PROJEKT     SSPA  mit  2 x BLF188XR

 
Was sich kürzlich getan hat . . .    01. Mai 2019

2016 - Oktober

So fing alles an ...

Bei meiner PA - OM2500HF - musste ich die Sende-Empfangsrelais erneuern.
Anfrage bei Werner DL9MBI, ob ich mir denn seine zweite Röhren-PA (GU43B) für ein paar Tage ausleihen könnte . . .
Diese war aber gerade im Einsatz und so bot er mir seine Eigenbau-Expeditions-PA  (5V7D)  an, bestückt mit einem BLF188XR.

Der Betrieb überzeugte mich - so etwas wäre schon interessant . . .
. . . aber die Materialkosten sollen 1.700 € nicht wesentlich übersteigen!

Und selber zusammenbauen müsste schon gehen, denn fertige Baugruppen oder Bausätze gibt es einige.

Verschiedene Möglichkeiten wurden mit Werner besprochen:
= K8FOD        -  einfaches Layout, beschrieb aber die Baugruppe als ziemlich empfindlich gegen SWR
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
= 4X1OF        -  leider keine Messdaten vorhanden
.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
= UA3QLC
      -  durchaus ansprechend, allerdings zeigen  DK4SX  und  DJ5PW  die Schwächen dieses Konzepts auf
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
= W6PQL      
-  sehr solide, gut dokumentiert mit ausgezeichneten Messwerten
                       Geteilte Platine   > der LDMOS kann deshalb aufgelötete werden   > siehe
Film (37MB)
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
= B26 RF2k5 
-  schon interessant, aber bisher keine Messwerte.
Beachtenswert: Die fehlende Speisedrossel!
                        Mehr dazu auf dieser Seite, in einem weiteren 
Fachvortrag  und  hier, kürzlich von DL9MBI gefunden.
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
= DG8DP        
-  prima Konzept mit guten Messwerten  - das Projekt wurde eingestellt
                         BIAS-Erzeugung relativ aufwändig
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

= DJ0ABR       -  erwähnenswert und interessant sind auch die Vorüberlegungen.
                         Bietet alles an, was man für eine  BLF188XR - PA  brauchen kann.
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

= PA0FRI       
- viele praktische Informationen, besonders zu Trafos und Kernen (niederländisch)
=======================================================================================================================================================================================

Folgendes Pflichtenheft für eine stationäre PA wurde erstellt

= Zwei Bausätze mit  je 1 x BLF188XR von  DG8DP
= Kombiner und Lowpassfilter (LPF) - Bausatz von W6PQL
= Stromversorgung:  2 x gebrauchte HP ESP-120 mit 50V/60A  (passen aber nicht ins PA-Gehäuse)

= Die wichtigsten Sicherheitsabschaltungen (STROM, SWR und OUTPUT) durch Hardware:
= SWR-Meter und PROTECTOR von  UA3QLC

= SWR-Brücke I zwischen LPF und Antennenrelais, falls am Ausgang ein Fehler auftritt
= SWR-Brücke II zwischen Kombiner und LPF, wenn das falsche Filter geschaltet wurde
   Besonders wichtig, weil an dieser Stelle die Rückwirkungen auf die Transitoren besonders hoch sind

= Vorteil mit zwei PA-Bausteinen:
   Hohe Leistungsreserven bei guter Linearität

= Nachteil:
   Erhöhter Material und Platzbedarf, höheres Gewicht und ein abgesetztes Netzteil

= Anzeige sämtlicher Werte
   durch einen   ARDUINO NANO V3  nach ON7PQ  (Solid State PA Control)  -  geändert für eine PA mit zwei Baugruppen
= Automatische Umschaltung
   der Lowpassfilter mit einem weiteren  ARDUINO NANO V3  nach  ON7PQ  (Antennea Matrix Switch)  - geändert für Tiefpassfilter

Nach zahlreichen gemeinsamen Überlegungen mit Werner wurde begonnen, das Material zu organisieren.
2016 - NOVEMBER
KÜHLUNG


Der massige Kühlkörper - gebraucht bei ebay - musste halbiert werden
Die Hälften bestimmen die Gehäuseabmessungen:
 H 155mm x B 445mm x T 370mm
Zuschneiden und abkanten der Alu-Bleche durch
- tnx Franz, DO1FKP
Können mehr als 900Watt Wärme
mit jeweils 3 Stück 70mm Computer-Lüfter
pro Kühlkörper auch abgeführt werden?

