Ergänzungen zu DF1FO's 2m-SMD-Peilempfänger

Hier habe ich einige aktuelle Hinweise, Antworten auf Fragen und Ergänzungen zusammengefasst. Wird laufend ergänzt und auch aufgeräumt.

Themenbereiche:

Konzeptionelles
Schaltung/Dimensionierung
Bauteile und Beschaffung
Aufbau
Abgleich und Fehlersuche
Verbesserungen an der Software 

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Konzeptionelles

Der SMD-Empfänger ist weniger großsignalfest als der konventionelle Vorgänger. Dies merkt man vor allem, wenn man direkt neben dem Zielfuchs zu peilen versucht. Der Grund ist, dass die SMD-Variante mehr Verstärkung vor dem Quarzfilter hat - SA602-Mischer statt BF981 und ausserdem T2. Dies ist wiederum eine Folge der Auslegung als Einfachsuper: um wildes Schwingen sicher zu vermeiden, musste mehr Verstärkung nach vorne.  Da hilft also nur mehr Abstand zum Zielfuchs, oder Zielfuchs ausschalten.

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Schaltung/Dimensionierung

Im Zeitraum Dezember 2010 bis Februar 2011 habe ich eine Serie von 50 (!) Platinen getestet und abgeglichen. Diese haben sich etwas anders verhalten als die rund 20 früheren Platinen, auf denen die Bauanleitung FJRX24.doc beruht. Im einzelnen habe ich folgende Änderungen gemacht:

Alle Platinen hatten rund 6 dB weniger Verstärkung als erwartet. Deshalb wurde R10 auf 2k2 und R33 auf 1k5 verringert. Bei 2 Exemplaren reichte das noch nicht, hier habe ich R10 auf 1k5 verringert.
Bei allen Exemplaren war die Quarzfilter-Welligkeit höher als erwartet (typisch +0/-3 dB statt -1,5 dB). Hier half die Verringerung von C15 auf 1 pF oder gleich auf 0 = weglassen. 
Bei 3 Exemplaren rastete die PLL nicht stabil. Man hört das kaum, sieht es aber mit einem Oszillograph an MP5 (PLL-Lock). Wenn das Signal gelegentlich im Abstand von einigen 100 ms auf Low geht: R32 auf 10k erhöhen.

FET Schalter  Foto FET Schalter

Manche Benutzer (z.B. ich) reissen gelegentlich im Gelände den Kopfhörer aus der Buchse, was zur Abschaltung des Empfängers und Verlust von Stopuhr- und Timer-Werten führt. Obige kleine Selbsthalte-Schaltung bewirkt folgendes: der Empfänger bleibt auch nach dem Abziehen des Hörers an, bis der Dreh-Drücker gedrückt wird. Die drei Bauteile werden auf ein Stückchen Lochraster aufgelötet und entweder auf die Platine geklebt(siehe Foto) oder auch extern an die Verdrahtung angeschlossen - dann kann man auch konventionelle Bauteile einsetzen, z.B. einen BC 548c.
Problem dieser Lösung ist, dass man leicht das Abschalten vergisst. Eine Software-Erweiterung, die einem das abnimmt, ist in der Version 1.1 enthalten. Die Software schaltet den Empfänger n x 10 Minuten nach der letzten Betätigung des Drehgebers ab, indem sie das Signal 'DR' kurz auf Low zieht. Der Empfänger geht aus, wenn zu dieser Zeit kein Hörer (mehr) gesteckt ist. Die Abschaltzeit wird im Abgleichmenü eingestellt auf 10 bis 70 Minuten, oder 0 für keine Abschaltautomatik..


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Bauteile und Beschaffung

Leider haben die SMD-Kondensatoren keinerlei Kennzeichnung. Und leider ist es schon mal vorgekommen, dass z.B. Reichelt falsche Werte ins Tütchen packt. Bei merkwürdigem Verhalten der Schaltung muss man deshalb nachmessen.

Die Firma Helpert gibt es seit 15.12.12 nicht mehr.

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Aufbau

Die ersten von mir gelieferten Platinen hatten die Versionsnummer FJRX24.1, seit Dezember gibt es die Version FJRX24.2. Einziger Unterschied ist, dass die Kupferringe für die bedrahteten Bauteile etwas verstärkt wurden, um die Lötbarkeit zu verbessern.

Das schwierigst zu verlötende Bauteil ist der Atmel. Er muß auf allen vier Seiten sehr sorgfältig positioniert werden. Man kann ihn so aufsetzen, dass auf drei Seiten alles perfekt ist, die vierte aber deutlich versetzt ist! Deshalb vor dem Verlöten die Position genau und senkrecht von oben überprüfen!

Ein häufiger Aufbaufehler ist das unzulängliche Verlöten der 10µH-Drosseln. Da sie nur auf der Unterseite verlötet werden, ist die Lötstelle nicht einsehbar. Bei diesen Teilen sollte man also lieber etwas länger 'brutzeln'.

LCD-Anschlußplatine

Seit 12/2010 gibt es eine Display-Anschlußplatine aus 1,0 mm Epoxy. Das Display wird von der nicht bedruckten Seite durchgesteckt (Pin-Nummern auf Display und Platine müssen passen) und verlötet. Die Anschlußdrähte werden, wenn es wie beim 'Russischen Modell' eng zugeht, flach auf die länglichen Inseln gelötet., wobei die Inseln 1 bis 9 eins zu eins mit den entsprechenden Pins von ST2 verbunden werden.

