(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 5)

Vorbereitung für die Ausgabe der Daten

Node-Red Sicherheit

Sobald die Wetterstation aus dem lokalen Netzwerk auch im Internet erreichbar ist, kann jeder, der die IP-Adresse kennt und Zugriff auf den Port hat, die Bedienoberfläche erreichen und alle Veränderungen in meinen Programmierungen vornehmen, die er möchte. Damit das nicht passiert, sichere ich den Zugang mit einem Benutzernamen und Kennwort ab. Beschrieben wird der Vorgang auf der Seite Node-RED : Security unter diesem Link: https://nodered.org/docs/security Die erforderliche Einstellung dazu wird in der Datei ~/.node-red/settings.js vorgenommen. Zusätzlich habe ich dazu Tool node-red-admin installiert. Das ist übrigens auf der Seite Node-Red : Command-line Administration unter diesem Link beschrieben: https://nodered.org/docs/node-red-admin.

Raspberry Pi aus dem Internet erreichbar

In meinem Router gebe ich für den Raspberry Pi den (Standard-) Port 1880 frei. Nach einem Neustart von Node-Red mit

oder Neustart des Raspberry Pi ist der Zugang zur Entwicklungsoberfläche aus dem Internet nun über diesen Link erreichbar: dl8aap.ddns.net:1880. Wie man eine solche DynDNS-Adresse einrichtet. steht in vielen Beiträgen im Internet und soll nicht Bestandteil meiner Aufbaubeschreibung sein.

Installation Node-Red-Dashboard

Damit Daten auf einer Webseite im Internet dargestellt werden können, muss das Node-Red-Dashboard nachinstalliert werden.

Ich melde mich mit meinen Zugangsdaten an der Entwicklungsoberfläche an und installiere das Dashboard über den Paletten-Manager:

Über die Seite Palette wähle ich den Tab Install (1) und suche nach dashboard (2). Ich wähle den Eintrag node-red-dashboard und klicke auf den kleinen Button install (3). Das dauert nun eine Weile, bis der Button Close erscheint. 

Mit Close (4) schließe ich den Palettenmanager, und es stehen jetzt die Dashboard-Elemente zur weiteren Verwendung zur Verfügung. Im Grunde sind dies alles Elemente, die zur Darstellung auf (m)einer Internetseite benutzt werden können. Es stehen einige Tausend Nodes zum Download bereit. Es dürfen auch eigene Nodes erstellt werden.

Bei jeder Änderung wechselt der Button Deploy auf rot.

Mit einem Klick auf Deploy (1) werden dann die Änderungen gespeichert und übernommen und die neue Ausgabe erzeugt. Diese Ausgabe kann ich mir anschauen mit Klicken auf das Grafik-Symbol (2) und auf das Link-Symbol (3).

Da ich noch keine Elemente (UI nodes) hinterlegt bzw. programmiert habe, begrüßt mich Node-Red entsprechend und weist mich freundlich darauf hin noch einige Elemente in einen Flow hinzuzufügen und auszuliefern.

Der erste Flow

Ein erster Test könnte so aussehen:

Aufgabe: Gib mir jede Sekunde die aktuelle Rechnerzeit aus.

Lösung: Dazu platziere ich einen inject-node und einen debug-node auf die Arbeitsoberfläche und verbinde die beiden Nodes.

Ich öffne mit einem Doppelklick den inject-node. Im Edit-Fenster ändere ich den Repeat-Modus auf interval und stelle auf every 1 seconds. Die blauen Punkte zeigen an, dass eine Veränderung an diesem Knoten vorgenommen, aber noch nicht gespeichert wurde. Ein Klick auf Done, und der Node ist programmiert. 

Der debug-node ist schon passend vorbereitet, um eine Nachrichtenladung msg.payload vom inject-node im Debugfenster darzustellen.

Mit einem Klick auf Deploy wird dieser kleine Flow 1 gespeichert und ausgeliefert.

