Umbau eines Rotors AR 303 u.ä. zur Verbesserung der Dreheigenschaften

Abgeschreckt durch die schlechten Dreheigenschaften dieses Rotortyps, unter anderem zum „Ligthhouse-Weekend 2003“ (siehe QSL-Karte oben) und zu diversen Contesten mußte eine Verbesserung her. Erste Variante ist eine Steuerung der Richtung mit Tasten und digitaler Anzeige der Richtung im Shack , die zweite Variante(weiter unten) dann eine Richtungsvorwahl mit Poti und automatischem Nachlauf des Rotors.

                                                                                                             

                                                                                                                             Ankopplung und  Montage des Poti´s im Rotor


Die Wahl fiel hierbei auf ein Mehrgangpoti 10k(10 Umdrehungen) wegen der Problematik des 270°-Drehwinkels normaler Potis. Bei meiner Rotorausführung sind die Rohre von Mast und Antenne axial versetzt. Dadurch kommt man von unten an die Welle die die Antenne dreht. Diese Welle bekommt eine axiale Gewindebohrung M3 mit einer Tiefe von ca. 10mm.Hier hinein dreht man einen sechskantigen Abstandsbolzen mit M3 Außengewinde und ca. 15mm Länge. Das Geberpoti drehte ich nun an einen Anschlag und von dort aus dann 5 Umdrehungen zur Mittelstellung des Schleifers. In dieser Stellung wird es mit einem Z-förmigem 1mm starkem Blechwinkel an einer Getriebeschraube desRotors befestigt.(Siehe Bild ) Die Kopplung des Geberpotis mit der nun verlängerten Mastwelle erfolgt mittels passendem Schrumpfschlauch,sicherheitshalber noch einen Tropfen Sekundenkleber drangeben (aber bitte nicht das Poti verkleben!). Von dem 10-Gang-Poti wird nur eine Umdrehung genutzt.  Die drei Potianschlüsse werden mit einem abgeschirmten Kabel nach untengeführt. Zur Anzeige dient ein digitales Voltmetermodul (DVM, z.B. die LDP-Serie von Reichelt) Es bekommt einen Nebenwiderstand R3(10k) paralell und einen Spindeltrimmer R2(470k) in Reihe.  Ein Anschluß des DVM´s kommt dann an das Geberpoti vom Mast(R1), der zweite Anschluß an den Schleifer eines weiteren Spindeltrimmers R4(10k) der mit seinen Außenanschlüssen ebenfalls an der oben genannten 12V Spannung liegt.(siehe Zeichnung) Das DVM benötigt eine galvanisch getrennte Betriebsspannung von 9V. Sie wird erzeugt mit einem DC/DC-Wandler SIM1-1512 SIL4 (8,80€ bei Fa.Reichelt) Der Wandler wird mit 12V betrieben und gibt sekundärseitig dann ca.9,9V raus.                                            

                                                                       
                                                                                                                 
                                                                                                                                                  Anzeigeschaltung

Eichung der Anzeige:

Als erstes habe ich den mechanischen Anschlag im Rotor entfernt. Den Rotor unten öffnen (4 Schrauben in den Ecken) die U-förmigen Schellen für den Mast entfernen.Jetzt alles zusammen nach unten raus ziehen(vorher den Gummiüberwurf abnehmen).Nun den am Zahnrad angeschweißten Anschlag so abbrechen, daß die Kopplung mit der Welle erhalten bleibt und die beiden Bolzen auf dem zweiten Zahnrad beim drehen nicht mehr behindert werden.Alles wieder zusammensetzen und verschrauben. Der Rotor wird nach Norden  gefahren. Der Spindeltrimmer (R4) im Steuergerät wird auf  „000“in der Anzeige abgeglichen. Jetzt betätigt man den Taster „Rechts“der Rotor muß sich jetzt über Osten nach Süden und Westen nach Norden drehen. Wenn nicht, dann die Motoranschlüsse 1 und 2 umpolen.  Die Anzeige muß sich dabei nach „360“   hinbewegen. Wenn nicht, dann ist das DVM  falsch gepolt. Steht der Rotor dann wieder im Norden, wird mit dem Widerstand R2 „360“ eingestellt. Jetzt kann man den Rotor mal mit dem „Links“   Taster nach Süden und weiter über Osten nach Norden laufen lassen,es muß sich dann auch wieder „000“ in der Anzeige einstellen.