...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Versuchsaufbau Kühlung
Eine Kochplatte dient als Wärmequelle
Ergebnis:
Die kleinen Lüfter halten die Temperatur auf 62 Grad (Umgebung 25°C).
Tnx DL9MBI und DL6MFK
Die PA wird kaum mehr als 800 W Verlustleistung pro Baugruppe erzeugen.
Eine PWM-Schaltung hatte keinen besonders guten Regelbereich,
deshalb:
Klassische Längsregelung mit einem LM317 und 22kΩ-NTC
Eingangsspannung 24V   > max. 16 Volt an den 12V-Lüftern



............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Damit die Netzteile auch eingeschaltet werden können
sind zwei Brücken bei den  Signal Pins   erforderlich. 
Foto: K8GP - mehr Bilder bei 
K8GP
Jeweils 2 Meter 10² versorgen die PA
TNX Wolfgang, DG2MEL für die Kabel und das Verpressen

 2016  -  DEZEMBER
UMSCHALTEN   der   LOWPASSFILTER   mit einem  ARDUINO
Auswertung der Schaltspannungen
der DATA Buchse eines ICOM-756PRO III

Erste Versuche mit einem ARDUNIO NANO V3 und er Software von OK1CDJ
Hat funktioniert, war aber insgesamt etwas schwierig einzustellen
Wurde nicht weiter entwickelt.
Antennenumschalter-Software von ON7EQ

Auswertung der CI-V Frequenz-Daten
an der 3,5mm- Klinkenbuchse des IC-756PROIII
Handumschaltung per Drucktaster wenn keine Band-Daten vorliegen.
Anpassung der Software
 Die Baugruppen von W6PQL aus den USA treffen ein
LPF Bausatz von W6PQL  rev5

Inzwischen gibt es eine rev6 für bessere Filterwerte

Rechts gut erkennbar die parallel geschalteten 3kV SMD-Kondensatoren
Die Luftspulen für 6 Meter fehlen noch

Wurde noch mehrmals geändert!
2017 - JANUAR
 Die Teile aus UA treffen ein
Oben:
PROTECTOR für STROM, SWR, OUTPUT  mit zwei Leistungs-FETs

 Unten:  SWR-Brücken
Anordnungsentwurf für die Front- und Rückwand
Wird dann als CAD-Datei für eine Wasserstrahl-Schneidemaschine erstellt.

SCHRAUBERTAGE
Werkstattdurcheinander


PA 'Layout' Entwurf 1 im Uhrzeigersinn von unten links:
2 x SWR-Brücke - PA-Baustein I - Combiner - PA-Baustein II 
Splitter - Protector - LPF
Die PA-Bausteine sind noch aus Papier  Wurde noch mehrmals geändert!
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Winkelverbinder aus M3-Distanzbolzen 
Vorbereitung zum Kleben mit J-B Weld, einem Zweikomponentenkleber
Die M3-Muttern dienen als Abstandshalter
Winkel - fertig verschraubt


............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Für stärker beanspruchte Verbindungen:
 Gewindeeinsätze aus Stahl (M3 oder M4)

Aufbau der Lüftereinheit
  Auch hier Distanzbolzen und Klebetechnik
Und weiter geht's mit der Mechanik ...
Probeeinbau der Lüfterbaugruppe
2017  -  FEBRUAR
Die  LPF - Filter ändern



Größere Kerne
zur Verbesserung der Dämpfungswerte und geringere Erwärmung
Möglichst viele SMD-Cs in Parallelschaltung, um die HF-Ströme zu verteilen

Also auslöten der SMD-Cs: Zwei Lötkolben, Arbeitslupe, Feinpinzette und ...

=  160m und 80m   > jetzt mit 7-poligen Chebychev-Filtern  -  Kerne T130-2
=  80m                    > erweitern auf 60m, man weiß ja nie  -  Kerne T130-2  
=  40m-30m           > nun  T130-6 Kerne
=  14m-17m             > neue Bandkombination und ändern auf Kerne T130-6
=  15m-10m             > neue Bandkombination und eventuell Umbau auf Luftspulen
=    6m                     > unverändert

Allerdings wird mit den großen Kernen der Platz mehr als knapp! 

<Messen der SMD-Kondensatoren   Der Aufbau wurde nochmals geändert!
FILTER  berechnen
LPF für  80m und 60m
Hier zeigt sich allerdings schon, dass diese Bandkombination nicht günstig ist!

Freeware  RFSim99 
Berechnen von Windungszahlen, Induktivitäten, Drahtlängen und mehr ...

Freeware miniRingkern-Rechner

...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
SMD Kondensatoren für 160m        220pF 3kV - gestockt

LPF 160m Versuchsaufbau mit T130-2 Kernen
   VNA von Werner, DL9MBI - tnx!
 CAD-'Nachtschicht'   mit  DL6MFK, Robert - tnx!
Frontplatte





Wasserschnitt von AV Watertech
   Oben:
   Rückwand  (444 mm x 78 mm    Alu 3mm) 
 
   Links:
   Frontplatte (451 mm x 153 mm   Alu  3 mm)) 
BELASTUNGSTEST  LPF-Filter  
160m - rot (T130-2)  und  80-60m - gelb (T130-6)
10 Minuten CW-Dauersendung    2,5kW 
Kerne  55,2°C - Draht  66,3°C - Kondensatoren  32°C
Gemessen mit einem Infrarotthermometer

Langzeit Fernreise  -  das Projekt ruht ...
  
2017  -  NOVEMBER       Es geht wieder weiter ... 
Test der  UA-SWR-Brücke   -   ausgelegt für 2.4kW
Besonders auf den unteren Bändern
kommt es schon bei 750 Watt Dauerträger
zur Erhitzung des 'Rücklaufkerns'
auf über 70° !

