Egy impozáns hordozható állomás kivitelezése

Részletek
Kategória: KONSTRUKTŐR
Megjelent: 2011. október 10. hétfő, 22:58
Írta: Admin
Találatok: 9578

 

Hogyan hozzunk össze egy hátizsákban elférő bárhol telepíthető mobil állomást

ami 160m-70cm-ig minden üzemmódban (DRM-ben is) működőképes ?


 Itt gyakorlatilag a szerző (109HA561) kitelepülős állomása kerül ismertetésre, kezdve az áramforrástól a készülékeken keresztül az antennákig.

 

Áramforrás :

 Egészen hosszú lenne a lista, eddig mi mindent voltam (több esetben voltunk) kénytelenek bevetni. A savas gépjárműindító akkuval kezdtük, de ezzel nehéz hegyet mászni. Jó ideig ezután légmentesen lezárt „zselés” ólomakkuval folyt a móka, némi nikkelbázisú cellasegédlettel, de az első elegáns megoldást a nemrég beszerzett líthium-polimer akkucsomagok hozták – némileg módosítva. Mint kisgyermek a télapót, úgy vártam a postást, hogy meghozza várva várt akkujaimat. Amikor megérkezett már sejtettem hogy ez nem fogd és használd módszeres lesz. Az kellemes meglepetés volt, hogy bár a dobozra Li-ion típus volt feltüntetve (10.8V / 9800 mAh), belül Li-po cellák voltak. A cellák 0.15 mm-es rézhuzallal voltak összevezetékelve kifejezetten rossz forrasztásokkal, talán ezután nem meglepő hogy gyári állapotukban nem is működtek mivel pár forrasztás már eredetileg le volt szakadva. Mindenesetre a cellák tökéletesen egészségesek és a védőáramköreik is jók, és ez a lényeg.

 

Az akkucsomagok átalakítás után :

 

  Beépítésre került egy aljzat, amin keresztül hozzáférhetőek az egyes cellák kivezetései és persze a fő + és – pólus. Ez azért jó, mert a Li-po cellák nemcsak kényesek – veszélyesek is. Extrém esetekben tényleg ki tudnak gyulladni. Bár itt a helyzet nem ilyen sarkos de tény, hogy a cellák nem tökéletesen egyformák és ebből adódnak nehézségek. Az erősebb cellák kisütéskor tönkreteszik a gyengébbeket ugyanis a kisütőáram (ha már kimerülőben van az akku) fordított polaritással kezdi el tölteni a gyengébbeket és persze töltéskor az erősebb cellák már rég feltöltődtek, mikor a többi még nem. Az idő múlásával ezek a különbségek csak felerősödnek. Nem véletlenül lóg mindegyik líthiumbázisú modellsport-akkun a balancer-csatlakozó. És van még egy előnye : ezek a cellák jóllehet nem modellsport-célra készültek, de a pakk nyugodtan terhelhető egészen 4A-ig. A gyárilag beépített csatlakozó legfeljebb 1.5A-ig ajánlható, ezért azt nem is használom. Miután ez elkészült, azonnal egy kapacitáspróba következett melyről itt látható a képernyőkép :

 

 

 

 

 

 

 

Ebből látszik hogy a 9800 mAh helyett nagyjából 6500 mAh-t tudnak leadni ami átlagosnak mondható a következő táblázat fényében .

 

Típus

Névleges kapacitás (mAh)

Mért kapacitás (mAh)

Állapot

NKT-R3 gyári akku

Li-ion

1100

908

Kb 15 ciklus 3 hónapos

FT-817 gyári akku

Ni-MH

1400

1462

Párszor töltött 4 hónapos

Daewoo autóakku

PB (savas ólom)

