Quarta tappa: il modulo per SSB, ovvero: una ripetibilità che ha dell'incredibile.

Tutti i collaudi e tarature precedenti, come vibratamente raccomandato nel manuale, vanno fatte sull'RTX base, ovvero senza installare alcuno degli eventuali moduli aggiuntivi. È ora venuto il momento di installare e collaudare il modulo per SSB, montato in precedenza in un momento di sconforto e poi messo da parte, che permette di utilizzare il K2 oltre che, ovviamente, in fonia, anche nei vari modi digitali (RTTY, PSK31 ecc. ecc.). Un "must have" per un vecchio telescriventista di quando la RTTY si faceva con mostri meccanici come l'Olivetti T2CN, di cui qui potete trovare alcune foto.

Detto fatto, acchiappo la schedina KSB2, controllo che sia ancora tutta intera dopo il lungo sonno in una scatola ex-gelato, regolo l'unico trimmer presente (azzeramento portante) a metà corsa come suggerito, tolgo dal K2 un paio di ponticelli ed un condensatore, schiaffo sul povero K2 la schedina KSB2 che vedete sul posto di lavoro qui sotto

e comincio le operazioni di collaudo. Accensione K2, ok, in CW funziona tutto come prima... Menù SSBC, SSBA... sì il K2 vede la scheda SSB... Bene... Allora... Calibrazione residuo di portante... SSBC 2:1 SSBA CAL... ok. A questo punto il manuale dice che l'uscita a basso livello del generatore SSB è stata inviata al ricevitore, di conseguenza si può usare lo S-meter per tarare al minimo il residuo di portante... guardo lo S-meter... e non vedo NIENTE, manco un LED acceso. Ahi, ahi, penso, ecco, quasi alla fine devo aver sbagliato qualcosa... E invece NO! Provo a girare, giusto per verifica, il trimmer in questione, ed ecco che magicamente compare una bella portante sullo S-meter! Insomma, per farla breve, la pre-taratura iniziale del trimmer al centro era così vicina al punto di minimo da non permettere di leggere alcunchè sullo S-meter. Questa sì che si chiama ripetibilità di un circuito. Chapeau ai progettisti della Elecraft.

L'azzeramento della portante residua può poi essere affinato, come suggerito nel manuale, utilizzando un secondo ricevitore e regolando il trimmer per il minimo del suo S-meter.

Qui di seguito potete vedere due foto del pupo ormai cresciuto, visto aperto da davanti e da dietro.

Quinta tappa: byebye QRP, ovvero costruzione e collaudo del KPA100 (finale da 100W)

Altro giro, altra corsa. Finita la prima scatola, ottenendo un K2 CW/SSB QRP, immediatamente collocato nella stazione previo shift a sinistra della roba vecchia, come potete vedere nella foto che segue,

è venuto il momento di passare alla seconda, ovvero al KPA100.

Quinto intermezzo: scatolini, attenti!

Dopo aver versato il contenuto della busta dei componenti del KPA100 in una scatola ex-gelato, che si intravede sulla sinistra della foto, si suddividono i vari condensatori e resistenze rimettendo in bell'ordine, allineati, coperti e con nuove scritte sul davanti, gli scatolini ex-granita e si comincia a saldare pezzi sullo stampato del KPA100, che potete ammirare qui sotto con una dozzina scarsa di componenti saldati. La strada verso i 100W è ancora lunga e sdrucciolosa.

Sesta tappa: il mio nome è KPA100, Elecraft KPA100, ovvero collaudo della parte di controllo del KPA100

Il primo punto di controllo nella costruzione del KPA100 si ha dopo aver montato i componenti della logica di controllo. È ora il momento di provare a collegare il KPA100 al K2 per vedere se si presenta correttamente e quindi il K2 ne ammette l'esistenza. La scheda KPA100 a questo punto si presenta più o meno come la potete vedere nella foto che segue. Mi spiace, ma ho realizzato soltanto dopo aver staccato il KPA100 dal K2 che sarebbe stato carino fare una foto dei due collegati assieme in questa fase di test. Dovrete farne a meno.

Sesto intermezzo: avvolgi che ti passa

La strada verso i 100W procede col montaggio di alcuni altri componenti, del pannellino posteriore e dei connettori su di esso montati e con l'avvolgimento ed il montaggio degli induttori toroidali dei filtri. Questa è forse l'operazione più lunga di tutta la costruzione del KPA100, perchè gli induttori sono tanti ed il filo è più grosso di quello utilizzato negli induttori dell'RTX base. Insomma, come da titolo, avvolgi che ti passa...

