Samstag, 12. Mai 2018

Umbau eines Wouxun Lautsprechermikrofons für YAESU FT-60

Ein Handfunkgerät kann komfortabler betrieben werden, wenn ein Lautsprechermikrofon daran angeschlossen wird. Man kann z.B. das Handfunkgerät dann so positionieren, dass Senden und Empfang weniger vom eigenen Körper beeinflußt.



Da ich das Gerät im Auto einsetzen möchte, wird statt der Geräteantenne eine außerhalb des Autos angebrachte Antenne genutzt. Das Antennenkabel würde die Handhabung des Gerätes erschweren. Deshalb finde ich auch hier den Einsatz eines Lautsprechermikrofons sinnvoll. Das Handfunkgerät bleibt in der Ablage der Mittelkonsole.

Für mein YAESU FT-60 ist als Originalzubehör das MH-34B4B Lautsprechermikrofon erhältlich - aktuell zu einem Preis um die 23 €.

Ein ähnliches LS-Mikro (Wouxun) hatte ich vor einiger Zeit für ein Baofeng Handfunkgerät gekauft. Jedoch war es deutlich preiswerter, und es lag nun ungenutzt in der Schublade.




















 Damit man das Wouxun LS-Mikro am FT-60 nutzen kann, muss der Stecker ausgetauscht werden. 


 Das FT-60 benötigt einen 4-poligen 3,5mm Kinkenstecker mit folgender Belegung:


Die Belegung des ersten Ringes (Data) ist nicht erforderlich. Er wird benötigt, wenn man ein Programmierkabel bauen möchte.

Im Inneren des Wouxun LS-Mikros ist der Widerstand "KJ" auszulöten:


Dabei handelt es sich um einen 0 Ohm Widerstand, also lediglich eine Brücke.


 Ausgelötet:

Nun wird der neue Stecker angeschlossen.
Die grüne Ader wird dabei im Stecker mit der Abschirmung zusammen geführt. Man kann stattdessen auch eine Brücke im LS-Mikro einlöten, was mir aber zu fummelig war.  


Fertig!

Donnerstag, 25. Januar 2018

Fernumschalter für Kurzwellenantennen

Zwischen meinem Sender und der Antenne liegen ca. 40m Koaxkabel. Um mehrere Antennen nutzen zu können, ohne dafür mehrere Koaxkabel verlegen zu müssen, ist der Einsatz eines fernbedienbaren Antennenumschalters sinnvoll.


Die Installation besteht aus einer Außeneinheit, einem Steuergerät und einem Steuerkabel zum Verbinden der beiden. 
Die Außeneinheit sollte in einem am Mast montierbaren, wetter- und UV-festen Gehäuse untergebracht werden und das Umschalten zwischen 5 Antennen ermöglichen. Das Steuergerät in der einfachsten Version soll einen Drehschalter beherbergen. Bei 5 Schaltstufen plus Stromversorgung wird ein 6-adriges Steuerkabel benötigt. Als Stromversorgung soll das TRX-Netzgerät mit 13,8 V DC dienen.

Schaltplan Steuergerät





 Kontaktbelegung

         J1-1: +13,8 V
         J1-2: GND
         J1-3: GND der Steuerleitung ----> X7 GND
J1-4 bis J1-8: Steuerleitungen  ---------> X7-1 bis X7-5


Schaltplan Außeneinheit



Da ich hauptsächlich Dipol-Antennen verwende, sollen die "kalten" Dipolhälften vom Erdpotential getrennt werden, um gegenseitige Beeinflussung zu minimieren.
Die Varistoren und Dioden schützen die Relaisspulen vor Überspannungen.

Materialliste


Aufbau der Außeneinheit

Die Außeneinheit wird in ein Aludruckgussgehäuse mit Schutzklasse IP65 (staubdicht, Schutz gegen Strahlwasser (Düse) aus beliebigem Winkel) eingebaut. Die UV-Beständigkeit ist damit gegeben. Nach dem Anbringen von untenseitigen Öffnungen für die Anschlüsse sollte zumindest noch ein "Schutz gegen allseitiges Spritzwasser " erhalten bleiben.


Unten wird sich in diesem Fall eine Längsseite befinden. Die ausgangsseitigen Antennenbuchsen müssen vom Gehäuse isoliert montiert werden.


Ein Gehäuseausschnitt von 144 mm x 30 mm wird vorgebohrt, anschließend mit einer kleinen Trennscheibe herausgetrennt ...




... und mit der Feile bearbeitet.


Die Buchsen für das eingangsseitige Antennenkabel und die Steuerleitung werden direkt mit dem Gehäuse verbunden. Dafür sind nur Bohrungen erforderlich.


Zur Befestigung der Ausgangsbuchsen wird eine Kunststoffplatte 164 mm x 50 mm x 3 mm angefertigt. Das Material dafür stammt von Resten der Kunststoffbehälter, die ich für die Abdeckung meines Ätzgerätes verwendet habe.


Vor der Montage der Anschlüsse wird das Innenleben hergestellt.
Die Relais habe ich auf einer 2 mm Aluminium Platte montiert, die mit den im Gehäuse integrierten Abstandhaltern verschraubt wird. So konnten weitere Durchbohrungen des Gehäuses vermieden werden.





Die Relais haben 6,35 mm Flachstecker und können mit Flachsteckhülsen beschaltet werden. Vorteilhaft, wenn man flexibel bleiben möchte. Die Dioden und Varistoren werden direkt auf die Flachsteckhülsen gelötet.



Die Steuerleitung habe ich aus einem Stück CAT 7 Netzwerkverlegekabel hergestellt, weil ich mir davon eine ausreichende Abschirmung gegen HF-Einflüsse verspreche.
 

Die Leitungen zu den Buchsen sollten nicht länger als notwendig sein. Deshalb habe ich mit der Verdrahtung gewartet, bis die Montageplatte fertig war.


Vor dem Verschrauben der Buchsenplatte habe ich zum Abdichten noch etwas Silikon aufgebracht.


 Fertig verschraubt und verdrahtet:




 Anschließend noch ein Funktionstest mit angeschlossenem Steuerkabel. Zum Anschluss an die Außeneinheit habe ich eine IP68 klassifizierte, verschraubbare, 5-polige DIN-Steckverbindung gewählt. Als Steuerkabel kommt ein für den Außeneinsatz geeignetes 6-adriges Telefonkabel mit Abschirmung zum Einsatz.


 Funtioniert! - Deckel drauf!
 


Mastschellen

Nun mussten noch zwei Schellen zur Mastmontage hergestellt werden. Die Gehäuseunterseite bietet vier Sacklöcher mit M5 Innengewinde - zwar nur 5 mm tief geschnitten, zur Befestigung jedoch ausreichend.

 
Eine fertige Schelle besteht aus einem Verbindungsteil mit dem Gehäuse und 2 Klemmbacken, die über Schrauben angezogen werden. Zur Schonung des Alumastes habe ich noch einseitig eine halbe Muffe mit Gummiring angebracht.

 
Das Verbindungsteil ist aus Vollaluprofil hergestellt, die Klemmbacken aus U-Profil bzw. Rohr mit quadratischen Querschnitt. Der Kunststoffschutz wurde aus einer DN50 Abflussrohrmuffe gebaut.







 Test am Rest des DN50 Rohres:



Aufbau Steuergerät

Das Gehäuse für das Steuergerät soll zwar nur einen Drehschalter beherbergen, sollte jedoch ausreichend schwer sein, damit es sich beim Drehen nicht bewegt.
Ein altes Kartenlesegerät in einem massiven Aluprofilgehäuse wurde dafür ausgeschlachtet.




Das Steuerkabel wird über eine 8-polige Lüsterklemme mit dem Steuergerät verbunden. Eine Steckverbindung sieht zwar schöner aus, kann aber erst nach dem Verlegen des Steuerkabel (hier teilweise durch Installationsrohre) angelötet werden. 





In Stellung "0" ist keine Antenne durchgeschaltet.


Grundsätzlich ist bei dieser Art der Schaltung - also ohne weitere Schutzmaßnahmen, wie eine "PTT-Verriegelung" -  Vorsicht geboten. Sendebetrieb ohne angeschlossene Antenne sollte zum Schutz der Senderendstufe vermieden werden.

Sollte sich die Außeneinheit in der Praxis bewähren, kann das Steuergerät einfach ausgetauscht werden. Z.B. mit den Funktionen PTT-Verriegelung, Automatikbetrieb via CAT-Schnittstelle, Display zur Anzeige der gewählten Antenne, ... dazu dann ggf. später mehr.

Erste Tests der Außeneinheit und einfache Messungen mit einem SARK100 SWR-Analyzer, zeigten keine wesentliche Verschlechterung des SWR (< 0,1).




Sonntag, 17. September 2017

Digimode Interface

Möchte man im Amateurfunk digitale Betriebsarten (z.B. JT65, PSK31, FT8, ...) nutzen, benötigt man einen PC mit Soundcard, die entsprechenden Software (JTDX, WSJT-X, DM780, ...) und ein Interface.

 
Das Interface sorgt im wesentlichen für die Pegelanpassung zwischen den Schnittstellen des PCs und des Sendeempfängers - bei mir ein YAESU FTDX-1200. Zusätzlich sorgt er für die galvanische Trennung, um gegenseitige störende Beeinflussung der Geräte zu vermeiden.


Der PC erzeugt die für die gewählte Betriebsart typischen NF-Signale und gibt sie über die Soundcard aus. Die vom FTDX-1200 empfangene Signale werden via Interface in die Soundcard geleitet.
Via USB wird im PC eine COM-Schnittstelle zur Verfügung gestellt, über die sich FSK- und PTT-Signale an den FTDX-1200 weiterleiten lassen. Diese werden durch einen USB/RS232-Wandler im Pegel (TTL) angepasst.

Schaltplan:



Die USB/RS232 Umsetzung übernimmt ein Wandlermodul mit FT232RL Chip von FTDI. Über diesen Adapter bezieht die Schaltung auch ihre Versorgungsspannung von 5V. D.h. die Schaltung wird vom USB Anschluss versorgt und benötigt keine weitere Spannungsquelle.
Im oberen Teil des Schaltplans sind die NF-Signalwege jeweils zur galvanischen Trennung über einen 1:1 Übertrager geführt. PC-seitig können über 2 Potentiometer die Pegel eingestellt werden, um eine Übersteuerung der Eingangsverstärker von Soundcard bzw. FTDX-1200 zu vermeiden.
Die PTT- und FSK-Signale werden galvanisch per Optokoppler getrennt. Im Signalweg ist ein 74HC4066 (oder HCF4066) Schalter, der den Weg erst nach einer einstellbaren Zeitdauer nach Einschalten des Gerätes frei gibt. Beim Booten oder Aufwecken des PCs wird ein Handshake über die COM-Schnittstelle ausgeführt, was zu Pegeländerungen der PTT- und FSK-Signale führt. Der FTDX-1200 würde dabei mehrfach via PTT auf Senden geschaltet. 
Diese Einschaltverzögerung wird durch R8, C1 und einen Schmitt Trigger (IC1, HEF40106N) erreicht. Sobald Betriebsspannung anliegt wird C1 über R8 geladen. Die Ladedauer kann mit R8 eingestellt werden. Erreicht die Spannung an C1 die Schaltspannung des Schmitt Triggers, schaltet diese seinen Ausgang auf LOW. Da zum Schalten des 4066 ein HIGH Pegel benötigt wird, folgt ein zweiter Schmitt Trigger.
Der Bereitschaftszustand wird über eine Duo-LED angezeigt. Ein 7416 bzw. 7406 TTL-Chip dient als Treiber und. Beim Einschalten leuchtet die LED rot, bei Bereitschaft grün.

Parameteränderung beim FTDI-Modul:

Damit meine Schaltung richtig funktioniert, müssen die RS232 Signale RTS (request to send, steuert PTT) und DTR (data terminal ready, steuert FSK) des Moduls invertiert werden. FTDI bietet hier das nette Tool FT_Prog, mit dem viele Parameter des Chips verändert werden können.

Nach dem Starten, den Such-Button drücken und alle am PC angeschlossenen Adapter mit FTDI-Chip werden angezeigt.
Der neue war bei mir Device 0:


Damit ich das Modul zukünftig einfacher identifizieren kann, habe ich die "Product Decription" geändert:


 Unter "Hardware Specific" findet man die Option "Invert RS232 Signals". Hier habe ich die Häkchen bei Invert RTS# und Invert DTR# gesetzt. Abschließend müssen die neuen Daten noch ins EEPROM des Chips übertragen werden. Dazu wird der "Blitz-Button" (blauer Pfeil) betätigt ... 


... und im neuen Fenster den zu programmierenden Chip ausgewählt. Auch hier ist es schon hilfreich, wenn man vorher die Product Description angepasst hat. Sonst programmiert man evtl. den falschen Chip.


Danach ist das Modul bereit zum Einsatz. 

Die Schaltung existierte bereits einige Monate auf dem Steckbrett und hat stets funktioniert:



Aber sie nahm viel Platz weg, sah nicht schön aus und barg die latente Gefahr, dass man unbeabsichtigt ein Kabel herauszog.

Die Schaltung sollte in ein kompaktes Gehäuse umziehen. In der Kramkiste fand ich noch ein ausgedientes Modem mit einem praktischen Alu-Profilgehäuse, bei dem die Frontplatten einfach ausgetauscht werden konnten. Gehäusemaße: 108 x 38 x 135 mm (BHT).
Ein Platine war auch zügig erstellt und bestückt:





Bauteile:

 
Jedoch zeigten sich beim Bestücken Designfehler. So lagen C1 und R8 zu nahe beieinander - Merke: die verfügbaren Bauteile passen nicht immer zu den Gehäusebibliotheken von Eagle
Im ursprünglichen Schaltplan war auch der Mittelabgriff von R8 falsch angeschlossen.
Die Platine nahm keine 2/3 des Gehäuseplatzes in Anspruch, für die Bedienelemente und evtl. Erweiterungen wollte ich eine Lochstreifenplatine nutzen. Dorthin habe ich dann auch R5, R8 und C1 verlagert.


Ein weiterer Fehler zeigte sich bei den ersten Tests. Im ursprünglichen Design waren im PTT- und FSK-Signalweg noch 180 Ohm Widerstände. Sie wurden durch Drahtbrücken ersetzt, da die Optokoppler nicht zuverlässig durchschalteten, weil sie nicht ausreichend Strom erhielten. Die LEDs wiesen gewisse Fertigungstoleranzen auf.

Eine Arbeit, die ich garnicht mag: Anschlusskabel konfektionieren.
Der RTTY/Data Anschluss ist am FTDX-1200 über eine 5-polige Mini-DIN Buchse heraus geführt. Auch hier lieferte die Kramkiste gutes Ausgangsmaterial in Form eines alten Tastaturkabels mit PS/2 Anschluss, der einen 5-polige Mini-DIN Stecker hat. Es musste also nur noch am anderen Ende der DIN-Stecker verlötet werden. Die Pin-Belegung der RTTY/Data Buchse ist im Handbuch des FTDX-1200 dokumentiert. 
Bei den Audiokabeln wurde ein Ende jeweils mit einem Mono-Klinikenstecker bestückt, das andere Ende mit einer Stereo-Klinke, wobei der Ring für den rechten Kanal nicht angeschlossen wurde. Die Stereostecker werden in die Soudcard eingesteckt. Steckt man dort die Monostecker ein, könnte die Soundcard beschädigt werden.
Hier ist Verbesserungspotential. Wenn man die Mono-Klinkenbuchsen am Interface gegen Stereobuchsen - mit unbeschaltetem rechten Kanal - austauscht, kann man übliche Stereopatchkabel nutzen und sich die Steckerlöterei sparen.

Die Front- und Rückplatte waren derweil auch fertig, hergestellt im bewährten Laminierverfahren.



Umzug geglückt:


 Inbetriebnahme:


Leuchtet RDY grün, kann gesendet werden ...


... z.B. mit WSJT-X in der Betriebsart FT8: