home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Ham Radio 2000 #2 / Ham Radio 2000 - Volume 2.iso / HAMV2 / PACKET / APRS805 / README / MIC-E.TXT < prev    next >
Text File  |  1997-04-30  |  37KB  |  664 lines

  1. MIC-E.txt            INTEGRATING APRS ON VOICE CHANNELS         
  2. Ver Mic104e                 and VOICE REPEATERS                
  3.                        Copyright 1993,4,5,6 WB4APR
  4.  
  5. NEW:  See changes made in production units beginning at Dayton (May97)
  6.       Only APRS791 and later will properly decode the production Mic-E.
  7.  
  8.     The APRS Mic-Encoder eliminates the need for every mobile to have a 
  9. TNC, digital radio, and second antenna by simply integrating the position 
  10. report into a very brief tone burst at the end of a voice transmission 
  11. over any two-way radio.  With the Mic-E, no additional hardware is needed 
  12. in the vehicle, other than a GPS unit.  The system not only reports 
  13. position, course and speed, and vehicle type, but also one of 7 messages, 
  14. a BeaconText, and 3 analog telemetry values!
  15.  
  16.      By transmitting a position report in a 0.3 sec packet burst at the 
  17. end of a voice transmission, not only is this a period of dead time due 
  18. to the almost universal courtesy beeps found on amateur repeaters, but 
  19. the tone burst can be easily muted out at the repeater receiver, so that 
  20. the other mobile users do not hear it.  In this way it will be virtually 
  21. transparent to voice repeater operation.  The APRS Mic-E achieves the 
  22. complete position report, course, speed, and digipeater information in 
  23. about 30 bytes including header, instead of the 90 or more bytes in a 
  24. normal APRS position report.
  25.  
  26.      At the voice repeater receiver, a TNC picks off the position report 
  27. and digipeats it out onto the dedicated APRS digital frequency for mobile 
  28. position reporting.  Although any TNC can be used, a special TNC is being 
  29. developed that determines the path based only on the bits in the TO-SSID 
  30. instead of the usual long string of digipeaters.  This makes the packet 
  31. very short.  In addition, the special APRS NODE TNC appends the repeater 
  32. frequency onto the end of the position report so that digital users can see 
  33. where the packet originated.  If all voice repeaters digipeated onto the 
  34. same digital position reporting channel (usually 145.79 if available) then 
  35. anyone monitoring the APRS frequency will see ALL mobile position reports 
  36. from ALL GPS mobiles on ALL frequencies!
  37.  
  38.  
  39. APRS MIC ENCODER:  The Mic-E met many design objectives:
  40.  
  41.    * Interfaces to UNMODIFIED radios via the MIC connector
  42.    * Uses standard 1200 baud AX.25 for compatibility with existing TNC's
  43.    * Compresses position report into about 0.3 seconds
  44.    * Low enough in power to be powered from some radio MIC jacks
  45.    * Has 5 analog channels for telemetry (3 general purpose)
  46.      
  47.  
  48. PACKAGING:  Although the electronics could be miniaturized into about 
  49. 1 cubic inch, the requirement for user access to switches and the 
  50. requirement for withstanding the pulling and tugging on the MIC cord
  51. results in a robust dash board box design.  The cicruit may be powered by 
  52. the mic connector and the only external input is via a standard 1/8 inch
  53. phone jack or DE-9 connector to receive the NMEA data from the GPS unit.  
  54. This makes the entire mobile vehicle position reporting system as portable 
  55. as the microphone!  Simply move the MIC from vehicle to vehicle, and as 
  56. long as the radios are compatible at the MIC connector, then the vehicles 
  57. are GPS ready!  The front panel for the MIC ENCODER is shown below.
  58. It connects between your microphone and radio and has internal jumpers
  59. for configuring to any 8 wire microphone using either the standard round
  60. connector or an RJ-45.
  61.                           
  62.   -----------------------------------------------------------------------
  63.   |  PERIOD    R C V   OMNI    DIR      SSID     DIGI    AUTO   POWER   |
  64.   |            L V L     7  N  S           7  0  1               O N    |
  65.   |    /^\             6         E |     6         2                    |
  66.   |   /   \     (O)   5   / - \   W     5   / - \   3     O       O     |
  67.   |  | (O) |         4   |     |   N+  4   |     |   4   (O)     (O)    |
  68.   |   \___/     (O)   3   \ - /   S+    3   \ - /   5                   |
  69.   |  min               2         E+      2         6                    |
  70.   |            P T T     1  0  W+          1  0  7                      |
  71.   |            O U T    P  A T  H       M E S S A G E   O F F   O F F   |
  72.   -----------------------------------------------------------------------
  73.                     
  74.      On the APRS MIC ENCODER, the configuration switches give the operator 
  75. real-time control over other dynamic MIC choices as follows:
  76.  