Finito di avvolgere occorre installare i due trasformatori RF in ferrite (quei cosi neri che assomigliano a due bidoni affiancati). Per fare questo e per montare, nel passo successivo, i transistori finali RF, è necessario mettere da parte il saldatore piccolo, possibilmente termostatato, usato sinora, per passare ad uno un po' più potente e con punta un po' più massiccia. Senza esagerare, neh, non è che ci voglia un saldatore a mannaia da 150W con una punta larga una spanna: basta un saldatore da 60W tipo quello che potete vedere qui.

Qui sotto vedete una foto del KPA100 alla fine delle operazioni sopra citate.

Settimo intermezzo: finali RF, oh cari

Cari sì, visto che si tratta di una coppia selezionata di 2SC2879 di provenienza RF Parts, come dimostrato dal fatto che li si trova in un bel sacchettino a parte contrassegnato, appunto, "RF Parts".

Il montaggio di questi due componenti non sarebbe di per sé particolarmente difficile, se uno non avesse davanti agli occhi una folle danza di $$$$ e di €€€€ che gli ricordano continuamente le infauste conseguenze di una manovra sbagliata a questo punto del montaggio.

Procedendo con calma e attenzione e controllando dieci volte prima di saldare il corretto orientamento dei transistori si arriva alla fine anche di questa esperienza mistica.

Esperienza, oltre mistica, anche pallosetta assai, perché occorre eseguire un montaggio temporaneo del dissipatore allo scopo di posizionare correttamente i transistori rispetto al dissipatore, seguito da un immediato smontaggio dello stesso non appena saldati i transistori al loro posto. Senza contare che il manuale, a questo punto, approfitta del fatto di dover tirare fuori il dissipatore per far grattare via l'isolamento nei punti di contatto con la massa del circuito stampato del KPA100.

Delicatamente però, perché, come dice il manuale, si deve togliere la vernice, non limare il dissipatore.

Il tutto, insomma, è un'esperienza mistica nella migliore tradizione benedettina:
ORA (che non si danneggino i transistori finali durante il montaggio), LEGE (le istruzioni di montaggio) ET LABORA (gratta via quella maledetta vernice nera).

Sul sito di cui al link si viene a sapere poi che S. Benedetto è il patrono, tra gli altri, degli ingegneri e degli esorcisti. Questo accoppiamento mi ha dato da pensare. A voi no?

Qui sotto vedete una foto del KPA100 dopo il montaggio dei transistori di potenza e lo smontaggio del dissipatore.

Settima tappa: 100W, ci siete tutti? Ovvero, collaudo del KPA100

Attaccati alcuni cavetti e montati alcuni connettori (alimentazione e ingresso è arrivato il momento di mettere assieme definitivamente KPA100 e dissipatore, collegare il tutto al K2 e verificare il funzionamento, ovvero contare se i watt sono davvero cento come dovrebbero essere.

Per fare questo, occorre trovare un supporto su cui appoggiare il KPA100, in quanto i cavetti di collegamento non sono sufficientemente lunghi da permettere di posare il KPA100 sul tavolo a fianco del K2. Nel mio caso, si è prestata gentilmente a fungere da supporto una scatola ex-gelato, che si intravvede nella prima foto.

Questa parte, che mi metteva un po' in apprensione per i livelli di corrente e di potenza RF in gioco, invece è andata liscia come l'olio, quindi non posso raccontarvi niente di interessante: la taratura della corrente di riposo dei finali non ha dato problemi ed i tanto anelati 100W sono usciti subito non appena mandato in trasmissione il K2. L'unica cosa degna di nota è che il mio povero carico fittizio, piccolino anzichenò, (lo vedete connesso all'uscita del REVEX W570) e che di certo NON è da 100W, sia sopravvissuto alle tarature in oggetto.

Nella seconda foto, si vede un primo piano del pupo nella bellezza di tutti i suoi 100W.

Ottava e ultima tappa: dialogo di K2 e PC, ovvero collaudo dell'interfaccia RS232

Già, perché mentre si costruiva il KPA100 si è anche inavvertitamente costruita una specie di KIO2, cioè l'interfaccia RS232 per il controllo remoto del nostro K2.

È venuto ora il momento di verificare il funzionamento della stessa.

Se siete seguaci fedeli di Guglielmo Cancelli, allora quanto segue non vi servirà a nulla, perchè si fa riferimento a Linux, unico sistema operativo presente sulla macchina che controlla le radio.

Essendo il K2 supportato da Hamlib (libreria per il controllo degli apparati radio) qualsiasi programma, anche fatto in casa, può controllare una qualunque delle radio supportate appoggiandosi ad Hamlib stessa. Questo è il caso, ad esempio, di XDX (programma per la connessione al Packet Cluster), che permette di commutare il K2 sulla frequenza dello spot semplicemente cliccando sullo spot stesso, oppure di XLOG (programma di log) che può leggere frequenza, banda e modo direttamente dal K2.

