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Benjamin III

Inhalt:

Der Neubau von 1990

 

 

Am Bau beteiligt waren: Achim DC4NV, Norbert DL9NAC, Rainer DG2NR, Herbert DL8UP, Hubert DB1ND, Edi DC2NJ. Nicht unerwähnt bleiben darf: Jochen DB1NV, der mit Tipps und Ratschlägen zur Seite stand, Georg DB8NL und Thilo DL9NBJ mit Antennenbau in 45m Höhe.

Das Relais wurde in allen mechanischen und elektronischen Einzelteilen im Ortsverband Coburg aufgebaut.

Alle Schaltungen außer der TX-PA sind Eigenentwicklungen. Die Antennenweiche konnte nach einer Generalüberholung weiter genutzt werden. RX, TX, Steuerung und Netzteil wurden in kleine Einschübe aufgeteilt und in einem Gestell aus Aluprofilen untergebracht. Dieser Aufbau ist vorteilhaft bei Servicearbeiten. Auch können später problemlos einzelne Stufen dem neuesten Stand der Technik angepasst werden.

 

 

 

In das neue Relais wurden einige Besonderheiten eingebaut, die sich bald als deutliche Verbesserungen herausstellten.

Nur wenige Relaisstellen haben eine automatische Steuerung der Sender-Lautstärke. Die Praxis hat aber bewiesen, dass diese Einrichtung bei DB0UC sehr sinnvoll ist. Der wichtigste Nutzen eines Relais ist nun mal der Mobil- und Portabelbetrieb. Wenn man aber während der Autofahrt immer wieder zum Lautstärkeregler greifen muss, dann dient dies bestimmt nicht der Verkehrssicherheit. Benjamin III hält die Lautstärke in bestimmten Grenzen konstant.

Sinnvoll ist auch die intelligente Rauschsperre. Sie verändert ihren Schaltpunkt nach den Kriterien Feldstärke und Mobilfading. Bei schwachen Signalen  können dann noch Silben verstanden werden, welche sonst durch die Rauschsperre abgeschnitten würden.  (diese Funktion wurde größtenteils ausser Betrieb genommen.)

Die wichtigste Neuerung ist die Ausgabe des S-Meter-Rapportes.  An Stelle des einfachen Roger-Pieps wird der Papport in Form von 4 Tönen ausgegeben, codiert im BCD-Code.

Eine ausführliche Beschreibung dieser Besonderheiten findet man weiter unten in den Artikeln:  "Die intelligente Rauschsperre"  und  "Das Rapportsystem". An technischen Einzelheiten interessierte OM's und Relaisstellenbetreiber sollten diese Artikel lesen.

Von der Idee bis zur Fertigstellung vergingen trotzdem einige Jahre (aber Benjamin II  lief ja noch zufriedenstellend). Das Ergebnis der Arbeiten kann sich sehen und hören lassen.

Erste Inbetriebnahme von "Benjamin III". 
Nach einem Probebetrieb während des Fieldday's am 01. bis 04. Juli 1990 wurden noch die letzten Korrekturen und Softwareänderungen durchgeführt. Als am 30. 03. 1991 das alte Relais wieder mal ernste Probleme machte, wurde der neue Benjamin III  am Abend ins Auto geladen und auf den Lauterberg gebracht.
Um 18:33 Uhr sprach ich die letzten Worte über "Benjamin II". Die Installation und der Weichenabgleich dauerten 1 Stunde. Um 19:32 Uhr ging "Benjamin III" offiziell in die Luft.

 

Die Freude über das gelungene Projekt dauerte nur ein Jahr. Der Langwellensender wurde stillgelegt und danach auch unser Antennenmast samt Haus abgerissen.

 



 

 

 

Nun begann ein mehr als einjähriger nervenaufreibender Kampf mit Behörden und anderen Institutionen wegen eines neuen Standortes. Im Februar 1993 konnte endlich der Vertrag mit der Stadt unterzeichnet werden. Der neue Standort wurde ein Aussichtsturm am Rande von Coburg.

 

 

In der Zwischenzeit wurde das alte (von Mäusen verdreckte) Holzgestell der Weiche erneuert. Außerdem wurde für das Relais ein  Alu-Schrank gebaut und über diesen noch ein temperaturisolierter Holzkasten gestülpt sowie das Ganze im Turm unauffällig in einer Ecke platziert.