36000

15200

1 éves

Energizer AA ceruza

Ni-Mh

2000

1350

5 hónapos használt

McPower AA ceruza

Ni-Mh

3500

2200

Új, 3x töltve

FIAMM FG20721

PB „zselés” savas

7200

4503

1 hónapos

Multipower MP1.2-12

PB „zselés” savas

1200

308

Vadonat új

 Mivel a táblázat önmagáért beszél csak annyit tennék hozzá hogy az akkumulátorokra (mint vegyipari termékekre) a gyártók mindig csak korlátozott garanciát adnak és ami a lényeg : a feltüntetett kapacitásértékek ELMÉLETI MAXIMUMOK azaz ezeket a legoptimálisabb feltételekre és anyagokra számolják ki. Ezért elméleti és maximumértékek. Tehát inkább úgy értelmezhetjük hogy a feltüntetett értéktől többre semmiképpen ne számítsunk. A táblázatban levő értékek a saját méréseim, amelyeket Vistapower EV-650 modellsport töltővel mértem tehát tájékoztató jellegű nem hivatalos laboratóriumi eredmények.

 

A két akkucsomag a szimmetrizáló DC-kábellel :

 

Persze a lítiumbázisú celláknak szükséges „balanszírozás” előnyeit nemcsak az aknázhatja ki akinek drága modellsport-töltője van.

 A lényeg : minden cellával - a töltés idejére - párhuzamosan kapcsolunk egy ellenállást.

 Hasonlóképp mint alább a hevenyészett rajzon :

Az R ellenállások a töltés idejére a K kapcsolókat zárva az összes cellát egy töltöttségi szintre hozzák. Líthiumbázisú akkuknál 100-200 Ohmot javaslok. Rendkívül fontos hogy az R ellenállások értéke pontosan egyforma legyen !

 

Ezen múlik ugyanis a balanszolás pontossága. Mivel a DC zsebmultiméterek már minden sufniban megtalálhatóak, javaslom ezzel összeválogatni az ellenállásokat. Nem okvetlen szükséges ugyan 1% tűrésű ellenállásokat használni mivel úgyis válogatni kell őket. A K kapcsolók lehetnek például egy három záróérintkezős relé érintkezői is, és máris elegánsabb a dolog. Nem javaslom azonban a cellákkal egy házba építeni az ellenállásokat mivel ott felesleges hő képződését el kell kerülni.

Ez fokozott követelményeket ró az akkumulátor dobozába épített balancer port csatlakozójára. Jack-típusú dugót tilos alkalmazni mivel annál az összecsatlakoztatás pillanatában zárlat keletkezhet. Egy javaslatom van legvégső esetre : az ötpólusú normálméretű (nem mini) hangfrekvenciás DIN-csatlakozó. Ezek érintkezői elviselnek folyamatosan 2-3 A-t. Jó ha van régi, sőt a keleti blokkból származó ilyesfajta dugaszok túltesznek a mostanság kapható kínain. Ezért erősen ajánlott ezek alkalmazása, mert egy érintkezési hiba a balanszkörben a kívánttal ellenkező hatást vált ki ! Vegyük figyelembe hogy az R ellenállásokon átfolyó áram jobbára veszteségi teljesítménnyé (hővé) alakul, tehát 100 Ohmmal számolva a fenti elrendezésben a töltés végén Li-polimer cellákkal a balanszolókörben 42 mA folyik, a cellákba jutó töltőáram ennyivel fog csökkenni, ha a töltőt a + és - kapcsokra csatlakoztatjuk. Mindenképp legyünk figyelemmel a celláink kémiájából fakadó igényeire és a gyártójuk előírásaira.

 Mint látható a két akkupakk cellaszinten párhuzamosítva van, így akár 8A-t is kivehetünk belőle. Tehát van névlegesen egy 12V 19.6 Ah-s líthium-polimer kitelepülős akkunk. Ez elég durva becsléssel 20-25 Watt nagyfrekis teljesítményhez. Persze a két akkunak csak egy kimenete van és ez kevés több eszközköz – szükség lessz tehát egy elosztóra.

 Például valami hasonlóra, mint alább.

 

 Ezzel 7 eszköz felé továbbíthatjuk a tápellátást.

