Selbstbau Fernsteuerung - HF-Sendemodul

Hallo,

ich habe für mein RC-Flugmodell meine alte Fernbedienung umgebaut bzw. entkernt und bis auf das Sendemodul komplett auf Basis von zwei Arduino Nanos neu aufgebaut. Dazu habe ich sie mit zusätzlichen Potis und Schaltern erweitert, um die einzelnen Ruder zu trimmen, Steuerkennlinien zu verschieben und miteinander zu mischen. Die gesamte Steuerlogik habe ich auf einem Arduino Nano programmiert. Dieser liest permanent alle Joysticks, Potis und Schalter ein, verrechnet sie entsprechend der Konfiguration miteinander und erzeugt das PPM-Signal am Ausgang, der mit dem HF-Sendemodul verbunden ist. Der zweite Arduinos ist ausschließlich zur Ansteuerung der Displays vorgesehen. Beide kommunizieren unidirektional über die serielle Schnittstelle miteinander, sodass der erste Arduino nie auf den zweiten warten muss und somit von diesem der Sicherheit halber vollständig unabhängig ist. Mit den angehängten Bildern könnt ihr euch ein besseres Bild machen:
Fernsteuerung (außen).jpg

Fernsteuerung Außenansicht

Fernsteuerung (innen).jpg

Fernsteuerung Innenansicht

Hauptplatine.png

Hautplatine Layout
Die Arduinos werden separat über eine Powerbank versorgt, die ich von außen an die Fernbedienung hänge, um die Spannungsversorgung des Sendemoduls nicht zu beeinflussen (kann man sicher geschickter lösen für die Zukunft). Die Software ist nach diversen Iterationen mittlerweile sehr stabil und ausgereift. Das PPM-Signal wird sauber erzeugt und ist zuverlässig. Ich bin das ganze Jahr über mit der Funke geflogen.

Mein Problem allerdings ist das Sendemodul und deren Reichweite. Die Graupner D14 ist ursprünglich mit Amplitudenmodulation ausgerüstet gewesen, also schon sehr alt (stammt aus den 80ern). Bei einem Reichweitentest mit dem Sendemodul bin ich auf keine 500m gekommen, also definitiv zu wenig für einen sicheren Betrieb des Flugmodells. (Allerdings wären auch vor 30 Jahren 500m Reichweite zu wenig gewesen. Ich bin damals mit einem kleineren Flugzeug geflogen, das mir auch recht häufig abgestürzt ist. Vielleicht ist es mir deswegen einfach nicht aufgefallen oder kann sich die Reichweite über die Zeit aufgrund von Bauteilalterungseffekten ändern?) Deswegen habe ich das Sendemodul durch ein FM-Modul getauscht, das auch auf dem Foto der Innenansicht zu sehen ist und nicht mit dem Foto vom Schaltplan des HF-Moduls übereinstimmt.

Soweit so gut, sorry für die lange Einleitung, aber nun zu meiner Frage: Kann man auf einfache Art und Weise die Reichweite des ursprünglichen AM-Moduls erhöhen? Ich habe dazu das alte AM-HF-Modul re-engineert, soweit ich es hinbekommen habe. Das Layout habe ich angehängt. Einige Teile sind mir klar (links: Pegelumsetzung von 10V auf 6V, oben links: Oszillater), andere nicht:
HF-Modul.png

HF-Modul
Kann jemand die Module in der Mitte und rechts erklären? Was ist das z.B. für ein quaderförmiges Bauteil in der Mitte (TW2 ?Transformator?, siehe Foto) und welche Funktion hat es? Rechts hätte ich das Sendeteil erwartet mit einer Basisschaltung, aber dann müssten sowohl Eingang als auch Ausgang die Basis als Bezugspunkt haben im Sinne eines Vierpols... Wie bestimmt man die Werte für die Spulen und Kondensatoren im Sendemodul (soviel ich weiß, ist das sehr aufwändig)?

Viele, viele Fragen... Auch wenn ich in Zukunft die Anlage sicherlich auf 2,4GHz umrüsten werde, würde ich dennoch gerne die Funktionsweise des Moduls verstehen.

Vielen Dank schon mal vorab!
Christian
 
Sorry, vergessen in der Beschreibung anzugeben.
Sendefrequenz des HF-Moduls: 35MHz
(Falls missverständlich geschrieben, Umrüstung auf 2,4GHz ist noch nicht erfolgt.)
 
Jo, wie du schon richtig erkannt hasts, ist oben links der Oszillator.
Darunter, das ist ein kleiner zweistufiger Verstätker, der das PPM Signal aus der signalplatine ( bei dir Arduino Nano ) auf das benötigte Maß verstärkt.