  77.      ON/OFF - Used to enable or disable the Mic Encoder packets
  78.      AUTO   - Enables auto-packets if repeater has been quiet for N secs.
  79.      PATH   - Used to set digi HOPS or North/South/East or West routes
  80.      MSG    - Selects 1 of 7 messages AND selects DIGI or SSID mode
  81.      PERIOD - Used to change the reporting period
  82.  
  83.      Normally the MIC encoder will only send a POSIT if the POSIT timer has  
  84. elapsed AND the user has been talking AND releases his PTT.  In the AUTO 
  85. mode, however, after a specified AUTO time period, AND after the repeater 
  86. has been silent for the QUIET period, then a position packet will be 
  87. initiated and transmitted.  Most voice repeaters will never even key up on 
  88. such a brief burst due to their built in ker-chunk filters.  The TNC on the
  89. repeater input, however, will hear it and digipeat it normally.  Note, for 
  90. the QUIET timer to work properly, the receiver's audio must be set high 
  91. enough to occassionally flicker the RCV LED.
  92.  
  93.            
  94. MESSAGE BITS:  The 3 message bits select one of seven pre-defined messages 
  95. as follows.  In addition, all message numbers above 3 will change your 
  96. symbol color as shown.
  97.  
  98.    MSG    COLOR    DEFAULT DEFINITION
  99.    ---   -------   -------------------
  100.     0    normal    Off duty
  101.     1    normal    Enroute 
  102.     2    normal    In Service
  103.     3    normal    Returning
  104.     4    dim yel   Committed
  105.     5    Brt yel   Special
  106.     6    dim red   PRIORITY     Trips alarms & centers all maps to unit
  107.     7    Brt red   EMERGENCY!   Trips alarms & centers all maps to unit
  108.  
  109.  
  110. ROUTING PATH:  
  111.  
  112.     There are actually two routing systems, one that can use standard TNC's 
  113. at the repeater and the other that takes advantage of a new specialized 
  114. APRS NODE TNC.  We will call the standard mode the DIGI mode and the other, 
  115. the SSID mode.  In the DIGI mode, the path switches just select how many 
  116. hops along one of two preset digi strings will be transmitted in the packet.   
  117. The advantage of this method is that it is compatible with ANY TNC and will 
  118. work with existing systems.   The disadvantage is that each digi hop takes 
  119. 7 bytes, and just a 3 hop path almost doubles the length of the packet.  
  120. The second mode uses only the 4 SSID bits for all routing information.  
  121. This keeps the packet short, while also allowing for up to 7 hops in all 
  122. directions!  The high order PATH bit selects between OMNI or DIRECTIONAL 
  123. routing and the 3 routing bits are used to tell the repeater how to route 
  124. the packet.  
  125.  
  126.      The following table shows how the routing is handled in both the 
  127. DIGI and SSID mode.  In DIGI mode the TO-SSID is always 0 and the actual 
  128. digi path is included in the packet.  In SSID mode, there are no digis 
  129. transmitted and the switch setting are transmitted in the 4 bits of the 
  130. TO SSID.  In the following example, assume the MIC-ENCODER has been loaded 
  131. with the digi string of RELAY,WIDE,WIDE,DIG4,DIG5,DIG6,DIG7
  132.    
  133. D/O PATH SSID DIGI MODE            SSID MODE AS DIGIPEATED BY THE NODE
  134. --- ---- ---- -------------------  ----------------------------------
  135.  0  000  0    none                 none 
  136.  0  001  1    RELAY                WIDE-1
  137.  0  010  2    RELAY,WIDE           WIDE-2
  138.  0  011  3    RELAY,WIDE,WIDE      WIDE-3
  139.  0  100  4    DIG4                 WIDE-4
  140.  0  101  5    DIG4,DIG5            WIDE-5
  141.  0  110  6    DIG4,DIG5,DIG6       WIDE-6
  142.  0  111  7    DIG4,DIG5,DIG6,DIG7  WIDE-7
  143.  1  000  8    none                 NORTH UNPROTO path
  144.  1  001  9    RELAY                SOUTH UNPROTO path
  145.  1  010  10   RELAY,WIDE           EAST  UNPROTO path
  146.  1  011  11   RELAY,WIDE,WIDE      WEST  UNPROTO path
  147.  1  100  12   DIG4                 NORTH UNPROTO path + WIDE
  148.  1  101  13   DIG4,DIG5            SOUTH UNPROTO path + WIDE
  149.  1  110  14   DIG4,DIG5,DIG6       EAST  UNPROTO path + WIDE
  150.  1  111  15   DIG4,DIG5,DIG6,DIG7  WEST  UNPROTO path + WIDE
  151.  
  152.  In this example, the Mic-Encoder was programmed with a via path of
  153.  RELAY,WIDE,WIDE,DIG4,DIG5,DIG6,DIG7.
  154.  
  155. CONVENTIONAL DIGIPEAT ROUTING:  First notice that in the DIGI mode, the 
  156. paths 0 through 3 simply select the number of digi hops in the original 
  157. string to use.  The paths 4 to 7 start over again at the 4th position.  
  158. This can be thought  of as a completely independent second DIGI string.  
  159. Typically you would set the path to RELAY,WIDE,WIDE,WIDE,WIDE,WIDE
  160. If you select 4 you get WIDE, if you select 5 you get WIDE,WIDE 
  161. and so on.  THis separation into two distinct strings gives you the chance 
  162. to have a path beginning with RELAY or beginning with WIDE.  This is
  163. important for operating in areas which do not yet have the dual alias
  164. WIDE-RELAY digipeaters yet.  Although the longest path is now limited
  165. to four hops, anything beyond 2 WIDES is frowned on anyway...
  166.  
  167. REPEATER TNC ROUTING:  If the TNC is just a conventional TNC, then it
  168. digipeats simply according to the path included in the Mic-E packet.
  169. The special APRS NODE, however, has two routing methods, depending 
  170. on whether the surrounding APRS packet network is capable of the WIDE-N
  171. algorithm or not.  If WIDE-N is available, then the APRS REPEATER node
  172. simply digipeats the packet to WIDE-N where N is the number of hops
  173. indicated in the packet SSID.  If N is greater than 7 then it is a
  174. directional packet and the North, South, East, or West paths stored
  175. at the NODE are used.  If WIDE-N is not yet available, then the NODE
  176. builds a digipeater string using the same algorithm as the MicEncoder;
  177. offering the optional 3 and 4 hop alternatives for 1 through 7 and
  178. still uses the directional paths for numbers greater than 7.  ALso
  179. in the directional path, if the 3rd SSID bit is set, then a WIDE is 
  180. added to the end of that path.
  181.  
  182. WIDE-N ROUTING:  In WIDE-N mode, every APRS digipeater repeats every WIDE-N 
  183. packet it hears and then subtracts ONE from the SSID.  They also keep 
  184. copies of all such packets (or just keep a checksum) for 60 seconds and 
  185. ignore all DUPES of the same packets.  THis is a very effecitve OMNI 
  186. routing method that permits the packet to go out N hops in all directions 
  187. without any duplication!
  188.  
  189. IMPLEMENTATION:  The key to the success of the MIC-ENCODER is that it
  190. is very versatile and can operate in all required modes.  This allows  
  191. for growth and improvment in the APRS systems without obsolesence.
  192. There are five possible operational situations as follows:
  193.  
  194. NO TNC  AT  REPEATER:    MIC-E path is set to 0 and anyone monitoring the
  195. (OR SIMPLEX VOICE)       the repeater output with APRS can track users.
  196.  
  197. NO TNC  AT  REPEATER:    MIC-E path is set to 2 (RELAY,WIDE) and someone's
  198. (But TNC @ someones QTH) home station monitors the REPEATER output with
  199.                          his TNC and DIGI's the packet over onto APRS
  200.  
  201. STANDARD TNC @ REPEATER: MIC-E path is set to 1 thru 7 in DIGI mode.  
  202.                          The TNC with the alias of RELAY (or WIDE) 
  203.                          repeats packets onto the APRS packet channel.
  204.  
  205. APRS NODE @ REPEATER:    NODE routes according to MIC-E SSID bits only.
  206.  
  207. DIGITAL  APRS CHANNEL:   MIC-E path can be 1 thru 7 in DIGI mode.
  208.  
  209. The BIG difference between the MIC-E DIGI mode and the SSID mode is the 
  210. length of the packet due to the DIGI fields.  THis means for interim 
  211. compatibility, MIC-E users can operate generally with a path of 1,2, or 
  212. 3 on all possible channels without specific configuring.  Of course, if 
  213. they select SSID mode while on an APRS NODE repeater channel, their
  214. packets will be much shorter because they will be routed by the SSID alone.
  215.  
  216. SETTING DIGI or NODE MODE:  To save front panel space, the high order bit 
  217. of the MESSAGE switch is used to select between the DIGI mode and the SSID 
  218. mode, the Mic-E then checks this 4th bit to determine how to send each
  219. packet.  THis way a user can change between SSID and DIGI mode to match
  220. the configuration of the particular repeater he is currently using..  
  221. The front panel markings show that with the switch in the right side
  222. places you in DIGI mode, and the left side in SSID mode.
  223.  
  224. MIC-E PACKETS:  The Mic-E always sends a compressed position report in 
  225. every packet.  If there is no position, then the Lat and Long are 0.  If
  226. Telemetry is enabled, 5 bytes of telemetry are added, and if BText is
  227. enabled then the text is appended onto the end of the POSIT.  The telemetry
  228. is captured on the alt-TELEMETRY screen in APRS and the BText will display 
  229. on the LATEST STATUS page.  NOTE: Since the BText may also contain a fixed 
  230. POSIT in some applications, whenever there is a BText, then the compressed 
  231. posit is ignored in that packet.
  232.  