Nella foto vedete invece all'opera MAROTE che è un programma appositamente pensato per il controllo del K2.

L'unico accorgimento da sottolineare per collegare il K2 alla seriale del PC è quello, come raccomandato nel manuale, di utilizzare un cavo costruito ad hoc come da istruzioni. Un cavo standard seriale NON VA BENE perché sul connettore DB9 del K2 sono presenti anche altri segnali (ad esempio quelli per il controllo dell'accordatore automatico KAT100) che ovviamente non devono essere collegati alla seriale del PC.

Secondo salasso: l'appetito vien mangiando, ovvero, ho comprato anche il KAT100.

Già, perché finché si ha un RTX vecchio modello, che richiede accordi, non è un grave incomodo sintonizzare un eventuale accordatore d'antenna manuale. Sono solo due o tre manopole in più da girare.

Ma quando si ha un RTX che va difilato sulla frequenza voluta ed è subito pronto a trasmettere, sintonizzare l'accordatore manuale diventa una perdita di tempo intollerabile. Così eccoci alla seconda puntata, ovvero la costruzione del KAT100, o per essere più precisi, il KAT100-1, ovvero la versione in contenitore slim, previsto per essere posto sotto il K2.

Primo intermezzo: l'inizio di una nuova avventura.

Aperti i consueti sacchetti, disposti i componenti nei soliti contenitori ex-granita ed aperto il manuale, siamo pronti a iniziare la costruzione del KAT100-1.

Nella foto vedete la scheda RF del KAT100-1 con un po' di componenti montati sopra. Mancano ancora quasi tutti gli induttori, che, essendo costruiti su nuclei toroidali di generose dimensioni (tanto da doverli fissare allo stampato con una fascetta) e con filo alquanto grosso, come si può notare dall'unico già presente, sono piuttosto faticosi da avvolgere.

Si nota una quantità industriale di relè, necessari per commutare le varie L ed i vari C in modo da realizzare una L ed un C variabili su 256 passi ed a scegliere la configurazione delle stesse. Il KAT100 usa infatti una configurazione a L in cui il C deve essere posto all'ingresso oppure all'uscita a seconda se R_OUT < R_IN o viceversa. Il KAT100 comprende inoltre un commutatore per selezionare una delle due antenne ad esso collegabili, il che richiede un ulteriore relè. In totale, come chiunque sappia contare può vedere da sé senza che glie lo dica io, i relè sono 18 (otto per comutare le L, otto per commutare i C, uno per scegliere se C è collegato all'ingresso oppure all'uscita e uno per commutare le antenne. Come disse un illustre piemontese, l'aritmetica non è un'opinione.

Secondo intermezzo: "Front Panel Board Asssembly", ovvero il pannellino frontale.

In un momento di crisi, cioé quando vi sarete stufati di avvolgere induttori toroidali, potrete rilassarvi montando il pannello frontale, che è lo stampatino che vedete nella foto. Così, quando avrete finito la scheda RF (otto grossi e pesanti induttori più in là) non vi resterà altro da fare che il "Final assembly". Sul pannellino frontale ci sono solo un po' di LED, i relativi driver e un po' di componenti passivi. Insomma, un assemblaggio assolutamente rilassante.

Ultima tappa: Assemblaggio e taratura.

Ritemprati dal montaggio del pannello frontale, si torna ad avvolgere grossi e pesanti induttori sino a terminare il montaggio e l'assemblaggio delle varie parti e ad iniziare le operazioni di taratura. Qui vedete una foto dell'assieme K2-KAT100 durante tali operazioni. Si riconosce il piccolo carico fittizio già utilizzato in precedenza.

Ultimo squillo di trombe: ecco a voi l'accoppiata K2/100+KAT100 all'opera!

Tarato tutto, chiuso tutto e ricollegato tutto, ecco qui una foto dei due compari nella posizione definitiva ed in trasmissione in CW alla potenza di 70W. L'oggetto che vedete a destra dei due è un commutatore audio per collegare la scheda audio del PC, il microfono, l'altoparlante e le cuffie a quattro RTX in modo da poter operare con uno qualsiasi di essi in fonia o modi digitali, regolando inoltre il livello audio in entrata ed in uscita in modo da adattare i livelli senza dover regolare il volume in RX o l'uscita della scheda audio in TX. Quando avrò tempo e soprattutto la voglia, inserirò nella sezione hardware il relativo schema.