Wenn es die Zeit erlaubt, greife ich zum Lötkolben. So manche Geräte sind im Bau - parallel wie bei vielen Funkfreunden auch. Denn: oft fehlen nur wenige Bauteile zur endgültigen Fertigstellung, und bis die Beschaffung (soweit nicht Vergleichbares greifbar ist) erfolgreich war, bleibt die "Baustelle" liegen...
Eine Wetterstation ist im Bau; die umfangreichen mechanischen Arbeiten sind fast abgeschlossen. An dem Teil der Anlage, die der Windmessung (Windrichtung und Windgeschwindigkeit) dient, findet sich kein Stück Kunststoff. Der Luftfeuchtesensor sowie der Temperatursensor befinden sich in einem Aspirator, ausgestattet mit einem Computerlüfter für einen gleichmäßigen Luftstrom. Wenn alle Arbeiten abgeschlossen sind, werde ich ein paar Bilder auf meine Homepage einstellen. Noch gilt es einige Probleme zu lösen.
ein Stationsmonitor mit direkt angezeigtem SWR und Oszi-Röhre
ein "kleines" Projekt: die Elektronik für eine Squeeze-Taste - die integrierte Schaltung (CURTIS-Keyer) war erst in meiner Post.
ein Frequenzzähler mit Anbindung an DCF77 als "Frequenznormal"
Gerne gebe ich auch mein Wissen schriftlich weiter (sofern die Schaltungen funktionieren!). Über eine Rückkopplung und Erfahrungsaustausch würde ich mich freuen.
Im Bild sehen Sie den Antennentuner im "Rohbau". Es fehlen noch die Verbindungen zum Transceiver, zum Langdraht, das Mantelwellenfilter und die Steuerelektronik für die beiden Stellmotoren sowie die Verdrahtungen zu den Relaisspulen.
Erkennbar sind das Kugelvariometer, die drei Relais und der Drehko. Links ist die zuschaltbare Zusatzkapazität zu sehen, die - weiter unten näher beschriebene - Zündkerze als "Überspannungsableiter" ist leider verdeckt. Die Schaltung geht auf das Büchlein "Amateurfunkantennen mit geringem Platzbedarf", Verfasser Klaus Böttcher, DJ2RW/Frank Sichla, DL7VFS, zurück (Seite 102 ff.). Es ist beim Verlag für Technik und Handwerk erschienen (ISBN 3-88180-807-8). Weitere hilfreiche Hinweise fand ich im Internet (bei www.dl5cl.de, ferner, sehr umfangreich!, bei HB9ACC - "Kurzwellen-Drahtantennen-Praktikum", sowie bei www.qsl.net/dk7zb). Hier ist der Schaltplan meines Antennentuners als pdf-Dokument hinterlegt.
In meiner Bastelkiste fristeten einige Lastrelais von Siemens mit 2 kV Prüfspannung ihr Dasein, allerdings nur mit - erfreulicherweise sehr kräftigen - Einschaltkontakten. Für die erforderliche "Umschaltung" als LC- bzw. als CL-Glied musste ich daher improvisieren und zwei dieser Relais einsetzen (Rel 3 und Rel 4). Diese wiederum werden über das Rel 1 mit einem Umschaltkontakt alternativ angesteuert.
Das Kugelvariometer (Bereich ca. 90 µH) und der Drehko (320 pF) haben einen Drehwinkel von 180 °. Die Drehung erfolgt mit kleinen Getriebemotoren. Ursprünglich habe ich daran gedacht, Schrittmotore einzusetzen, bin aber davon wegen der etwas umständlichen Handhabung abgekommen, nachdem ich im Internet auf die integrierte Schaltung TLE 4209 von Infineon gestoßen war. Das IC wird hauptsächlich für die manuelle Scheinwerferverstellung in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die folgende Schaltung wurde dem - allerdings nur ein englischer Sprache verfügbaren - Datenblatt entnommen und modifiziert (Durchführungs-Cs). Die Erprobung muss noch erfolgen; der Einbau in ein Hf-dichtes Gehäuse ist unabdingbar. Den Schaltplan können Sie hier herunterladen (Darstellung als pdf-Dokument).
Die jeweils im Schaltplan mit "Feedback" bezeichneten Potenziometer sind in der Verlängerung des Drehkos und des Kugelvariometers angebracht. Wichtig sind die isolierenden Achskupplungen, die gleichzeitig geringfügigen Versatz in der Anbringung ausgleichen. Sie sind auf dem Bild gut erkennbar.
Gerade eine Langdrahtantenne erfordert einen Überspannungsschutz. Es muss sich jeder Funkamateur darüber im Klaren sein: Gegen direkte Einschläge von Blitzen hilft rein gar nichts. Aber schon bei heranziehenden Gewittern kommt es zu Überschlägen, denen mit der "Zündkerzen-Funkenstrecke" begegnet werden kann (ohnehin hat dann die Antennenzuleitung nichts mehr am Funkgerät zu suchen!).
Zum Aufbau: In eine Mutter M 18 wurden zwei Gewinde M 4 geschnitten. In das untere wurde ein Abstandsbolzen (1* Innen-, 1* Außengewinde) geschraubt und mit einer Zahnscheibe gesichert. Da keine Mutter zu bekommen war, die dem Gewinde der Zündkerze entspricht, dient die obere Schraube zur Fixierung. Die blaue Leitung ist "Masseverbindung", an die beiden Kabelschuhe werden die "kalten" Enden des Drehkos und der Zusatzkapazität angeschlossen. Anschließend wird die Mutter fest angezogen. Auch hier werden Zahnscheiben dazwischen gelegt.
Nach der Fertigstellung und der Erprobung des Tuners werde ich weitere Hinweise zum Aufbau geben. Eine Bezugsquelle für den IC teile ich auf Anfrage gerne mit. Gedanken mache ich mir derzeit über die "Halb-Automatisierung" des Abstimmvorganges. Ob sich die Schaltung von OM Willi Pfadler, DK4MY, hierzu eignet, muss ich noch erproben. Sie war im CQ DL, Heft 9/98 (Seite 707), veröffentlicht. Halbautomatisierung deshalb, weil zunächst eine Grobabstimmung des Kugelvariometers "per Hand" erfolgen müsste; die Feinabstimmung des Drehkondensators könnte durch die Schaltung Willis erfolgen.
Nicht jeder Funkamateur hat die Möglichkeit, Radials in beliebiger Anzahl und Länge vorzusehen. Der im April 2011 verstorbene OM Klaus Böttcher, DJ 3 RW, beschrieb in seinem bereits im vorangegangenen Absatz erwähnten Büchlein "Amateurfunkantennen mit geringem Platzbedarf" eine schnell zu realisierende Lösung. Sein Erdleitungskoppler - zur Anpassung eines isolierten Drahtes möglichst großer Länge - bedarf nur weniger Bauteile, die beispielsweise auf Flohmärkten oder bei eBay in aller Regel problemlos zu finden sind. Statt der von Klaus beschriebenen selbst anzufertigenden Spule habe ich ein Kugelvariometer eingesetzt. Der Drehko war in meiner Bastelkiste bereits vorhanden. Die Spulen (vier à circa 15 µH) zur Erweiterung auf die "niedrigen" Kurzwellenbänder habe ich bei Oppermann bezogen. Die von mir geringfügig modifizierte Schaltung ist hier als pdf-Dokument zu finden. Die Anzeige erfolgt durch eine HF-Strommessung. Klaus verwendete in seinem Aufbau ein Instrument mit 200 µA Messbereich. Um ein vorhandenes Instrument mit 100 µA Messbereich verwenden zu können, sah ich einen Shunt vor.
Ich meine, dass ich zu dem weiteren Aufbau keine weiteren Erläuterungen geben muss.
Außenansicht des fertigen Gerätes
Messungen am fast fertiggestellten Gerät; das Instrument zeigt die "zufällig" eingestellten Spulenwerte in µH an
Hier ist die Anordnung der Bauteile zu sehen: geöffnetes Gerät von hinten
Einfacher geht's nicht mehr...
Wichtiger Hinweis zum Abschluss: Die Abstimmung erfolgt auf maximalen Ausschlag.
Für die "höheren" Kurzwellenbänder bietet sich als weitere Alternative der Bau einer magnetischen Antenne an. In der Literatur und (selbstverständlich auch) im Internet finden sich zahllose Beschreibungen dieses Antennentyps. Bevor man sich jedoch das erforderliche Material besorgt, sind einige Überlegungen und Berechnungen unerlässlich:
Welche Bänder will ich abdecken?
Für welche Leistung soll meine Antenne ausgelegt sein?
Wo finde ich Programme zur Berechnung?
Kann ich evtl. erforderliche Mindestabstände einhalten?
Das Material ist leicht zu beschaffen: bei einem Rundgang in einem Baumarkt wird der "Selbstbauer" schnell fündig. Den Drehkondensator hoher Spannungsfestigkeit findet man beispielsweise bei eBay oder anderen Auktionshäusern im Internet. Mit etwas Glück kann die Suche bei einem Amateurfunkflohmarkt (z. B. in Friedrichshafen oder in Neumarkt i. d. OPf.) erfolgreich sein. Wer Wert auf Neuware legt, kann auf den Internetauftritt der Otto Schubert GmbH zurückgreifen.
Wer sich mit der Theorie einer magnetischen Antenne bereits einmal beschäftigt hat weiss, dass zur Abstimmung ein Drehkondensator hoher Spannungsfestigkeit bereits bei kleinen Leistungen erforderlich ist.
Nun ist es zweckmäßig, für eine einfühligere Abstimmung zusätzlich einen kleinen Drehkondensator parallel zu schalten. Der große Drehkondensator deckt eine Kapazität von ca. 8 bis 150 pF ab; ich habe ihn im Shop von funkamateur.de erstanden. Leider ist er dort nicht mehr erhältlich. Der kleine Drehkondensator überstreicht einen Bereich von 3...19 pF und wurde bei der Fa. Schubert gekauft.
Die Getriebemotore für die beiden Drehkondensatoren werden mithilfe der oben erwähnten integrierten Schaltung TLE 4209 angesteuert. Da es sich bei einer derart einfachen Schaltung nicht lohnt, eine Leiterplatte zu ätzen, habe ich eine Lochrasterplatine mithilfe des Programms Lochmaster 3.0 (Bezugsquelle: ABACOM, siehe Linkseite) erstellt. Der Ausdruck dieser Platine sieht wie folgt aus:
Dieser Ausdruck ist übrigens nicht maßstäblich.
Unter den beiden ICs sind selbstverständlich auch die Leiterbahnen zu unterbrechen!
Am linken Bildrand sind die beiden Potis zu sehen, die für die Nachlaufsteuerung (Feedback) erforderlich sind. Die Achsen können hier leider nicht dargestellt werden.
Auf einem (ebenfalls nicht maßstäblichen!) Ausdruck des Leiterplattenentwurfs habe ich die fertig erstellte Platine gestellt. Sie befindet sich in einem hf-dichten Weißblechgehäuse der Firma Schubert. Die beiden Potis an der Rückwand werden nach dem Einbau von den Motoren betätigt. An der Frontseite sind Durchführungskondensatoren zu sehen.
Das Bild zeigt die beiden Drehkondensatoren vor der endgültigen Bestückung mit der "Steuerelektronik". Die Kupplungen mit den Isolierungen (links neben den Zahnrädern erkennbar) gleichen auch geringfügigen Achsversatz aus. Auf die Isolierung kann übrigens keinesfalls verzichtet werden!
Nach endgültiger Fertigstellung werde ich weitere Bilder mit Erläuterungen einstellen.
ist fast fertiggestellt. Er wird zur Überwachung der Sendesignale dienen (Sendeleistung, Stehwellenverhältnis, Güte des Signals durch eine Oszillografenröhre): "alte" Technik in modernem Gewand... Die Röhre, eine DG7-32, fristete ihr Dasein in meiner Bastelkiste. Wer ein Faible für Röhrentechnik hat, kann sich an die Arbeit machen. Bei eBay wird man sicherlich fündig. Zwischen 30 und 40 € muss man für die DG7-32 schon investieren. Aus Lagerbeständen hingegen kostet sie so um die 120 €. Geduldiges Suchen lohnt sich also.
Die folgenden Bilder zeigen das geöffnete Gerät.
Die Frontansicht des Gerätes mit den Anzeigeinstrumenten und den Bedienungs-elementen
Die wichtigsten Baugruppen sind hier beschrieben.
Das Layout für die Frontplatte und die Skalen der beiden Anzeigeinstrumente wurden mithilfe der Software "Front Designer" von ABACOM erstellt. Die Zeichnung der Schaltpläne erfolgte mit "sPlan" des gleichen Softwareherstellers (siehe auch Seite mit den Links).
Die Schaltpläne sind hier als pdf-Dateien hinterlegt (bitte anklicken):
Vorangekommen bin ich mit dem Bau meiner Wetterstation. Ich hoffe, dass ich nach meiner Pensionierung (Ende März 2012) die nötige Zeit finden werde, das Ganze fertigstellen zu können.