Andere Kerne sind erforderlich und zwar
zwei 'gestockte' FT114-43 von   AMIDON.DE


TNX Werner, DL9MBI  für den Tipp mit den Kernen! 
2017  -  DEZEMBER  
Das PROTECTOR-MODUL  aus UA wird angepasst
Protector-2 STROMMESSUNG für die einzelnen PA-MODULE

- Die Messausgänge für den Drain-Strom
   werden unterbrochen und durch blauen Schottky-Dioden entkoppelt.

   (PIN 5-Leitungen der beiden  BSP660P bzw. S50085B)

   Nun können die Ströme der zwei BLF188XR (ohne einen zusätzlichen
   Shunt-Widerstand) getrennt erfasst werden.
   Später weggelassen

HF EINGANGSLEISTUNG überwachen

- Zusätzlich wird die Platine um einen Eingang erweitert  (PWR IN )
  Später weggelassen

- Der Vorwiderstand R8 (1k1) wird ziemlich heiß und gegen einen 
   belastbareren (5W/Keramik) ausgestauscht

SEQUENCER   mit   ARDUINO NANO  von   PA3CSG

Sequencer-board
Sequencer-nano-2

Geert, PA3CSG liefert die unbestückte Platine
und die passende Software

Die Ein- und Ausschaltverzögerungen für die drei Relaisausgänge
können über die Software individuell angepasst werden.


Auch gut geeignet zum externen Einsatz!






Eine vereinfachte Version kommt in der PA zum Einsatz








Foto und Schaltplan: PA3CSG
Weitere Materialbeschaffung
2 x BLF188XR
Bezugsquelle  RF & MICROWAVES  in Griechenland über ebay
Verhandelbarer Stückpreis 182 €

Einem wesentlich günstigeren Angebot aus China traue ich nicht ...



2 Stück Kupferplatten 12 mm
130mm x 190mm
bekommen bei ALU-VERKAUF.DE
2018  -  JANUAR   
Die  LPFs von W6PQL  auf T130-Kerne umbauen
LPF grosse Kerne ÄNDERUNG

- T130-Kerne
   Es stellt sich heraus, dass diese auf der Oberseite der Platine kaum Platz   
   haben.
   Also wieder umbauen: Alle Spulen kommen nun auf die Unterseite.


- Für erste Abgleichversuche wird dünnerer Draht genommen,
   da er leichter zu handhaben ist.

- In der endgültigen Bestückung wird 1,5mm CuL verwendet

< 80m im Versuchsaufbau  -  160m fehlt noch ganz

- 60m wird weggelassen:
   Zu schlechte Dämpfungswerte in Kombination mit 80m
MESSWERTE       @ mRS miniVNA
W6PQL      DJ8QP   (31OKT2018)
Bereiche f- Nutz f x 2 f x 3
160m @   2.00MHz   - 0.17dB  - 0.10dB @    3.60MHz   - 36.80dB  - 31.00dB @     5.40MHz  - 60.98dB  - 49.00dB
80m @   4.00MHz  - 0.17dB  - 0.10dB @    7.00MHz   - 38.70dB  - 34.00dB @    10.50MHz  - 55.46dB  - 47.00dB
40-30m @  10.20MHz   - 0.19dB  - 0.10dB @   14.00MHz   - 25.30dB  - 23.00dB @    21.00MHz  - 51.13db  - 44.00dB
20-17m @  18.20MHz   - 0.14dB  - 0.20dB  @  28.00MHz  - 26.15dB  - 26.00dB @   42.00MHz  - 46.37dB  - 40.00dB
15-12-10m @ 30.00MHz   - 0.19db  - 0.20dB @  42.00MHz  - 19.03dB  - 22.00dB @   63.00MHz   - 43.12dB  - 40.00dB
6m @ 54.00MHz  - 0.09dB  - 0.20dB @ 100.00MHz  - 31.62dB  - 32.00dB   @ 150.00MHz  - 56.03dB  - 46.00dB
   
Auch so könnte ein Display aussehen ...
DL9MBI 4Zoll-Arduino DL9MBI's

erste Programmierschritte
für die Anzeige aller wichtigen PA-Werte.

ARDUNIO MEGA 2560 R3 mit 4"-Display  - tnx Werner, DL9MBI


Die Werte entstehen noch per Zufallsgenerator ...
VERSCHIEDENE  ÄNDERUNGEN  &  ANPASSUNGEN
   
LAYOUT II: Die neue Anordnung der Baugruppen schafft Platz für Gehäuselüfter
   
Layout-2 Von unten links:

- Tiefpassfilter
- PA-1
- PA-2
- Kombiner und Splitter
- Sequenzer (halb verdeckt)
- Protector
- 2 x  SWR- und Wattmeter

- Unter dem zusätzlichen Winkel in der Mitte haben, falls notwendig,
  die acht temperaturgesteuerten Gehäuselüfter (50mm) Platz.

Auch hier noch Änderungen  ....
BOHREN  DER  KUPFERPLATTEN  und  KÜHLKÖRPER  -  tnx Franz, DO1FKP

1. antasten (mit eigens gefertigtem Stift)    2.  zentrierbohren    3.  bohren
 
Bei den KUPFERPLATTEN (130 x 190 x 12mm)
dient die Platine  als Schablone

Bei den KÜHLKÖRPERN sind die Kupferplatten die Schablone
Arbeitsschritte:  1. antasten  2. zentrierbohren  3. kernbohren   4. Gewinde schneiden   5. planfräsen
2018  -  FEBRUAR
Probebetrieb des  PROTECTORS
PROTECTOR test Funktioniert der PROTECTOR
auch mit zwei Netzteilen bei gemeinsamer Masse?

Ja - es gibt keine Potenzialprobleme.   √


Also vorläufig doch keine Entkopplungsdioden bei Parallelschaltung der Netzteile

Die Schutzschalter 2 x BTS500858
brauchen eine gewisse Grundlast, um überhaupt zu arbeiten. 



< Lastwiderstand

BTS50085

  - 58 Volt Arbeitsspannung
  - 9 mΩ Innenwiderstand
  - 44 A Laststrom
  - Geschützt gegen Überlast, -temperatur, -spannung und Kurzschluss
  - Stromsensor integriert ...
 
SWR-Meter aus UA umbauen  
UA-SWR neue Spule
UA-SWR Leistungstest
alt                                                neu
Neue Spule: 2x FT114-43   @30 Windungen CuL 0,6mm

Zufall?  Südlich der neue Spule liegt BOUVET  3Y . . . 
Leistungstest:  15 Minuten CW-Schleife mit 2.4 kW HF @1.8MHz
Erwärmung der neuen Ringkerne auf knappe 40° C
 √

Dann Abbruch, denn der Abschlusswiderstand wird zu warm.
Fertigstellung der Tiefpassfilter
LPF Schalltransistoren Die Schalttransistoren ( 5 x BD237),
vom ARDUINO angesteuert,
kommen einfachheitshalber auf die LPF-Platine.

BD237 
- NPN bipolar
- 80 V
-   2 A
- 25 Watt
MÄRZ 2018    -   PAUSE  WEGEN  EINER  AMATEURFUNK-NACHLASSVERWALTUNG

 

Lüfter Sensor1 Lüfter Sensor2
Zusätzliche Gehäusebelüftung
für die Bandpassfilter, den Kombiner, die Watt- und SWR-Meter ...

Steuerelektronik (LM317) der 8 x 50mm Kühlkörperlüfter
Die NTC-Widerstände (22kΩ im Glasgehäuse) sind eingetroffen!

Änderung: Vereinfachung der Verdrahtung
Aufkleben der NTC-Widerstände auf die Trägerplatte








  1. Regelung der Kühlkörperlüfter

  2. Regelung der Gehäuselüfter

  3. Temperaturanzeige der Kühlkörper
(ARDUINO)




2018  -  APRIL  
CNC - Arbeiten  -  tnx Werner, DL9MBI
Lueftungsschlitze 
Bohrschablone 
Rückwand oben: 3 von 6 zusätzlichen Lüftungsschlitzen
Bohrschablone für den Gehäusedeckel - fals erforderlich!
PAUSE    -    REISEVORBEREITUNGEN  &  REISE 
2018  -  JULI       . . .  es geht wieder weiter!
Versuchsaufbau der PA-Steuerung nach ON7EQ 
  < Die Messwerte sind noch statisch




Ein ARDUINO NANO
zeigt an und kontrolliert
 
2018   -   AUGUST
PARALLELSCHALTUNG  der  SERVERNETZTEILE  HP ESP-120 
HP ESP-120
Input    : 220V - 240V
Output  :  51.4V / 57A max 
Leistung: 2950W

Kann man zwei dieser Netzteile bedenkenlos parallel schalten?
Man findet nicht wirklich eine eindeutige Antwort darauf ...

Interessant:
In einem Film zeigt KF8OD zwei ESP-120 in Parallelschaltung.

Eine Rückfrage bei Mike ergibt letzte Gewissheit:

Es geht und zwar ohne zusätzliche Entkopplungsdioden - tnx Mike!


Foto: K8OD
Programmierarbeiten an der  ON7EQ- Controller-Software 
 
ARDUINO  NANO

- Drei Digitalausgänge fallen weg: PRE_AMP + FAN + supply_50v
   Einer davon wird zur PTT-Erkennung geändert


- Dadurch wird der
   Analogeingang für die bisherige PTT-Erkennung frei
- Dieser wird nun
   für die Strommessung am zweiten PA-Modul programmiert


- Schutzabfragen müssen noch angepasst werden ...
  
   Soweit alles angepasst
. . . und ab in den Probelauf . . .
Weitere Arbeiten an der Mechanik 
 
Die Kühlkörper sind zwar schon plangefräst,
müssen aber für einen guten Wärmeübergang zu den Kupferplatten
noch geschliffen werden.

- Weitere Gewindeeinsätze in die Kühlkörper montieren

- Kühlkörper schleifen

- Kupferplatten fräsen und schleifen 

- Rückwand bohren und schleifen 

- Frontplatte bohren und schleifen 

 
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
 
 
Kühlkörperseite einer der Kupferplatten.
Gebohrt, aber noch mit ursprüglicher Oberfläche.
Planfräsen der zwei Kupferplatten bei DO5HT - danke Hermann!
Die Übergänge (~20µ) verschwinden dann beim Schleifen.
..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
  Probebetrieb ARDUINO


Ausprobiert werden

die FRONTPLATTEN Ausschnitte,

der ARDUINO NANO als Controller (ON7EQ) zusammen mit

dem PROTECTOR und

dem WATTMETER
(beide aus UA und nicht im Bild)


< Angezeigt wird hier die HF der Röhren-PA
ARDUINO programmieren        (12AUG2018) 
  BANDFILTER-SCHALTER

Um ein unbeabsichtigtes Überschreiben der EEPROM-Speicherplätze
durch die grünen UP/DN-Taster auszuschließen,
wird der noch freie RX-Digitalpin folgendermassen programmiert:

- Ist kein CAT-Signal vorhanden, also 'MANUELL'-Betrieb,
  dann liegt ein Anschluss der Taster über den RX-pin auf Masse
  und kann aktiviert werden.

- Ist ein CAT-Signal vorhanden und die Frequenz wird angezeigt,
  dann liegt dieser Anschluss über den RX-pin auf 5Volt.
  Die UP/DN-Tasten haben dann keine Wirkung.

Die grünen Taster sind zum manuellen Ausswählen der Bandpassfilter
aber auch zum Programmieren der EEPROM-Speicherplätze.
 
MECHANIK    -    LAYOUT  Version 3
  Nachdem die zwei ARDUINOS zusammen mit allen Komponenten
in ein Weissblechgehäuse kommen,
musste ein Teil der Baugruppen neu angeordnet werden:

Die HF-Koppler vor den LPF-Filtern und im Ausgang werden   
stehend angeordnet.

Baugruppen, die keinen Abgleich brauchen,
kommen in die untere Ebene:

Das sind
der HF-Koppler im Eingang und der Splitter

unter die ARDUINOs, sowie
der Combiner unter den  PROTECTOR

... und es ist doch noch etwas anders geworden ... 
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
 

Splitter          Wattmeter-INPUT          Dämpfungsglied 10dB

SWR II-LPF         Wattmeter-OUTPUT     COMBINER
Beide Anordnungen wurden auch noch geändert ...

 
.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
  STROMSCHIENEN' für die Kühlkörperlüfter und


kompaktere LÜFTERREGELUNGEN
 (LM317)




ÄNDERUNG
      (21AUG2018)

aus mechanischen Gründen und wegen des Platzes!



 

... und manchmal ist es nicht schlecht, eine Pause zu machen und zum Beispiel während eines Waldspaziergangs auf interessante Lösungen zu kommen! 

2018  -  SEPTEMBER
ARDUINO NANO   -    Balkenwattmeter          Software Version 23 von 27         (18SEP2018) 
  Automatische Umschaltung des Anzeigebereichs:

= Befindet sich die PA im STBY-Modus,
   dann zeigen die Balken maximal 120 Watt an.

= Wird die PA in den OPERATE-Modus geschaltet,
   dann sind dafür 2kW erforderlich. 
MECHANIK  &  ELEKTRIK           PTT-SCHALTEINHEIT         (21SEP2018) 
                 
                    SEQUENCER  - intern      ARDUINO NANO 328

                     Relais 1+2      SIEMENS VAKUUM   VR312  26.5V     
                     Relais 2+3     OMRON G5A-234P 2 x UM non-latching 24V   1A/30V
                     TIP120          NPN Darlington 60V / 5 A
                        

                                                      
                     Lastfreies Schalten der HF-Relais

                    - Ausgang D3 steuert über T1 die HF-Vakuum-Relais (Rel 1+2).
                    - Ausgang D4 steuert über T2 die Relais
                      für die BIAS-Spannungsversorgung
 



Idee
abgeschaut bei PA3CSG
2018  -  OKTOBER
HF-PLATINEN  bestücken


Was man so alles braucht für SMD-Bauteile:

- beleuchtete Arbeitslupe
- Lötkolben mit feiner Spitze 
(Weller WSD81i @380°)
- feines Lötzinn mit gutem Flussmittel (Fluitin 0.5mm 60% SN)
- Pinzette
- ruhige Hände und
  die Dreibein-Festhaltehilfe von DL9MBI
  als dritte Hand ...


  Prima Idee, Werner - DL9MBI

... und wenn mal was schief geht,
  einen zweiten Lökolben zum Auslöten!


- Test der Bias-Erzeugung mit VDC = 32 Volt
  Grundeinstellung VR1  4 Volt
 

  Feineinstellung VR2 mit Temperaturkompensation


   Gemessen mit HAMEG  HM1507


Dämpfungsglied ~ 5dB

 (2x330/33/2x330  2Watt Metallfilm)


welches zusammen mit dem 10dB Dämpfungsglied (100Watt) vor dem Splitter,
der Halbierung der Eingangsleistung durch den Splitter (3dB) eine Gesamtdämpfung von rund 18dB ergibt.

Der TRX kann nun auch mit voller Leistung (120W)
keinen Schaden anrichten.

Nach reichlich SMD-Bauteilen nun mal wieder Software zur Hardware      07OKT2018


Änderung  

Durch die größere Bedämpfung im Eingang entfallen
das Wattmeter und die Überwachung der Eingangsleistung.

Der dadurch frei gewordenen Digitalpin des ARDUINO
schaltet nun über einen Transistor
(TIP120) die Lüfterregelungen
ein oder aus. (Temperatur und Hysterese programmierbar)
< Wärmetest des TIP120 mit 1,2 A Belastung
 
(Im Luftstrom - 70°C Kühlkörper simuliert)








HF-DROSSELN   und   TRANSFORMATOREN


DRAIN -Speisedrossel
3 Windungen bifilar  -  Kern LAIRD 28B1020-10 
Litze 2,5² Silicon   2 x 350 mm lang
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


Wickelschema der bifilaren  Speisedrossel
Messung DL9MBI, Werner  - tnx!
Messwerte der Übertrager und des Baluns:
SWR 
<= 1,2 
Rückflussdämpfung  > 20dB
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



Vorbreiten der Koaxkabel
Übertrager   2 x 37cm 
TC-20 Koax   18,6 Ω   2,8 mm  Teflon
Einbaufertige Übertrager und Balun (rechts)
        
 Balun   41 cm   DXW50 Koax  50 Ω   3,7 mm  Teflon
Kerne  LAIRD 28B1020-100
      Trennkondensatoren  C13 - C18
      6 x  100nF/200V/Material C0G
...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................  
Vorbereitungen für ein späteres 7" - Display
Erste Gestaltungsversuche
mit einem 7"-Display   -    tnx Matthias, DC5ME

ARDUNIO MEGA 2560 - SHIELD  V2.2
7"-TFT-Display
(Backlight 5V @400mA - Driver 3.3V @200mA)
Der Onboard-Regler (AMS1117)
ist mit 400mA für das Display reichlich überfordert.

  Er wird entfernt
und durch einen externen 7805CV ersetzt.

Experimentierplatinen für
ARDUINO MEGA mit Shield

CNC gefräst und gebohrt  - 
tnx Werner, DL9MBI


..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................  

TIPP: Nachträgliches Bohren in Geräten

         Es ist praktisch, wenn man die Austrittsseite des Bohres
mit TESAFILM beklebt,
um die Späne festzuhalten.
Änderungen

Wegen des Platzbedarfs für den geplanten ARDUINO MEGA 2560
kommt der Splitter auf die Unterseite

Untere Ebene v. l.

SWR II   (SWR zwischen Kombiner und LPF)
Kombiner mit Ausgleichswiderstand bei Unsymmetrie 
(100Ω/500Watt)
SWR I  
(Wattmeter und SWR im Ausgang)

Oben

Dämpfungsglied  
(50Ω/10dB/100Watt)
Splitter mit Ausgleichswiderständen

... und alles liegt im Ansaugluftstrom ...

Was bis zum Ende des Monats erledigt sein soll ...
   


Die externen HP-Netzteile parallel schalten und testen 


PA-Bausteine
Die Speisedrosseln vorbereiten und einbauen
Statt Adern-Endhülsen ein Dratwickel
...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................  
   
ARDUINOS

Übersichtlichere Verdrahtung in neuem Gehäuse




Die Pi-Filter für die Ein- und Ausgänge  (C - R/L - C)
mit  SMD-Kondensatoren  (10nF/500V)

 




LPF: Einbau und Feinabgleich  (Werte siehe hier)

Versuch:
Beeinflusst die Nähe von Alublech die Werte der Filter wesentlich?  Nur bei sehr geringem Abstand (1mm) 



T130-Kerne auf der Unterseite der Platine von W6PQLL

2018  -  NOVEMBER
VERDRAHTUNGSARBEITEN 



TIPP Verdrahtung:

Gut geeignet sind die Litzen der
der alten LPT-Druckerkabel.


24 verschiedenfarbige Adern
 Außendurchmesser 0,8mm

 
Koaxkabel
RG142 am Ausgang der Bandfilter

Auch hier verhindert 'Wickeltechnik' das Ausfransen



D-SUB BUCHSE 09

Links die abgeschirmte Leitung für das CAT-Signal mit Ferritkernen (blau), aber ohne Kondensator

Rechts die PTT-Leitung mit Abklatschkondensator
(220nF/50V) und Ringkerndrossel
........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 
  Aus schaltungstechnischen Gründen
liefern nun zwei dieser Baugruppen
Stromwerte für den ARDUINO (ON7EQ)

ACS758LCB-050B-PFF-T
- Hallgenerator
- 50A bidirectional

- 40mV/A Empfindlichkeit
- 100µΩ Durchgangswiderstand

- 5.0 Volt Betriebsspannung
Testaufbau für die Strommessung


Unterseite mit dem
Operationsverstärker

Ausgangsspannung bei
I =  0 A  >  2.500 Volt
I =   1 A  >  2.520 Volt
I = 10 A  >  2.920 Volt ...

Anpassung der Software
 
...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................  
 
Verdrahtung der Antennenrelais

Koax dick RG142  1300Watt @100MHz
Koax dünn UT-085  175Watt @500MHz

Wärmeleitpaste auf die Kupferplatte auftragen

Leitpaste  ARCTIC MX-4  (4g)   Leitfähigkeit 8,5W/mK
Weniger als 2 Gramm reichen für 190 mm x 130 mm

Tipp: Als Spachtel eine alte Kreditkarte
........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 



Umbau des PROTECTORS:
Schraubanschluss für das 4mm²- Kabel

Distanzbolzen M4 x 8mm
Verdrahtung des

SEQUENCER mit dem ARDUINO
 

HF-Platine
Anschlüss 50V mit schwarzem Teflon-Unterleger
und zusätzlichen SMD-Kondenstoren
10nF/500V 
...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................  


Kabeldrossel
Vorbereitung zum Einschrumpfen

Kerne 4 x  CST9.5/4.8/4.8-4S2
 



Kabeldrosseln fertig eingebaut

Jede PA-Baugruppe hat eine eigene
4mm²-Leitung
Rechts der Schraubanschluss M8
für die externen Netzteile
2 x HP ESP-120  51.4V /je 60A
 
PROTECTOR

Er bekommt einen 5Watt Vorwiderstand
der jetzt nur noch handwarm wird ...




2018  -  DEZEMBER 

Erste Gleichstromversuche mit den Baugruppen ...     Einbau der BLF188XR ... 

Einstellen der Ruheströme mit einem Labornetzteil (50V / 5A)  √

Probebetrieb mit den 'harten' HP-Netzteilen (51V / 120A) und extra Schmelzsicherung für alle Fälle ... 

 
BLF188XR      Die Wärmeleitpaste auftragen ...


(Diese Menge ist mehr als genug!)


... am besten mit dem Finger verteilen,
die Anschlüsse danach entfetten  ...

(Die Trägerplatte darf noch durchscheinen!)


... dann auf die Kupferplatte schrauben
und 
- für den Fall des Falles -
vorläufig nur punktuell verlöten.


..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
BIAS   TEMPERATURKOMPENSATION

R10 = 22K ersetzt durch 15k,
parallel dazu 100k ergibt eine leichte Überkompensation.
Der Ruhestrom von 2,5A sinkt zwischen 20° und 45° Gehäusetemperatur um knapp 100mA.

Schaltplan: DG8DP
08. Dezember 2018
Mit 'BAIKAL' ein Prost

auf die allerersten 500 Watt mit einer 'Palette'!

Überraschung:
Der Stromstoß der 220µF-Siebkondensatoren
auf den PA-Bausteien löst beim Einschalten der 50V Betriebsspannung die Schnellabschaltung aus.

 Sie werden ersetzt durch kleinere Folienkondensatoren.
Folienkondensatoren
statt Elkos  2 x 1
µF / 100V






............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 
   
 
11. Dezember 2018
Auch auf die 500 Watt der zweiten Baugruppe
ein Prost  -  mit 'Havana Club'!
-----------------
13. Dezember 2018 um 16:40z

Erstes SSB-QSO mit DL9MBI - tnx!
750 Watt Ausgangsleistung mit einem PA-Baustein
Kommentar von Werner: "Modulation astrein"!


Der NTC (10kΩ) kommt zur noch besseren
Temperaturkompensation der Gate-Spannung
 direkt zum
BLF188XR







PA-Ausgang zum Kombiner
Koax  DXW50 mit je gleicher Länge

Rechts eine Kabeldrossel (+51V) mit 4 Kernen





..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2019  -   JANUAR

Verstärkung der PA-Bausteine auf den verschiedenen Bändern

~ 1.90 Volt an den Gates = 2.5 A Ruhestrom

BAND ~ Ausgangsleistung (W)
PA 1  an  50Ω
~ dB ID (A)
6 100 28.2 9.2
10 180 30.8 10.3
12 190 31.0 10.5
15 230 32.0 12.2
17 240 32.0 12.4
20 300 33.0 14.7
30 300 33.0 14.9
40 490 35.1 17.1
80 500 35.2 19.2
160 620 36.1 18.7
BAND ~ Ausgangsleistung (W)
PA 2  an  50Ω
~ dB ID (A)
6 95 28.0 9.5
10 160 30.3 10.3
12 180 30.8 10.4
15 210 31.5 11.8
17 220 31.7 12.0
20 260 32.4 14.4
30 290 32.9 15.1
40 440 34.7 17.0
80 450 34.8 19.2
160 610 36.1 19.0
BAND ~ Ausgangsleistung (W)
PA 1 + 2  an  50Ω  Dummy
~ dB ID (A)
6 120 29.0 11.6
10 160 30.3 14.9
12 160 30.3 15.0
15 210 31.5 16.7
17 200 31.2 17.2
20 260 32.4 20.1
30 260 32.4 21.1
40 400 34.3 23.7
80 480 35.0 24.5
160 550 35.6 25.2

~ 5 Watt Eingangsleistung mit 15.5dB Dämpfung entsprechen  ~ 0.150W am Eingangstrafo


~ 5 Watt Eingangsleistung mit 15.5dB Dämpfung entsprechen  ~ 0.150W am Eingangstrafo


~ 5 Watt Eingangsleistung mit 15.5dB Dämpfung
zusätzlich 3db durch den Splitter
 entsprechen  ~ 0.075W an den Eingangstrafos

     
Die ermittelten Werte decken sich weitgehend mit den Messwerten von DG8DP
Etwas schlechtere Verstärkung, wenn der LDMOS nur punktuell eingelötet ist!

Und wie heisst das Grundgesetz des Meßwesens?   WER MISST MISST MIST!
................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Zusammenschalten der beiden HVF-1k2

Gleich lange Koax-Leitungen  (UT-085) vom Dämpfungsglied zum Splitter und
(DXW50) von den HVF-1k2-Baugruppen zum Kombiner.

03-JAN-2019  09:23  -   Erstes QSO mit DL9MBI (750Watt)    Tnx Werner und ein Prost mit 'Obstwasser' !

Kleine Änderungen an der Verkabelung der Netzteile

................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Ältere Version      Die Werte erzeugt ein Zufallsgenerator.

7"-TFT-Display


ARDUNIO MEGA 2560 - SHIELD  V2.2

Die Programmierarbeiten (DC5ME) schreiten zügig voran,
so daß die ürsprünglich geplanten Anzeigen
wohl
nicht mehr zum Einsatz kommen werden.


Zum Film    Tnx Matthias
.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 

Handwerkerspruch: Arbeit zieht Arbeit nach sich!

Eine neue Frontplatte für das 7"-Display muss her und die bekommt einen Rahmen aus Alu-U-Profilen.
Das gibt zusätzliche 20 mm für das Display und die Verkabelung ...

.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 


Noch nicht ganz fertig, aber schon betriebsbereit.
QSOs werden schon gefahren ...



Die Baugruppen im Uhrzeigersinn von links unten:

TIEFPASSFILTER - PA1 - PA2 - PROTECTOR und Vakkumrelais
Der freie Platz ist für den ARDUINO MEGA 2560

Auf der Unterseite:
SPLITTER - KOMBINER - 2 x PWR/SWR Messbrücken
SEQUENCER - NETZTEILE 24/12 Volt ...

REISEPAUSE
2019  -  MÄRZ


SEQUENCER

Leider stört der ARDUINO NANO des Sequencers auf 80m,
nahm ich jedenfalls an, denn mit dem Ausschalten verschwanden auch die Störungen.

Trotz zahlreicher Abblockmaßnahmen war da anscheinend nix zu machen ...
Erst später stellte sich heraus, dass es ein externes Minischaltnetzteil war,
das am gleichen Stromkreis angesteckt war!

Endgültig Licht in die Sache bringt eine Messung mit meinem Spektrumanalyzer.

(Modell AT5011  -  SCANWIDTH 10 MHz  -  20dB ATTENATOR)


Die Sinale von links nach rechts:

F1      ARDUINO  32 MHz
F1x2  ARDUINO   64 MHz
UKW - Sender


SEQUENCER

Nun soll doch eine Baugruppe ohne µC die Aufgabe übernehmen.
Ideen dazu finde ich auf der Seite von OK2KKW.

Nur eine paar unbedeutende mechanische Änderungen sind notwendig.

Mit integriert wird, über die NAND-Gatter,
daß auch Fehlermeldungen vom ARDUINO MEGA
oder die Auslösung des PROTECTORs zum Blockieren der PTT führen.
Auf Anraten von Werner verwende ich die NAND-Gatter  4093 - tnx.

Ein Weißblechgehäuse sorgt für Einstrahlfestigkeit.

SEQUENCER

Probeaufbau mit 2x CD4093 und den zwei Schaltstufen
Betriebsspannung 5 Volt  -  Schaltspannung 24 Volt 


2019 - APRIL

SEQUENCER

Fertig verlötet in  'selbsttragender' Bauweise.

Funktionsweise:
Geht der PTT-Eingang des NAND-Gaters U1-4 gegen  NULL,
dann werden die Zeitverzögerer gestartet.
- Der untere Zweig schaltet sofort ein, aber verzögert aus 
> ANTENNENRELAIS
- Der obere Zweig schaltet verzögert ein, aber sofort aus 
>  BIASVERSORGUNG

Zwei PNP-Schaltstufen können den Ablauf blockieren:
- Wenn keine Betriebsspannung (51 Volt) vorhanden ist
   (der PROTECTOR hat z.B. ausgelöst) oder
   wenn der Fehlerausgang
des ARDUINO auf NULL geht.



ANTENNENRELAIS    sofort ein - um 172mS verzögert aus    (rote Linie / gelbe Linie PTT)



BIAS    um 146 mS verzögert ein   -  sofort aus  (rote Linie /gelbe Linie PTT)

TNX Werner DL9MBI für die Messungen!

REISEVORBEREITUNGEN  . . .

Einbau des Sequencers und provisorische Inbetriebnahme (ohne Display und mit mechanischem Bandschalter)

--------------------------------------------------------------------------------
Software-Abend mit  DC5ME,  Matthias  -  tnx!

'Rohprogrammierung' und Test der Analogeingänge
MAI  bis  OKTOBER 2019    LANGZEITREISE

===================================================================================================================================  Besucherzaehler  ====

Ein so umfangreiches Bauvorhaben lässt sich ohne die tatkräftige Unterstützung von Freunden nicht verwirklichen.

Danke an

DC5ME Matthias - DF1AI Armin - DG2MEL Wolfgang - DL3MBG Christian - DL6MFK Robert - DL9MBI Werner - DO1FKP Franz - DO5HT Hermann