PCA5: Connexion sur la baie ESM

Une première tentative de connexion du PCA5 sur la baie des ESM a permis de confirmer que le bus IEC fonctionne parfaitement, le logiciel de pilotage de l'ESM prenant bien le contrôle de l'ESM500A. Celui prenant bien , par ailleurs, le contrôle des cassettes.

S'agissant par contre du logiciel de pilotage de la baie, l'ESM500A est bien interrogé mais répond avec une erreur et ne trouve pas les huit cassettes. Le paramétrage de l'ESM500A a été repris pour prendre celui par défaut (adresse 18) sans aucun changement dans le comportement.

 

Qui plus est, ce logiciel recherche la présence de deux autres unités sur les liaisons série COM1 et COM2. Il doit y avoir un problème d'adressage sur le bus IEC ou une erreur de configuration de l'ensemble pour lequel je ne dispose d'aucune documentation... 

En attendant, on admirera la qualité des images graphiques en provenance du processeur dédié.

Une rapide analyse de ces logiciels indique qu'ils ont été écrits en Pascal, un bien beau langage désormais totalement oublié tout comme son 'évolution', le langage 'ADA'. 

PCA5: De nouveau totalement fonctionnel

Le système de contrôle PCA5 de chez Rohde & Schwarz est de nouveau totalement fonctionnel. Après avoir réussi à imager les disquettes sauvées il y a plus de 14 ans à l'aide d'une carte Greazeweazle puis à booter la machine, le boot sur disque dur est de nouveau fonctionnel. Une petite victoire qui m'aura cependant pris beaucoup (trop) de temps.

Pour cela une copie du disque dur SCSI d'origine a d'abord été effectuée à l'aide d'un PC réinstallé pour l'occasion avec une carte Adaptec 1540 et le logiciel MHDD. Une cinquantaine de secteurs sont alors découverts défectueux et tous notés. On notera que ce disque démarrait, parfois, en s'arrêtant toujours au milieu du boot du PCA. La copie de l'image ainsi effectuée sur un Seagate Fireball ST n'a pas permis de booter le PCA. La poursuite de l'étude du code du MBR du disque dur confirme si besoin était la totale incompatibilité avec la procédure de boot d'un PC classique.

L'hypothèse de la vérification de l'identité du disque tombe à l'eau après avoir recherché dans le BIOS les chaînes caractéristiques du disque dur obtenue via une requête 'inquiry' passée à l'aide d'un CD bootable 'gpartd'. Il ne reste plus qu'une hypothèse valide: le BIOS du PCA ne gère que le format SCSI initial qu'aucun disque des années 90 ne reconnait. Mais pour valider cela il me faut pouvoir espionner les échanges.

Fort heureusement, plusieurs adaptateurs SCSI/USB/SDCard sont disponibles dont le SCSIKnife vendu en France. La configuration de celui-ci permet d'émuler au plus près l'interface de base SCSI, de journaliser les actions et de charger l'image du disque original. Et miracle, après plusieurs essais de configuration, cette image démarre sur le PCA en s'arrêtant au même endroit que l'original.

Avec cet outillage, le reste n'est plus qu'une de temps et de patience: chacun des secteur des applications vitales (IO.SYS, MSDOS.SYS et COMMAND.COM) est comparé, après identification des secteurs de démarrage de ces applications, avec ceux de la version de la disquette bootable. Les secteurs endommagés ont été remplacés par 512 octets nuls lors de la création de l'image facilitant leur identification. Ils sont immédiatement remplacés par ceux de la disquette avec l'aide de l'outil Active@ Disk Editor. Après deux heures de travail, tout semble avoir été corrigé, y compris les drivers, les fichiers autoexec.bat et config.sys ayant été renommés pour simplifier le démarrage.

Hélas, le boot s'interrompt en erreur bien plus loin qu'à l'origine. J'allais reprendre le travail de comparaison quand, après un boot sur disquette, j'ai eu l'idée de tenter de lister le volume E:. Et miracle, les volumes E: et F: qui n'avaient jamais été accessibles le sont devenu. Dès lors, le challenge était terminé car il suffisait maintenant d'exécuter un FORMAT /MBR sur les deux volumes et de recopier la disquette système pour disposer d'un équipement capable de démarrer sur le disque dur, enfin l'émulation de celui-ci.

