80-meter peilontvanger radiokampweek

Radio peiljachten zijn populaire peilwedstrijden waarin de deelnemers binnen een vastgestelde tijd een aantal, vaak zeer kleine, zendertjes dienen op te sporen. Deze wedstrijden vinden doorgaans plaats op een specifieke radioband. Vorig jaar werd op de Radiokampweek voor radiozendamateurs een peilontvanger gebouwd voor de 2-meter amateurband. Maarten Bakker (radio callsign PE7M) ontwikkelde dit keer een kortegolf-peilontvanger voor de 80-meterband. Hoe je ‘m zelf bouwt, dat lees je hier.

Telkens weer blijkt er een behoefte te bestaan aan goede, na te bouwen ontwerpen voor zelfbouw ontvangers die gebruikt kunnen worden bij radio peiljachten, ook wel vossenjachten genoemd. Zulke ontvangers zijn niet te koop en beschikbare ontwerpen zijn vaak niet na te bouwen omdat er onmogelijke onderdelen in gebruikt worden. De hier beschreven 80-meter peildoos biedt uitkomst: Het ontwerp is eenvoudig, robuust en met een beetje handigheid in een dag te bouwen. Niet in de laatste plaats peilt ie ‘als de brandweer’….

Het schema (klik voor een vergroting)
Het schema (klik voor een vergroting)

Functiebeschrijving

Als we naar het schema kijken dan zien we dat het eigenlijk niet simpeler kan. Dit is een echte super, ook wel superheterodyne ontvanger genoemd. De eerste BF961 fet is zowel mengtrap als HF-versterker en die wordt gevolgd door een doodgewone BC547 als middenfrequentversterker. Tussen beide trapjes wordt gefilterd met twee goedkope keramische filters. De ingang van de middenfrequent versterker is voorzien van een potmeter die het ingangssignaal regelbaar maakt. Een aparte RF-regeling aan de ingang van de ontvanger of een LF-volumeregelaar is niet nodig, deze potmeter op de MF-versterker neemt beide keurig voor zijn rekening. Dat geeft een knop minder te bedienen en te monteren…

De tweede BF961 in de rij is een productdetector waarin het signaal gedemoduleerd wordt. Aan deze detector is de BFO (Beat Frequency Oscillator) gekoppeld die is voorzien van hetzelfde keramische middenfrequentfilter als in de ontvanger wordt gebruikt, maar nu als resonator is ingezet om de BFO-frequentie op te wekken. Aan het einde van de schakeling vinden we de alom bekende LM386 die vanwege zijn simpelheid en laag stroomverbruik in menig peilontvanger te vinden is.

Het sense-circuit zorgt ervoor, met behulp van een klein uitschuif-antennetje, dat we weten welke kant we op moeten lopen.

Nog niet besproken is het sense-circuit. Dit is linksboven in het schema te vinden. Het sense-circuit zorgt ervoor, met behulp van een klein uitschuif-antennetje, dat we weten welke kant we op moeten lopen.

De ferrietstaaf heeft een symmetrisch stralingsdiagram. Met de sense antenne ingeschakeld krijgen we een diagram met een duidelijke voorkeursrichting, een zogenoemde voor/achterverhouding en daar hebben we bij het peilen veel gemak van. Het voorkomt dat je precies 180 graden de verkeerde kant op loopt, soms wordt het pas na enkele kilometers duidelijk dat je er dan naast zit…

Aan de slag

Monteer alle onderdelen op de print en dit is belangrijk: voorzie de aansluitpunten van soldeerpennen. Dit komt later van pas omdat vaak na de bouw diverse draden verwisseld moeten worden. Zo kan de spoel van de ferrietstaaf verkeerd om zitten t.o.v. de sense-antennespoel en dan loopt u de verkeerde kant op. Ja, dit is mij overkomen zodat ik richting Dieren liep en de andere peilers richting Laag Soeren (dit voor de bekenden van het radiokamp op de Jutberg).