 

 

   

 

 

Die Antenne durften wir allerdings nur an dem vorhandenen hölzernen Fahnenmast befestigen, denn das Sagen hatte der Verkehrsverein und dessen Vorstand erlaubte uns keinen neuen Mast.  Aber trotzdem; das Stadtgebiet wird optimal ausgeleuchtet, und stellenweise kann in 30 km Entfernung der Umsetzter Coburg (DB0UC) noch gut erreicht werden.


 

Extreme Störungen durch aneinander reibende Stahlseile konnten bald beseitigt werden. Ein Wermutstropfen bleibt, es sind die hohen HF-Feldstärken von nebenan. TV-, Rundfunk- und Mobilfunksender!

 

 

Die Jahre vergingen...   Der Verkehrsverein zeigte kein Interesse mehr am Eckardtsturm, daher konnten wir den von Wind und Wetter schon sehr unstabil gewordenen Holzmast gegen einen eigenen Stahl-Schiebemast austauschen.

 

   

 

Nach 15 Jahren Betrieb konnte ich feststellen, dass nur 2 "echte" Reparaturen nötig waren. Einmal entstand ein Defekt an der Senderendstufe und die zweite Reparatur wurde nach einem Blitzeinschlag nötig.  Viel Arbeit machte hingegen die Antennenweiche. Mind. zwei mal im Jahr musste sie an die Temperaturänderungen angepasst werden. Zusätzlich wurde der Abgleich in den letzten Jahren immer schwieriger und unstabiler (Alterung?).

Bevor nach so langer Betriebszeit einmal ein größerer Defekt den Benjamin III total ausser Funktion setzt, wurde daran gedacht ein neues Relais aufzubauen. Am dringlichsten erschien uns aber, die Weiche zu erneuern. Wir fanden ein bezahlbares Angebot einer kommerziellen, thermostabilisierten Weiche bei einem finnischen Hersteller.

Nach vorhergehenden und voll befriedigenden Messungen in der FHS bei Jochen DB1NV konnte im August 2006 die neue Weiche an Benjamin III angeschlossen werden.  Ohne Nachgleich  wurde die volle Empfindlichkeit erreicht und die Sendeleistung stieg auch um einige dB.  Dies war der Beweis, dass die 32 Jahre alte Selbstbauweiche doch nicht mehr dem Stand der Technik entsprach.

Als ein Topf der alten Weiche auseinandergenommen wurde, offenbarte sich, warum der Abgleich immer schwieriger wurde; zwischen Innenleiter und Topfboden hatten sich blaue Oxyd-Kristalle gebildet.  Im Turm herrscht eben doch mehr Feuchtigkeit als im alten (geheizten) Antennenhaus auf dem Lauterberg.

 

 

Mit dem neuen Antennenfilter dürfte Benjamin III noch so lange zufriedenstellend arbeiten, bis der im Bau befindliche Benjamin IV komplett fertiggestellt ist.

 

Die Nutzung der Relaisstellen und Digipeater wird von vielen OM's als Selbstverständlichkeit angenommen.  Ich hoffe, dass diese nun die Arbeit einzelner OM's  zum Bau und Erhalt der  Relaisstellen mit anderen Augen sehen.

 

mit vy 73 Edi DC2NJ

( Verantwortlicher Funkamateur von DB0UC und Vater von Benjamin III )

 

Technische Daten

 

Inbetriebnahme:
30.03.1991

Antenne:
Vertikal mit ca. 3dB Gewinn

TX-Leistung:
ca. 10 Watt

Nebenaussendung:
1.Oberwelle -95 dB alle anderen Ober- und Nebenwellen um mind. 110 dB gedämpft.

RX-Empfindlichkeit:
150 nV (öffnen der Rauschsperre).

Spiegelfrequenz Dämpfung:
besser als 90 dB

ZF-Bandbreite:
14 kHz/-3 dB 28 kHz/-80 dB

Die Werte für die ZF-Bandbreite sind ideal für 25 kHz-Kanalraster, aber ungeeignet für 12,5 kHz-Raster. Im Nov. 1995 wurde daher ein zusätzliches Filter eingebaut.
Die neuen Daten: Bandbreite 12 kHz/-3dB 18 kHz/60dB 23 kHz/80dB.
Leider haben wir seitdem mit einem Dreckeffekt zu kämpfen. Bei niedrigen Temperaturen entstehen im RX Verzerrungen, welche dann bei lautem Sprechen zum vorzeitigen Ansprechen der Rauschsperre führen. Vorläufig kann man sich helfen, indem man den FM-Hub am eigenen Sender auf max. 3kHz reduziert. Das eigentliche Problem am Relais konnte noch nicht beseitigt werden.