 A forrasztási oldal felől hidegítő kondenzátorokat építettem be, hogy ha lehet kisebb eséllyel kelljen nagyméretű (és nehéz) ferrit fojtókat használni. A felhasznált csatlakozók a feliratuk szerint képesek elviselni rövid ideig 9A-t, bár ekkor lehet hogy langyosodni fognak.

A rádió :

 Mostanra már csak a Yaesu FT-817 van nálam használatban.

 

1.8 - 450 mHz-ig az összes amatőrsávot képes lefedni, ezenfelül összüzemmódos (AM,FM,SSB) és vezérelhető számítógépről, digitális üzemmódokhoz dedikált be-kimenetei vannak, képes külső eszközöknek továbbadni a használt sávot (mint külső erősítő vagy antennahangoló) és az adásrakapcsolás tényét.

 Ez azért fontos mert a relék képesek ugyan a végfokok teljesítményét kezelni,de nem kapcsolni ! Tehát ha akkor váltjuk át őket mikor a nagyfreki már jelen van (RF-vox tipikus esete) tönkre is mehetnek, és rövid ideig lezáratlanok maradnak (átváltás közben) a kimenetek. Az apró gomboktól és emiatt a nehézkes kezelhetőségtől eltekintve a rádió egyébként klasszis és amatőrberkekben néprádiónak számít, egyetlen bosszantó hiányosságtól eltekintve :mobil (illetve főleg telepes) üzemhez mérve kissé magas a fogyasztása. Ezt mérséklendő, készítettem hozzá egy MOD-ot.

 Gyakorlatilag az áteresztős analóg tápját lecseréltem le egy jó hatásfokú nagyfrekis kapcsolóüzemű DC-DC konverterre.Most már a fogyasztás is rendben van, de még elkövettem ellene egy „merényletet”. Megirigyeltem a WEBSDR vevők 40 kHz-et meghaladó sávszélességét. Ez elvileg a hagyományos (rf) körben is megoldható, de arányos érzékenységcsökkenés jár vele. Az SDR-vevők ettől mentesek, továbbá pici szoftveres segítséggel még a DRM (digitális műsorszórás) vétele is hozzáférhető általa, az adásoldali DRM pedig szoftveres. Az sem utolsó dolog, hogy például az egész távírósáv forgalmát figyelemmel kísérhetjük valós időben. Végül is készült hozzá egy SD-kiegészítés egy kis panel formájában amivel mindez már elérhető.

 

 Ezúton szeretném megköszönni 109HA563 barátom felbecsülhetetlen közreműködését az SD-projektben.

 Nos az nyilvánvaló hogy ez a panel nem fér el a szoros értelemben vett rádióban, de mivel már az elemtartót nem használjuk sem kitelepüléskor sem otthon, így oda lett elszállásolva.

 Az SD-vevő a belső akku helyén :

 

 

A számítástechnikai háttér :

 Önmagában véve a számítógép ugyan nem szükséges, de általa sok előnyhöz jutunk.

 Úgymint : rádióvezérlés, azonnali esetleg online loggolás, kéznél levő sávfelosztás és frekvenciajegyzékek, digitális üzemmódok mint PSK31 SSTV DRM stb lehetősége, változatos AF (hangfrekis) DSP-szűrők valós időben, hogy csak a fontosakat említsem. Információs társadalomban élünk.

 Ezért fölvettem a repertoárba az Asus EEEpc-900-at.

 Igazából csak egy kis netbook 10 collos kijelzővel, 1Gb rammal, Atom chipkészlettel. Már nem friss gyártmány (az indexen leírógépezték) de amit kell azt tudja. Meglepetésre (újonnan vettem) nem 4Gb-os SSD volt benne hanem igazi forgó 160Gb-os sATA merevlemez. Ennek eleinte örültem. Később már zavart a melegedése (meg a fogyasztása) így lecseréltem 16Gb-os sATA SSD-meghajtóra. Csendes hűvös és sokszorta gyorsabb vele a gép mint a mechanikus merevlemezzel. A külső mikrofonbemenete igazából sztereó (kétcsatornás), csak mindkét csatornán ad polarizálófeszültséget az esetleges mikrofonnak. Ez jó hír mert alkalmas az SD-panel jelének a fogadására - de gondolni kell a dc-leválasztásra. Továbbá a töltője 10.3V-os, tehát a 12V-os (illetve akkörüli) akkukról járatható és tölthető. A kijelző eléggé fényerős a kitelepülésekhez.