Maak voordat u de ferrietstaaf gaat voorzien van de windingen met wikkeldraad (0,5mm Cu gelakt) eerst een dun stukje papier of karton om de staaf heen om daarop de spoel te wikkelen. Bij het afregelen kunt u dan het spoeltje nog verschuiven over de staaf voor een maximale gevoeligheid. Vindt u dit maximum niet dan zal er een winding bij of af moeten. Dit is erg afhankelijk van de lengte en het materiaal van de staaf. In een paar tests heb ik proefondervindelijk vastgesteld dat de genoemde 13 windingen meestal voldoen. Let op, dit kan veranderen als u de staaf gaat inbouwen! Daarover verderop meer. Voor de sense-antenne voldoen 2 of 3 windingen om de staaf; dat is niet kritisch.

…het bleek dat de dames daar handiger in zijn dan de mannen. Het draad lijkt ook net op naaigaren…

Meer ervaring met wikkellen heeft u nodig om de oscillatorspoel te maken. Er moeten maar liefst 63 windingen van 0,2mm draad om een klein Amidon ringkerntje T37/2. Het wikkelen gaf tijdens de bouw op de Jutberg enige problemen en het bleek dat de dames (Héléne dus) daar handiger in zijn dan de mannen. Het draad lijkt ook net op naaigaren…

peilontvanger ferrietstaaf met wikkeldraad

Ik kreeg een tip van Bert, PAoGVK, dat een kant en klaar (smoor)spoeltje van 15µH hier ook prima voldoet. Ik zal dit nog kritisch testen en als dit bevalt dan doen wij natuurlijk zo’n spoeltje in het bouwpakket. Dat is ook nog goedkoper want zo’n ringkern is nogal aan de prijs. Mocht u toch de ringkern nemen zorg er dan voor dat deze met een druppel montagekit vast op de print komt. Zorg ook dat u goed de windingen telt, 1 meer of minder en u zit ‘buiten de band’. Als alles gemonteerd is dan kunt u de print voorzien van alle aansluitdraden, de antennespoelen en de sense-antenne. Zorg dat u geen sluiting maakt en koppel een hoofdtelefoon aan. Liever geen speaker gebruiken. Als de batterij is aangesloten dan moet er direct al wat ruis en een paar fluittonen hoorbaar zijn. (Meestal veroorzaakt door de computer van de buurman.) U zal als alles goed is al wat telexstations kunnen horen want deze zijn ook overdag goed waarneembaar.

Inbouw in een behuizing

Als er geen fouten zijn gemaakt ligt alles nu werkend op tafel maar dat peilt zo lastig. We gaan de ontvanger nu nog inbouwen in een metalen kastje. Deze dient niet alleen om de ontvanger handzaam te maken maar ook om het printje te beschermen tegen mechanisch geweld, regen en directe instraling van de “vos”. Het is de bedoeling dat het signaal alleen via de antenne binnenkomt en niet instraalt op de print. Vooral als u dicht bij de vos bent is dit belangrijk.

behuizing 80-meter peilontvanger

Wij gebruikten op de Jutberg het bekende “Toptin”-kastje, met de afmetingen 148x74x40mm. Hierin is voldoende ruimte voor de print, de batterij en de potmeters. Ook de sense-antenne zit binnen in het kastje vast en is geïsoleerd naar buiten gebracht. Het is het makkelijkste om de print te voorzien van 4 afstandsbusjes die aan 1 kant voorzien zijn van schroefdraad (M3). Dit zijn van die zeskantige busjes die ook veel in computerapparatuur te vinden zijn. Monteer deze busjes met het draadeinde door de print en zet ze met een moertje vast. Leg nu de print met afstandsbussen op het onderdeksel van de Toptin kast en soldeer met een voldoende krachtigesoldeerbout de busjes aan de onderplaat. Maak hierbij de afstandsbusjes eerst even goed schoon met een stukje staalwol of schuurpapier. Deze werkwijze heeft als voordeel dat u geen moeren aan de onderkant van het peildoosje krijgt. Moertjes op het onderdeksel houdt niet lekker vast tijdens het peilen en geeft akelige krassen op tafel. Tip: schuif de print zodanig naar beneden dat de batterij precies klem komt te zitten tussen de print en de kast. Monteer daarna de zijkanten van het kastje… maar vergeet niet om er eerst gaatjes in te boren voor de oortelefoonplug en de doorvoer en de montage van de ferrietstaaf. De afbeeldingen spreken hierbij voor zich.

Montage van de ferrietstaaf

Dit is mischien nog wel het lastigste karwei van het hele project. Er zijn 2 manieren, een optimale en een minimale:

Eerst de mindere manier: boor gaten aan weerzijden van de kast en steek de staaf door de kast heen. Dit is weliswaar simpel en snel, maar het grote nadeel aan deze manier van monteren is dat de gaten in de wand van het blikken kastje een gesloten winding om de ferrietstaaf vormen, dat ruïneert de Q van de op de ferrietstaaf gewikkelde spoelen. De ontvanger wordt hierdoor erg ongevoelig en is minder goed meer af te regelen.

Tijdens de radiokampweek kozen wij voor optie 2, de montage van de staaf bovenop het kastje in een plastic beschermstrip en dat voldoet prima. Wij namen hiervoor een stukje plastig montagegoot uit de bouwmarkt. (Je-weet-wel, zo’n dun gootje waar je de speakerdraden in de huiskamer mee weg kan werken.) Met een paar stukjes schuim klemde de staaf mooi in het gootje en is er weer gemakkelijk uit te halen als dat nodig is. De uiteinden van de gootjes plakten wij af met isolatietape.

afbeelding_6

Er zijn natuurlijk veel manieren te bedenken om de ferrietstaaf te monteren maar houd bij metalen omhulsels altijd de kortgesloten (spoel)winding in de gaten. Velen monteren een stuk koperen waterleiding bovenop de kast maar zorg er dan wel voor dat u een sleuf in deze metalen pijp freest, over de gehele lengte, zodat de staaf niet kortgesloten kan worden. Dat frezen zal de meesten van ons ook niet gemakkelijk vallen… dat plastic gootje is een fraaie en gemakkelijk realiseerbare oplossing.

Als het goed is zit de print nu vast in het kastje en zijn de aansluitdraden van de spoelen gemonteerd. Dan rest ons nog de potmeters en de sense-antenne. Leid de potmeters met korte aansluitdraden naar de printpennen en monteer ze naar eigen inzicht in de kast. Wij monteerden ze in het deksel van de Toptin-kast zodat we er nog een mooie schaal omheen konden tekenen. Houd wat ruimte over voor een derde potmeter voor eventuele fijnafstemming.

De sense-antenne moet zo diep mogelijk in de kast worden vastgemaakt en dient, via een rubber doorvoertule als isolatie, net boven uit het kastje steken. Om de antenne in het kastje te monteren, zonder dat deze de kast raakt, gebruikten wij eenzelfde afstandsbus als de metalen busjes voor de print, maar dan in een plastic uitvoering. Deze plastic afstandbusjes zijn bij de goed gesorteerde onderdelenhandel verkrijgbaar.

Afregelprocedure

De peildoos is nu bijna klaar en we krijgen als het goed is al wat geluid uit de hoofdtelefoon. De middenfrequent-trafootjes kunnen op het gehoor afgeregeld worden; dat is niet kritisch. Meestal is een halve slag ingedraaid de beste stand. De oscillator tuning is een veel nauwkeuriger proces. Deze is met de trimmer die parallel over de oscillatorspoel staat af te regelen. Het bereik van de oscillator moet minimaal van 3,955 tot 4,255MHz lopen. Dat is met behulp van een oppiklusje op een kortegolfontvanger, scanner, counter o.i.d. te testen. Meestal is het bereik wat groter en afhankelijk van spreiding van de componenten en het type varicap diodes. Let op dat u de spoel tijdens het meten niet raakt omdat de oscillator dan zal gaan verlopen. Over deze spoel nog even het volgende: wikkel deze exact als in de componentenlijst genoemd, met strakke windingen netjes naast elkaar, dit past precies. Het is aan te bevelen om de wikkelingen te borgen, bijvoorbeeld met een druppeltje secondenlijm. Doe dit bij voorkeur nadat de goede werking is gebleken. Nu zit de ontvanger “in de band”.

Als laatste handeling draaien we nog even de ingangstrimmer (zit over de spoel van de ferrietantenne heen) zodanig dat de ontvangstgevoeligheid optimaal is, klaar is Kees!

Nou ja, klaar….

Om te testen of de sense-antenne werkt moet deze ongeveer 15 tot 20cm uitgeschoven worden (niet verder!) en ingeschakeld met het schakelaartje “sense”. Er moet nu een duidelijk verschil in de voor/achter-verhouding te bemerken zijn.

Vraag vervolgens aan een bekend lokaal station om een testsignaal in de lucht te zetten. Laag zendvermogen is voldoende want het peildoosje is erg gevoelig. Kijk of de sense-antenne de goede richting aangeeft en zo niet… dan moeten de twee aansluitdraden van de sense-spoel op de print omgewisseld worden. De voor/achter-verhouding met sense zal ongeveer 1:10 moeten zijn. Is de sense-antenne te kort dan krijgen we een slechte voor/achter-verhouding doordat de ferrietantenne dan overheersend is op de rondstralende karakteristiek van de sense-antenne. Is de sense-antenne te lang dan gaat de rondstralende sense-karakteristiek overheersen op de richtkarakteristiek van de ferrietstaaf.

Tijdens jachten zal je merken hoe op verschillende manieren te peilen is. De ferrietstaaf heeft namelijk ook nog een heel mooi minimum op de lengte-as. Daar is ook prima gebruik van te maken want we hoeven niet altijd op het maximum van het signaal te peilen. Het minimum is in dit geval veel scherper dan het maximum. Een ervaren jager peilt eerst op het maximum, met de sense ingeschakeld, om globaal de richting van de vos vast te stellen. Zijn we dichter bij de vos dan wordt precisie gevraagd en loont het om over te gaan op een minimum-peiling.

Modificaties en extra’s

Al direct na de eerste testjacht kwamen er jagers naar mij toe die zeiden: “Hij is wel erg gevoelig en dicht bij de vos wordt het moeilijk.” Te veel signaal resulteert in een verzadiging waardoor er geen peilkarakteristiek meer over is. Een aardige modificatie hiervoor is: gewoon de BFO uitschakelen. Dat blijkt prima te werken maar de ontvanger wordt daarvan natuurlijk wat ongevoelig. Iedereen maakte er meteen een schakelaar bij in de voedingsleiding naar de BFO. Til de 4k7 weerstand in de voedingsleiding naar de BFO op, maak de weerstand aan één kant los en zet hier een schakelaar tussen.
Fijnafstemming: plaats een extra potmeter van ongeveer 5 kilo-ohm in de leiding naar de afstempotmeter.

Van PA0JCS, een fanatiek 80-meter peiler, kreeg ik later nog een tip. Plaats een germanium diode over de ingang van de detector. Hierdoor verkrijgen we met uitgeschakelde BFO een wat betere AM-detectie…

Componentenlijst

Alle onderdelen zijn verkrijgbaar bij de goed gesorteerde onderdelenspeciaalzaken. De dubbele keramische MF-filters zijn o.a. bij Kent verkrijgbaar.

Halfgeleiders:

  • T2, T6 = BF245A
  • T1, T4 = BF960,961,981
  • T3, T5 = BC547
  • Varicaps = BB204 of BB304
  • IC1 = LM386
  • Zenerdiode 6V8, 400mW

Spoelen:

  • L1 = 15 µH (smoor)spoeltje of Amidon T37/2 met 63wdg
  • 0,2mm gelakt koperdraad, gewonden over de gehele ringkern.
  • L2 = 13 windingen om ferrietstaaf. Gelakt koperdraad 0,5mm.
  • L3 = 2-3 windingen om ferrietstaaf. Gelakt koperdraad 0,5mm.
  • L4, L5 = Toko 455kHz 7mm MF-trafo, kern geel.
  • 2x keramisch filter (dubbel) 455kHz, SFZ455F

Condensatoren (Conrad)

  • 2x folietrimmer 5..30pF, rood RM 7,5
  • 2x elco 100µF axiaal
  • 2x elco 10µF radiaal
  • 2x 47nF multilayer
  • 4x 22nF multilayer
  • 3x 1nF, keramisch
  • 2x 220pF, keramisch
  • 5x 100pF, keramisch
  • 1x 56pF, keramisch
  • 1x 27pF, keramisch

Weerstanden in ohm (Conrad)

  • 4x 1M
  • 1x 100k
  • 3x 47k
  • 2x 10k
  • 2x 4k7
  • 1x 2k2
  • 3x 1k
  • 1x 470
  • 1x 100

Potmeters:

Printmateriaal:

Montagematerialen:

componentenopstelling 80-m peilontvanger

 

Plaats reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *