HBT-workbench: QRP Automatic Antenna Tuner nach DM3MAT

Meine Bastelfreude ist nach wie vor erfreulich groß, ich bin immer auf der Suche nach nützlichen und sinnvollen Ergänzungen für meine Funkstation (fix) und die Portabelausrüstung für Outdoor-Aktivitäten wie SOTA, WWFF, Fielddays, etc.

Bei eben solch einer Suche bin ich im Internet auf die Seite von Hannes, DM3MAT, gestoßen, der neben dem selbst entwickelten QRP-Multiband-CW-Transceiver noch einige andere schicke Sachen entworfen hat.

Dieser Eintrag befasst sich mit meinen Erfahrungen beim Zusammenbau des QRP Automatic Antenna Tuner nach DM3MAT (Board rev. 0, Firmware rev. 0.1 – Stand des Manuals: 25.12.2020).

Vorab ein ausdrückliches Lob: Auch wenn Hannes in seinem Manual zur Version 0.1 der Tuners auf den frühen Entwicklungsstatus hinweist, ist diese Anleitung um Längen besser (!) als die vieler anderer – zum Teil kommerzieller – Bausätze, die ich in den vergangenen 12 Monaten auf dem Tisch hatte 🙂

Bevor ich euch hier mit einigen Fotos vom Baufortschritt vergnüge, liefere ich noch ein paar Daten zu den Spulen nach, die im Manual fehlen. Die theoretischen Werte habe ich unter Verwendung des Online-Rechners für Amidon-Kerne unter Coil32 errechnet, die praktischen Werte findet ihr hier:

SpuleWertKernWindungen
(errechnet/tatsächlich)
Drahtlänge
(CuL 0,5 mm2 in cm)
L1100 nHT44-012 / 1016
L2220 nHT44-018 / 1827
L3470 nHT44-611 / 1017
L41 uHT44-615 / 1525
L52,2 uHT44-221 / 1930
L64,7 uHT44-230 / 2944
Ergänzung zur Tabelle im Manual auf Seite 8 oben

Die Werte der Spulen habe ich vor dem Einbau mit dem Ascel AE20204 Hochpräzises LC-Meter nachgemessen.

Für den bidirektionalen Koppler (Doppellochkern) habe ich folgendes Material verwendet:

  • Primär: CuL 0,8 mm2, zwei kurze Stücke mit rund 4 cm Länge
  • Sekundär: CuL 0,5 mm2, zweimal á 26 cm Länge

Hier nun die Foto-Show:

Weiter geht es mit den SMD-Bauteilen, bei deren Montage mir gleich zwei Patzer passiert sind:

  • D2, D3 (BZX84C5V1) mit D1, D4 (BAT54W) vertauscht…. wieder eine neue Lektion „Auslöten von SMD-Bauteilen mit Entlötlitze“ gelernt
  • leichtes Stirnrunzeln bezüglich der Einbaurichtung der 1N4148W-Dioden… glücklicherweise mit einem Messgerät schlimmeres verhindert, denn die Dinger sind echt winzig
  • Beim Einbau des LDO-Festspannungsreglers (U1 im BOM) habe ich festgestellt, dass ich bei reichelt.de den falschen Gehäusetyp geordert habe. Anstatt des gekauften SOT-223 hätte es SOT-89-3 (Fotogalerie, rechts) sein sollen… also: neu bestellen

Hier die Eindrücke…

Nach dem Einlöten des ATMega fehlte mir – dem aufmerksamen Beobachter ist das sicher bereits aufgefallen – ein Keramikkondensator 47pF. Den hatte ich zwar bestellt, der ist aber wohl nicht mitgeliefert worden… Egal, ich habe mir vor einiger Zeit mal ein Sortiment zugelegt, da bin ich sofort fündig geworden. Die LED habe ich nicht eingebaut, das Anpassen habe ich mir für „nach den Metallarbeiten“ aufgehoben.

Hinweise zu den Bohrmaßen auf Seite 10f. des Manuals.