                                                                                     antrieb

                                                                                              Schaltung der Antriebssteuerung


Aufbau des Steuergerätes:
Der Motor im Steuergerät wird entfernt. Er kann als Ersatzteil dienen für den baugleichen im Rotor. Der Trafo wird aus dem Steuergerät entnommen und in ein TEKO 022 Gehäuse (Fa.Reichelt) eingebaut und fest an der 230V Zuleitung mittels einer "Rekordersteckdose" angeschlossen und gut isoliert. Das DVM und die beiden Taster  "Links"   und "Rechts" werden in die Frontplatte eingesetzt. Der Trafo des Steuergerätes liefert 2x22V mit Mittelanzapfung. Mit einer Zweiweggleichrichtung und Siebung mit einem 220µF-Elko wird daraus dann die Rohspannung für den 7812-Regler bereitgestellt. Der 7812 wir an einem Trafobolzen angeschraubt und "freiluftverdrahtet". Der Rotormotor hat ebenfalls eine Mittelanzapfung. Er ist mit einem dreiadrigen Kabel am Steuerteil angeschlossen. Die Ader (Klemme3) die an der Mittelanzapfung liegt kommt an die Mittelanzapfung des Trafos des Steuergerätes. Die beiden anderen Adern  (Klemmen 1+2) jeweils an den Kondensator 100µF 50V und an die „Rechts“-und „Links“ -Taster.Die andere Seite der Tasterkontakte geht an die beiden äußeren Trafoanschlüsse 22V(siehe Zeichnung).Die Kabel zum Rotor (Motor und Poti) werden auf einen 6-poligen XLR-Stecker geführt.
In der Rückwand des Gehäuses wird dann die dazugehörige 6-polige Buchse montiert und von dort aus weiter verdrahtet.

steuergeraet von vornSteuergeraet von hinten

Achtung !!! Es gibt keinen Anschlag !
Wenn der Transceiver beim drehn langsam vom Tisch wandert sollte man den Finger vom Taster nehmen  ;-))

Hier nun die Änderung des Rotors auf Nachlaufbetrieb

Bei den ersten Versuchen mit nur einem TDA2030 ergab sich ein "unsymmetrisches" Verhalten der Drehrichtungen, in der einen Richtung war die Hysterese   normal in der anderen Richtung viel zu groß.  In der Innenschaltung des TDA2030 ist wegen der Invertierung noch ein Transistor eingefügt der dieses, hier unerwünschte, Verhalten bewirkt. Nun hat mein Sohn Martin die Lösung des Problems gefunden.(Man schickt ihn ja nicht umsonst zum Studium ;-))
Es kommen jetzt zwei TDA2030 zur Anwendung in der nachfolgenden Schaltung.




Die Kontakte der Relais L und R werden, analog zu den Tastern "Links" und "Rechts" in der Schaltung weiter oben , dem entsprechenden Motoranschluß zugeordnet. Die Umschaltschwelle am Eingang der TDA2030 ist ca. 15mV, daraus ergibt sich eine Hysterese im Drehwinkel von ca. ± 5°. Dieser Winkel ist zwar nicht so berauschend, aber da sowieso nur kurze und damit "breite" Antennen zum Einsatz kommen, durchaus akzeptabel. Die beiden Potis müssen "gleichsinnig" angeschlossen werden. Wenn ihre Schleifer in der gleichen Position stehen ist die Differenzspannung nahezu Null und beide Relais sind abgefallen. Wenn man jetzt das Wahlpoti in eine Richtung stellt läuft der Rotor an und versucht das Mastpoti in die gleiche Position wie das Wahlpoti zu bringen. Sollte dies nicht der Fall sein sind die Kontakte "L" und "R" zu vertauschen. Beim ersten Versuch also bitte den Rotor beobachten ob die gewünschte Richtung eingeschlagen wird! Das Wahlpoti hat wie das Mastpoti 10 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag und sollte, da nur 360° davon gebraucht werden, einen mechanischen Anschlag bekommen.(Blechwinkel auf der Welle und Anschlagschraube am Befestigungswinkel des Potis) Das Poti 47k zwischen den Schleifern des Mast- und Wahlpotis dient zur Vergrößerung der Hysterese wenn die Antenne mal ins pendeln kommen sollte.

Hier ein Beispiel für eine selbst gefertigte Windrose



Hier nochmal als PDF-Datei

Windrose

Sie läßt sich entsprechend verkleinern, ausdrucken und aufkleben.