Wer mehr Platz hat (z.B. altdeutsches Modell) kann auch einen 2x5 Pfostenstecker mit 2mm Raster in die Displayplatine einlöten. Dazu gibt es passende Flachkabel-Pfostenverbinder bei Reichelt (PL 2X05G 2,00). Für den 20poligen Stecker auf der Platine gibt es auch einen passenden Verbinder (PL 2X10G 2,00). Das passende Flachkabel mit 1mm Raster gibt es bei mir, allerdings nur 10 adrig. In den 20poligen Verbinder werden 2 Stücke eingelegt, eins davon führt dann zu dem Display-Verbinder, das andere wird aufgetrennt und führt zu den Bedienelementen. Achtung: wenn dieser 20polige Verbinder benutzt werden soll, dürfen die Befestigungsschrauben rechts und links von ST2 nur Muttern-hoch aus der Platine ragen.

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Abgleich und Fehlersuche

Sehr unschön ist, wenn der Prozesssor nicht anläuft. Dabei gibt es mehrere Szenarien (die ich alle schon gesehen habe):

Prozessor lässt sich vom Programmiergerät nicht ansprechen:  
- Prozessor auf Lötbrücken überprüfen.
- Betriebsspannung/Ground am Prozessor (Pins 3,4,5,6,18,20,21) mit Voltmeter prüfen.
- Die vier Verbindungen zum ISP-Stecker (Pins 15,16,17,29) mit Ohmmeter prüfen.
 
Prozesssor lässt sich nach Programmieren der Fuses nicht mehr ansprechen:
- Schwingt der Quarzoszillator? Mit Oszillograph an Pin 7 und 8 prüfen, dort sollte ein 5 MHz Sinus mit knapp 1Vss anliegen.
- Wenn nicht: Q1, C51, C52 überprüfen, Masseschluß?
- Oder sind die Fuses womöglich falsch programmiert? Dann steht ein Prozessortausch an - viel Erfolg!

Prozessor lässt sich vollständig programmieren und prüfen, läuft aber trotzdem nicht an - keine Töne, keine Displayanzeige:
- DR2 prüfen, ohne AVCC läuft der Prozessor nicht

Beim Abgleich von L1-L3 und FL1, FL2 mache ich immer zwei Durchgänge, erst einen groben Abgleich mit starkem Eingangssignal, und dann das ganze nochmal mit minimaler Abschwächung und entsprechend schwachem Eingangssignal von typisch 300 nV.

Einen Abgleich-Bericht von Matthias Pingel, DL4MHY, zitiere ich wörtlich:
Nachfolgend ein kurzer Baubericht über den 2 m SMD Peiler, den wir in 2015 zehnmal aufgebaut haben.
Der Aufbau und erste Abgleich der Peiler erfolgte ohne Probleme. Als es daran ging die Tabelle für die Abschwächerautomatik zu programmieren, konnte bei 4 Empfängern nicht die geforderte Anzeige im Balken-S-Meter erreicht werden. Daraufhin wurde R10 gemäß Baubeschreibung geändert, aber nur mit bedingtem Erfolg. Beim Vergleich mit den guten RX stellten wir fest, dass die beiden Quarzfilter in den guten RX mit der Beschriftungsseite immer in Richtung des Filters FL1 zeigten, was bei den anderen nur bedingt der Fall war. Daraufhin wurde beschlossen die Filter bei den "schlechten" RX genauso auszurichten. Dies brachte bei mindesten einem eine deutliche Verbesserung. Somit ging die Suche nach der Ursache weiter.
Es wurden die Filter nochmals abgeglichen, aber kein Erfolg. Erst als beim erneuten Programmieren der Tabelle in der ersten Stufe 0 dB das Filter FL2 nochmal auf maximalen Ausschlag abgeglichen wurde, wurde der geforderte Ausschlag in der Anzeige ohne Probleme erreicht.
Anscheinend ist es beim Abgleich der ZF-Kreise trotz Hörens nicht 100%ig möglich den maximal Wert sicher einzustellen.
Fazit: Ob die Einbaurichtung der Quarzfilter zu beachten ist, kann nicht eindeutig beantwortet werden.  Die Nachjustierung des Filter FL2 in der allerersten Abschwächerstufe hat auf jeden Fall geholfen. Sie war eigentlich der "Durchbruch".

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Verbesserungen an der Software

Die Software-Version 1.1 vom März 2011 enthält gegenüber 1.0 folgende Verbesserungen:
- Der Reserve-Pin X hat jetzt einen Pulll-Up. Bisher ist er gefloatet, was ein paar mA Stromaufnahme kosten kann.
- Der Batterie-Alarm zeigt jetzt die Ist-Spannung.
- Abschalt-Automatik für Empfänger mit Einschalt-Selbsthaltung, siehe Abschnitt Schaltung/Dimensionierung oben.

Derzeit sind in dieser Version und den Vorgängern 0.9 und 1.0 keine Fehler bekannt.

Die Software-Version 1.3 vom November 2012 passt die Benutzeroberfläche an die neue 80m-SMD-Peiler-Software FJRX85 an.
Sie enthält folgende Änderungen:
- Umbenannt FJRX4 -> FJRX24
- Fix in der EEPROM Speicher Routine verringert die Zahl der Schreibvorgänge
- Nur noch 2 Sprachen Deutsch und Englisch
- Nahton warnt bei Unterschreiten einer einstellbaren Mindestentfernung
- Begrüssungstext im Abgleichmenü einstellbar
- Quittungstöne für Drehgeber
- Signaltöne weitgehend identisch mit FJRX85

Version 1.4 vom  1.4.13 beseitigt folgende zwei Fehler:
- Bei manchen Kombinationen von Sendeleistungs- und Nahton-Schwellen-Einstellung ertönt der Nah-Warnton fälschlich auch bei sehr großen Entfernungen.
- Die Leistungseinstellung 'nur dB' zeigt im Display Schrott an..

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