Sonntag, 9. Januar 2022

Akkusauger Bosch Zoo'o ProAnimal mit Wackelkontakt

Ein Akkusauger ist eine feine Sache. Kein Kabel, das im Weg liegt oder zu kurz ist.
Die Akkuleistung des Bosch Zoo'o ProAnimal war immer ausreichend um eine Etage gründlich zu saugen.

Und die Nachteile sind damit auch schon klar. Wenn man nicht routinemäßig dafür sorgt, dass nach dem Saugen das Laden erfolgt, dann ist der Frust ob des leeren Akkus vorprogrammiert. Irgendwann wird sich auch die nachlassende Akkukapazität bemerkbar machen.

Hier ging es jedoch um eine anderes - m.E. konstruktionsbedingtes - Problem. Der Akkusauger hatte einen Wackelkontakt, der sich bereits nach ca. zwei Jahren zeigte und schließlich so gravierend wurde, dass Abhilfe notwendig war.

Der Sauger lässt sich in drei Teile zerlegen: Saugbürste, Hauptgerät und Griffstück. Die neuralgischen Punkte sind dabei die elektrischen Kontakte an den Verbindungsstellen. Durch die Bewegungen beim Saugen sind die Verbindungsstellen besonders hohen Hebelkräften ausgeliefert. Dies trifft besonders auf die Verbindung zwischen Griffstück und Hauptgerät zu, da hier der Hebel sehr lang ist.

Beim Untersuchen der Kontakte fing ich bei der Saugbürste an. Die Kontakte sind solide ausgeführt und sahen in Ordnung aus.

Lediglich die Buchse am Hauptgerät war aus der Verankerung gerutscht, was schnell zu beheben war und nicht ursächlich für den Wackelkontakt war.



Beim Griffstück sind die Kontakte als Messerleiste und Platine mit Kontakflächen ausgeführt. Die Messerleiste am Hauptgerät sah auch in Ordnung aus.

Um an das Gegenstück heranzukommen, musste das Griffstück geöffnet werden. Auf der Rückseite sind zwei Schrauben, die sich mit einem "gelochten" TX20 Schraubendreher entfernen lassen.


Seitlich des Schalters muss die Oberschale vorsichtig aufgehebelt werden.

Zum Schluss ist die Oberschale nur noch am äußeren Ende des Griffes eingeclippt. Ich konnte sie durch gefühl- aber kraftvolles seitliches Ziehen und Hebeln lösen, ohne das etwas abbrach.


Die Kontakplatine sah übel aus: verstaubt, korrodiert und abgenutzt.


Teilweise war die Kupferschicht schon abgetragen und das darunterliegende Platinenmaterial sichtbar. Diese Abnutzung ist auf die Hebelbewegungen beim Saugen zurückzuführen, denn das Griffstück wurde nur selten entfernt.

Ich bin der Meinung, dass an dieser Stelle die schlechteste Möglichkeit für elektrische Kontakte eingesetzt wurde. Bei jeder Bewegung des Saugers bewegen sich die Kontakte auf der Platine und reiben Material ab, das in seiner Gesamtdicke < 0,1mm betragen dürfte. Der Wackelkontakt war absehbar.
Besser wäre schon der Einsatz einer gleichartigen Steckverbindung wie bei der Saugbürste gewesen.

Improvisierte Abhilfe: Zunächst habe ich die Platine mit Kontaktreiniger gesäubert und die Korrosion entfernt.


Die Einkerbungen der Messerleiste sind nun deutlich erkennbar.
 

Im Anschluss habe ich die Kontaktflächen verzinnt - keine Dauerlösung, sollte jedoch eine Zeit lang für unterbrechungsfreien Kontakt sorgen.

Abschließend habe ich die Kontakte noch mit einem Korrosionsschutzmittel behandelt.

Beim Zusammenbauen ist darauf zu achten, dass das Flachbandkabel in die dafür vorgesehenen Schlitze der Gehäuseversteifungen eingelegt wird. Andernfalls besteht Gefahr, dass das Kabel gequetscht wird.

Das Saugen funktioniert seither tadellos. Die Frage ist, wie lange es anhält, bevor wieder Kontaktschwierigkeiten auftreten.

Eine weitere Möglichkeit wäre, ein entsprechendes Ersatzteil zu beschaffen. Meine Recherchen ergaben jedoch, dass nur das komplette Griffstück als Ersatzteil für ca. 50 € angeboten wird - ein Viertel des damaligen Neupreises des Geräts.

Da die Platine jedoch relativ simpel ausgeführt ist, werde ich sie wohl im Bedarfsfall nachbauen oder durch solidere Steckverbinder  ersetzen.
Kommt Zeit, kommt Rat. :-)


Samstag, 30. Oktober 2021

Xiegu G90 Mod

Bei den meisten handelsüblichen Amateurfunk-Transceivern kann nur in den für den Amateurfunk zugelassenen Frequenzbereichen gesendet werden, wärend der Empfangsbereicht üblicherweise durchgehend ist. Eine Erweiterung dieser Sendefrequenzbereiche ist selten sinnvoll, da damit auch passive Sicherheit beim Einhalten der Frequenzbereiche abgebaut wird.
Es gibt Zeitgenossen, die möchten Amateurfunk-Transceiver z.B. für den CB-Funk nutzen. Das ist durch das Entfernen dieser Schranken machbar. Das Nutzen der Geräte für CB-Funk ist trotzdem illegal, da sie dafür keine Zulassung bzw. Konformitätserklärung haben.

Beim Xiegu G90 fand ich die Erweiterung nun notwendig, um mit dem 2 m-Transverter im kompletten 2 m Band senden zu können. Das 10 m Band umfasst den Frequenzbereich 28,0 MHz ... 29,7 MHz.
D.h. bei Verbleib in diesem Bereich ist der Sendebereich via Transverter auf 144,0 MHz ... 145,7 MHz beschränkt, während das 2 m Band bis 146,0 MHz reicht.

 

Als Werkzeug wird nur ein 2 mm Innensseckskantschlüssel und ein Lötkolben mit einer kleinen Meißelspitze zum SMD-Löten benötigt. Eine Pinzette und eine ruhige Hand sind auch von Vorteil.

 

Gehäuse öffnen:

Zuerst habe ich mit dem Innensseckskantschlüssel die Griffe entfernt und anschließend das Bedienteil nach vorne abgezogen.


Anschließend wurden die 6 Schrauben der oberen Abdeckung entfernt.

Die Abdeckung vorsichtig aufgeklappt, da der Lautsprecher mit Leitungen zur Hauptplatine verbunden ist. Den Steckverbinder dann vorsichtig seitlich rausgehebelt ...

... und das Oberteil nach hinten geklappt.

Zur Erweiterung war lediglich eine SMD-Diode zu entfernen. Im Netz gibt es einige Quellen, die die Lage des Bauteils beschreiben. 

Der Hersteller hat die Diode dankeswerter Weise bereits mit einem Pfeil auf der Platine markiert:

Es ist etwas fummelig mit der Pinzette das Bauteil zu greifen und mit dem Lötkolben die Lötstellen zu erhitzen, aber die Diode lässt sich ohne weiteres entfernen.
Man sollte darauf achten, dass die ausgelötete Diode nicht ins Gehäuse fällt.


Nach der Operation wurde der Laustrecher wieder mit der Hauptplatine verbunden, und alle Gehäuseteile verschraubt. Kurzer Test mit einer Dummy-Load bestätigt, dass auch oberhalb von 29,7 MHz nun gesendet werden kann.


2m Transverter Bausatz von transverter-store.com

Unlängst überkam mich der Wunsch, im 2 m-Band andere Betriebsarten zu nutzen, als die bei mobilen Funkgeräten übliche Frequenzmodulation. Da ich mir kein teueres All-Mode Gerät für VHF zulegen wollte, zog ich einen Transverter in betracht.


Transverter Theorie:

Ein Transverter setzt einen Frequenzbereich in einen höheren oder tieferen Frequenzbereich um, sende- und empfangsseitig. Dies geschieht durch Frequenzmischung. Wenn man z.B. 28 MHz zu 144 MHz umsetzen möchte, werden dem Mischer die 28 MHz des Senders und zusätzlich 116 MHz aus einem Oszillator zugeführt. Durch das Mischen entstehen die Summe und die Differenz der beiden Frequenzen als Ausgangssignal. Hier also 144 MHz und 88 MHz. 

Damit die unerwünschten Frequenzen - hier 88 MHz nicht zur Antenne gelangen, wird dem Mischer ein Bandpass nachgeschaltet, der nur die gewünschten Frequenzen durchlässt.

Der Empfang funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Hier wird als Ausgangssignal in Richtung Empfänger die Differenz der Mischfrequenzen 144 Mhz - 116 MHz = 28 MHz genutzt.

 

Anforderungen:

Da ich den Transverter auch portabel mit dem Xiegu G90 nutzen möchte, sollten der Transverter in einem kleinen Gehäuse untergebracht sein. Dadurch ist auch mit Abstrichen bei der Ausgangsleistung zu rechnen, was aber der Einsatzdauer bei begrenzter Akkukapazität entgegenkommt. 
Die Anschaffungskosten sollten sich im Rahmen halten und deutlich unter denen eines gebrauchten (halbwegs modernen) VHF All-Mode-Transceivers liegen.


Transverter-Kit:

Beim ukrainischen Anbieter transverters-store.com bin ich fündig geworden. Bei ihm gibt es Transverter für die unterschiedlichsten Frequenzbereiche, als Fertiggerät oder Kit, mit normalem oder temperaturkompensiertem Quarzoszillator (TCXO).
Die Gehäusegröße ist ca. 120 x 150 x 50 mm. Die max. Ausgangsleistung liegt bei ca. 10 W. Der Preis lag bei rund 95 € inkl. Einfuhrumsatzsteuer.

Meine Entscheidung fiel auf das Kit mit TCXO und Attenuator Board, also einem Eingangsabschwächer. Letzterer ist sinnvoll, da das Transverter Board nur eine Eingangsleistung von 1...10 mW verträgt. Durch den Abschwächer sind 1 ... 10 W möglich. Im Kit sind alle Teile, inkl. Gehäuse und beschriftete Klebefolie für Front- und Rückseite enthalten. Lediglich ein paar Zentimeter RG58 Koax-Kabel musste ich selbst beisteuern, weil ich mit dem beigelegten Kabel zu großzügig war.

Alle nötigen Infos zum Zusammenbau, Schaltplan und Anschlusspläne für die Boards findet man auf den Seiten von transverters-store.com.

 

Zusammenbau:

Im ersten Schritt habe ich die Klebefolien auf die Front- und Rückseitenteile des Gehäuses aufgebracht. Beide Seitenteile sind bereits für die Buchsen, LEDs und den Ein-Schalter vorgebohrt. Anschließend wurden die entsprechenden Bauelemente auf den Seitenteilen montiert. Weil die LEDs etwas locker in ihren Bohrungen saßen, habe ich sie mit Heißkleber fixiert.

Die Bohrungen zum Befestigen des Transverter- und Attenuator Boards musste ich selbst bohren. 

Zusätzlich ist eine Bohrung für den Leistungstransistor RD15HVF1 der Endstufe zu bohren. Der Transistor wird zur Kühlung ohne Isolierung mit dem Gehäuse verschraubt. Das Gehäuse hat also Massepotential.

In kleinen Gehäusen ist schlecht zu löten. Insbesondere wenn viel Verkabelung notwendig ist. Daher habe ich vor dem Verschrauben des Attenuator-Boards dessen Verkabelung und die der rückseitigen Buchsen hergestellt. 

Das Zusammenfügen des Gehäuses ging problemlos. Zuletzt wurden die Stromversorgungsleitungen im Gehäuse gelötet.

Auf beiden Boards habe ich jeweils den Trimmer RV1 in Mittelstellung gedreht. Der RV1 des Attenuator-Boards bestimmt dessen Ausgangsspannung, RV1 am Transverter-Board dessen Eingangsspannung. 


Abschließend wurde die Verkabelung noch mal geprüft und am VHF-Ausgang ein VHF-Leistungsmesser und eine Dummy-Load angeschlossen. 

Der nächste und spannenste Schritt: an Spannung anschließen und einschalten.

Keine "Rauchzeichen", die +12V-LED leuchtete und die TX-LED reagierte, wenn man PTT an Masse legte.

Nun schloss ich den G90 Transceiver an die Radio-Buchse an und "bespielte" den Transverter mit einem Trägersignal im 10 m Band - Ausgangsleistung 1 W, verhaltener Ausschlag am Leistungsmesser.

Meine Überlegung war, den Transverter mit maximal 5 W Eingangsleistung zu speisen, um am Ausgang 10 W zu erreichen. So würde ich durch variieren der Eingangsleistung von 1...5 W die Ausgangsleistung in 2 W-Stufen einstellen können. M.E. ein guter Kompromiss aus Gesamtleistungsbedarf der Komponenten und Flexibilität bei der Ausgangsleistung.

Nach Anlegen von 5 W Eingangsleistung variierte ich beide RV1 Trimmer so lange, bis die 10 W Ausgangsleistung erreicht waren.

Den 5 W-Träger ließ ich nun 10 Minuten anstehen und maß die Temperatur der Komponenten. Am heißesten wurden dabei die Widerstände des Attenuators, mit 68,5 °C. 

Kein Wunder, denn sie müssen 99,9% der Eingangsleistung "verbraten".  Die Temperatur des Endstufentransistors lag bei etwa 47 °C.


On Air:

Meine Erwartungen an Funkverbindungen waren vorerst gering. Ich wohne in Tal-Lage, die VHF Ausbreitungsbedingungen waren nicht gut und als Antenne stand mir nur eine Groundplane-Antenne auf dem Dachboden zur Verfügung.

Aber in der Betriebsart FT8 geht fast immer etwas - so auch diesmal. FT8 wird im 2 m Band ab ca. 144,174 MHz gesendet. Der G90 ist demnach auf 28,174 MHz einzustellen. 


Nach mehreren Versuchen konnte ich gleich 2 QSOs hintereinander führen. Danke an DK1FG und DL1KDA
, die mir aus rund 300 km bzw. 90 km Entfernung antworteten.

Die Map von pskreporter.info zeigt, dass ich trotz der widrigen Umstände auch in der Nähe von Calais und Dresden empfangen wurde.

Soweit, ein erfolgreicher Abschluss.  

Als nächstes folgen nun Überlegungen zu einer besseren stationären Antenne und einer Antenne für den portablen Einsatz.


Samstag, 28. August 2021

Bau eines 6Ah Akkupacks

Zum Betrieb von Amateurfunk-Equipment oder Teleskopmontierungen fern jeglicher 230V-Steckdose ist ein Akku das Mittel der Wahl. 


 Damit verbunden sind folgende Einschränkungen:

  1. Die Kapazität des Akkus und dessen Entladecharakteristik beschränken die Einsatzdauer.
  2. Das Gewicht und Größe des Akkus beschränken die Transportfähigkeit.
  3. Die Selbstentladung beschränkt die Lagerfähigkeit.
  4. Die maximal möglichen Ladezyklen beschränken den langfristigen Einsatz des Akkus.
  5. Die mechanische und/oder technologische Robustheit beschränken die Handhabbarkeit.

Nicht zu vergessen, die eigene Vergesslichkeit, den Akku rechtzeitig vor dem nächsten Einsatz zu laden. Schwierig, wenn der Einsatz nicht geplant war. Nachdem ich schon NiMH- und Bleigel-Akkus mehr oder weniger lange im Einsatz hatte und diese zumeist durch Tiefentladung ihr Einsatzende erreichten, War eine neue Technologie notwendig.

Nach Vergleich und Abwägung aller Pro und Contras, entschied ich mich für LiFePO4 (Lithium-Eisen-Phosphat) Zellen. Sie sind zwar etwas teurer als LiPo-Akkus, sind dafür aber sicher bzgl. Brand- und Explosionsgefahr. Als konfektioniertes Pack enthalten sie bereits ein Batterie-Management-System (BMS) zum Laden und Schutz der Zellen.

 

Welche Kapazität ist sinnvoll?

Bei der Teleskopmontierung hatte ich meist einen 7Ah Akku, der zum automatischen Nachführen mehr als eine Nacht hielt. 

Etwas Recherche brachte mich zum Anbieter EREMIT. Meine Wahl fiel auf einen 12,8V Akkupack, bestehend aus 4x 32700er Zellen inkl. BMS, mit 6Ah Kapazität. (Datenblatt: hier)

Mein Transceiver für Outdoor-Einsätze ist ein Xiegu G90. Bei einer Sendeleitung von 20W liegt der max. Strom bei ca. 3A. Bei 5W Sendeleistung sind ca. 1,8A notwendig.
Bei Betrieb mit 5W Sendeleistung und 30% Zyklus heißt das pro Stunde 0,3h senden und 0,7h empfangen. Kurz überschlagen: 0,7h * 0,5A + 0,3h * 1,8A = 0,89Ah. Die Kapazität würde für rund 6h reichen. 

 

Das Gehäuse

Angeboten hat sich ein Polycarbonat Gehäuse von Pollin mit den Abmessungen 120x80x85mm in IP65 Ausführung - auch wenn die IP65 durch die weitere Bearbeitung verloren gingen, so ist es doch ein robustes, witterungs- und UV-beständiges Gehäuse.
Die Innenmaße lassen ausreichend Platz für eine Lage Luftpolsterfolie zur Stoßdämpfung. Die Anschlussleitung wurde mit einer XT60 Hochstrombuchse versehen, um Ober- und Unterschale des Gehäuses trennen zu können und einen Akkutausch zu vereinfachen.

Auf der Oberschale befinden sich die Anschlüsse zum Abgreifen der Energie, und natürlich auch zum Laden des Akkus. Es handelt sich hierbei um Anderson Powerpole® Steckverbinder für 30A - Verbinder, die sowohl Stecker als auch Buchse sind.

Sie wurden mit einem 3d-gedruckten Wallsocket (Thingiverse) auf der Oberschale montiert und mit einem XT60 Stecker abgeschlossen.




Zur Überwachung der Akkuspannung wurde noch ein Voltmeter. Da ich nicht möchte, dass das Voltmeter dauerhaft eingeschaltet ist, kommt noch ein Schiebeschalter hinzu. So kommt es nicht zu Störung der Dunkeladaption des Auges bei astronomischen Beobachtungen, und das Entladen des Akkus bei Lagerung wird vermieden. Der Akku selbst wird nicht geschaltet.

Schalter und Voltmeter werden mit Heißkleber fixiert, der Schalter zusätzlich verschraubt.

Das Display des Voltmeters habe ich plan zur Oberfläche eingefügt, um anschließend eine Schutzfolie aufkleben zu können. Als Stoßdämpfung dient eine Lage Verpackungsschaumstoff.


Ein erster Funktionstest:

Abschließend wird noch das Cover aufgeklebt. Für das Display wurde eine Aussparung vor dem Laminieren aus dem bedruckten Papier geschnitten.

Nun muss sich der Akkupack noch im Ausseneinsatz beweisen.

Gewicht: 850g

Kosten: 65 €

  • Akku 47 €
  • Gehäuse 11 €
  • Stecker 2 €
  • Schalter 1 €
  • Voltmeter 4 €

Zum Vergleich: Ein Bleiakku ähnlicher Kapazität (7Ah) kostet nur ca. 20 €, ist jedoch doppelt so groß und 3x so schwer.