Diese beiden Signale ( HF und PPM ) werden dann in TW2 also dem kleinen Trafo zusammengemist. Hier enteht auch dadurch die Modulation.
Die HF ist eigentlich nur während der Pulse eingeschaltet, dazwischen ist sie entweder aus, oder nur sehr gering vorhanden.
So genau kann ich das nicht sehen, und das alles nachzurechnen ist schon ein Akt.

Vom Trafo aus geht es dann in die letzte Stufe. Das ist ein HF-Verstätker, der das modulierte Signel auf Sendeleistung bringt.
Der Rest ist dort Antennenanpassung, Oberwellenfilterung und Bandbreitenbegrenzung, damit das ganze nicht alles um sich herum lahmlegt.

Wie du siehst, enthält der Verstärker keine einstellbaren Komponenten. Der Oszillator ist Quarzgesteuert, und enthält ebenfalls keine einstellbaren Komponenten.

Einzig einstellbar ist hier TW2, der Transformator. Der nun wieder lebt von Resonanzfrequenzen und kann abgestimmt werden.
Wenn du die Möglichkeit hast, das Signal am Ausgang des Trafos zu messen, kann ein Abgleich desselben durchaus für eine "Normalisierung" der Sendeleistung sorgen, oder anders gesagt, ist das Ding verstimmt ( was btw keine Seltenheit ist ), dann haperts auch mit der Sendeleistung und damit der Reichweite.

Ohne Meßmittel ist das aber eher ein Spiel mit dem Teufel.

Früher hätte man gesagt, kurz zu Graupner bzw. JR schicken, die machen das schnell, aber das geht ja nun nicht mehr.
Vielleicht hast du aber auch einen Elektroniker in deinem Umfeld, der das kann.

Gemäß Angabe auf dem Schaltbild ist es allerdings ein 40MHz Modul ( siehe Quarz ), aber vielleicht ist das ja nur ein Flüchtigkeitsfehler.
Zum Einstelen des TW 2 benötigt man übrigens auch ein spezielles Wrkzeug. Bitte nicht auf die Idee kommen, und das mit einem Schraubenzieher machen. :)
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Skyfox60,

vielen Dank für deine ausführlichen Infos. Das Bild lichtet sich!!! Kannst du mir evtl. noch bei den Kondensatoren in der Mitte auf die Sprünge helfen? Welche Aufgabe haben diese C1, C3, C4 und C5? Wenn ich das Ursprungs-PPM im Kopf habe, führen die dann nur zu einer mehr weniger starken Tief- (C3) und Hochpassfilterung (C4, C5) oder bin ich da auf dem falschen Dampfer?

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Zur Klärung des Missverständnisses: Sorry, mein Fehler! Das habe ich nicht klar geschrieben und dann auch noch fatalerweise im zweiten Kommentar verwechselt.

Ursprüngliche Konfiguration: 40MHz Amplitudenmodulation -> Reichweitenprobleme und Kern meines beschriebenen Problems.

Deswegen habe ich mir ein altes 35MHz Modul mit Frequenzmodulation und passendem Empfänger besorgt. Mit dieser Konfiguration bin ich geflogen und funktionierte soweit stabil.

Meine Fragen beziehen sich auf die ursprüngliche Konfiguration mit AM 40Mhz (abgebildes HF-Modul im Layout) und nicht die FM 35Mhz (in der Innenansicht der Funke zu sehen), mit denen ich die Funke jetzt betreibe.
 
Auf das Abgebildete bezog sich auch mein Post.
Da ist halt nur dieser eine Trafo, der die Abstimmung macht.
Was die Kondensatoren angeht, ja klar, tief und Hochpassfilter. Die müssen halt sein wegen der Bandbreitenbegrenzung.
Wenn du diese Filterspule ( Trafo ) abgeglichen hast, dann hat du das Maximum aus der Stufe rausgeholt.

Jede weitere Veränderung würde vermutlich dazu führen, das das Modul nicht mehr den einschlägigen Funkvorschriften genügt.

Vorziehen würde ich deinen Gedanken von weiter oben, einfach auf 2.4GHz umzustellen.
 

Bernd Langner

Moderator
Teammitglied
Hallo Cris
Die Endstufe ist Basisschaltung. Der TW2 ist der sogenannte Modulationstrafo.
Die Schaltungsvariante mit dem Trafo und Oszillator nennt sich Kollektormodulation.
Der Oszillator schwingt mit dem Quarz auf seiner Betriebsfrequenz.
Mit dem Transistor T3 wird jetzt die Betriebsspannung des Oszillators (T4)
rythmisch verändert /moduliert so ensteht die Amplitudenmodulation.
Das ganze wird dann über den Trafo auf die Endstufe gekoppelt.
Kondensator C4 bildet mit der Primärwicklung einen Schwingkreis der
resonant ist auf die 40Mhz.
C1 und C5 sind Koppelkondensatoren um die HF/Wechselspannung auszukoppeln.
Der C3 blockt vermutlich Oberwellen gegen Masse ab.
Der C2 brückt den Emitterwiderstand HF mässig.

Ist bei mir auch schon lange her das ich mich mit so etwas beschäftigt habe.

Willst du mehr Input dazu haben empfehle ich dir die Bücher von Miel
Ich habe mehrere Jahrgänge davon. In diesem Buch werden auch Sendeendstufen und Sendemodule
vorgestellt mit kpl Beschreibung und Bauteilgröße also zum Nachbau geeignet.
Ich habe auch noch weitere Literatur aus alten Tagen wo Fernsteuerungen noch komplett selbstgebaut
wurden oder aus Bausätzen hergestellt wurden. Problem ist das es nie Selbstbauanlagen für 35MHZ gab
da die früher durch die RegTp nicht zugelassen wurden.

Gruß Bernd
 

DG6RBS

User
Hallo zusammen,
Christian, da hast du dir viel Arbeit gemacht, das erinnert mich an meine jungen Jahre . . .
Wir Modellbauer sind eben Idealisten.

Zum verstehen und experimentieren ist das SSM Modul geeignet.
genauso das Buch, das Bernd empfiehlt. Danke Bernd.

Modellfliegen nicht, wie ihr alle schreibt.
Grund:
der 2-stufige AM Sender liefert ca. 170- 180mW HF-Leistung. Das reicht für mehrere 100m
jedoch nur ohne interne und externe Störer.
Bei Gelegenheit zeichne ich die HF- Schaltung auf mein Verständnis um.

Kurz dazu:
Es handelt sich um einen 2-stufigen AM getasteten Sender, mit 100% Modulation
des Trägers.
T4 mit seinem Resonanzkreis (1-2 von TW2 und C4) stellt einen Quarzgesteuerten
Oberton Oszillator, siehe S. 107 Bild 4.7 in Bernd`s Buch.
Ließ dir auch den Text zu Bild 4.9 durch,
falls du doch an TW2 drehen willst (Hinweis von Skyfox beachten).
Dieser Oszillator wird durch den Modulationstransistor T3 getastet,
also ein/aus geschaltet, daher die 100%.

Sender mit Modulationstrafo findest du auf Seite 141 Bild 4.35 (Hinweis e-f).
Die wurden bei Tonmodulierten Anlagen verwendet, z.B. Grundig Varioton.

Viel Freude bei Experimentieren und Buch schmökern.
Modellsportgrüße
Helmut
 
Prima, vielen vielen Dank für eure Infos und Antworten und dem Link aufs Buch. Jetzt verstehe ich auch die Schaltung. Die Reichweite mit mehreren 100m deckt sich auch mit meinem Reichweitentest. Ich bin dann wohl früher nie an die Grenze gekommen (zu oft abgestürzt ;)). Die sicherste Lösung ist dann wohl doch die Umrüstung auf 2,4GHz.
 
Hi Chrischross,
ich habe noch eine Graupner MC-17 mit 2,4GHz Modul ( ACCST D8 ) drin.
Die wäre sehr günstig zu haben, ich brauche sie nicht mehr. Anleitung hab ich glaub ich auch noch für den Sender.
Einzig nen neuen Akku bräuchte er mal, der eingebaute ist schon arg in die Tage gekommen und hält nicht mehr lange vor.
Abzugeben für 30€ zzgl Paketporto.

Wenn du Interesse hast, gerne per PM.
IMG_5627.JPG
 
Zuletzt bearbeitet:
Meine Fernsteuerungen basieren auch alle auf entkernten Altgeräten (Simprop 2007 & Graupner 6014).
Die Funktechnik übernimmt Jeti, in den Sendern jeweils das TU2 Modul.
Damit bin ich sehr zufrieden.
Als Senderakku nutze ich überall jeweils ein 2s Pac NCR18650A, das hält dann ewig.

Gruß Klaus
 
Hi Klaus,
ich habe heute meinen Code mal initial auf Github hochgeladen. Das Repo ist allerdings noch in einer sehr "individuellen" Form (absolute Pfade, Doppelbelegung der Schalter noch verwirrend, keine übergreifende Doku) und einige Verbesserungen sind noch offen (Skalierung der Poti optimieren, Kommunikation zwischen den beiden Controllern, etc.), aber vielleicht magst du ja schon mal reinschauen:
https://github.com/ChrossChris/RemoteControlArduino
Falls du weitere Ideen hast, gerne melden. Ich plane übrigens auf Basis einer 6014 auch einen kompletten Neuaufbau, würde im zweiten Anlauf doch einiges anders machen, aber erst im nächsten Winter...

Grüße,
Christian
 
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