DL5BO

Ham Radio, Amateurfunk aus JO43BJ

7300-Extender

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Entwicklungsstand: V 0.6.6

Einführung

Der Icom 7300 ist zurecht eines der meistverkauften Amateurfunkgeräte weltweit. Gemessen an seinem Funktionsumfang und der verwendeten Technologie ist es zudem auch seinen Preis wert. Allerdings gibt es ein paar Dinge, die ich schon sehr gerne auch bei ihm finden würde. Teilweise, weil ich diese vom meinem IC-7700 kenne und schätze, teilweise, weil ich sie als Verbesserung des ohnehin schon guten Gerätes empfinde.

Der Sendeempfänger verfügt zwar nur über einen Antennenanschluss, ist aber in der Lage, den gesamten Kurzwellenbereich, das 6m und das 4m Frequenzband abzudecken.
Zumindest in meiner Realität sieht es dann so aus, dass für die Kurzwelle eine Drahtantenne zur Verfügung steht, für die Bänder 20m, 15m und 10m zusätzlich eine Richtantenne. Für die Frequenzbänder 6m und 4m stehen jeweils eigene Antennen zur Verfügung. Es sind also vier Antennen, die den Weg an den Sendeempfänger finden sollen.

Natürlich kann man das per Handumschalter erledigen, aber den Komfort des IC-7700 mit seien vier Antennenausgängen, die den Frequenzbändern zugeordnet werden können, hätte ich schon ganz gerne auch am IC-7300. So hätte ich jede Antenne dauerhaft angeschlossen und bräuchte nur noch die gewünschte Frequenz einstellen.
Da das Projekt auch andere ansprechen soll, werden bis zu sechs Ausgänge eingeplant.

Was ich ein Wenig bei meiner Wohnsituation vermisse ist, dass der Empfänger besser vor den vielen Störfeldern geschützt ist, die es in meiner Umgebung gibt. Daher würde ich ihm gerne ein schaltbares Bandpassfilter vorschalten, dass wenigstens die Signale abhält, die außerhalb des Empfangsbandes liegen.

Der IC-7300 ist wie geschaffen für den Aufbau einer kompakten, aber leistungsfähigen, Sendestelle. In der Realität sieht es dann aber meistens so aus, dass sich um ihn eine Vielzahl weiterer Geräte ansammeln. Da findet man Antennenumschalter, VSWR-Meter, Netzteile, Endstufen, Lautsprecher etc.. Wenigstens die ersten beiden genannten möchte ich aber in einem Gehäuse unterbringen. Wer mag, kann das Gehäuse aber auch größer wählen und noch mehr darin integrieren.

Für mich bedeutet das jedoch, dass ich einerseits einen Leistungsverstärker zwischen Sendeempfänger und Extender schalten können muss, andererseits diesen auch bei zu hohem VSWR automatisch abschalten könnte.

Weil ohnehin ein LCD verwendet wird, könnten auch noch Dinge dargestellt werden, die, zumindest in meiner bevorzugten Einstellung, nicht im Display des Sendeempfängers zu sehen sind.

Was er können sollte

  • Einen HF- Eingang auf bis zu sechs Ausgänge verteilen
  • Freie Zuordnung der Ausgänge zu einem Frequenzband
  • Separate Zuweisung von Antennenanschlüssen für den Empfang
  • automatisches schalten von Bandpassfiltern im Empfang
  • abschaltbare Bandpassfilter
  • VSWR- Abhängiges unterbrechen der SEND- Leitung
  • VSWR- Messung und Anzeige als Zahlenwert
  • Anzeige von Vorlauf und Rücklauf als Bargraph
  • Sendeleistungsanzeige in Watt
  • Anzeige der am Sendeempfänger eingestellten Sendeleistung in Prozent
  • Sendeleistungserkennung und automatische Umschaltung der Empfindlichkeit
  • Anzeige der am Sendeempfänger eingestellten Mikrofonverstärkung in Prozent
  • Anzeige der eingestellten Frequenz
  • Anzeige der eingestellten Modulationsart
  • Separater Abgleich der gemessenen Sendeleistung je Frequenzband
  • Anzeige des Zustands von Noise Blanker und Noise Reduction
  • Schalten des manuellen Kerbfilters und einstellen seiner Position
  • direktes Einstellen von CW-Pitch
  • direktes Einstellen der Keyer-Geschwindigkeit
  • direktes Abrufen des Sprachspeichers 1 auf Knopfdruck
  • umschalten der Filterbandbreiten per Knopfdruck
  • paralleles verschieben beider PBT-Durchlasskurven mit nur einem SHIFT Drehregler
  • Erzeugung eines voreingestellten RTTY Tune Signals für einen ATU auf Knopfdruck
  • Durchschalten der Bänder mittels eines Bandwahlschalters
  • Anzeige der eingestellten Frequenzbänder innerhalb ihrer Grenzen
  • S-Meter-Anzeige als Zahlenwert
  • S-Meter-Anzeige als Bargraph bis S9
  • Möglichkeit, ein Zeigerinstrument als S-Meter anzuschließen
  • Einstellbarkeit der Transceiveradresse
  • Einstellen der Displayhelligkeit mittels Dimmer
  • Einstellhilfe für das analoge S-Meter
  • ...

Mal schauen, was mir sonst noch so auf dem Weg einfällt.

Blockschaltbild

Gedacht ist der Grundsätzliche Aufbau, wie nachfolgend zu sehen ist. In meinem Fall werde ich das alles in ein Gehäse bauen. Allerdings könnte man genauso gut z.B. die Antennenumschaltung in ein externes Gehäuse bauen, oder sogar einen bereits vorhandenen Antennenumschalter ansteuern.

Blockschaltbild

 

Vorläufige Pin Liste

Signal Pin Zustand, wenn aktiv
VSWR Vorwärtsleistung A0 analog
VSWR Rückwärtsleistung A1 analog
PTT-Eingang D2 LO
Dimmerausgang D3 inverse PWM
analoges S-Meter D4 PWM
PTT-Ausgang D6 LO
Filter Bypass D7 HI
Antenne 1 D8 HI
Antenne 2 D9 HI
Antenne 3 D10 HI
Antenne 4 D11 HI
Band, DT D12 LO
Band, CLK D13 LO
Antenne 5 D14 HI
Antenne 6 D15 HI
Seriell-TX D16  
Seriell-RX D17  
VFO, Pin !A D18 LO
VFO, Pin !B D19 LO
20x4 LCD D20 SDA, Adresse: 0x27
20x4 LCD D21 SCL
Filter 4m D22 HI
Filter 6m D23 HI
Filter 10m D24 HI
Filter 12m D25 HI
Filter 15m D26 HI
Filter 17m D27 HI
Filter 20m D28 HI
Filter 30m D29 HI
Filter 40m D30 HI
Filter 60m D31 HI
Filter 80m D32 HI
Filter 160m D33 HI
Filter BCD1 D36 HI
Filter BCD2 D38 HI
Filter BCD3 D40 HI
Filter BCD4 D42 HI
Taster Set / Reset D44 LO
Taster Menü D46 LO
M-Notch, Taster D48 LO
M-Notch, Pos DT D50 LO
M-Notch, Pos CLK D52 LO
Filter Auswahl, Taster D61 LO
Shift, DT D62 LO
Shift, CLK D63 LO
MEM1, Taster D64 LO
Key Speed, DT D65 LO
Key Speed, CLK D66 LO
Tune, Taster D67 (A13) LO
CW Pitch, DT D68 (A14) LO
CW Pitch, CLK D69 (A15) LO

Anmerkung zum Filter Bypass Relais

Das Relais ist so zu beschalten, dass es die Filter überbrückt, wenn es stromlos ist.
Ich empfehle sehr, dessen Versorgung bereits mit dem PTT-Eingangssignal auch zu unterbrechen.

Anmerkung zum Antenne 1 Relais

Das Relais ist so zu beschalten, dass es das HF Signal an Antennenanschluss 1 durchleitet, wenn es stromlos ist.
Die meisten am Markt verfügbaren fernbedienten Antennenumschalter unterstützen kein Durchleiten bei Stromlosigkeit. In der Regel wird der Anschluss gegen Erde gelegt. Daher wird der Ansatz aufgegeben.

Anmerkung zu Drehencodern und Tastern

Wer billig kauft, kauft Ärger. Im eigenen Interesse sollten Bauteile guter Qualität und nicht die billigsten gekauft werden, da diese oftmals nicht sauber schalten, oder übermäßig prellen.