Vorab: Ich beabsichtige, die Daten mit einem ARDUINO UNO - oder besser: einem ARDUINO MEGA - aufzubereiten. Im Endausbau möchte ich die Daten per APRS weitergeben (einen betriebsbereiten KF 163 von Bosch habe ich vor kurzer Zeit erstanden). Wer mir Programmiertipps für den ARDUINO geben kann: ich wäre sehr dankbar dafür!
So sieht die Windmesseinrichtung aus:
Abtastung der Windrichtung mit Gray-Code - Codierscheiben rechts im Bild (Gehäuse geöffnet)
Hier noch einmal die Leiterplatte mit den OpAmps für die Gabellichtschranken und dem Leitungstreiber
Der eine oder andere Betrachter wird der Meinung sein, dass auch fertige Windmessgeräte im Handel erhältlich sind. Davon bin ich nicht begeistert: Wie lange Windfahne und Schalenkreuz, aus Kunststoff gefertigt, der ständigen Sonnenaustrahlung standhalten, mag dahingestellt bleiben. Der gesamte Selbstbau der Mechanik ist die andere Seite...
Die Stellung der Codierscheiben wird mit fünf Gabellichtschranken abgetastet. Da bei jedem Schrittwechsel stets nur eine Änderung von einem Bit erfolgt, ist eine eindeutige Zuordnung der Richtung gewährleistet. Es ergibt sich eine Auflösung von 2^5 - somit 1/32. Die Struktur des hier verwendeten Gray-Codes wird in dem hinterlegten PDF-Dokument dargestellt, ebenso die Gestaltung der Codierscheiben. Sie wurden mithilfe der EXCEL-Diagrammfunktion gezeichnet.
Den Schaltplan habe ich als pdf-Datei hinterlegt. Die Ausgänge an den Dioden D1 mit D6 liefern "TTL-taugliche" Signale (bei offenen Lichtschranken habe ich 3,4 V [entsprechend H], bei geschlossenen Lichtschranken 0,7 V [entsprechend L] gemessen). Als Leitungstreiber habe ich einen TTL-IC 74LS541 eingesetzt. Falls die Signale invertiert zur Verfügung stehen sollen, kann der Typ 74LS540 verwendet werden.
Die nächste Messeinrichtung ist bereits auch im Bau: ein Niederschlagsmessgerät. Nach den Vorgaben des Deutschen Wetterdienstes werden Niederschlagsmengen ab 0,1 mm gemessen, Dies entspricht einer Menge von 100 ml/m². Feste Niederschläge in Form von Schnee, Hagel oder Graupeln werden vor der Messung eingeschmolzen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten zur Erfassung der Niederschlagsmengen. Am bekanntesten ist dier Regenmesser nach Hellmann. Er erlaubt allerdings keine automatisierte Messung. Vielmehr muss der aufgefangene Niederschlag laufend an einer Skala abgelesen werden. Derartige Einrichtungen findet man an den Stationen des Deutschen Wetterdienstes oder bei privaten Wetterstationen, die ständig personell betreut werden. Im Handel sind registrierende Geräte erhältlich, meist aus Kunststoff gefertigt, was mich wiederum nicht überzeugte. Meine Recherchen im Internet haben ergeben, dass diese Geräte durch Heizfolien "wintertauglich" gemacht wurden. Die Messungen erfolgen mithilfe einer kleinen Wippe mit zwei Kammern, was mich dazu anregte, etwas Vergleichbares selbst zu konstruieren.
So sieht das "Herzstück" meines Niederschlagsmessers aus (vor dem Einbau in ein kleines Metallgehäuse und dem Ansatz des Auffangtrichters) aus:
Erkennbar befindet sich vor dem Lagerbock eine Gabellichtschranke. Wenn eine Kammer der Wippe gefüllt ist, kommt es zu einem Kippvorgang, der dadurch registiert wird. Die Wassermenge, die zur Auslösung führt, lässt sich mit den Justierschrauben unterhalb der Wippe genau kalibrieren. Mit den beiden Hochlastwiderständen an der Rückseite wird die Messeinrichtung bei Außentemperaturen < + 4 ° C beheizt. Ein Thermostat, weiter unten beschrieben, sorgt für das Ein- und Ausschalten der Heizwiderstände.
Die Skizze zeigt die Maße der Wippe. Ich habe 0,5 mm starkes Kupferblech verwendet. An den blau eingezeichneten Linien erfolgt die Abkantung.
Dieses Bild zeigt die Wippe nach ihrer Fertigstellung.