Il y a quelques années encore, je considérais ce système PCA comme perdu car non exploitable. Heureusement, les développements d'émulateurs de disquettes, de disques SCSI et autres ont permis de redémarrer cette machine assez exceptionnelle car utilisant un 80186 et son coprocesseur 80187 mais aussi deux chips graphiques permettant de mixer affichages alphanumérique et graphique.

Le disque dur d'origine n'a pas survécu aux manipulations mais les copies effectuées ont permis de redémarrer l'ensemble. Je l'ai réinstallé dans la machine comme témoin de cette époque du début des micro-ordinateurs.

Il me reste trouver le manuel de ce système, quelques cartes d'extension et à le brancher sur la baie de réception qu'il est censé commander.

PCA5: Le retour

En 2013, le contrôleur industriel R&S PCA5 chargé de piloter l'ensemble ESM500A et ses récepteurs secondaires rejoignait le shack. Avec hélas son disque dur 'miniscribe' en bien mauvais état. J'avais alors pu sauvegarder une bonne partie des disquettes avec l'espoir de pouvoir remettre en état ce système. Peine perdue au regard de l'impossibilité de refaire fonctionner le lecteur de disquette et de formatter un disque dur SCSI plus récent.

La remise en état de l'ensemble piloté par ce 'PC-Like' m'a amené à remettre l'ouvrage sur le métier pour la quatrième fois. Ce qui m'a pris deux longues semaines, à temps partiel bien entendu.

La priorité a été donnée à l'étude du problème du lecteur de disquette en connectant celui-ci sur un 'vieux' PC disposant de toutes les interfaces disques possibles. Et bien sûr, Murphy s'est invité au bout de quelques minutes avec l'impossibilité de redémarrer la machine correctement. Les condensateurs s'avèrent être HS, un grand classique des machines de cette époque. Après remplacement, c'est au tour de l'alimentation de flancher. Celle-ci est remplacée par un modèle plus puissant et la machine redémarre enfin à chaque fois correctement.

Disposant enfin d'une machine fonctionnelle, toutes les combinaisons de cavaliers et quelques lecteurs de disquette encore en ma possession ont été testés sans réel succès. J'ai alors acheté un émulateur Gotek pour lever le doute. Ce dernier a été mis à jour avec l'excellente émulation 'USB HxC Floppy Emulator Firmware' développée par JF DEL NERO et disponible sur le site 'https://hxc2001.com/'.

Quelques changements ont été réalisés dont l'ajout d'un afficheur OLED, d'un bouton poussoir de sélection de l'image et d'un buzzer, modifications décrites sur le site HxC2001. Le fonctionnement de cet émulateur avec une image MS-DOS3.1 sur le PC de test confirme que la solution est viable. Hélas, son installation sur le PCA5 ne permet pas son démarrage, le lecteur restant coincé sur le secteur 0, piste 0.

Commence alors une analyse approfondie sous Ghidra du BIOS du PCA5, du boot de plusieurs disquettes originales et de celui partiellement récupéré sur le disque dur.

Pour résumer les nombreuses heures passées sur cette analyse, la conception cette machine diffère totalement de celle d'un PC même si au final, c'est bien une version MSDOS3.1 qui est chargée.

L'utilisation d'un processeur 80186, qui intègre de nombreux périphériques, impose une cartographie des entrées/sorties différentes de celle définie par le standard 'PC-XT'. Qui plus est, le concepteur de ce BIOS a choisi un fonctionnement totalement différent sans aucune utilisation des interruptions usuelles dont l'interruption 13h chargée des média de stockage. 

