Experimente-Sammlung

So wie es bekannte Experimentier-Serien auch tun: Aufbau eines Standard-Bausatzes mit allen Kurs-Experimenten auf Breadboard. Einzelne Bauteile werden je nach Kapitel untersucht und am Ende kommt eine praktische Anwendung heraus. Z.B. Sender-/Empfänger-Schaltung. Langgehangelt an einem bereits vorhandenen Lehrwerk könnte ein Praxis-Handbuch mit Foliensatz entstehen. Ach ja, und wir brauchen einen 3D-Drucker. ;-) --dl7bst

Anforderungen:

  • Verwendung möglichst günstiger "Standard-Bauteile"
  • SDR mit GNU Radio und GNU Octave
  • verwendete Schaltungen sollten frei verfügbar oder selbst entwickelt sein
  • optional Simulation mit SPICE-Tool (Qucs)
  • Klasse E:
    • erstmal alles auf Breadboard
    • Übertragen und Löten auf Lochrasterplatinen - keine Reißzweckentechnik, was eher für Kinder geeignet ist
    • alles gemeinsam
  • Klasse A:
    • Testaufbau auf Breadboard
    • daraus PCB-Design- (KiCad) und Ätz-Workshop (+ Bestücken/Löten) machen
      • Schaltung sollte also klein und einfach sein!
      • Astabiler Multivibrator mit BC108 vs. NE555?
    • individuelle Wahl von 1 aus 3(?) Projekten
  • "Dual Use" mit einem LNDW-Projekt wäre super

Projekt-Ideen

Klasse E

  • Geradeausempfänger
    • Detektorempfänger: Einfacher Elektronikeinstieg. Alle Bauteile werden behandelt und Prinzipien erläutert
    • Transistor-Audionempfänger schon wieder etwas komplexer
    • optional NF-Transistorverstärker oder IC
  • SDR-Grundlagen mit UKW-RX aus der Dose (RTL-Dongle oder FunCube (teuer))
    • pro: einfach abstrahierter Blockschaltbildbau mit GNU Radio wie es mit Bauteilen auch wäre, Converterbau für HF möglich, praktisch für TX-Bau-Tests (Spektrum etc.)
    • con: wenig Elektronikbastelei
    • viele VHF/UHF-Beispiele "aus der Luft" wie AFu und Rundfunk

Fakultativ koennen wir uns noch einen weiter entwickelten Transistor-RX (Klasse E) oder den simple UKW-FM-TX vornehmen.

Klasse A

  • anspruchsvolleres SDR
    • "aufbohren" des Sticks für HF auf verschiedenen Arten - ggf. irgendwann mal ein dafür konzipiertes Projekt nutzen/bauen
  • Wahl aus einem Projekt
    • ARDF-Set
    • simple UKW-FM-TX
      • kleine Schaltung, unschönes Signal, aber besser als "Wechselblinker"
    • HF-CW-TX
      • pro: machbar, cool, Qucs-Simulation bereits vorhanden
      • con: nur ein Bruchteil wird sich mit CW beschaeftigen wollen
      • todo DB4UM: Quellen zusammenstellen
    • UKW-FM-RX
      • pro: Rundfunk-Empfang/idlen DK0TU QRG, erweiterbar durch Bau eines simplen UKW-FM-TX
      • con: schon etwas aufwändig
    • SSB für HF

Projektdetails

Detektorempfänger

Bauanleitungen nach Prio:

  1. http://www.elexs.de/radio1.htm
  2. http://www.jogis-roehrenbude.de/Detektor/KW-Detektor/KW-Detektor.htm
  3. http://www.welt-der-alten-radios.de/detektor-kw-detektor-ii-193.html

Dimensionierung sollte für Kurzwelle sein. Lang- und Mittelwelle wird nach und nach endgültig eingestampft.

Bezugsquellen großer Luft-Drehkos (die dielelktrischen Verluste bei Plastik-Drehkos dürften zu hoch sein):

Prinzipien kommen schön raus:

  • Bauteilgrundlagen, zusätzliche Übungen einflechten:
    • Widerstände: Spannungsteiler belastet/unbelastet(ideal), Strommessung mit Shunt (100 Ω) parallel zum Instrument
    • usw.
  • Schwingkreis zur einfachen Abstimmung eines Senders
  • Antenne, irgendwie muss ein Signal zum Schwingkreis gelangen
  • HF wird gleichgerichtet, die Demodulation

SDR

Mit RTL-Dongle - optimales Kosten/Nutzen-Verhältnis zu Lehrzwecken.

ARDF

Mit TX im ISM-Band, also legal SWL-tauglich:

Den Empfängerbau können wir uns ggf. erstmal sparen und billige LPD-Devices in CN bestellen.

Roadmap:

  • PCB-Layout mit KiCad erstellen
  • Peilempfänger mit Bao planen: Programmierung ISM-Only, Adapter, Attenuator, Ant
  • Teile (und ggf. Baos) bestellen
  • Layout-Demo und Platinen-Workshop mit Kurs

Sonstige Links zum schmökern:

UKW-FM-TX

UKW-FM-RX

HF-CW-TX

...

RaspberryPi TX

WSPR auf 30m (10MHz)

30m LP

Die Quelle Links ist der Raspi Output, der 50 Ohm Widerstand rechts die Antenne. Hier ist noch ein kleiner Verstaerker mit dem BC547 eingebaut, so dass mehr Leistung auf KW erzeugt wird - nach Simulation immerhin ca. 10 mW und sollte fuer WSPR gerade so reichen. Die 5V-Versorgung kommt vom Raspi Pin. Die Spule wird selbst gewickelt mit ca. 1mm Kupferlackdraht, ~6 Windungen mit ~1cm Durchmesser und ~1cm Länge - die wird auch zum Abstimmen genomen. Mit Eingangswiderstand von ~500 Ohm etwa doppelte Leistung als mit 1k Ohm - den GPIOs reicht diese geringe Last aus.

  • 30m ist ein WARC Band, da geht WSPR besonders gut
  • WsprryPi für Kurzwelle auf Perfboard
    • TX via GPIO 4 (Pin 7) + GND
  • kleiner Amp mit BC547 zur Leistungsvervierfachung: Transistor im C-Betrieb, als "Schalter" - es macht keinen Unterschied ob BC547 Typ B oder C
    • Schaltung als Emitterfolger simpel und sehr wenig Verluste
  • Antenne direkt mit einem Draht
  • Spule zum Abstimmen. Damit sie mechanisch einigermassen stabil ist sollte man 1mm Cu Lackdraht nehmen, aber ohne Abstimmung klappts wegen der Werte-Streuung nicht. (HF is a biatch :-)) Einen Trimm-Kondensator gibts bei den hohen Kapzitaeten (4.7nF) auch nicht.
    • wir testen auch mal einen Aufbau mit fester Induktivität
  • erster Test: Auf 10.140 MHz bekommt man ein starkes Signal wenn ein paar Meter Draht angeschlossen werden (S9). Ergebnis: Abblock-Kondensator mit 100nF für die Versorgungsspannung benötigt um die 1. Oberwelle bei 2x10.140 MHz genuegend zu dämpfen, aber dann nach S-Meter 8 S-Stufen, oder 48 dB Dämpfung, also aussreichend. Output ca. 10mW
  • Teile 30m Amp und TP:
    • 1x BC547
    • 3x 4.7 nF, z.B. KerKo mit Spannungsfestigkeit von mindestens ~10V (also kein Problem)
    • 1x 100 nF
    • 1x 47 Ohm Widerstand
    • 1x 470 Ohm Widerstand
    • 1x Lochrasterplatine
    • 1x Buchsenleiste
    • 1x LED mit 2k Ohm Vorwiderstand zur Betriebsanzeige der 5V
    • ~15m Antennendraht
    • ~20cm 1mm-CU-Lackdraht -> 0.1 uH

FM/SSB auf 70cm (430MHz)

70cm LP

Beim 70cm Tiefpass ist der 1k Ohm Widerstand Teil des Raspi Ausgangs (anders als bei 30m, wo der Widerstand zum Schutz des Raspi eingebaut ist). Der 50 Ohm Widerstand ist wieder die Antenne.

Spulen wickeln

Trinkhalm-Standardmaße:

  • Gerade Trinkhalm: 6mm oder 8mm
  • Flexibler Trinkhalm: 5mm

Alternativ Kugelschreiberminen

Einzelprojekte

Hardware

  • 4k8-GMSK-Sender im UHF-Satellitenband mit RFM69 oder DRA818U oder ADF7021 als TX-Version?
  • LC-Filter-Entwicklung für VHF-Aussendungen via GPIO des Raspberry Pi
  • seopardy HW mit ISM-Funkschnittstelle

Software

  • OpenWebRX (Open WebSDR)
  • Infobeamer mit Sensoren