Portable Equipment Teil 3: Das QO-100 Modul

Nachdem ich im Teil 1 das SOTA Modul und im Teil 2 das LEO Sat Modul vorgestellt habe, geht es nun im Teil 3 um das komplexeste Modul meines Portable-Equipments: Das QO-100 Modul.

Geplant war ursprünglich, dass ich schön ein Modul nach dem Anderen fertig stellen würde. Die Verfügbarkeit von Bauteilen hat auch in meinem Projekt dazu geführt, dass ich quasi alle Module parallel bauen musste, damit das Projekt auch ein Ende finden konnte.

Das QO-100 Modul bewirkte dabei meine grösste Lernkurve in allen Projekten. Einige Themen waren mir bisher nur oberflächlich bekannt, was erst einmal zu einigen Recherche führte. Zudem führten während des Projekt einige Geistesblitze dazu, dass ich mit neuen Ideen den Aufbau von Komponenten komplett neu gestartet hatte. Und das nicht nur einmal. Das braucht einiges an Resilienz, was ich früher bei solchen Projekten keineswegs hatte. Geholfen hat mir dabei Martin vom Youtube Channel Wintergatan. Seit Jahren baut er an seiner "Marble Machine X". Er tüftelt manchmal wochenlang an neuen Designs. Entspricht das Ergebnis nicht seinen hohen Ansprüchen, verwirft er die Lösung und beginnt wieder von vorne. Nun, auf diesem Niveau kann und will ich mich nicht bewegen. Aber sein Beispiel hat mir geholfen, Dinge mit mehr Geduld und Ansporn besser zu machen.

Grundanforderungen

Bei meinem Projekt der portablen Funkstation geht es unter Anderem auch darum, bestehende Komponenten (Wieder-) zu verwenden. Schon lange liegen die Platinen der AMSAT-DL (Universeller Empfangsmischer und S-Band Sendemischer), bei mir rum. Auch wenn es inzwischen überarbeitete, bessere Versionen gibt, möchte ich diese beiden älteren Versionen einsetzen.
Auch der Ansatz von Upcycling möchte ich in Form der Wiederverwendung eines alten NAS Gehäuses in meinem Projekt verfolgen.

Das QO-100 Modul soll ein Transverter sein, der mit dem Kombi FT-817/FT-818 betrieben werden kann. Schliesslich soll das Equipment mich auf unseren Tauchtripps in ferne Länder begleiten können und muss daher auch ins Fluggepäck passen.

Alle weiteren Anforderungen überliess ich dem Verlauf im Projekt.

Schneller Start - grosse Verzögerung

Die Platinen waren relativ rasch in dem jeweiligen Weissblechgehäuse eingebaut und mit den entsprechenden Buchsen versehen. Dank Christoph, HB9HAL, kam ich auch an die entsprechenden Durchführungs-C, damit ich die Module mit Spannung versorgen konnte.

Noch während der Bauphase machte ich mir Gedanken, wie ich die 50mW auf 13cm verstärken konnte, damit das notwendige Signal auf QO-100 erzeugen kann. Im Bestand hatte ich eine WiFi Endstufe, die laut Verpackung 8 Watt erzeugen soll. Doch wie ich aus verschiedenen Foren vernehmen konnte, lag die tatsächliche Leistung lediglich bei 2-3Watt - was mich ehrlich gesagt nicht überraschte. Da ich mit eher kleinen Antennen und unter schwierigen Verhätnissen unterwegs sein werde, musste die Endstufe doch etwas mehr Leistungsreserven mitbringen können.

Verschiedene Typen der Leistungsverstärker schaute ich mir an. Zum Schluss entschied ich mich für die Version von SG-Lab. Sie hatte die richtige Grösse für den Einbau ins NAS-Gehäuse und die auch genügend Leistung. Die Nachfrage nach dieser Endstufe war zum Zeitpunkt bei SG-Lab sehr hoch. Bei der Bestellung bekam ich die Nachricht, dass es mindestens 4 Wochen bis zur Lieferung dauern würde.

Das bremste mich in meinem "Flow" aus. Allerdings nur teilweise, denn die Endstufe verlangt eine Spannungsversorgung von 24-28 Volt. Die hatte ich meinen vorgesehenen Spannungsquellen nicht zur Verfügung. Ich schaute mich nach einem Step-Up Converter um, welcher aus den zur Verfügung stehenden 12-14 Volt die geforderten 24-28 Volt erzeugte. Conrad hatte einen Bausatz im Angebot und sollte auch die geforderte Leistung bringen.

Der Bausatz war rasch bestellt und geliefert. Der Aufbau ging auch schnell von statten. Der erste Funktionstests waren positiv. Doch wurde damit später mein Zwischenerfolg doch noch ein wenig ausgebremst.

Erster Versuch mit Ernüchterung

Nachdem ich die PA von SG-Lab erhalten hatte, stellte ich, fliegend verdrahtet auf meinen Shacktisch, einen Uplink zusammen und schloss die Antenne an. Ich suchte eine freie Frequenz und begann vorsichtig mit den Aussendungen. Zuerst habe ich den Sendemischer mit 0,05 Watt angesteuert und erhöhte die Leistung kontinuierlich bis 0,5 Watt. Ein Signal war im Wasserfall zu sehen - aber ein grauenhaftes: Der Splatter, den ich im Wasserfall erzeugte, war sehr breit. 