  • Die im Kapitel 5 „BOM & Mechanical Assembly“ aufgeführten Durchmesser sind eine gute Näherung, bitte unbedingt vor dem Bohren selbst messen *grins*
  • Für die Drucktaster SW1 und SW2 (Frontplatte links) habe ich anstatt 4 mm dann doch 6 mm gebohrt, da die Bohrlöcher ansonsten zu weit links gewesen wären und die Taster möglicherweise schwergängig oder gar blockiert gewesen wären. Zudem habe ich die beiden Löcher rechts (bei Draufsicht) mit einer Rundfeile „erweitert“
  • Die Buchse J4 für die Spannungsversorgung habe ich mit 8 mm gebohrt, anstatt mit 6 mm

Zum Flashen des ATMeg328P-AU habe ich einen USBAsp in Verbindung mit ZADIG (Installationsanleitung hier) und AVRDUDESS („BitBurner“ geht auch) zum Einsatz gebracht.

Beim Versuch den ATMega328P-AU zu flashen, habe ich ihn offenbar zerstört… also –> Auslöten des 32-poligen SMD-Bauteils (siehe Fotogalerie).

Nach dem Austausch funktionierte es mit der Standardeinstellung des USBasp leider immer noch nicht, hier half dann eine Google-Suche weiter. Fehlerursachen:

  • Programmierspannung (möglicherweise) zu hoch
  • Taktfrequenz (definitiv) zu hoch

Nach dem Umstellen auf 3,3 Volt (von 5 Volt mittels Steckbrücke auf dem USBasp-Programmer) sowie Reduzierung der Taktfrequenz auf 93,75 kHz erkannte der Programmer dann auch den Prozessor und dieser lies sich dann ohne Murren flashen (Screenshot vom Vorgang mit „BitBurner“).

Leider stimmte offenbar noch immer etwas nicht mit meinem Aufbau… also: Fehlersuche. Tatsächlich waren zwei Pads von SMD-Transistoren nicht sauber verlötet, das lies sich leicht beheben. Aber auch danach zeigte der ATU kein Lebenszeichen. Wieder war es Hannes, der mir weiter helfen konnte und das gleich auf zwei Wegen:

  • Hannes lieferte mir die korrekten Werte für die Fuses des ATMega328P-AU (low=0xE2 und high=0xD9)
  • und erzeugte flugs noch eine „debug“-Firmware, die die Relais und LEDs nach dem Betätigen des „Reset“-Knopfes zurücksetzt

…und das alles binnen 45 Minuten nach Anfrage per EMail… chapeaux!

Aber, wie so häufig im Leben, was bei den Relais schon mal super klappt, geht bei den LEDs nicht. Auch das Betätigen des „Tune“-Knopfes löst bei Anlegen von HF noch keinen Abstimmvorgang aus…. Hier ist also noch einmal „Schaltungsles- und Messkunde“ gefragt, ich bin aber (gefühlt) dicht vor dem Ziel 😉

Auch hier hat mir Hannes wieder mit „Rat und Tat“ zur Seite gestanden. Sein Tipp:

"....benötigt ca. 1 Watt forward .... Am besten mal mit dem Multimeter an den Kathoden von D2 & D3 messen ob da überhaupt Spannung ankommt, wenn HF durchs Gerät geht...... An D2 sollte ca. 1/10 der Spitzenspannung des Eingangs anliegen. Bei perfekter Anpassung sollte bei D3 nix zu messen sein. Um Fehlanpassung zu simulieren, kannst Du auch einfach Eingang und Ausgang vertauschen. Dann sollte an D3 1/10 Vss und an D2 nix zu messen sein....."

Wenn die Funktion dann mal gegeben ist, steht noch die Verschönerung der Front- und Rückblende. Da ich leider keine Graviermöglichkeit besitzen, wird das womöglich mal wieder eine, mit Frontplatten-Designer erzeugte, Selbstklebefolie.

…stay tuned!

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