70cm-D-Star Relais

  • Allgemeine Daten
  • Beschreibung
  • Besonderheiten
  • Die Frontansicht des 70cm-Moduls

    Anschlüsse an der Frontplatte: Spannungsversorgung (13,8V) mit eingebautem Überspannungsschutz, 9 pol. D-Sub-Anschluss für das BuS-Modul (NF in und out, PTT, Squelch, RSSI, Reset-Port für das Controller-Modul, 15 pol. D-Sub-Anschluss für die Programmierung des 70cm-Controllers, N-Buchsen zum Anschluss der Antennen.

    Die Rückansicht des 70cm-Moduls

    Der große Kühlkörper mit seinen drei Lüftern, der die gesamte Fläche der Rückwand einnimmt (4 Höheneinheiten, komplette Gehäusebreite), hat leichtes Spiel, die Verlustwärme der Endstufe abzuführen.

    Die Innenansicht des 70cm-Moduls

    Links sind die beiden Motorolas übereinander montiert. Unten der RX, oben der TX. Rechts daneben sind zwei Eurokarten übereinander geschraubt. Unten die DTMF-Platine, darüber die Controller-Platine. Die Endstufe ist an der Rückseite direkt auf den Kühlkörper montiert. Im Gehäuse wurde ein entsprechender Ausschnitt vorgenommen. Links vorne ist der Verteiler für +12V und Masse zu erkennen.


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    Allgemeine Daten


    Call: DB0HAS B
    QRG: Ausgabe 439.48125 MHz, Eingabe 431,88125 MHz (Shift 7,6 MHz)
    Status: Callzuteilung durch die BnetzA am 21.04.2010
    Antenne: Diamond X-50 (4,5 / 7,2 dBI), ca. 13m über Grund, ca. 260m NN
    QTH: Zeil am Main, JO50ha, ca. 260m ü NN
    RX RX: Motorola GM-1200, modifiziert von DG7FBS
    TX TX: Motorola GM-1200, modifiziert von DG7FBS
    PA 35 Watt PA (by Roberto, DG0VE), ca. 5 Watt HF out
    Duplexer: 12x helical Huber-Suhner Tetra 2900.17.0002 (gemessene Daten Durchgangsdämpfung ca. 0,7 dB, Entkopplung ca. 105 dB (bei 9,4 MHz Abstand), 5-fach RX-Weiche mit integriertem Vorverstärker
    Sonstiges Zirkulator mit Dummy-Load, DTMF-Steuerung, eigener Controller


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    Beschreibung der Komponenten


    RX und TX
    Als RX und als TX wird je ein GM-1200 von Motorola verwendet. Dieser RX zeichnet sich durch eine hohe Großsignalfestigkeit aus. Durch die Abnahme des Bedienkopfes kann die Stromaufnahme weiter gesenkt werden.


    PA
    Der TX liefert ca 1 Watt Ausgangsleistung. Über Dämpfungsglieder wird damit die Endstufe angesteuert. Die PA liefert dann eine Ausgangsleistung von ca. 5 Watt. Durch die Montage auf einem großen Kühlkörper (ca. 40x20cm) haben die drei angebrachten Lüfter leichtes Spiel, die Verlustleistung abzutransportieren. Der Controller des 70cm-Moduls überwacht die Temperatur des Kühlkörpers und schaltet die Lüfter (mit Hysterese) und würde bei totaler Überhitzung den TX und die PA deaktivieren, bis sich die Temperatur des Kühlkörpers wieder innerhalb normaler Parameter befindet.


    DTMF-Steuerung
    Als DTMF-Steuerung wird eine Platine nach dem Konzept von DL3UKH mit der speziellen Relais-Steuersoftware. Folgende Funktionen können damit ferngesteuert durchgefürt werden:

  • Mode- Umschaltung (D-Star / Multimode)
  • Reset des 70cm-Controllers und der DTMF-Platine
  • Reset des BuS-Moduls (DVRPTR-Platine sowie BananaPi)
  • Ab- und wieder Zuschaltung des TX und der PA
  • Sendertastung zu Abstimm- und Testzwecke (max. 5 Minuten)

    Zirkulator & Dummy-Load
    Zum Einsatz kommt ein Zirkulator, der keine eingebaute Dummy-Load hat. Der 50-Watt-Abschlusswiderstand ist über ein verlustreiches Koaxkabel (einige Meter RG-174) angeschlossen.