Il en résulte une totale incompatibilité à bas niveau (BIOS et IO.SYS) ce qui a aussi conduit à la modification de certaines commandes, modifications pour la plupart liées à l'utilisation d'un MBR et d'une topologie des premiers secteurs spécifique. Aucune fonction n'a par ailleurs été trouvée qui permette la préparation d'un disque dur et la création des deux partitions E: et F à priori imposées. On notera que les quatre premières lettres sont réservées aux lecteurs de disquettes, ce qui aurait dû me mettre la puce à l'oreille pour le paramétrage du Gotek...

Après quelques heures d'analyse, les routines de gestion des lecteurs de disquette sont trouvées (contrôleur SAB 2797) et du disque dur (contrôleur SCSI AM-5380) sans pour autant arriver à bien identifier le fonctionnement, celui-ci s'appuyant sur le contrôleur de DMA embarqué dans la CPU. Il me faudra replonger dans ce code pour identifier les paramètres utilisés pour l'accès au disque dur (SCSI de base à priori).

Ayant une meilleure vision de cet environnement, les images des disquettes R&S sont chargées sur le Gotek avec un paramétrage correspondant à un lecteur 80 pistes double face haute densité compatible IBM PC. Toujours sans succès jusqu'à ce que je me souvienne de la possibilité d'avoir jusqu'à quatre lecteurs ce qui impose une compatibilité Shugart. La modification est faite sur le Gotek, une image choisie et le système boote sans aucun problème jusqu'au prompt 'A:>'. 

Et le lancement des applications s'effectue sans aucun problème. Une première victoire !

Il me reste maintenant à retrouver le manuel du PCA5 qui, avec un peu de change, contiendra la procédure de préparation du disque dur, ou à minima, des indications sur le logiciel requis. Sinon, de longues heures sous Ghidra m'attendront, avec peut être, une modification du BIOS à la clef.

ESM500A: Installation finale

L'ensemble ESM500A, EZP, ESM508k, ESM517k et ESM540k est installé et fonctionnel. Le système de contrôle maison est rangé, la baie de réception étant désormais pilotée par l'ESM500A. Sont aussi empilés le R110B et le Watkins Johnson formant ainsi un bel ensemble de réception VHF/UHF.

J'ai cherché longtemps, faute de documentation sur le sujet, la procédure de transfert de l'ESM500A vers l'un des ESM5xxk. Il faut préalablement configurer l'ESM500A en mode GPIB TalkerOnly (ton sur l'affichage au démarrage). Ceci ouvre l'accès à la sélection des périphériques codés de A0 à A9 par le biais du sélecteur de mémoire. Une fois le périphérique sélectionné, un appui sur 'Data Out' transfère la configuration courante du récepteur dans la mémoire du le récepteur portant cette adresse au sein du rack. Ici l'adresse A8 correspond au récepteur 'haut/gauche' lequel couvre la bande 68 à174Mhz.

Je m'attaque maintenant au redémarrage du système de contrôle de l'ensemble, un PC industriel PCA5 que je n'avais pas réussi à faire fonctionner il y a quelques temps. Avec plus de chance je l'espère pour réinstaller un MSDOS fonctionnel quand le lecteur et le disque semblent HS.

ESM500A: Mise coffret et finition

Le travail sur le récepteur ESM500A continue avec sa mise en coffret, ce dernier ayant été récupéré sur un EZP que j'ai en stock. Le montage est assez simple, tous les éléments étant standardisés chez Rohde et Schwarz.

 

J'ai profité de l'occasion pour photographier les différentes cartes dont, en particulier la carte tuner 30-500MHz référencée ED-050-A4 pour la comparer avec une carte référencée ED-051-A4 que j'avais en stock. La documentation ne précise rien à ce sujet mais indique que, dans le cas de la carte FI GF-05x-C2, l'indice 051 indique une carte avec un niveau de bruit amélioré. A creuser...

Un défaut sur le mécanisme de mise en marche a été corrigé en recollant la pastille métallique protégeant la tête de l'interrupteur. Un bon nettoyage des faces avant et arrière a permis de rendre toute sa superbe à cet équipement.

Enfin, un cordon de raccordement entre l'ESM500A et l'EZP a été réalisé à partir des connecteurs et inserts que je récupère et conserve précieusement pour de tels cas de figure.

Après branchement sur l'EZP dépouillé de son coffret, le mécanisme d'analyse panoramique au niveau de la FI (analyse ZF) et sur l'ensemble de la gamme couverte (analyse HF) fonctionne parfaitement. Il est à noter que le récepteur est muet durant le second type d'analyse, la fréquence d'accord du récepteur étant balayée par le panoramique dans les limites indiquées en Start/Stop.

Ce type d'analyse était aussi présent sur le récepteur TRC294A datant de la même époque. Je vais maintenant intégrer cet ensemble avec la baie de tiroirs ESM5xx.

ESM500A: Nouvel arrivant

Un superbe ESM500A vient d'arriver qui devrait bientôt trouver sa place pour piloter le rack de récepteurs de suivi ESM5xx. Je vais d'abord terminer le travail sur le Microtel 1200, ce qui me laissera le temps de confectionner le câble de raccordement au panoramique EZP.

La mise sous tension se passe sans problème ainsi que le test général. Je vais récupérer le coffret de mon second EZP en stock pour transformer cet ESM en modèle 22. Et commencer à tester le pilotage du rack.

La version annoncée du firmware de l'ESM est la version 11. Peut-être en existe-t-il une plus récente. Il me faudra par ailleurs reconstruire une interface audio pour disposer de tous les canaux audio des huit récepteurs de suivi auparavant embarquée dans le contrôleur autonome fait maison.

ESM5..k: Réorganisation de l'ensemble - fin

La réorganisation de la baie de réception Rohde & Schwarz est terminée non sans quelques difficultés avec un tiroir dont l'alimentation ne fonctionne plus. Après démontage, le fusible de protection du 12V est trouvé HS. Une rapide inspection montre que le bus d'alimentation est en court-circuit. Et un tantale en court-circuit est immédiatement trouvé et changé.

La protection par fusible de chaque rail d'alimentation d'un bloc permet d'éviter de mettre en défaut l'ensemble des blocs. Le 12v alimente la signalisation laquelle ne permet donc pas d'identifier le rail d'alimentation en défaut.

Quelques dysfonctionnements ont été constatés avec le logiciel de pilotage qui vont devoir m'amener à reprendre celui-ci. Mais ceci d'ici quelques semaines après avoir récupéré de l'intervention qui m'attend cette semaine.

ESM5..k: Réorganisation de l'ensemble - suite

Le recâblage de la baie de réception Rohde & Schwarz se poursuit avec l'installation d'un power-divider ANZAC 20-2000MHz permettant d'alimenter les huit récepteurs précédé d'un préamplificateur couvrant la bande de réception de cette baie. Ce dernier provient des stocks accumulés à l'occasion de brocantes radio.

L'installation de ces éléments s'effectue à l'aide de supports imprimés sur mesure en PETG-CF. Le raccordement de l'alimentation du préamplificateur se fera directement sur le bloc alimentation, aucun connecteur des modules ne fournissant de tension d'alimentation. Le programme de pilotage sera à revoir car l'ordre des modules de 1 à D a été inversé pour éviter des croisements sur les nappes d'entrée/sortie. Les premiers tests devraient avoir ce week-end.

ESM5..k: Régorganisation de l'ensemble

La réorganisation d'un Shak à l'étage m'amène à optimiser le positionnement des équipements mais aussi à revoir leur câblage. C'est le cas de la baie de réception Rohde & Schwarz équipée de tiroirs ESM508k, ESM517k et ESM540k. Des guides de protections des câbles d'interconnexion ont été imprimés en PETG-CF et sont en cours d'installation.

Un système de distribution d'antenne est en cours de réalisation qui permettra de tirer parti de cet ensemble de huit récepteurs de très haute qualité. Ce multi-coupleur sera construit sur la base d'un diviseur de puissance 8 ports ANZAC DS-808-4 précédé d'un préamplificateur.

