Bau der Transkommunikations-Anlage

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Dieser Artikel beschreibt den endgültigen Aufbau der Transkommunikations-Anlage nach den Mitteilungen FJ 1 bis 3.

Einleitung

Aufgrund der Versuche mit Audition hat sich eine Anzahl von 14 NF-Modulen, jeweils bestehend aus Rauschgenerator, Bandfilter und Treiber, als sinnvoll erwiesen. Die ursprünglich angedachte Zahl von 7 bis 8 Modulen scheint für ein ausgewogenes Klangbild zu wenig zu sein. (Außerdem hieß es ja in FJ 1.2: "Die Niederfrequenzen müssen enger gestaffelt sein." - Es darf also ruhig ein wenig mehr sein...)

Der Platz in dem 19"-Baugruppenträger wird daher vollständig für die Module ausgenutzt werden, von denen jedes 3 cm breit ist (ursprünglich waren 4 cm vorgesehen gewesen). Das Netzteil muß daher in einem externen Gehäuse untergebracht werden. Der ursprünglich ebenfalls vorgesehene Lautsprecher-Verstärker wird durch Aktivboxen ersetzt. Zusätzlich wird das Audiosignal von einem digitalen Audiorecorder aufgenommen werden.

Schaltungen

Schaltung eines einzelnen NF-Moduls.

Ein NF-Modul besteht aus einem Rauschgenerator, einem Bandfilter (State-Variable-Filter) und einem Treiber für die Spule. Außerdem verfügt jedes Modul über eine eigene symmetrische Spannungsversorgung. Die grüne Low-Current-LED (2 mA) flackert im Takt der Zufallsfluktuationen und dient zur optischen Kontrolle der korrekten Einstellung von Frequenz, Güte und Amplitude.

Zur Einstellung von Frequenz und Güte wären zwar negativ logarithmische Potis besser geeignet, jedoch scheint es im Handel nur positiv logarithmische zu geben. An der Funktion ändert dies nichts, jedoch ist dadurch der "Drehsinn" vertauscht, d.h. die maximale Frequenz bzw. Güte ist bei "Minimum"-Stellung der Potis erreicht (Knopf ganz nach links gedreht).

Insgesamt werden 14 dieser NF-Module benötigt. Der Aufbau erfolgt auf eine Lochraster-Steckplatine im Europakartenformat (160 x 100 mm) und wird von vorne in den 19-Zoll-Baugruppenträger eingeschoben. Alle Bedienelemente (3 Potis, Schalter, LED, Cinch-Buchse) befinden sich vorne an der Frontplatte.

Schaltung des Netzteils.

Das Netzteil wird in ein externes Gehäuse eingebaut und versorgt alle 14 Module. Jedes Modul kann maximal 150 mA ziehen (+12 V / 140 mA, -12 V / 10 mA), d.h. 2 A sollten genügen. Unter Normalbedingungen (d.h. die Amplitude ist so eingestellt, daß kein Clipping auftritt) sollte es weniger als 1 A sein.

Bauteilbeschaffung

Die Bauteile wurden teils bei Conrad und teils bei Reichelt bestellt, sofern sie nicht bereits in meinem Bestand vorhanden waren. Hier eine vollständige Materialliste im Excel-Format:

Bauteile (1)
Bauteile (2)
Bauteile für das Netzteil
19-Zoll-Baugruppenträger
Frontplatten für die Module

Leiterplattenentwurf

Leiterplatte NF-Modul

Platinen-Layout eines NF-Moduls auf Lochrasterplatte 100 x 160 mm für 31-pol. Federleiste nach DIN 41617.

Statt des in der Schaltung angegebenen Festspannungsreglers 79L12 wurde der eigentlich unnötig starke 7912 verwendet, da dieser laut Datenblatt bei Reichelt eine geringere Toleranz der Ausgangsspannung aufweist.

Leiterplatte Netzteil

Freihandzeichnung der Netzteil-Platine (30 x 65 mm).

Die Angaben sw, rt, vi und ws beziehen sich auf die Farben der Anschlüsse des Ringkerntrafos. Zur Verdrahtung auf der Unterseite wurden einfach die Beinchen des Gleichrichters und der beiden Elkos umgebogen und verlötet. Die 4 Entstörkondensatoren am Gleichrichter sind direkt auf der Unterseite an den Gleichrichter angelötet (sie sind daher nicht eingezeichnet).

Zusammenbau

Netzteil

Das Netzteil (+/-18 V / 2 A) ist dank des Ringkerntrafos recht kompakt geworden. Der Anschluß des Netzteils erfolgt über einen 3-poligen DIN-Stecker mit Bajonettverschluß.

Netzteil (geöffnet)
Netzteil (geschlossen)

NF-Module

Bei dem 19"-Baugruppenträger, in den die 14 NF-Module hineinkommen, sind nur 3 Pins der Federleisten belegt für die Stromversorgung.

19"-Baugruppenträger, verdrahtet
Die gebohrten und montierten Frontplatten.
Einzelnes NF-Modul mit noch unbestückter Platine.
Verdrahtungsplan eines NF-Moduls und Lötseite einer fast fertig verdrahteten Platine.
Fertige Lötseite der Platine eines NF-Moduls.
Die Platine eines NF-Moduls fertig bestückt und verdrahtet.
Die Platine eines NF-Moduls auf dem "Prüfstand".
Das erste von 14 NF-Modulen im 19-Zoll-Baugruppenträger.
Der fertige 19-Zoll-Baugruppenträger mit den 14 NF-Modulen.

Spule

Die Spule besteht aus 15 nebeneinanderliegenden Wicklungen à 30 Windungen aus Kupferlackdraht Ø 0,15 mm auf braunes Kunststoffrohr (äußerer Teil eines Teleskop-Lüftungsrohrs) Ø 107 mm x 130 mm. Jede Wicklung sollte somit 0,0178 * 30 * 0,107 / (0,15 / 2)² = ca. 10 Ω haben.

Zum gleichmäßigen Wickeln der Spule wurde eine aus Teilen aus dem Baumarkt improvisierte Wickelvorrichtung verwendet.

Die Wickelvorrichtung für die Spule.
Die fertig gewickelte Spule.

Zur Anpassung an den Mikrofonpegel des Aufnahmegerätes und des Aktivlautsprechers wurde jede Sendespule mit einem 100-Ohm-Widerstand in Serie geschaltet, und hinter die Empfangsspule wurde zusätzlich ein 100-Ohm-Poti zur exakten Einstellung des Ausgangspegels geschaltet.

Anschluß der Spule im Gehäuse.
Rückseite des Spulengehäuses.
Vorderseite des Spulengehäuses.

Die Empfangsspule befindet sich ganz unten auf dem Spulenkörper. Darüber folgen die Sendespulen 1 bis 14.

Die Plexiglashaube ist aus einer Dose aus der Haushaltsabteilung vom Kaufhof hergestellt und dient als Schutz für die empfindliche Wicklung. Auf der Oberseite der Abdeckung wurde ein kreisrundes Loch von 10 cm Durchmesser ausgeschnitten, um dort Gegenstände hinlegen zu können (z.B. den Obsidian).

Zur Vermeidung unbeabsichtigter Beeinflussungen des in der Spule induzierten Magnetfeldes wurden Spulenkörper und Abdeckung mit Kunststoffschrauben und -winkeln am Gehäuse befestigt.