 

Esett szó a rádióról és a számítógépről de őket össze is kell kötni, így következik most :

 

Az illesztőegység:

 Fő feladata a pc és a rádió eltérő be-kimeneti szintjeinek egyeztetése. Eleinte csak ennyi is volt beleépítve, mivel akkor még külön távírókábelt használtam. Aztán jöttek a hangzós-távíróféle módok mint a psk, és hasonló opto-s elválasztással mint a távírókábelemnél, szándékoztam megvalósítani a pc-ről történő (és nem vox-os) adásindítást. Ezért belekerült a dobozba egy hasonló áramkör mint a távírókábel adóbillentyűzőrésze. De így 2 usb-com átalakítót kellett volna használni és dugosgatni a távírójack-et is. Szoftveresen is nehéz volt mert egyik szoftver a hangzótávírót szerette a másik meg a keményet, a harmadik meg nem tudott a kettő között választást biztosítani (pl DTR az adás, RTS a billentyű) így az operátor is belezavarodik. Eleinte a com-dugón látható kapcsolóval választottam RTS és DTR között, aztán inkább egy-egy diódával összekevertem a kettőt és a szoftvernek nem kell magyarázkodni hogy akarom billentyűzni az adót. Így ezt én választom ki a fekete dobozba épített apró kapcsolóval (a löket TX alatt). Beépítésre került egy kis kontrollhangszóró szabályozható hangerővel, így hallható is mi megy ki adásban.

 

 

 

 

 

 

A végfokozat :

 Egy közönséges cb-végfok, a Zetagi B47 (mint a bombázó). Aktív eleme a 2SC1969 rf-tranzisztor, és ennek megfelelően nem is tud csak 20 Wattot leadni, de ezt többé-kevésbé lineárisan és aránylag kedvező fogyasztás mellett. Persze ez is módosítva lett : az Rf-vox kiiktatásra került, helyette a rádió kapcsolja adásra. Ennek szükséges mivoltát a benne alkalmazott parányi relé indokolja. Hihetetlen ez a kép: otthon a konyhaasztalon fotóztam le a kis ütött-kopott kedvencem de a fotón szinte újnak látszik !

 

 

 

 

A CAT-osztó :

 

Akinek Yaesu FT-817 készüléke van, valószínűleg tapasztalta azt a problémát, hogy ha külső végfokot akar adásrakapcsoltatni pc-s (ilyenkor gép kapcsolja a rádiót, az meg a végfokot) hangzós módok esetén (pl. psk31) már nincs hova csatlakoztatni a CAT (pc-s rádió) vezérlést. A CAT-vezérléssel egy másik cikkemben foglalkozok részletesen. Némely antennatunerek biztosítanak ezért ugyan egy átjárást a pc felé, de akkor hogy kapcsoljuk az erősítőt adásra? Mivel a CAT vezérlés PTT parancsát nem mindegyik szoftver támogatja, csak az Rf-vox maradna, de azt jobb elkerülni. Egy ideig abban gondolkodtam hogy az illesztőhöz hasonlóan teljesen szeparált adás-vétel „koordináló egységet” építek, de ez sem igazi megoldás, sőt annyira nem is szükségszerű, mert korlátozott számú eszköz vezérléséről kell csupán gondoskodnunk. Világos volt hogy a készülék ACCesory csatlakozójáról külön kell választani a CAT vezérlést és a külső eszköznek szánt TX jelet.  Szerencsére a dugók bekötését a rádiók user maual-ja leírja, a hozzá szükséges 8 pólusú mini-DIN dugók és függő aljzatok beszerezhetőek, csak a mostanság kapható kínai hőre lágyuló műanyag dugóból azonnal kimelegszik az érintkező, szerencsésebb esetben csak megkotyogósodik. Én ezért vettem hozzájuk nyákba ültethető aljzatot (ami egy darabka telefóliás nyákra van felforrasztva a hőelvezetés miatt) és a dugó érintkezős ellendarabját ebbe dugva forrasztom be. De még ekkor is célszerű szikével (még a forrasztás előtt) fényesre kaparni a forrcsapokat.

 

A komplett állomás:

   A fenti elrendezésben a számítógép nem saját áramforrásról, hanem a líthium akkucsomagokról üzemel.

 Antennák :

Sokáig CB-re vertikális Bazooka-dipólt használtam. Ami azért jó, mert sávon belül még a sávszéleken sem emelkedik az állóhullámaránya. Ez 22-34 mHz-ig jó is volt, csakhogy ezen kívül még antennahangolóval sem kényszeríthető rezonanciára, és ami a fő : meglepetésre az egyszerű tripleg jobban szól és jobb riportokat is kapok vele. Sajnos a nagy sávszélességnek áldozatául esett az antennanyereség. Marad a szákbot-alapú triple leg. Kisebb ugyan a sávszélessége, de alsóbb sávokban úgysem azt „illik” tunerral kierőszakolt rezonanciában használni, ezért a T2FD néven emlegetett ellenállással lezárt ferdén telepített huzaldipólt használom. Nem mindig az előírt magasságban és lejtéssel, de eredményesen. Azért jó mert 40 és 10 méter között ( 7-28 mHz) használható és mindezt tuner nélkül! Tunerral leilleszthető 160m-re is (1.8 mHz) de ekkor gyaníthatóan a tápvezeték is sugároz ... Viszont kevésbé irányérzékeny mint a sima dipól, továbbá működési sávján belül ( 7-28 mHz) végig és folytonosan kellemesen alacsony SWR-el örvendeztet meg. Ebben az a nagy előny, hogy a működési frekvenciasávján belül nem kell a hangolóhoz nyúlni, csak a rádiót tekergetni. Ez viszont azt is jelenti hogy az antenna nem csillapítja az esetlegesen az adóban keletkező felhullámokat (harmonikusokat) és ha ezek még beleesnek az antenna működési sávba akkor ezek csillapítás nélkül lesznek az éterbe kisugározva.

Pár kísérlet után feladtam róluk fényképet illeszteni eme dokumentumba mivel alig látszik rajta némi drót, és más nem is derül ki.

Ezért ajánlom Karl Rothammel Antennakönyv-ét ahol mindenki első kézből utánanézhet eme típusoknak a 145, a 244 és a 259 oldalon. Annyit még hozzátennék hogy a triple leg táplálása egyszerű 50 Ohmos kábellel közvetlen megoldható, de a T2FD becsatlakozási ellenállása nem nyomható le 300 Ohm alá (400 Ohmos lezáróellenállással) és szimmetrikus tápvonalat igényelne - ami nekem nincs. Ehelyett 6:1-es ferrites balunt használok közvetlen az antenna táppontjában és ehhez csatlakozik az 50 Ohmos levezetőkábel. A balunokról is írtak már sokan, nálam jóval hozzáértőbbek is, ezért ezzel kapcsolatban csak annyit mondanék hogy névleges lezárásával tesztelve a balunt a melegedést előidéző teljesítmény 2/3-ával terheljük legfeljebb. A túlvezérelt vas a felharmonikusok és RFI (rádiófrekvenciás zavarás) melegágya. Persze legjobb a T2FD-t szélessávú vevőantennakét használni picike vassal, SWL (rövidhullámon hallgató) alkalmazásra nemigen van jobb. Csak egyszerűbb. De a kihúzott „szál madzag” persze rosszabbul teljesít.

Ha segítség, tanács kellene vagy kérdésed van, írd meg a Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát. címre !

 

© by 109HA561