Siemens Siwamat 5080 - Tausch der Kohlebürsten

Unsere Siwamat ist nicht mehr schön, hat auch schon ein paar Umzüge über sich ergehen lassen müssen. Aber er läuft und läuft und läuft ... seit 22 Jahren ... und fing ausgerechnet nach dem Urlaub, im Schatten sich türmender Wäscheberge an zu zicken.

Der Motor gab weder Bewegung noch Geräuch von sich - gütiger Weise auch keinen Geruch. Vermutung: die Motorkohlen müssen getauscht werden.
Da der Antrieb hinten sitzt, musste die Rückwand entfernt werden.
Aber zuerst: vom Netz trennen - Stecker raus!

Elf Schrauben später - Akkuschrauber sind ein tolle Erfindung - ist der Antrieb freigelegt.

 
Als nächstes wurde der Steckverbinder für die Motorstromversorgung und der Schutzleiter abgezogen.

Nach dem Abnehmen des Antriebsriemens wurde die Halteschraube entfernt.

Der Motor kippt dann nach rechts unten weg und kann vorsichtig, ggf. mit etwas Ruckeln, nach vorne herausgezogen werden.
Vorsicht: Verletzungsgefahr! ... an den Blechkanten des Gehäuses.

Die Kunststoffabdeckung ist einfach fixiert und kann leicht entfernt werden.

Die Motorkohlen sind beidseitig am hinteren Ende des Motor einfach erreichbar.

Nach dem Abziehen der Anschlüsse genügt ein Druck auf die Anschlussfahne, bis diese Aus der Halterung ausrastet und nach oben gekippt werden kann.

Die Kohlebürste kann dann herausgezogen werden.

Verbraucht sahen die Kohlen jedoch nicht aus. Warum bekam der Motor aber keinen Strom?

In der Führung der Kohlebürste hatte sich Abrieb festgesetzt, so dass die Federkraft nicht ausreicht die Kohle an den Kollektor zu drücken. Es war schlicht ein Kontaktproblem.
Nach bem Reinigen der Führungshülsen war das Problem behoben. 

Beim Einsetzen der Kohlebürsten ist auf die Lage der Abschrägung zu achten. Die Kohle muss plan auf dem Kollektor aufliegen.
Etwas leichten Druck mit einem Schraubendreher erleichter das Einrasten der Anschlussfahnen in die Halterung.

Vor den Einsetzen des Motors habe ich ihn noch mit Druckluft vom Abrieb befreit. 
Achtung: Kohlestaub! 
Kohlestaub ist eine eklige Angelegenheit. Man sollte ihn nicht einatmen, er setzt sich überall fest und ist schwierig zu entfernen. Ich habe die Druckluftreinigung deshalb im Freien erledigt.
Danach habe ich die Kunststoffabdeckung wieder angebracht und mit einem Kabelbinder fixiert.

Beim Einsetzen die Halteschraube erste festziehen, wenn der Antriebsriemen aufgesetzt wurde. Darauf achten, dass er richtig in den Rillen des Antriebsrades sitzt und bei ausreichender Riemenspannung die Schraube festziehen.

Anschließend die Anschlusskabel wieder einstechen, und den Schutzleiter nicht vergessen.

Die Rückwand war schnell wieder angeschraubt und die Maschine lief wieder einwandfrei.
Letztendlich mussten die Kohlen nicht getauscht werden. Die Vorgehensweise wäre jedoch die gleiche gewesen.

Yaesu FT-7800E Mod

Das Yaesu FT7800 ist ein FM Mobil Transceiver für das 2m- und 70cm Band. 
Die Empfangsmöglichkeiten umfassen die Frequenzbereiche 108... 520 MHz und 700...1000 MHz. Im Bereich 108...137 MHz und 300...320 MHz ist AM-Empfang.
Die Bereiche zum Senden liegen bei den für den deutschen Märkt bestimmten Geräten, entsprechend den Amateurfunkbändern, bei 144...146 MHz und 430...440 MHz.

Ein solches Gerät konnte ich recht günstig erwerben, wohl auch deshalb, weil es nicht für den deutschen Markt bestimmt war. Äüßerlich erkennbar war es durch die falschen Relaisablagen im ARS (= Automatic Repeater Shift).

Das Gerät lässt sich jedoch durch Entfernen/Anbringen einer Brücke in Form eines SMD-Widerstandes umkonfigurieren. 
Dazu ist die Gehäuseabdeckung durch lösen von 4 Schrauben an der Oberseite und je 2 Schrauben an den Seiten erforderlich. Auf der forderen lnken Seite ist eine Art Jumper-Feld, wo sich die SMD-Widerstandsbrücken befinden.

Bei meinem Gerät waren die Widerstände R1288 (A) und R1290 (C) eingebaut. Damit handelt es sich laut mods.dk um ein Gerät der Europa-Version E2 (falsche Relaisablage).

Für den deutschen Markt ist Europa-Version E1 die richtige. Dazu müsste die Widerstände A und C entfernt werden und an Position B einer eingesetzt werden.

Entfernt man jedoch nur Widerstand A, so erhält man ebenfalls die Europa-Version E1, jedoch mit einem erweiterten Sendebereich von 137...174 MHz, bzw. von 420...470 MHz.

Da SMD Auslöten einfacher ist, als Einlöten, habe ich mich für die letztere Möglichkeit einer "offenen" Version entschieden.

Kleiner Nebeneffekt: auf dem Gebrauchtmarkt erzielen "offene" Geräte teilweise einen höheren Preis, als die "beschränkten". Eine Nutzung dieser erweiterten Sendemöglichkeit ist jedoch in Deutschland verboten. Zum Testen ist also unbedingt ein Dummy-Load zu verwenden.

Nach dem Zuschrauben des Gehäuses muss noch ein Reset durchgeführt werden. Alle Einstellungen werden dabei auf die Factory Defaults zurückgesetzt und die bisherigen Speicherinhalte gehen verloren.

1. MHz-Taste drücken und gedrückt halten
2. Gerät einschalten
3. MHz-Taste loslassen 
4. mit dem rechten Einstellknopf "F-5 ALLRST" auswählen
5. für ca. 1/2 Sekunde die BAND-Taste drücken

Danach ist der Reset abgeschlossen. 

Das Gerät hat nun die für Deutschland richtigen Relaisablagen im ARS:

2m: -600 kHz
70cm: -7600 kHz

Akkutausch beim VELUX INTEGRA® SOLAR SSL

Elektroantrieb ist toll: Knopfdruck und es tut sich was.
Akkubetrieb ist noch toller. Und solargeladener Akkubetrieb ist am tollsten ... bis auf Knopfdruck nichts mehr geht und der Rollladen des Dachfensters halb eingefahren den Dienst quittiert.
So geschehen nachdem der Solarrollladen erst 4 Jahre auf dem Dach war, montiert nachdem ein heftiger Hagel dem Kurbelrollladen beschädigte. Kurbelantrieb war 2012 bei VELUX® out, bzw. würde nicht mehr vertrieben hieß es.

Merke: Kurbel geht immer - auch ohne Strom.

Eine Begutachtung durch den Dachdecker unseres Vertrauens ergab: vermutlich sei der Akku defekt. Kostenvoranschlag: > 400 € - allein der Velux-Ersatzakku sollte 247 € netto kosten.
Leider hat sich mein Portemonnaie gesträubt diesen Betrag für einen mutmaßlich defekten Akku auszuspucken, ohne dass ich der Sache nicht vorher auf den Grund gegangen wäre.

Laut Montageanleitung (zu finden auf http://www.velux.de) ist der Aubau des Antriebs relativ einfach. Das Problem: wie bekommt man das Fenster ganz geöffnet und an den Motor ran, wenn der Rollladen halb geschlossen ist? Die Montageanleitung zeigte, wie die seitlichen Führungsschienen zu entfernen sind. Zur einfacheren Untersuchung habe ich dann den kompletten Rollladen demontiert.
 
Durch leichten Zug am unternen Ende der linken Seitenabdeckung, kann diese entfernt werden und der Montageflansch des Antriebs kommt zum Vorschein.

Die transparente Gummiabdeckung kann abgezogen werden, um den Anschluss des Solarpanels zu entfernen. Das braune Kabel sieht aus, als hätte man vergessen es anzuschließen, ist aber die Antenne für die Funkfernbedienung.

Nach dem entfernen der beiden T20 Schrauben kann der Antrieb herausgezogen werden.

Nun wird die Gummiabdeckung vorsichtig aus der Verankerung gezogen und die Steckverbindung des Motorkabels gelöst.

Anschließend kann man vorsichtig die Steuerelektronik inkl. Akku herausziehen.

Der Akku ist mit einem Kunststoffhaken am Gehäuse der Steuerelektronik befestigt und läst sich nach dem Abziehen der Steckverbindung leicht aushaken.

Das Typenschild des Akkus:

Eine Messung am Akkuanschluss ergab eine Spannung von < 3 V. Der Akku war also tatsächlich defekt. Ein Blick unter die weiße Hülle ...

 ... zeigt eine Reihenschaltung aus 9 Standard-AA-Akkus.

Mir ist unklar, warum dieser Akkupack von Velux so teuer sein soll. Bei verschiedenen Anbietern im Netz findet man z.B. Umrüstsätze auf Solar, die die Antriebseinheit inkl. Akku und Solarpanel enthalten für um die 100 €. Einen passenden Akku habe ich für rund 60 € erhalten. 

Wichtig: Der Akku sollte Temperaturen von -20 °C bis +50 °C aushalten können - Temperaturen, die auf Dächern keine Seltenheit sind.

Zuerst habe ich den neuen Akku aufgeladen, damit es das Solarpanel leichter hat, die Ladung zu erhalten.

Der neue Akku hatte nur Lötfahnen. Zum Anschließen musste ich das Kabel des alten Akkus anlöten und mit Schrumpfschlauch isolieren. 
Auch das Kunststoffteil muss man noch anbringen, wozu die äußere Ummantelung des Akkupacks an der Stirnseite etwas angeschnitten werden musste.

Dann Akkupack wieder an der Steuerelektronik einhaken, Steckverbindung einstöpseln und alles wieder vorsichtig in das Antriebsgehäuse einschieben, wobei man das Motorkabel festhalten muss.
Anschließend Motorkabel einstecken und das Inenleben mit der Gummiabdeckung fixieren. Nach dem Einschieben des Antriebs, diesen wieder mit den beiden T20 Schrauben fixieren und das Solarpanel anschließen.
Vor der Dachmontage noch kurz gemäß Anleitung die Fernbedienung mit dem Empfänger koppeln und die Seitenabdeckung kann wieder angebracht werden. Nach der Montage hat der Rollladen sofort wieder funktioniert.

Die Zukunft wird zeigen, wie es um die Lebensdauer des Ersatzakkus bestellt ist. Das Solarpanel zeigt nach Nord-West und ist etwa 45° geneigt. Fraglich ob die Sonneneinstrahlung ausreicht, den Akku dauerhaft ausreichend zu laden. Gelegentliches Reinigen des Solarpanels ist sicher auch von Vorteil.

Beim nächsten Austausch - der bei NiMH Akkus bestimmt wieder anstehen wird - greife ich evtl. zum Umrüstsatz. Die Motoreinheit komplett zu ersetzen dürfte dann in einer halben Stunde und ohne Demontage des kompletten Rollladens erledigt sein.

Alles in allem vier Stunden Arbeit für Demontage, Montage und Recherche im Netz, bei einer Ersparnis von > 300 €.

~ * ~

Der Post könnte nun zu Ende sein ... aber da war ja noch das Gehäuse mit der Steuerelektronik ... wie die wohl von innen aussieht?

Also vorsichtig an der "Akku-Seite" zwei Kunststoffclips gelöst und anschließend je einen an der Längsseite. Zum Vorschein kommt eine Doublelayer-Platine mit einseitiger Bestückung von SMD Bauelementen.

ADF7020
Ein FSK/ASK Transceiver Chip von Analog Devices für das ISM-Band (433 MHz) dient der Kommunikation zur Fernbedienung.

D78F1144
Das "Gehirn" der Schaltung ist ein 16-bit Mikrocontroller der 78K0R/Kx3-Familie von Renesas mit 128 kB Flash Memory und 8 kB RAM. 

LM2904
Ein Dual Operationsverstärker Baustein von Texas Instruments dient zur Verstärkung der Steuersignale an die Treiberbausteine.

Außerdem sind noch ein Uhrenquarz mit 32678 Hz, ein 11,0592 MHz  Oszillator und 2 Brückentreiberbausteine mit unleserlicher Beschriftung zu finden.

Ich hoffe, diese Platine nicht so schnell wieder sehen zu müssen ;-).



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Bau einer Groundplane Antenne für das 2m-Band

Es gibt unzählige Antennendesigns. Auschlaggebend für meine Entscheidung eine Groundplane zu bauen:

- der Bau ist relativ simpel (massenweise Anleitungen im Internet)
- die Kosten sind überschaubar, ca. 10€
- kompakt und zerlegbar
- unsymetrisch und damit problemlos via Koaxkabel ohne Balun betreibbar

Materialliste:

5x Messingrohr Ø = 4mm, 490mm Länge
1x SO-239 UHF-Einbaubuchse für Flanschmontage
4x M3x6 Zylinderkopfschrauben + Muttern
ca. 40cm Installationsrohr DN20
Schlauchschelle passend für Ø = 20mm
Kabelbinder

Berechnung:

Die Grundlagen der Groundplane sind sehr gut in [1] Rothammels Antennenbuch (ISBN 978-3-88692-065-5), 13. Auflage, Seite 703f erläutert.
Das 2m-Band für den Amateurfunk in Deutschland umfasst den Bereich 144,000 MHz - 146,000 MHz. Da ich mit der Antenne hauptsächlich stationär über das lokal erreichbare FM-Relais DB0UT arbeiten möchte, wird die Antenne auf die Eingabefrequenz des Relais berechnet:
145,175 MHz.

Bei der Groundplane kommt ein λ/4-Strahler zur Anwendung. Vier λ/4-Radials bilden das Gegengewicht und "Erd-Ersatz". Bei einem Winkel der Radials vom 135° zum Strahler ergibt sich der notwendige 50Ω Eingangswiderstand.
Bei 145,175 MHz beträgt  λ/4 = 517mm.
Da in Metallen die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen geringer ist als im Vakuum, ist die reale Strahlerlänge um den sog. Verkürzungsfaktor (VKF) geringer als λ/4.
Der VKF ist abhängig vom Schlankheitsgrad der Antenne, also vom Verhältnis λ/Ø.
Bei λ/Ø = 517 ergibt sich gemäß Diagramm auf [1] S. 117 ein VKF = 0,948.
Die Strahlerlänge ist somit λ/4 * VKF = 490mm.

Umsetzung:

In dieser Länge habe ich 5 Stäbe aus 4mm Messingrohr zugeschnitten. Den  Strahler konnte ich direkt auf den Lötanschluss der UHF-Buchse stecken. Zum Verlöten habe ich mit einer Dreiechsfeile eine Kerbe bis zum halben Durchmesser tief ins Rohr gefeilt. So konnte sich beim Löten das Lötzinn ins innere des Rohres verteilen und mit dem Lötanschluss der Nuchse verbinden.

 

Die Radials werden mit M3 Schrauben direkt mit dem Flansch der UHF-Buchse verschraubt. Auf Löten habe ich hier verzichtet, das sich die Antenne somit leicht demontieren und transportieren läßt. Da die Radials nicht bis zur Mitte der Buchse reichen, müssen sie etwas gekürzt werden. Ich habe dies jedoch erst nach einer provisorischen Verschraubung ausgemessen und dann die Länge  entsprechend angepasst (ca. 10mm).

 

Die Enden der Rohre für die Radials habe ich im Schraubstock über eine Länge von ca. 10mm flach gequetscht und dann mittig eine 3,2mm Bohrung angebracht.

Dann habe ich die Radials provisorisch mit dem Flansch verschraubt, um die genaue Länge von 490mm ab Strahlermitte zu ermitteln und die Radials dann entsprechend zu kürzen.

Anschließend erfolgte die Endmontage und das Umbiegen auf 135°. Dazu habe ich mir eine Schablone aus Pappe angefertigt.

Ein Stück Installationsrohr dient der vertikalen Befestigung der Groundplane. DN20 hat einen Innendurchmesser von 18mm, was etwa dem Außendurchmesser eines PL-259 UHF-Steckers entspricht.

Zur besseren Fixierung habe ich das Rohr längs eingesägt. Eine passende Schlauchschelle sorgt für eine feste Verdung zwischen Rohr und Stecker.

Abschließend wurde das Rohr mit 3 Kabelbindern an einer Staffelei auf dem Dachboden befestigt. Für eine dauerhafte Installation wird sich sicher noch eine bessere Montagemöglichkeit bieten.

Vorerst bin ich jedoch schon mal QRV auf 2m und kann via Relais DB0UT arbeiten.

Bau einer künstlichen Antenne

Seit dem letzten Post ist ein halbes Jahr ins Land gegangen. Keine untätige Zeit, denn ich habe die Amateurfunkprüfung Klasse E abgelegt und darf nun unter dem Rufzeichen DO7CMA auf den zugelassenen Bändern als Funkamateur tätig werden.

Daraus ergeben sich natürlich auch neue Betätigungsfelder im Elektronikbereich. Und so baute ich als erstes

... eine 160 Watt Dummy Load.

In der Regel strahlt ein Sender seine Nennleistung über eine Antenne ab. Im Amateurfunk sind festgelegte Betriebsregeln einzuhalten, wie z.B. das Begrenzen unerwünschter Aussendungen auf ein Minimum.
Möchte man Messungen am Senderausgang vornehmen, empfielt sich daher der Einsatz einer künstlichen Antenne, also einer Ersatzlast (engl. = dummy load). Die maximal mögliche Ausgangsleistung des Endverstärkers erreicht man bei Leistungsanpassung. D.h. Innenwiderstand des Verstärkers und der der Last sind identisch.

Amateurfunksender haben üblicherweise eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω. Diesen Wert soll auch der Dummy Load haben. Die Eigenkapazität und -induktivität sollte möglichst gering sein. Der Einsatz von Drahtwiderständen scheidet daher aus. 
Die preiswerteste Möglichkeit bietet sich durch die Parallelschaltung von Metallschichtwiderständen. So ergeben 54 parallelgeschaltete Widerstände mit R = 2k7 und P = 3 W die benötigten 50 Ω und eine Nennleistung von 162 W.

Materialliste:

54x Metallschichtwiderstände 2k7, 3 W, 5%   (ca. 13 €)
1x  doppelseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 160 x 100 mm (2,20 €)
1x einseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 75 x 100 mm (1 €)
1x SO 239 Einbaubuchse (0,50 €)
4x M3x10 Flachkopfschrauben inkl. Muttern und Unterlegscheiben
ca. 40 cm Silberdraht oder Kupferdraht.

Aus dem beidseitig beschichteten Basismaterial habe ich folgende Teile Ausgeschnitten:

Zum verdeutlichen der weiteren Schritte, hier schon mal das Endergebnis:

Die Widerstände werden beidseitig im Zick-Zack angeordnet, so bleibt die Induktivität gering.
Als Bohrschablone habe ich eine gleichgroße Lochrasterplatine benutzt und mit etwas Klebeband fixiert.

Zum Trennen von Masse und Mittelleiter habe ich einen etwa 1 cm breiten Streifen der Cu-Beschichtung abgefräst. Es wäre einfacher gewesen, eine entsprechende Vorlage zu erstellen und die Aussparungen wegzuätzen.

Es folgt das beidseitige Bestücken:

Anschließend können die beiden Teile ineinander gesteckt werden. Man erkennt oben die Aussparung für den Mittelleiter der SO 239 Buchse.

Es fehlt noch die Deckplatte, die ich aus einfach beschichtetem Material ausgeschnitten habe. Mittig erhielt die Platte eine 10 mm Bohrung. Die vier 3,2 mm Löcher zum Befestigen der Buchse habe ich erst zum Schluss durch die Befestigungslöcher der Buchse gebohrt.

Damit die Buchse bündig mit der Deckplatte an der Unterseite abschließt, musste ich eine ca. 3 mm dicke Unterlage für die Buchse herstellen. Dazu habe ich ein Stück Kupfer (flach geschlagenes Kupferrohr) mit den Maßen 28 x 28 x 3 mm udn einer mittigen 16 mm Bohrung hergestellt. 

In den Ecken befinden sich noch jeweils vier 1 mm Bohrungen, zwei jeweils im Abstand einer Leiterplattendicke. Sie dienen später zum befestigen an den Widerstandsplatten und als Masseverbindung.

 Am Mittelleiter der SO 239 Buchse habe ich vier Silberdrähte verlötet und so auseinander gebogen, dass beim Aufsetzen der Widerstandsplatten in jeden Quadranten ein Draht zu liegen kommt.

Durch die Löcher in den Ecken kam ein Stück Silberdraht in Form eines Bügels, dessen Enden jeweils auf einer Seite der Widerstandplatte zum Liegen kam und dort verlötet wurde. Damit war die Masseverbindung hergestellt.

Abschließend wurden die Innenkanten mit dem Silberdraht des Mittelleiters verlötet. Damit waren die Widerstandsplatten mechanisch und elektrisch stabil verbunden.

Eine dreiminütige Belastung mit 100 W führte zu einer Temperatur von ca. 40 °C an den Widerständen. 
An der Buchse war ein Widerstand von 49,9 Ω  zu messen. Sobald ich ein passendes Weißblechgehäuse aufgetrieben habe, erhält der Dummy Load noch eine Auskopplung, um Messgeräte (z.B. zur Modulationsmessung) anzuschließen.