ESM5..k: Controleur GPIB - Intégration -2

Une petite semaine de congés m'a permis de terminer le contrôleur GPIB autonome pour l'unité de contrôle de la baie de réception R&S ESM5..k et donc de libérer un peu de place sur la table de travail et dans le shack.

 

L'ensemble fonctionne plutôt bien avec toutefois trois points à revoir:

- le blindage du module de sélection de la sortie FI de l'un des huit récepteurs vers l'unité panoramique,

- le découplage, voir le blindage, du module audio et la qualité de la fonction de mixage,

- la mise en place de 4 coupleurs deux voies pour distribuer l'arrivée de trois antennes (à installer).

La place libérée va être très rapidement réoccupée par plusieurs projets

- le redémarrage d'une superbe unité ACL SR-209 récemment acquise, et peut-être, celui du tuner SH-206P abandonné il y a quelques années fautes d'idées. L'ensemble devrait trouver sa place à coté de l'ensemble R&S et peut-être partager les mêmes aériens ;

- le test et démarrage d'un TRC294C lui aussi récemment acquis et dont la sortie HP ne fonctionnerait plus d'après la description ;

- le dépannage d'un ESH-3 dont les cartes logiques et CPU ont été bien abimées par la fuite d'une batterie de sauvegarde soudée et jamais remplacée. Un projet que je repousse régulièrement au regard de la minutie du travail à engager avec notamment l'analyse des signatures de ces cartes ;

- le test et la réfection éventuelle d'un stabilidyne qui m'a été donné dernièrement. Ce projet sera mené en dernier au regard de l'espace requis !

ESM5..k: Controleur GPIB - Intégration -1

Le développement d'un panneau de contrôle pour la baie de réception R&S ESM5..k et son unité de contrôle GX500D1 avance bien. Les panneaux avant et arrière du coffret ont été découpés et les éléments intégrés.

On trouve pour le panneau avant: le bouton M/A, l'afficheur LCD graphique, un encodeur, un commutateur de sélection du pas de l'encodeur, la commande de remise à zéro du processeur, un clavier de commande et deux potentiomètres destinés à contrôler le volume audio de chacune des deux  voies associées à un bloc de quatre tiroirs.

 

Et pour le panneau arrière: les prises d'alimentation, l'interface HP-IB, le bornier de connexion des haut-parleurs, l'interface de sélection de la sortie FI des deux fois quatre tiroirs à destination du panoramique EZP et enfin les connecteurs de raccordement aux sorties audio de ces mêmes tiroirs.

 

Les modules de commande principaux sont intégrés et testés: alimentation à découpage, module Arduino Mega 2650 et platine des relais de commutation des sortie FI.

Il reste à finaliser la commande des sorties audio en intégrant les potentiomètre digitaux MCP4362 (un module 4 voies pour chacun des deux blocs de quatre tiroirs) ainsi que la fonction de mixage de ces sorties à destination d'un amplificateur 'classe D' dont chacune des deux voies sera dédiée à un bloc de quatre tiroirs. Un multi-coupleur 4 ou 8 voies - non encore approvisionné - permettra d'alimenter les tiroirs à partir des aériens.

ESM5..k: Controleur GPIB

J'ai développé il y a quelque temps une interface USB/GPIB et un logiciel Windows pour piloter un coffret de huit récepteurs R&S des années 80. J'avoue cependant apprécier pouvoir me passer d'un PC et disposer d'un équipement entièrement autonome. La solution la plus aurait été d'approvisionner un récepteur ESM500 mais encore faut-il en trouver un à prix raisonnable.

J'ai donc opté pour le développement d'un panneau de contrôle autonome s'appuyant sur un afficheur LCD graphique 128*64, un clavier de 3x5 touches, un encodeur incrémental et pour animer le tout, une platine Arduino Mega. Le reste n'est qu'une affaire de programmation: reprise du code GPIB précédemment développé, adaptation au besoins de librairies tierces.

Une maquette simple permet de valider le fonctionnement de l'ensemble avant la phase d'intégration.

J'ai comme toujours opté pour une connexion en wrapping bien plus robuste et insensible aux mauvais contacts que la technique de la planche à trou ('breadboard' dans le jargon) et des fils de connexion.