Das Voltmeter hat mir dann auch rasch die Ursache gezeigt: Die Ausgangsspannung am Step-Up Converter brach im Sendebetrieb ein. Er konnte die geforderte Leistung doch nicht erzeugen. Bei 1,5 Ampère im Eingang war Schluss. Ich habe dann die Endstufe direkt mit 12V angesteuert, um zu sehen, ob ich damit ein sauberes Signal erzeugen konnte: Und voila - obwohl die Endstufe für eine solche Betriebsspannung nicht ausgelegt ist, sah ich im Wasserfall, nicht laut, ein sehr sauberes Signal. Also musste ich auf die Suche nach einem besseren Step-Up Converter

Hamspirit:

Walter, HB9DUO, half mit aus der Patsche: Er hatte mehrere Step-Up Converter an Lager und überliess mir freundlicherweise eines für mein Projekt.  Als ich das kleine Packet von Walter in meiner Postsendung entdeckte, rannte ich damit gleich in meinen Shack und schloss es an. Mein Voltmeter zeigte schon mal, dass im Sendefall die Spannungen stabil blieben. Und der Blick auf den Wasserfall zeigte, dass das Signal absolut sauber war. Wow, war ich glücklich.

Just zum richtigen Zeitpunkt meldete sich HB9HAL, Christoph: Er hätte gratis ein Campingspiegel abzugeben. Genau die Grösse, die ich suchte.

Der kam für mich wie gerufen.

Test des Downlinks:

Kaum war der Spiegel da, habe ich diesen mit dem Octagon Feed und den AMSAT-DL Empfangsmischer getestet. Die Signale waren trotz Camping-Schüssel gut zu hören. Bei diesem Test wurde mir aber klar, dass mein Konzept ein wesentlicher Nachteil hatte: Mit dem Kombi FT-817/817 fehlte mir im Empfang die Vorzüge einer Wasserfallanzeige. Nur schon auf der richtigen Frequenz nach der Bake zu suchen, war ohne visuelle Hilfe eine Herausforderung. Also entschloss ich mich, am Ausgang des Downconverters einen Splitter dazwischen zu schalten, damit ich parallel noch einen SDR Dongle damit betreiben kann. Der Dongle war bei RTL-SDR relativ rasch beschafft.

Seit 25 Jahren wieder mal mit einer Lötlampe gelötet

Was mir noch fehlte, war ein Feed für den Uplink. Bei Passion-Radio besorgte ich mir ein POTY-Feed. Irgendwie suchte ich nochmals eine besondere Herausforderung in meinem Projekt. Denn das POTY-Feed ist ein Bausatz. Ich wollte versuchen es selbst zusammen zu löten. Dass dies ein Challenge werden wird, hätte ich nicht gedacht. Die Lötflamme war ein bisschen zu klein und ich musste das Material lange erhitzen. Und prompt hatte ich die Platten mit 1mm Unterschied auf der einen Seite zusammengelötet. Seit meiner Schulzeit hielt ich nie mehr eine Lötlampe in den Händen. Das ist nun 35 Jahre her... - ich brauchte viel Geduld, bis ich den Fehler zu frieden stellend korrigieren konnte.

Erster Test des QO-100 Moduls

Ich würde masslos übertreiben, wenn ich behaupten würde, dass alle Komponenten sofort perfekt funktioniert hatten. Ich musste den Testaufbau ganze fünf mal durchführen, bis alle Funktionstests zufriedenstellend durchgeführt werden konnten. Das Uplink-Signal war gerade so akzeptabel und ist somit das grösste Potential, dass ich zukünftig optimieren muss.

Über ein halbes Jahr hat es von der Idee bis zur Realisierung gedauert. Klar hatte ich nicht immer daran arbeiten können. Aber so ein Projekt ist zeitintensiv, wenn so viele Restriktionen eingehalten werden müssen und dauernd neue Ideen ins Projekt einfliessen. Doch gerade das scheint mir das Salz in der Suppe zu sein: Neue Ideen und Lösungen während des Projekts zulassen! Gerade das fehlt mir heute in der Berufswelt, wo jede Minute gerechtfertigt werden muss. Da bleibt die beste Lösung oft aus wirtschaftlichen Gründen auf der Strecke. Hier bin ich mein eigener Chef. 

Was habe ich also zum Schluss erhalten?

Durch den hinzugefügten SDR-Dongle ist es mir nun möglich, sowohl mit wie auch ohne Wasserfallspektrum über QO-100 zu arbeiten. Das heisst: Ein Computer für den Empfang ist nicht notwendig. Trotzdem greifen zwei Platinenrechner ins Geschehen ein: 1 Arduino Nano für das PA-Monitoring und 1 Arduino Nano für die Frequenzsynchronisation für Up- und Downlink. (im Teil 2 beschrieben) Zusammen mit dem Duo von FT-817/818 habe ich ein Allzweckstation für unterschiedliche Anwendungen geschaffen, dass sehr flexibel einsetzbar ist. Was ma natürlich bedenken muss: Mit Sicht auf den Einsatz der sich nur auf QO-100 bezieht, wäre ich mit einem Pluto-Konzept kleiner und leichter gefahren. Aber unsere Reisen in ferne Länder sind auch nicht immer im Spot von QO-100...

Trotz dem dünnen Uplinksignal habe ich das Equipment auf unseren Tauchurlaub mit nach Gozo/Malta genommen. Wie sich mein portable Equipment dort geschlagen hat, schreibe ich in einem späteren Blogbeitrag.

Es gibt also noch einiges zu erzählen.