Die intelligente Rauschsperre

Ist die Gegenstation mobil oder portabel, dann entsteht zwangsläufig Fading. An einer Heimstation kann man die Rauschsperre ganz öffnen, und man stellt fest, daß man dann noch Wörter lesen kann, welche sonst von der Rauschsperre unterdrückt worden wären. Bei DB0UC erkennt die Rauschsperre dieses Fading und verändert dann entsprechend ihren Einsatzpunkt. Bei starken Signalen ohne Fading ist die Ansprechzeit extrem kurz, was sich durch den fehlenden Rauscher bei der Mikrofonübergabe angenehm bemerkbar macht.

Bei der Entwicklung dieser Rauschsperre dachte ich aber nicht an die "Spieler" und an sehr kurze Durchgänge. Kurze Signale erkannte die Rauschsperre als Fading, und verlängerte die Ansprechzeit, was zu lästigem Nachrauschen führte. Die Idee war wohl gut, aber man muss die Entwicklung der Schaltung sorgfältig durchführen, sonst wird der Vorteil zum Nachteil!
Bedingt durch diese Fehlauswertungen mussten öfter Korrekturen an dieser Rauschsperre vorgenommen werden und die Funktionen wurden eingeschränkt. Eine Software-Lösung wäre besser, da Korrekturen und Anpassungen leichter durchzuführen wären.


Das Rapport System

 

 

Amateurfunk ist (und bleibt hoffentlich) ein Funkdienst mit experimentellem Charakter. Eine verlässliche Angabe der Empfangsfeldstärke ist daher oft nützlich. Angaben der Gegenstation können bei QSO's über Relaisstellen nur nach Gehör erfolgen. Diese Angaben sind subjektiv und weichen oft von der Realität ab. Außerdem ist ein Signal über S6 praktisch rauschfrei und eine Feldstärkeänderung akustisch nicht mehr feststellbar. Dies war der Grund, in die neue Coburger Relaisstelle eine automatische Ausgabe des Rapportes einzubauen. Die Realisierung lässt sich heute mit speziellen ICs bewerkstelligen, welche eine zur Feldstärke logarithmische Spannung abgeben. Da sich aber DB0UC sowieso im Neubau befand, wurde eine Regelspannung aus der ZF gewonnen, welche über einen A-D-Wandler zur Steuerelektronik geführt wurde. S-Werte von S1 bis S9+50dB können somit angezeigt werden. S9 wurde auf 50 Mikrovolt (Kurzwellen-Norm) festgelegt.
Die Frage war: Wie soll die Ausgabe des Rapportes erfolgen? Da das alte Relais auch schon einen Rogerpiep abgab, und im neuen auch einer vorgesehen war, und außerdem der Rogerpiep in DL weit verbreitet ist, bot es sich an, hiermit den Rapport auszugeben. Der eigentliche Zweck eines Rogerpiep, nämlich die Pause bei der Mike-Übergabe zu erzwingen, blieb erhalten. Der Piep musste nur irgendwie codiert werden. Die Entscheidung fiel auf den BCD Code. Die Ausgabe erfolgt auf folgende Weise:
Der Rogerpiep besteht aus 4 Tönen, welche lang oder kurz sein können. Die kurzen Töne entsprechen „0“ bzw. „low“ und werden nicht gewertet. Lange Töne entsprechen „1“ bzw. „high“ und entsprechen dem unten angegebenen Wert. Die Geschwindigkeit ist vergleichbar mit Tempo 90 bei Telegraphie . Das ist ein guter Kompromiss zwischen lästig langem Gepiepse und schlechter Lesbarkeit bei noch höherem Tempo.

Die Reihenfolge der Töne und ihre Bedeutung:
1. Ton = Wertigkeit 8
2. Ton = Wertigkeit 4
3. Ton = Wertigkeit 2
4. Ton = Wertigkeit 1


Es werden nur Zahlenwerte der langen Töne addiert.
Zur Sicherheit ein Beispiel:
1.Ton lang = 8
2.Ton kurz = -
3.Ton kurz = -
4.Ton lang = 1

Summe = 9

Dies entspricht auch einer Feldstärke von S9.



Tabelle der S-Meter-Werte:

gehörte Zeichenfolge Dezimalwert S-Wert          
. . . -      1    S1
. . - .      2    S2
. . - -      3    S3
. - . .      4    S4
. - . -      5    S5
. - - .      6    S6
. - - -      7      S7
-. . .      8    S8
-. . -      9    S9
- .  - -     11    S9+10
- - . .     12    S9+20
- - . -     13    S9+30
- - - .     14    S9+40
- - - -     15    S9+50
     

 

 
 
 
 
Bei Signalen über S9 muss man etwas umdenken. Nach dem Zusammenzählen ergibt sich eine zweistellige Zahl (11-15). Die zweite Ziffer dieser Zahl multipliziert mit 10 ergibt den Wert über S9. Der Wert 11 bedeutet also S9+10 dB, 12 bedeutet S9+20 dB usw. bis zum Wert 15, dies entspricht S9+50 dB. Der Dezimalwert 10 (lang kurz lang kurz) lässt sich nicht zuordnen, daher wird er auch nicht ausgegeben.

Im normalen QSO registriert man die schnelle Tonfolge als normalen Rogerpiep.
Nur wenn man am Rapport interessiert ist, spitzt man die Ohren und erkennt dann auch seine Feldstärke.

Der Grund für die Entscheidung zu diesem System ist, dass es die meisten Vorteile aufweist. Ein Nachteil ist, daß OM's, die sich nie für Digitaltechnik interessiert haben, den BCD-Code nicht kennen ( Diesen zu erlernen, ist aber einfach ). Als Alternativen wären z.B:
Sprachausgabe,  diese würde aber fremde Benutzer irritieren und andere zum Spielen verführen.
Bei CW wären die Zeichen länger, C-Lizenzler müssten auch erst üben und Signale über S9 müssten durch zwei CW-Zeichen angezeigt werden.
Verschieden hohe Töne  je nach Feldstärke, aber damit kann man keine eindeutigen Werte erkennen.
Unser Prinzip scheint mir das optimale zu sein. Das ist auch der Grund, weshalb ich es so ausführlich erklärt habe. Ich kann mir vorstellen, dass andere Relaisbetreiber auch an eine Rapportausgabe denken. Man sollte sich in DL aber auf eine Norm einigen. Deshalb hatte ich dieses Prinzip bereits schon vor 15 Jahren im PR-Netz veröffentlicht.


Edi, DC2NJ

Neuer Mast

Am 14.8.2005 hat unser Relais DB0UC einen neuen Mast erhalten. Der Aufbau wurde in einem kleinen Film festgehalten.

 

 

Am Freitag den 1.8.2008 wurde DB0UC durch einen Blitzeinschlag außer Betrieb gesetzt. Die Antenne wurde zerstört und in der Stromversorgung war ein Fehler auf dem Schutzleiter entstanden.Am Sonntag den 3.8.2008 konnte DB0UC wieder in Betrieb genommen werden. Die zerstörte Antenne wurde am Samstag getauscht und  am Sonntag das reparierte Netzteil wieder eingebaut.

Im Netzteil wurde das Netzfilter und eine Diode zerstört.


Zum Glück waren die Schäden doch geringer als zunächst befürchtet.

Am "Unglücksort" waren im Einsatz

DJ2VN und DG7NAZ als "Ersthelfer"
DC2NJ  Relaisverantwortlicher und Reperateur des Netzteils
DB8NL und DL9NBJ wegen Antenntenauswechselung


 
  • Links oben:
    Es ist deutlich zu sehen wie die Fiberglashülle durch die thermische Wirkung des Blitzschlages gesprengt wurde. Dabei dürfte es sich "nur" um einen Nebenblitz gehandelt haben, da sicherlich der größere Anteil in den Sendemast nebenan geflossen ist.
  • Rechts oben:
    Zu sehen ist der Übergangsbereich vom massiven Unterteil zu dem nicht mehr vorhanden Bereich aus Drähten und Spulen. Das dünne Kupfer wurde restlos verdampft.
  • Links unten
    Hier ist der Bereich direkt über dem Antennenfuß zu sehen.



Blitzschlag vom 27. März 1995

Ja, Der Benjamin hat auf dem Eckardtsturm schon mal einen Blitzschlag überstanden.  Die Schäden waren damals deutlich geringer als 2008.  Kaputt gingen nur die Netzsicherung und eine Drossel im Netzteil.

Auch damals hat wohl der große Sendemast nebenan die meiste Energie abgefangen.  Ich habe ein Foto der damaligen Mastspitze unten mit beigefügt.

 

 

 

 

 

                                               vy 73 de DC2NJ

 


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