      
Umbau eines 6V-Batterierotors auf 12V und Richtungsanzeige

Nach dem Wechsel meines Vierkreisers fehlte mir das Schiebedach durch das ich beim Portabelbetrieb meinen Masten geschoben und mittels „Armstrong“-Rotor gedreht hatte. Also musste eine andere Lösung her... Da ich mal einen 6V-Rotor gekauft hatte, diente dieser zum Umbau auf 12V mit Richtungsanzeige. Wie bei meinem 50kg-Rotor habe ich als Stellungsgeber wieder ein 10-Gangpoti von Reichelt eingesetzt. Diesmal aber mit einem Widerstand von 1k (R1) um ein analoges Messinstrument mit 100µA zur Anzeige einzusetzen.Bei diesem habe ich dann einfach die Skala abgeschraubt, umgedreht,mit einem Edding die Haupt- und Nebenhimmelsrichtungen aufgezeichnet und wieder aufgeschraubt. Da sowieso nur eine kurze Yagi mit entsprechend großem Öffnungswinkel zum Einsatz kommen kann, spielt die gradgenaue Eichung keine Rolle. Der Rotor dreht mehr als 360° , dadurch verbietet sich der Einsatz einer Zahnradpaarung mit 4:3 Untersetzung um ein 270° Poti zu verwenden. Ich verwende hier 2 Kunststoffzahnräder von 80mm Durchmesser und einem Innendurchmesser von 10mm (Fa.Conrad). Beide Zahnräder werden auf 12mm Innendurchmesser aufgebohrt. Das Zahnrad für den Rotor bekommt eine seitliche Gewindebohrung M5 für eine Druckschraube zur Befestigung auf der Rotorwelle. Das zweite Zahnrad erhält eine Buchse mit 12mm Aussen- und 6,3mm Innendurchmesser für das 10-Gangpoti, mit einer M4 Gewindebohrung durch Bund und Buchse.

Auf der Oberseite des Rotors wird mit 3 Schrauben M4x6 mm ein Blech( 1mm Alu, 10mm seitlich abgekantet) befestigt, welches das Poti mit dem Zahnrad trägt. Die Verkabelung des Potis und des Rotors erfolgt mit einem dünnen Steuerkabel 6 x 0,14mm. Ich habe es mit breitem Klebeband zur Zugentlastung am Rotor abgefangen.Das Kabel endet dann in einem 6 poligem XLR-Stecker.In diesen Stecker speise ich ebenfalls das DC-Kabel für die 12V Betriebsspannung ein (Pin6 Plus, Pin3 Minus). Als Gehäuse für Anzeige und Richtungstaster findet eine farbige „Euro-Box“ (Fa.Reichelt) Verwendung. Das vorhandene 100µA Instrument passte einigermassen in der Höhe in die Box. Rechts und links davon finden die beiden Richtungstasten ihren Platz. Man kann auch nur einen Taster mit Rechts-Links-Lage mit der entsprechenden Kontaktzahl verwenden. Bei meiner Schaltung mit 2 Tasten habe ich zur Verhinderung eines Kurzschlusses (Überlastung der Z-Diode) beim versehentlichen drücken beider Tasten noch eine 12V 5W KFZ-Sofitte in Reihe zur Z-Diode eingefügt.Die Z-Diode reduziert die Betriebsspannung des Rotormotors auf die erforderlichen 6V.Ein Widerstand an dieser Stelle geht nicht, weil der Anlaufstrom des Motors viel höher ist als der Betriebsstrom von 20mA und somit seine Betriebsspannung zusammenbricht.Das Poti am Mast dreht man in die Mitte und schraubt es im Zahnrad fest. Den Spindeltrimmer R3 (auch 1k) stellt man bei Nordrichtung der Antenne auf  Mittenausschlag des 100µA-Instruments. Der in Reihe liegende Trimmer R3(22k) wird in Südrichtung (von Osten kommend) auf Vollausschlag abgeglichen. Die Speisespannung für die Potis wird mit einem 78L09 auf 9V stabilisiert. Die 100nF Kondensatoren am 78L09 verhindern eventuelle Schwingneigung und HF-Einstreuungen.

                                                                                                                                             Hier unten die Schaltung...
 

                                                                                                                   
 

                                                                                                                            und hier noch zwei Bilder zur Befestigung der Antenne

                                                                                              


Viel Spass beim Umbau de Reinhard DL5ZA ät WEB.DE