Hauptkomponenten

Komponente Anmerkung
1x Arduino Mega zentrale Steuereinheit für alles
1x 20x4 Display Anbindung über I²C
1x großer Drehencoder Als VFO2. Wird auch als Drehencoder für CNC Geräte angeboten
5x Drehencoder mit Tasterfunktion Bedienelemente auf der Frontplatte
1x Taster Für das Menü
2x einstellbare DC/DC Wandler Zur erzeugun von 5V und 24V (für Vakuum Relais)
1x Zeigerinstrument Als analoges S-Meter
Mehrfach Antennenumschalter z.B. von OK2ZI
VSWR Messbrücke werden z.B. von 60dbm oder eb104 angeboten
HF RX Bandpassfilter werden z.B. von 60dbm oder ebay angeboten
2x Vacuum Relais Sende- Empfangsumschaltung am Bandpassfilter (z.B. von Siemens, Jennings o.ä.)
1x Gehäuse Ich verwende ein 1458E5 von Hammond

Der Aufbau

Eins gleich vorneweg. Ich werde zum Extender keine Platine gestalten.

Warum?

Das hat mehrere Gründe. Einer ist sicherlich, dass ich für mich keinen zweiten bauen werde. Andererseits bin ich aber auch der Meinung, dass nicht für jedes Projekt eine ausgearbeitete Platine notwendig ist. Das hinterlässt zu häufig den Eindruck, dass es nicht anders ginge, was oft abschreckend wirkt.

Aber es geht sehr wohl anders und das auch nicht viel schlechter.

Daher wird dieses Projekt auf Streifenrasterplatine realisiert, früher auch unter dem Namen Veroboard bekannt.

Zum einen ist das völlig ausreichend, zum anderen soll nicht jeder, der nur einen Teil des Extenders nutzen will, gezwungen sein, das Ganze aufzubauen. Außerdem lassen sich dafür Schaltungen mit Leichtigkeit auf kariertem Papier planen.

Ein Bisschen mehr KISS- Prinzip tut unserem Hobby gut.

Sollte sich aber jemand berufen fühlen, für die Allgemeinheit eine Schaltung und Platine dazu zu entwickeln und zur Verfügung zu stellen, kann er oder sie das gerne tun. Über eine entsprechende Meldung würde ich mich freuen. Einen Link würde ich dann natürlich auch hier hinterlegen.

 

So in etwa stelle ich mir die Front des Gerätes vor. Neben den Drück-Drehreglern und dem zweiten VFO-Knopf finden auch ein 20x4 LCD und ein Zeigerinstrument Platz.

In die bearbeitete Front wurde probeweise das LCD eingesetzt um dessen Platzierung zu prüfen.
Oder vielleicht doch lieber ein blaues LCD?

Nach bekanntem Vorbild meines Funkkoffers wurden die hinteren und vorderen Gehäuseteile lackiert. Wie zu erkennen ist, sind seit der ursprünglichen Planung Funktionen dazu gekommen.

Zum ersten mal sitzt das LCD in der Gehäusefront und lässt schon ein paar Dinge erahnen.
Alles, was dort angezeigt wird, sind ausgelesene Daten. Die Frequenz, die dort abzulesen ist unterscheidet sich deshalb von der im TRX angezeigten, weil es die des zweiten VFO ist. Ebenso die Modulationsart. Die Angabe ‚20m‘ bezieht sich wiederum auf das Empfangsband, welches das auszuwählende Bandfilter vorgibt. Send- und Empfangsantenne sind aktuell jeweils die Antenne 1. Die S-Meteranzeige wird hier wiederholt um sie etwas besser sichtbar zu machen.
Der große Knopf wirkt nur auf den zweiten VFO. So kann man dessen Frequenz verändern, ohne am TRX etwas umschalten zu müssen.

Da ein blaues LCD besser zum Gesamtbild passt, bin ich vom grünen weg gegangen.

Hier mal ein Blick hinter die Kulissen. Hässlich trifft es nicht ganz.

An diesem Bild erkennt man deutlich, welche Philosophie ich verfolge. Abgesehen von dem Zeigerinstrument für das S-Meter, sind alle Komponenten einfach und fertig zu bekommen.
Die Drehimpulsgeber, das LCD und der I2C-Konverter kommen aus dem Arduino- Zubehör, der Drehimpulsgeber für den zweiten VFO wird gerne von CNC- Selbstbauern verwendet.
Die Sachen sind für einen Nachbau leicht zu bekommen.

Zugegeben, die Verdrahtung muss man selber machen.

Hier wird deutlich, wie das ganze aufgebaut werden soll. Das Gehäuse wird durch Bleche unterteilt und diese werden als Träger für Platinen usw. genutzt.

Mittlerweile hat auch schon die Hauptplatine ihren Platz gefunden und man kann schon erahnen, was wo sitzt. Im oberen Bereich sind die Bauteile für die VSWR- Messung angeordnet, unterhalb dann die Ansteuerungen der verschiedenen Relais und die Leistungsstufe für den Dimmer.

Rechts, unten befindet sich ein Stepdown- Konverter für 5V, links am Rand ein Up- Konverter für 24V. Beides für kleines Geld aus dem Arduinozubehör.

Warum 24V? Für die den Bypass der Empfangsfilter möchte ich Vakuumrelais verwenden. Deren Nominalspannung ist 24V. Die Up- und Down- Konverter waren so billig, dass jeglicher Selbstbau an der Stelle zu viel gewesen wäre.

Mittlerweile funktioniert auch das analoge S-Meter und die Hinterleuchtung von LCD und Zeigerinstrument sind dimmbar.

Da derzeit ein paar Bauteile für die Elektronik fehlen, wird an der Rückseite weiter gemacht.
Für die Ansteuerung mehrerer Antennen verwende ich einen Vierfach Antennenumschalter nach OK2ZI als Basis. Diese haben sind bereits vielfach im Einsatz und es gibt sie als Baustz günstig zu kaufen. natürlich ist es nicht notwendig, ihn mit in den Extender zu bauen. Man kann ihn genaus z.B. an einen Antennenmast bauen. Je nach Bedarf. Bei mir kommt er mit in den Extender, weil ich nicht immer einen Mast mitnehmen will, wenn ich den Extender zeige.

Die Hochfrequenz muss im Zaum gehalten werden, damit sie innerhalb des Gerätes nicht störend wirkt.
Andererseits müssen die Hochfrequenzsignale vor Störungen z.B. vom Mikrocontroller geschützt werden. Daher wird der Bereich des Antennenumschalters mit einem Blechprofil umschlossen. Die Abschirmung nach oben und unten wird später vom Gehäuse erledigt, wenn dieses geschlossen ist.

Allerdings werden noch Öffnungen benötigt, um sowohl die Ansteuerleitungen der Relais, als auch Koaxleitungen zum Richtkoppler und zu den Bandfiltern zu führen.

So ganz dicht kann diese Abschirmung daher nicht sein.

 

Offene Punkte

  • TUNE Knopf funktioniert bislang nur außerhalb des Split-Betriebs.
  • Funktion TUNE-Knopf: freie Einstellbarkeit von Sendeleitung und Dauer
  • Direktes Abrufen des CW-Speichers 1 auf Knopfdruck.
    (aktuell lässt das die Icom Firmware nicht zu)

Fortsetzung folgt ...

Fail-Safe von Punkt zu Punkt

Das geht nur mit Funk.
Ohne einem Staat, Providern oder Hackern ausgeliefert zu sein.

  • Direkt von Punkt zu Punkt
  • Keine Zwischinstanz
  • Kein zentrales Abschalten
  • Keine Abhängigkeit
  • Grenzenlose Kommunikation
  • Mit modernsten Mitteln
  • Oder ganz einfach

Frei kommunizieren, statt fremdgesteuert.

Know how, know why, know better!


Amateurfunk

Das ist mehr als nur das sprechen ins Mikrophon. Im Gegenteil. Vielmehr ist es ein Ergebnis aus dem Zusammenspiel vieler Disziplinen, die gemeistert wurden. Will man zudem noch gehört werden, geht das Spiel weiter.

Technik

Die Grundlage von allem beim Amateurfunk. Ohne die Technik geht einfach nichts. Will man auch in Wettbewerben erfolgreich sein, oder beim DXen, muss man seine Möglichkeiten bestmöglich ausloten. Dazu muss man sie verstehen.

Ausbildung

Alles stirbt ohne Nachwuchs. Auch der Amateurfunk. Daher ist die Ausbildung von neuen Funkamateuren nichts anderes, als ein Akt der Selbsterhaltung. Hierbei vollzieht sich der Wandel vom Anwender der Technik zu dessen Beherrschung. Was sich nicht auf Funktechnik beschränkt.

Selbstbau

Wenn man die Technik verstanden hat, ist der Selbstbau das Maß der Dinge. Dabei geht es nicht um höher, schneller, weiter, sondern darum, technische Probleme zu analysieren, deren Lösung zu durchdenken und sie dann umzusetzen. Passgenau.
Kaufen kann jeder.