Après initialisation, le logiciel recherche l'unité GX500D puis vérifie la présence de chacune des huit cassettes ainsi que leur type.  L'avancement est affiché sur un premier écran. Un second écran est ensuite affiché qui détaille la configuration acquise. L'écran de travail est enfin présenté avec une ligne indiquant les paramètres de configuration pour chacun des cassettes.

L'interface clavier permet de sélectionner une cassette, puis de modifier sa configuration avec l'aide de la roue de sélection pour la fréquence - deux steps (1kHz et 100kHz) sont sélectionnables via un interrupteur - et via le clavier pour les autres fonctions: modulation, filtre FI, filtre Audio, AFC, AGC, Squelch...

La dernière évolution va consister à intégrer cette maquette dans un boîtier 19", puis d'y ajouter 1- un mixer audio dont chaque canal pourra être commandé par l'interface, 2- une sélection de la sortie FI à destination du panoramique EZP et 3- un coupleur VHF. Encore quelques week-end de travail en perspective.

ESM5..k: Interface GPIB-USB

L'unité R&S GX500D1 permet de piloter jusqu'à 8 tiroirs de réception couvrant une gamme de fréquence allant de 20MHz à 400MHz avec un trou de 174 à 220MHz. Cet ensemble permettait de déléguer depuis un récepteur de surveillance  sur une unité dédiée - dite 'Handoff Receiver' - l'exploitation d'une fréquence. Le transfert des informations est ici assuré par un bus HPIB, une petite application maison permettant de se passer désormais du récepteur de surveillance, en général un ESM500.

L’interfaçage HPIB pourrait parfaitement s'effectuer via une carte ad'hoc, mieux encore par le biais d'une l'interface USB telle l'interface Prologix. Il serait cependant dommage de 'bloquer' une telle interface quand celle-ci peut être réalisée sur la base d'une conception simple utilisant un microcontrôleur.

J'avais engagé un tel développement en 2004 sur PIC pour piloter mon récepteur RACAL 1792. Les chose ont bien évolué depuis, et de nombreux projets existent maintenant basés sur l'environnement Arduino. J'ai donc choisi de modifier l'un de ces projets - celui d'Emanuelle Girlando-  pour l'adapter à la base 'Nano' et prendre en compte quelques spécificités qui faciliteront l'exploitation.

L'ensemble tient dans un petit boitier réalisé à partir de plaques epoxy FR4 double-face. Ce boitier comporte d'un coté le connecteur USB de l'arduino 'Nano' ainsi que deux diodes LED, et de l'autre le connecteur HPIB. L'ensemble sera fixé au dos du rack contenant le tiroir GX500D1 et les tiroirs récepteurs. Un mini-PC permettra de reprogrammer si besoin les canaux assignés au récepteur par le biais de cet adaptateur. La prochaine version sera encore plus petite, l'électronique et le logiciel ayant été validés sur ce prototype.

ESM-1003: Etude

J'ai laissé de coté la réparation du Stabilock 4032, de nouveaux défauts apparaissant au fur et à mesure. Je reprendrai à tête reposée d'autant que de nombreux autres projets sont en attente. Parmi ceux-ci, la remise en état d'un tiroir ESM-1003 et la recherche de l'unité de contrôle associée GX-513. Si quelqu'un a cela sur ses étagères qu'il me le fasse savoir ...

Ce tiroir couvre une bande VHF assez basse - 110 à 210MHz - dans les modes AM et FM avec des filtres large bande - 50 et 300kHz, 1, 5, 10, 20 et  40MHz - destinant celui-ci à des fonctions d'analyse. Les filtres de 50 et 300kHz d'origine C.E.P.E - société Française - sont centrés sur 70MHz et pourront éventuellement être changés pour obtenir une bande passante plus étroite.

Il est constitué de cinq modules d'excellente facture.

Un module FI:

Un module démodulateur AM:

Un module tête VHF:

Un module démodulateur FM:

Un module synthétiseur de fréquence: