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 Lautsprecher 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 110 € 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, sogut. Die Zukunft wird zeigen, ob noch mehr geht.


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.

Dienstag, 20. April 2021

Reparatur Miele Electronic 3800 Staubsauger

Der Staubsauger hatte mutmaßlich einen Wackelkontakt und verweigert nun komplett den Dienst.

 

 
Die Einschaltwippe bewegt sich nur sehr schwergängig und nicht selbstständig zurück. Ein Schalterproblem?

Öffnen des Staubsaugers

Netzstecker ziehen!

Die rot markierten Schrauben können mit einem TX20 Schraubendreher entfernt werden.

Die Scharniere der Staubkammerklappe können durch vorsichtiges seitliches wegdrücken mittels Finger oder geeignetem Hebel ausgehangen werden.

Die Klappe kann dann nach oben herausgezogen werden.

Das Schalterpanel kann ebenfalls nach oben herausgenommen werden:

Die Verbindung zum Panel erfolgt über eine 2x7 Steckerleiste.


Das Panel enthält den Schalter (unten), ein 220 kW Potentiometer für die Drehzahlregelung (mitte) und als Gegenstück zur Steckerleiste einen Kontaktblock mit 2x7 Buchsen.


Die Belegung des Kontaktblocks:


Eine Messung des Widerstandes bestätigt, dass dieser noch in Ordnung ist. Eine Messung am Schalter zeigt, dass auch dieser zuverlässig schaltet. Jedoch lässt die Halterung des Schalters Bewegungen des Schalterkörpers zu, was zu den Betätigungsschwierigkeiten und unzuverlässigem Schalten führt. Ein erster Ansatzpunkt zum Ausbessern (dazu später).

Den Staubsauger habe ich dann über einen Trenntrafo (!) mit Netzspannung versorgt und an den Schalterkontakten die Spannung gemessen.

Volle Netzspannung lag an. 

Das mechanische Problem war schnell beseitigt. Die Schalterhalterung habe ich mit etwas Schleifpapier (haftet und ist dick genug) aufgefüllt und mit Tape fixiert.



Danach habe ich den Rand der Wippe, der am Gehäuse rieb, noch etwas von Graten befreit, mit Vaseline behandelt und das Panel wieder aufgesetzt.

Das Gerät ließ sich wieder einschalten.

Die weiteren Beobachtungen: 

  • Im eingeschalteten Zustand hat er nach einer gewissen Zeit Aussetzer - die mutmaßlichen "Wackler". 
  • Die Aussetzer treten auch auf, wenn der Staubsauger nicht bewegt wird. 
  • Das Bewegen und Rütteln am ausgerollten Kabel hat keinen Einfluss auf die Aussetzer
  • Die Dauer des Aussetzer ist nur von kurzer Dauer, so dass der Motor auch bei geringer Drehzahl, nicht zum Stillstand kommt. 
  • Desweiteren sind die Aussetzer und deren Dauer von einer gewissen Regelmäßigkeit. 

 

Zum Öffnen des Gehäuses sind 5 TX20 Schrauben zu lösen:

Das Oberteil kann dann mit etwas Kraftaufwand nach oben entfernt werden.

Darin befindet sich der Motorblock mit Steuerung und darunter die Kabelrolle. Mittig ist die Steckerleiste, jeweils mit einem Kontaktblock für den Motor und einen für die Stromzufuhr belegt.

Durch Lösen der rot markierten Schraube kann der Motorblock entnommen werden.

Von der Oberseite her sieht die Kontaktbelegung wie folgt aus:

Die jeweils drei linken Kontakte der Steckerreihen sind dabei miteinander verbunden.

Das Gegenlager des Motors kann einfach abgezogen werden.

Darunter befindet sich die Drehzahlsteuerung des Motors:

Im Wesentlichen besteht sie aus einem Mikrocontoller - die Typenbezeichnung hat der Hersteller mit grüner Farbe zugekleistert - und einem Triac BTB16-600BW.

Ein Messung am Triac im eingeschalteten Zustand zeigte, dass er normal arbeitete. Er erhielt jedoch nicht immer einen Zündimpuls, was die Aussetzer verursachte.

An den Bauteilen gab es ansonsten keine Auffälligkeiten - keine kalten Lötstellen, keine Verschmorungen. Jedoch war die Platine mit einem Schmutzfilm belegt, der Ursache des Problems sein könnte, weil er Kriechströme begünstigt. Den Schmutz habe ich mit etwas Isopropanol entfernt.

Zur Sicherheit habe ich noch den Elektrolytkondensator erneuert, da er vermutlich das erste Bauteil ist oder sein wird, das auf Grund von Alterung seinen Dienst versagt.

Nach bereits im Post Lagerschaden reparieren beim Miele S5 EcoLine Staubsauger beschriebener Methode habe ich noch den Motor geöffnet und der Zustand der Kohlen begutachtet. Die Kohlen waren in Ordnung. Der Motor wurde mit Druckluft ausgeblasen und wieder zusammengesetzt.


Nach dem Zusammenbau des kompletten Staubsaugers, zeigt er wieder normale Funktion ohne Aussetzer oder Drehzahlschwankungen.

Ein voller Erfolg - aber warum?

Am ausgetauschten Elektrolytkondensator maß ich eine Kapazität im Rahmen der Toleranzen. An ihm lag es nicht, wobei sein Austausch bestimmt nicht zum Nachteil der Langlebigkeit des Gerätes war.

Ich gehe davon aus, dass der Schmutzfilm auf der Platine in der Tat zu Krieschströmen geführt hatte, die die Funktion der Steuerung beeinträchtigten. Die Steuerung ist im Motorraum untergebracht, d.h. die Platine wird von der angesaugten Luft umströmt. Diese Luft ist feucht, staubhaltig und enthält bestimmt auch Abriebpartikel der Motorkohlen. Ein klebriges Gemisch, das in gewissem Maß leitfähig ist.

Z.B beim oben erwähnten S5 EcoLine ist die Steuerung außerhalb des Motorraumes. Bei ihm ist mit solch difusen Problemen eher nicht zu rechnen.

Ende gut, alles gut. Der Sauger saugt wieder und hat erste Belastungstests im Wohnraum bravourös gemeistert.