    Controller
    Ein ATMega32 besitzt die Steuerhoheit über das 70cm-Modul. Er übernimmt folgende Funktionen:

  • Lüftersteuerung (Lüfter ein bei mehr als 8 Grad Unterschied Kühlkörper- zu Umgebungstemperatur, Lüfter aus wenn Differenz kleiner als 4 Grad)
  • 5 Minuten Quasselsperre
  • TX- und PA- Sicherheitsabschaltung bei Überschreitung der max. zulässigen Temperatur
  • Steuerung des LC-Displays (Anzeige der Betriebszustände, siehe unten)
  • Sender- und PA- Steuerung (PTT-Signal kommt immer vom Controller)
  • Ausgang für ein analoges S-Meter

    Die Software für den Controller ist von Thomas, DK5TRB, entwickelt worden. Am Controller ist ein LC-Modul angeschlossen, das die verschiedenen Betriebszustände darstellt:

  • Betriebsart (Multimode- oder D-Star-Betrieb)
  • Temperatur des PA-Kühlkörpers sowie der Umgebungstemperatur
  • Lüfter ein (in Abhängigkeit zur Differenz Kühlkörper- bzw. Umgebungstemperatur
  • DTMF-Mode (Stummschalten des TX)
  • Tune-Molde (Sender zu Abstimmzwecken für 5 min getastet)
  • S-Meter-Anzeige: exakt justierte Anzeige der Feldstärke des empfangenen Signals

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    Besonderheiten


    Mode-Umschaltung
    Per DTMF-Kommando über den Sub-RX können zwei verschiedene Betriebsarten umgeschaltet werden:

    D-Star- Mode

    Hier ist RX und TX mit der DVRPTR-Platine verbunden. Die Anbindung ans Internet ist aktiv und alle verfügbaren Routingmöglichkeiten können aktiviert werden. Allerdings ist der Controller zwischengeschaltet, der aus Sicherheitsgründen immer die Hoheit über RX, TX und PA hat.

    Multi- Mode

    Jetzt ist die DVRPTR-Platine aussen vor. Das NF-Signal des RX wird auf den Data-In-Port des TX gegeben und der Sender wird getastet, sobald das SQL-Signal des RX meldet, dass der RX offen ist. Nun gibt es zwar keine Internet-Anbindung mehr, dafür können alle möglichen Betriebsarten bis 12,5 kHz Bandbreite (also auch FM) gefahren werden. Dient vor allem zu Testzwecken.



    Kühlung
    Die Endstufen sollen möglichst effektiv gekühlt werden. Dabei ist einerseits thermischer Stress zu vermeiden, andererseits soll das Relais möglichst wenig Strom benötigen. Daher wurde folgende zwei Punkt zur Steuerung der Lüfter umgesetzt:

  • Die Zu- bzw. Abschaltung der Lüfter erfolgt nicht bei absoluten Temperaturen sondern bei einem gewissen Delta zur Umgebungstemperatur
  • Je wärmer die Umgebungstemperatur ist, desto kleiner wird das Delta
  • Zur Sicherheit erfolgt eine Abschaltung des Senders und der Endstufe, wenn nicht mehr genug Wärme abgeführt werden kann.


  • LC-Display
    Ein hintergrundbeleuchtetes (abschaltbar) LC-Display (2x16 Zeichen) zeigt den akutellen Status an:

  • S-Wert des RX-Signals
  • Squelch des RX offen
  • TX aktiv (mit Angabe ob Betrieb lokal statt findet oder ein Stream aus dem Internet kommt: TXa (für Air) oder TXi (für Internet))
  • Anzeige der Umgebungstemperatur
  • Anzeige der Kühlkörpertemperatur
  • Anzeige Temperaturalarm & ToT-Alarm
  • Anzeige der Betriebsart (D-Star- bzw. Multimode)
  • Anzeige falls TX-Abschaltung aktiviert ist
  • Anzeige falls Tune-Funktion aktiviert ist


  • Controller-Reset
    Per DTMF-Kommando kann vom 70cm-Modul ein Reset-Befehl nicht nur an den eingebauten Controller des 70cm-Moduls gegeben werden sondern auch an das BuS-Modul gegeben werden. So ist es via HF möglich, den BananaPi und die DVRPTR-Platine neu zu starten. Zu diesem Zweck geht über den BuS-Port eine Steuerleitung an das BuS-Modul, das vom Controller des BuS-Modul abgefragt wird. Dieser schickt dann einen Shutdown-Befehl zum BananaPi und schaltet nach dessen Herunterfahren per Relais die Versorgungsspannung für den BananaPi und die DVRPTR-Platine ab und nach einigen Sekunden wieder zu.



    Notabschaltung
    Das Relais kann per 600 Ohm angerufen werden und mittels DTMF-Kommando komplett stromlos geschaltet werden.




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