  233. MIC-E SETUP AND CONFIGURATION:  The MIC-E is based on the APRS Micro-
  234. Interface-Module (MIM) designed by Dr. Carl Wick (N3MIM) and produced by 
  235. Dr. Will Clement N3LXR.  The MIC-E is configured via its serial port using 
  236. a PC program called MIC104.exe.  This program provides a nominal TNC type 
  237. command mode for setting the MIC-ENCODER configuration giving the user the
  238. standard cmd: prompt.  Once the MIC-E is configured, you use the PERM 
  239. command to cause the MIC-E to save the configuration in EEPROM.  The 
  240. following items can be configured:
  241.  
  242.      MYCall           Sets the MIC callsign       
  243.      MYSymbol         Sets the APRS symbol character
  244.      VIA digi1,, etc  Sets the Unproto digipeater path
  245.      TXDelay          Sets the key up delay for AUTO packets
  246.      TXDPtt           Sets the key up delay for Mic-E PTT packets
  247.      PERiod           Sets the nominal MIC cycle period
  248.      POSIT N          Sets POSIT period as N * cycle period
  249.      TELEMETRY N      Sets TELEMETRY period as N * POS period
  250.      BEACON N         Sets BEACON period as N * POS period
  251.      AUTO N           Sets AUTO period as N * POS period
  252.      QUIET N          Sets the QUIET period as N * cycle period
  253.      BText            Sets the Beacon Text
  254.      PTT (1:0)        Sets sense of the PTT signal.  For the MIC-E,  
  255.                       this is 1 since an external PTT transistor is used.
  256.  
  257.  
  258. GPS INPUT STRING:  Currently, ONLY the $GPRMC is supported since
  259. it has both position, course and speed.
  260.  
  261.    $GPRMC,123456.xx,A,3859.11xx,N,07629.12xx,W,123xxx,321.x,.....
  262.  
  263. POSIT NOW!  This function was added in Mic-E104e so that you could override
  264. the timers and transmit a packet at any time.  Just turn the PERIOD pot
  265. momentarily to 0 (minimum).  This forces a posit NOW.  You may leave it
  266. at minimum as long as you want (my usual position) since it will only send
  267. ONE packet.  If you are already at 0, just rotate it up a bit and then
  268. back down.  In the Mic-E104e betas there is a jiggle zone about 1/8th of
  269. a turn up where you may end up with CONTINUOUS packets since we forgot
  270. to "de-bounce" the transition across the decision boundary...  Sorry...
  271.  
  272. USE OF MIC-ENCODER BEACON TEXT:  The Mic-E's BText is included on the
  273. end of a posit report.  But due to APRS processing on receive, only the
  274. BText will get through and the posit will be ignored.  This is why you 
  275. should always set your BText rate at a lower rate than your POSIT rate.
  276. For NON-GPS equipped MIC-Encoders, a null posit 000000/000000 will normally
  277. be transmitted.  For fixed station use, however, you can put your full
  278. LAT/LONG in the BText, and APRS will get the posit from that.  Use the
  279. format of  BT !3859.11N/07629.11W$000/000  Where $ is the usual symbol
  280. character.  If you choose to do this, then you can put no other text
  281. in the BText, or the MESSAGE bits will end up not being properly parsed.
  282.  
  283. A good example for this, is as a burgler alarm at a fixed location.  Put
  284. the location in the BText as above, and connect the MESSAGE bits and PERIOD 
  285. bit to contact closures in your alarm system.  Have AUTO ON.  When the
  286. bits get tripped, the message rate increases by a factor of 16 and the
  287. message changes to EMERGENCY or PRIORITY...
  288.  
  289.  
  290. TELEMETRY: The MIC-E can also send 5 channels of analog telemetry.  Mic104
  291. and prior versions would send 4 channels of telemetry representing the
  292. MIM inputs AD0 through AD3.  In Mic104d the PERIOD pot was moved to AD3 and
  293. AD1 became the SSID/DIGI select bit.  But for compatibility with the MIM 
  294. which could still operate with 5 channels, it was decided to always transmit 
  295. the 5 channels in the MIC format even if AD1 and AD3 were already committed.
  296. This change from 4 to 5 channel format results in the following situations:
  297.  
  298. Pre-MIC104d > APRS77f:  Telemetry page will show 4 good channels.
  299.                          5th channel will show 0 or first byte of BText
  300.                          1st char of BText will be lost when TLM is xmitted
  301.  
  302. MIC104d > pre-APRS77f:  TELEMETRY page will show 4 channels.
  303.                         2nd chnl will be 0 or 255 depending on SSID/DIGI
  304.                         3rd chnl will be value of PERIOD pot
  305.                         5th chnl will show --- and become 1st char of BText
  306.                           
  307. DUAL USE ANALOG INPUTS:  Since all 5 channels are now always transmitted, 
  308. the telemetry page will show whether the user is in DIGI mode and what is 
  309. the current setting of his PERIOD pot.  In addition, since the AD1 
  310. only indicates DIGI mode if the analog value is 7 or below, this analog 
  311. input can still be used for analog sensors with outputs between .16 and 5
  312. volts while in SSID mode.  A 47K pull up resistor assures a positive value
  313. when the SSID bit is not grounded.   Additional user momentary push button 
  314. actions are anticipated as dual use applications on the other analog inputs 
  315. as well.
  316.  
  317. WARNING:  Unless the analog inputs are tied to a voltage through an 
  318. impedance of less than 10K they may show some crosstalk to adjacent 
  319. channels.  If they are floating, they will surely show random values.  
  320. Or in the case of the dual use, the 47K pull up resistors will show 
  321. strong positive values near the maximum 255.
  322.  
  323.  
  324. PTT LED INDICATOR:  The PTT LED is connected to the MIC PTT output line that 
  325. shows when the Mic-E is pulling the PTT low.  This shows the user that a 
  326. packet is pending and will be sent when he releases the PTT.
  327.  
  328. RECEIVER LED:   This LED is connected to a simple audio rectifier of the
  329. receiver audio.  As long as the LED occasionally flickers, the MIC-E will
  330. not AUTO-initiate any packets.  If the LED has not been driven by the
  331. receiver for the period of the QUIET timer, then an AUTO packet is initiated.
  332. If AUTO is set to OFF, then the switch permanently lights the LED and
  333. prevents all AUTO-packets.  Users must set the receiver audio high enough 
  334. to tickle the RCV LED frequently in order for holdoff to work.
  335.  
  336. WARNING!:  If you turn the audio down because the wife wants quiet, then
  337. your Mic-E will not have a holdoff signal and the AUTO timer may transmit
  338. on the repeater over other users if AUTO is enabled!
  339.  
  340. RADIO INTERFACING:  THere are three ways to wire the MIC-E to your radio 
  341. system depending on your preference:
  342.  
  343.     A)  Plug your Mic into the Mic-E and plug the Mic-E into your radio
  344.     B)  Wire the MIC-E in parallel to your mic either at its connector
  345.         or internally to the radio or to an auxiliary input
  346.         (But the MIC-E must be able to sense the MIC PTT independently)
  347.  
  348. Option A was chosen as the Mic-E production method since it allows for
  349. universal jumpers inside the Mic-E and no user soldering of Mic Cables.
  350. Its disadvantage is that the Mic cord tuggs on the Mic-E and this limits
  351. mounting options for the Mic-E and usually requires the Mic-E to be
  352. hard mounted in the vehicle.  B requires more inventive hacking for the
  353. user but allows the Mic-E to be mounted anywhere in the vehicle.
  354.  
  355. Note that option B requires cutting of the PTT lead so that the Mic-E
  356. can sense the Microphone PTT before it gets to the radio as follows:
  357.    
  358.    MIC JACK                                                 MIC PLUG
  359.  
  360.                   short 6" pigtail                          To Radio
  361.  
  362.    From Mic     >--green------------->                      Up Button
  363.                 >--violet--------------->                   Down button
  364.                 >--brown/shld------------*->                PTT/Radio gnd
  365.                 >--orange----------------|--*->             Rcv audio
  366.                 >--black-----------------|--|--*->          5/8 volts DC
  367.                 >--yellow----------------|--|--|--*->       Mic Audio
  368.                 >--blue------------------|--|--|--|--*->    Mic Gnd
  369.                 >--red----------------*  |  |  |  |  |  *-> PTT to radio
  370.                                       |  |  |  |  |  |  |  
  371.                                       |  |  |  |  |  |  |
  372.    PTT into MIC-E     3  <---red------*  |  |  |  |  |  |
  373.    PTT/Radio ground   2  >---brown/shld--*  |  |  |  |  |
  374.    Receiver audio     4  >---orange---------*  |  |  |  |
  375.    5/8 volts to Mic-E 1  >---black-------------*  |  |  |
  376.    Mic Audio          5  <---yellow---------------*  |  |
  377.    Mic Ground         7  >---blue--------------------*  |
  378.    Mic-E PTT output   6  >---green----------------------*
  379.                       8      violet not used   (I would parallel it to GND)
  380.    Mic-E CONNECTIONS
  381.  
  382.  
  383. POWERING THE MIC-E:
  384.  
  385.     First you must determine how to power the MIC-E. If you will be using 
  386. a GPS with its own power arrangements, then you may power the Mic-E from
  387. the Mic jack power.  If you will be using the internal GPS or wiring GPS
  388. power at the same time, you may as well use external power for the Mic-E.
  389.  
  390. CAUTION:  FOLLOWING IS UNVERIFIED ON THE MIC-E PRODUCTION VERSION...
  391.  
  392. External power:  Place JP13 on 1-2 and place J14 on the 1-2 position.
  393.  
  394. Mic-power:  First, measure the voltage at your MIC jack with a 330 Ohm 
  395. load. The resulting value will decide the remaining steps: 
  396.  
  397. 1)  If the voltage is above 7 volts then install JP13 in the 1-2 position.
  398.     and JP14 in the 2-3 position and install JP1.  This will route the
  399.     power through the voltage regulator
  400.  
  401. 2)  If it is less than 7 volts but more than 5, then install jumper JP1
  402.     and jumper JP13 in the 2-3 position and JP14 in 2-3 position.  This
  403.     bypasses the regulator.
  404.  
  405. 3)  If it is exactly 5 volts and appears to be well regulated, then
  406.     Perform step 2 above AND install JP6 to bypass the series 10 ohm
  407.     dropping resistor.
  408.  
  409. Arrangements 2 and 3 will use only a Zener to regulate to 5 volts.  BE 
  410. CAUTIOUS, HOWEVER, because this input has the regulator bypassed. 
  411. CHECK ALL OF YOUR RADIOS and make sure you will not over power the
  412. ZENER.  Incorrect jumpers can easily blow all IC's on the Mic-E.
  413.  
  414. AUDIO INTERFACING AND GROUND LOOPS:
  415.  
  416.     Interfacing ANYTHING to your microphone circuit is not trivial.  Any 
  417. ground loop will add noise to the MIC audio (remember the alternator noise 
  418. problems...)  Drawing 15 ma from the MIC circuit adds to this problem too.  
  419. Separately powering the GPS from the 12 volt system and then connecting 
  420. that data ground to the MIC encoder is also a potential noise source.  Be 
  421. sure to use the isolated MIC ground as shown in the circuit.  Do not just  
  422. connect this wire to just any-ole ground!  If you do, circulating ground 
  423. currents will degrade the packet audio.  If your packets do not sound clean, 
  424. you may have to power your MIC-E with a 9v battery to get clean power and 
  425. audio... 
  426.  
  427.  
  428. NOTES ON THE TAPR/PACCOMM MIC-ENCODER:
  429.  
  430. 1)  The MIC-E was only designed to work with radios with separate PTT 
  431. circuits.  Many HT's with combined PTT/MIC audio lines will not work.
  432.  
  433. 2)  The Mic-E BETA versions were not at true RS-232 voltage levels.  The 
  434. data only swings between 0 and 5 volts on output and may be incompatible 
  435. with some RS-232 serial ports.  It should work fine with the GPS however.  
  436. If you are  having consistent link failures with the MIC104.exe program 
  437. try this:
  438.  
  439.             Mic-E output >-------/\/\/\/------*------> PC input
  440.                                    1  k       |
  441.                           -  *---/\/\/\/------*
  442.                             ---    10 k
  443.                              - 
  444.                             ---  9 volt battery
  445.                           +  - 
  446.                              *-----------------------* Ground
  447. JUMPERS  on the BETA ONLY:
  448.  
  449. JP1  REGULATOR BYPASS - With this jumper ON, you can bypass the regulator
  450.      chip when available MIC power is less than 7.2 volts.  Use CAUTION.
  451.      DEFAULT is OFF.  See JP6.
  452.     
  453. JP2  AD0 INPUT - With jumper on pins 1 and 2, AD0 will read supply voltage
  454.      in tenths of a volt.  Meaning 126 = 12.6 volts.  With jumper on 2 and
  455.      3, AD0 reads external voltage on pin 1 of the extternal connector.
  456.  
  457. JP3  Not used on MIC-E prototype.
  458.  
  459. JP4  GPS INPUT - With the jumper in place, the GPS can be programmed
  460.      externally from the DB-9
  461.  
  462. JP5  TBD - Default on pins 1 and 2.  
  463.  
  464. JP6  5 VOLT POWER - This jumper bypasses the 10 ohm series resistor in the
  465.      Zener regulator circuit and relies on the source impedance of the MIC
  466.      circuit power for current limiting.  WARNING:  Be sure to never use
  467.      this jumper when supply voltages are above 5.8 volts.  DEFAULT is OFF.
  468.  
  469. JP7  TTL INPUT - With jumper on 1 and 2, you may input TTL data at wire
  470.      point 12.  On position 2 and 3, data input is quasi RS-232 on pin 2
  471.      of the DB-9 connector.  DEFAULT is 1 and 2.
  472.  
  473. JP8  GPS INPUT - With Jumper on, the internal GPS-20 is connected to the
  474.      MIC Serial input port.  With jumper off, you may use the DB-9 for
  475.      external serial connection to your PC for configuring the MIC-E.
  476.  
  477. J3   Mic-E LOADING - This jumper allows you to minimize the impedance
  478.      loading of the Mic-E on your existing Mic Circuit.  Use the highest
  479.      value resistance that still gives suitable packet audio level without
  480.      loading down the voice audio.  DEFAULT is on pins 3 and 4 for 10K.
  481.  
  482. OPERATIONS:  My initial guess at a POSperiod is about 1 minute and an auto 
  483. period of about 4 minutes and a QUIET time of about 10 seconds.  I usually 
  484. leave AUTO OFF so that I wont key up the repeater unnecessarily.  I also   
  485. always have PATHS set to zero so that the packet is as short as possible.
  486. Since no one is really tracking me yet, to put out a good posit on the APRS 
  487. network, however, I just dial in my 145.79 memory channel, set PATH to
  488. 3 (RELAY,WIDE,WIDE) and kerchunk the mic, and listen for the digipeat.  If 
  489. I hear it, then I got in and I'm on the maps!.
  490.  
  491.    AUTO has two uses.  On a voice repeater you might set QUIET to long
  492. enough to be sure the repeater is really not BUSY before the Mic-E fires
  493. off an AUTO packet.  But if you use AUTO on the APRS packet channel, then 
  494. you want QUIET to be ZERO so that it acts only for colision avoidance.  
  495. If QUIET is nonzero and you have a busy APRS channel it may never 
  496. transmit!.  Override this if you need to, by simply turning the volume 
  497. down, but then you dont have colision avoidance.  So this is a tradeoff.
  498.  
  499.     Once the REPEATERS mute the packets, then QUIET might be able to be 
  500. set to zero on the voice repeater too and this will solve this problem...
  501. Just be sure to never turn your radio volume down on a REPEATER if you
  502. have AUTO on, or you will BRAAAP other people...
  503.  
  504. -----------------------------------------------------------------------
  505.  
  506. APRS REPEATER NODE TNC:  
  507.  
  508.     This special TNC NODE is designed to be intgrated into typical amateur 
  509. voice repeaters.  The TNC performs a number of special functions to fully 
  510. implement the APRS LOCATOR SYSTEM:
  511.  
  512.    * It has true DCD to distinguish between voice and data for muting
  513.      the repeater audio during packets
  514.    * It digipeats all position reports from the repeater receiver to the
  515.      dedicated APRS digital channel
  516.    * It implements the APRS Directional Digipeating algorithm
  517.    * It implements the APRS WIDE-N digipeater algorithm for OMNI packets
  518.    * It appends ADDText (usually the rptr freq) to the end of all packets
  519.      ("Via 146.940") 
  520.    * It an external carrier detect for the APRS packet channel for
  521.      true CSMA effeciency, typically just a connection to the squelch
  522.   
  523. Notice that although the APRS REPEATER NODE function only listens on the
  524. voice repeater input and only transmits on the digital APRS packet 
  525. frequency, it must also have a secondary carrier detect on the APRS packet 
  526. channel to avoid collisions.  This special APRS node function is NOT 
  527. involved in any further routing on the APRS digital channel (I mean that 
  528. it does NOT serve as a general purpose APRS digipeater on the digital 
  529. channel).  All it does is to insert the appropriate directional or OMNI 
  530. digipeater path and digipeat the packet.  This distinction, of course, 
  531. is only a functional distinction, since APRS digipeater functions can be 
  532. co-located, or even built into the same NODE box as long as dual digital 
  533. receiver channels are maintained.
  534.  
  535.  
  536. REPEATER MUTING:  Since the  acceptance of the POSIT-PACKET on voice
  537. repeaters will be determined by the minimization of the BRAAAAAAP sound
  538. on the repeater output, the DCD and subsequent muting of the repeater
  539. are important.  Muting the repeater output is easy if use the signal from 
  540. the DCD LED on the TNC to implement a 20 dB attenuation in the audio line 
  541. to the repeater transmitter.  I think a 10 to 20 dB attenuation is 
  542. appropriate.  If it is completely  muted, then no one will know about your 
  543. new toy, and more importantly, the DCD may occasionally mute some sylables 
  544. of some voices.  The problem is that the TNC must have the add-on True-
  545. DCD so that it responds only to packets and not voice.  See the following
  546. section.
  547.  
  548.  
  549. USING ANY TNC AT THE REPEATER:    Unitl the special APRS NODE is available, 
  550. you can use any TAPR-2 compatible TNC with the add-on True DCD such as the 
  551. PacComm Tiny-2.  Just connect its audio input to the repeater 
  552. input receiver and connect its TX audio and PTT to a small 1 watt XMTR 
  553. on 145.79.  Use the output of the add-on True-DCD circuit to mute the
  554. voice repeater transmitter.  This will work fine, but is not going to 
  555. avoid collisions.  It is better to have a transceiver on 145.79 and use its 
  556. squelch to drive the external Squelch DC signal on the TNC to implement 
  557. CSMA.  Be sure to isolate the add-on True-DCD output from the Squelch
  558. output so that packets on the Packet channel do not also MUTE the voice
  559. repeater!
  560.  
  561. NOTE:  You cannot use the KPC-3 TNC set to software DCD, since it then
  562. IGNORES the external DCD defeating this dual carrier detect capability.  
  563.  
  564.  
  565.  
  566.  
  567. NOTES:   Notice that the APRS REPEATER NODE will also work on the digital
  568. channel!  In other words, the APRS REPEATER NODE algorithms can also be
  569. running simiultaneously in all of the APRS DIGI's so that the APRS compressed
  570. format will be picked up directly on the digital channel.  These original
  571. packets are distinguishable because they DO NOT have an original DIGI field.
  572. Once a NODE processes them and adds the DIRECTIONAL or WIDE routing, they
  573. will be forwarded as usual.  Notice that the NODE hardware can actually do
  574. both functions as long as dual digital receive channels are provided.
  575.  
  576.  
  577. BUILDING A SUPER TINY MIC-E FROM THE 1 cubic inch MIM MODULE:
  578.  
  579.     The following partial schematic shows how the MIC-ENCODER evolved 
  580. from a general purpose MIM module: 
  581.  
  582.  
  583.  MICROPHONE                                                      RADIO
  584.  ----------                                                     --------
  585.  
  586.  MIC >-----------------------------------------*----------------> AUDIO
  587.                                          47k   |
  588.                                      *--/\/\/--*  *-------------> MIC gnd
  589.                                      |            |     
  590.  +8v <----------*--------------------------------------*--------< +8 V
  591.                 |                    |            |    \ 1k
  592.                 |              D1    |            |    /
  593.  PTT >---*---------------------|<----------------------\------*-> PTT
  594.          |      |                    | MIC audio  |    /      |
  595.          |    |-|----------------------|          |    *      |
  596.          | D2 | *                    * | MIC GND  |    V  LED |
  597.          *-|<-|-*    MIM MODULE      *-|----------*   ---     |
  598.    PTT in     |                        |               |  D3  |
  599.               | *               *    * |  PTT OUT      *--|<--*
  600.               |-|---------------|----|-|    5.6K     |/c  
  601.                 |               |    *----/\/\/\-----|   Q1 NPN
  602.                 |    *----*-----*                    |\e
  603.                 |    |    |     c\|  Q2 NPN            |
  604.                 | S1 *    |       |--------*-----||-------------< RCV AUDIO
  605.                 |  \      |     e/|        |   .2 uf   |
  606.                 |    *   ===    |          -           |
  607.                 |    |    | 6uF |          ^ D4        |
  608.                 |    |    |     |          |           |
  609.  GND >----------*----*----*-----*----------*-----------*--------> GROUND
  610.  
  611.  
  612. CIRCUIT DESCRIPTION:  D1 isolates the microphone PTT from the radio PTT
  613. input so that the Mic-E can key the PTT line while also sensing the MIC
  614. PTT condition.  D2 prevents the MIC-E from grounding the PTT lead when
  615. the MIC-E is turned off.  Q1 is an open collector PTT transistor.  The
  616. LED shows when the Mic-E is holding a PACKET, waiting for the user to 
  617. release the MIC PTT.  D3 isolates the LED from the mic PTT.  The 47K
  618. minimizes circuit loading and the isolated MIC ground is connected to the 
  619. lower end of the MIM audio pot to minimize ground loop noise.  Q2, D3 and 
  620. the lower two caps are an audio rectifier to drive the HOLDOFF input to 
  621. the MIM when the radio is in use.  S1 is the AUTO switch.  When OFF, it 
  622. asserts hold off, so that the MIC-ENCODER will never auto-initiate a posit 
  623. on its own.  Bits D2 to D8 connect the PATH and MESSAGE switches and A5
  624. is the PERIOD adjust pot as follows:
  625.                                              A3 (was A5 in early MIM/MIC's)
  626.                D8 D7 D6 D5 A1 D4 D3 D2       A5    +5v
  627.                *  *  *  *  *  *  *  *        *      *
  628.                |  |  |  |  |  |  |  |        |      |
  629.                -----------------------       |      |
  630.                |          |          |       |      /
  631.                |     7    |     7    |       *----->\ 10k
  632.                |  P A T H |   M S G  |              /
  633.                -----------------------              \
  634.                      |          |                   |
  635.                    -----      -----               -----
  636.                    ////       ////                ////
  637.  
  638. SERIAL PORT FOR GPS AND CONFIGURATION:  All users should consider using
  639. the APRS standard 1/8 inch stereo phone plug/jack for their serial
  640. data port on the MIC ENCODER and other small stand-alone-trackers.  
  641. The phone plug is small, readily available, and is compatible with
  642. the nominal mono 1/8 inch phone plug found on many GPS units:
  643.  
  644.     GPS UNIT or PC LAPTOP                 MIC-E or embedded TNC
  645.     ---------------------                 ----------------------
  646.     mono or stereo PLUG                   1/8th inch stereo JACK
  647.     
  648.     TXD (data out)   --------------------> TIP    
  649.     RXD (data in )   <-------------------- RING   
  650.     GND              *-------------------* SLEVE
  651.  
  652. To help remember, just think of the DATA comming out of the male plug tip.
  653. This applies to the GPS by itself or to the laptop used to CONFIGURE the
  654. stand-alone tracker.  By using a "closed-circuit" jack, an internal GPS
  655. can be normally connected to the internal MIC-E or TNC, but plugging in
  656. the LAPTOP opens that circuit and connects the laptop to the TNC...
  657.  
  658.  
  659. TEMPERATURE MEASUREMENTS:  By proper selection of 2 resistor values and
  660. 2 to 4 diode voltage drops, you can easily make one of the Digi-Key
  661. $2 thermisters read out temperature in degrees F.  For details, run the 
  662. MIC-TEMP.BAS program.  It is suggested that AD-2 be used for internal
  663. temperature just for consistency with the default APRS Telemetry Display.
  664.