Jetzt erscheint im Debug-Fenster jede Sekunde die Ausgabe der aktuellen Rechnerzeit. Aber 1536668952289? Das ist die Unix-Zeit in Tausendstel Sekunden beginnend mit 1.1.1970 00:00 Uhr, die im Raspberry Pi läuft. Umgerechnet ist das 11.09.2018 14:32:03.289 Uhr.

 

Test des Internet-Dashboard

Aufgabe: Gib mir alle 7 Sekunden den Rückgabewert eines Internet-Ping von www.google.de und zeige den aktuellen Wert in einem Gauge-Knoten, sowie die Werte der letzten 12 Stunden in einer Liniengrafik auf dem Dashboard (für das Internet).

Lösung: Zunächst muss eine Oberfläche für das Dashboard vorbereitet werden. Node-Red weiß sonst nicht, wohin es die Elemente platzieren soll.

In der Sektion dashboard den Tab Layout wählen. Nun den Button +tab klicken. Damit wird quasi eine neue Seite erzeugt. Hinter diesem neuen Tab 1 kann man mit edit die Eigenschaften dieses Tabs anpassen. Ich wähle den Namen Home und bestätige dies mit Klick auf Update. Hinter dem neuen Home-Tab klicke ich auf +group. Es wird eine quasi eine Matrix für die neue Seite angelegt. Hierauf können die Ausgabe-Knoten ausgerichtet werden.

Jetzt platziere ich die notwendigen Nodes. Ein Ping-Node, ein Gauge-Node und ein Chart-Node und verbinde sie untereinander.

Doppelklick auf den Ping-Node öffnet den Edit-Modus. Hinter Target gebe ich ein: www.google.de. Hinter Ping (S) gebe ich ein: 7 und bestätige mit Done. Dieser Knoten sendet einen Internet-Ping alle 7 Sekunden an Google.de

Doppelklick auf den Gauge-Node öffnet den Edit-Modus. Hinter Group wähle ich aus der Auswahlbox den Eintrag Group 1 [Home]. Damit wird dieses Element auf die zuvor erzeugte Matrix gesetzt. Hinter Units gebe ich ein: ms, weil der Ping seine Nachrichtenladung in Millisekunden übergibt. Die Range bestimme ich mit min=0 und max=300. Bestätigung mit Done.

Doppelklick auf den Chart-Node öffnet den Edit-Modus. Hinter Group wähle ich aus der Auswahlbox den Eintrag Group 1 [Home]. Damit wird dieses Element ebenfalls auf die zuvor erzeugte Matrix gesetzt. Hinter x-axis gebe ich ein: last 12 hours. Hinter Y-axis gebe ich für min=0 und max=300 ein. Bestätigung mit Done.

Nun den Flow mit Deploy ausliefern und das fertige Ergebnis über das Link-Symbol anschauen.

Die Aufgabe ist somit erfüllt, das Dashboard funktioniert zur vollen Zufriedenheit.

Node-Red bietet die Möglichkeit den entwickelten Flow zu Speichern bzw. als Backup auszugeben. Das geht über den Menü-Button, Export und Clipboard. Der Flow wird damit in die Zwischenablage exportiert.

Über die Funktion Import kann so ein vollständiger Flow z.B. von Dritten oder aus einem Backup importiert werden.

In der folgenden Box ist das “Skript” für den obigen Flow enthalten. Per Copy & Paste kann der Flow importiert werden.

Für alle weiteren Aktivitäten mit Node-Red empfehle ich das Studium des Node-Red Kochbuchs hinter diesem Link: https://cookbook.nodered.org/

Im Internet finden sich auch eine Menge Beiträge, die die unterschiedlichsten Themen zum Node-Red behandeln. Auch ich bin hier für ein paar spezielle Dinge schnell fündig geworden, die ich im weiteren Verlauf meines Installationsberichtes gerne weitergebe.

Ich denke es ist nun an der Zeit mit meiner Beschreibung im Teil 6 mit der Auswahl der passenden Sensoren am Raspberry Pi und die Verbindung mit dem Node-Red fortzufahren.

 

 

(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 4)

Weitere Grundkonfiguration des Raspberry Pi

Der Löwenanteil von Software ist auf dem Raspberry Pi nun erstmal vorinstalliert. Jedoch soll noch die IP-Adresse des Gerätes festgelegt werden. Eigentlich ist das nicht nötig, aber ich möchte das Gerät später in einer anderen Umgebung betreiben, in der ausschließlich mit festen IP-Adressen gearbeitet wird.

Festlegen der statischen IP-Adresse

Die Einstellung findet statt in der Datei /etc/dhcpcd.conf. Vorher aber muss man sich den Namen der momentanen Schnittstelle ausgeben lassen. Das passiert mit der Eingabe von 

Das Ergebnis sieht dann in etwa so aus:

Kenner haben nun gesehen, dass es die altbekannte Bezeichnung eth0 nicht mehr gibt. Dafür gibt es nun eine eindeutige Zuordnung der Bezeichnung, beginnend mit enx und nachfolgend der MAC-Adresse der Schnittstelle, hier rot umrandet. Diese Bezeichnung merke ich mir und werde sie gleich in die Datei /etc/dhcpcd.conf zur weiteren Bearbeitung eintragen.
Warum es keine eth0-Bezeichnung mehr geben soll, oder wie man das System wieder in diese Form versetzen kann, ist ausführlich an anderen Stellen im Internet beschrieben.

Ich starte den Midnight Commander mit sudo mc und editiere die Datei /etc/dhcpcd.conf.

Weiter unten In den letzten Zeilen finde ich den Eintrag # Example static IP configuration und setze die vier Zeilen dadrunter wie folgt:

Alles andere bleibt erstmal so wie es ist.

Ich setze die IPv4-Adresse nun fest auf 192.168.80.80 mit der Subnetzmaske 255.255.255.0. Das sagt die Angabe von /24 aus. Mein Router hat die Adresse 192.168.80.200. Danach wird die Liste der DNS-IPs angegeben, sie lauten Google1-DNS, Google2-DNS, Router-DNS. Sorry, ja Google-DNS (sorry) bietet neben den Telekom und Vodafone Servern einen ziemlichen Geschwindigkeitsvorteil.

Die oben genannten privaten IP-Adressen (192.168.x.y) sind natürlich in anderen Netzwerken entsprechend anzupassen.

Nach dem Speichern der Datei und einem Neustart des Raspberry Pi bekommt dieser statt der IP-Konfiguration vom DHCP-Server nun die IP-Konfiguration aus der soeben angepassten dhcpcd.conf. Bei einem Wechsel in ein anderes Netzwerk kann ich nun später bequem die Einstellung an dieser Stelle anpassen.

IPv6 Protokoll deaktivieren

Um IPv6 dauerhaft zu deaktivieren, sollte man erstmal feststellen, ob IPv6 aktiviert ist. Das bekommt man heraus mit der Eingabe von

Nun werden bei aktiviertem IPv6 Einträge markiert ausgegeben. Ansonsten ist die Ausgabe leer. Mit den folgenden zwei Eingabezeilen wird die Datei /etc/sysctl.conf um einen Eintrag ergänzt,

Nach einem Neustart des Raspberry Pi sollte nun IPv6 deaktiviert sein. Das kann wieder mit dem obigen Befehl kontrolliert werden. Auch die Ausgabe von ifconfig bestätigt die Änderung

Wenn man diese nun letzte Zeile in dieser Datei entfernt und den Raspberry Pi neu startet, ist IPv6 wieder aktiviert. Ob man IPv6 wirklich deaktivieren sollte oder nicht, ist in jedem Anwendungsfall unterschiedlich. Es gibt mittlerweile einige Webseiten-Betreiber, die ihre Anschlüsse auf IPv6 umgestellt haben. In meinem Fall aber brauche ich dieses Protokoll nicht.

Die richtige Uhrzeit

In meinem Netzwerk wird die Uhrzeit schon vom Router bezogen. Dafür haben auch bereits die Einstellungen im Konfigurationsprogramm raspi-config gesorgt. Siehe dazu bitte den Beitrag “(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 2)” meines Tagebuches. Da sind auch die Umschaltungen von Sommer- und Winterzeit schon inbegriffen. Das lasse ich auch erstmal so. Wer das allerdings ändern möchte, ist z.B. hier gut beraten: https://linuxconfig.org/how-to-setup-ntp-server-and-client-on-debian-9-stretch-linux

Im Standard arbeitet der Raspberry Pi mit seinem Linux in der UTC-Zeit – genau das richtige für den Amateurfunk, denn diese ist auf unserer Erdkugel überall gleich.

RTC?

Allerdings überlege ich mir, wenn das Gerät irgendwo alleine ohne Netzwerk stehen sollte, ob ich ihm nicht eine batteriegepufferte RTC, eine sog. Real-Time-Clock einsetze. Wie das mit einer kleinen preisgünstigen I2C-Schaltung geht, kann man hier erfahren: https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-rtc-modul-i2c-echtzeituhr/

GPS?

Auch der Einsatz und Zeitabgleich mit einem GPS-Modul könnte in einem Nebenprojekt münden. Und wie das geht, kann man hier nachlesen: https://raspberry.tips/projekte/gps-tracking-mit-dem-raspberry-pi

Im nächsten Teil 5 geht es um die Einrichtung des Node-Red-Dashboards und weiterer Bausteine für die Sensoren.

 

(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 3)

Installation der Grundprogramme

In diesem Teil 3 wird dem Raspberry Pi nun weitere Software verpasst, die für mein Dafürhalten unerlässlich sind. Mit dem Rasperry Stretch Lite müssen auch keine Softwarepakete entfernt oder deaktiviert werden, die nur unnötig Ballast sind/waren: keine Wolfram-Engine, kein Libre-Office, kein grafischer Desktop oder Programmiertools. Aber einige kleine Helferlein braucht es dann doch:

MC – Der Midnight Commander

Bekannt aus den früheren Jahren der Computerentwicklung ist dieser Dateimanager auf der Konsole ungeschlagen. Selbst FTP-Verbindungen oder Zugriffe auf entfernte Systeme sind in diesem Programm integriert. Die Installation gelingt mit der Eingabe von

Der Aufruf des Programms erfolgt mit

Um auch Sudo-Rechte für das Dateisystem zu bekommen startet man das Programm mit 

Bei der Frage welcher Editor künftig benutzt werden soll, entscheide ich mich für mcedit. Aber hier kann jeder selbst entscheiden, was ihm am nächsten ist.

Mit F10 beendet man das Programm.

HTOP

HTOP ist ein erweitertes Werkzeug zur Überwachung der Tasks und Dienste, sowie die CPU und Speicherauslastung. Die Installation erfolgt mit

Der Aufruf erfolgt mit

oder

Mit F10 beendet man das Programm.

Node-Red

Für die programmierbare Visualisierung von Daten benutze ich das Programmpaket Node-Red. Es ist von IBM unter Java entwickelt und bietet in einer grafischen Verwaltungs- und Programmieroberfläche auf Webbasis eine Vielzahl von Knoten (Nodes), die im Baukastenprinzip untereinander verbunden werden können. Meine These: “Mit Node-Red bekommst Du den Kaffeegenuss im und über das Internet voll unter Kontrolle.” Die Programmierung dieser Flussdiagramme (Flows) erfolgt ausschließlich auf der Weboberfläche, sowie auch das Veröffentlichen auf der eigenen Webseite.

Beispiel eines Flows. By 1-ByteOwn work, CC BY-SA 4.0, Link

Für meine Experimente ist Node-Red genau das richtige Werkzeug, um meine Sensoren, Aktoren und alle Kontrollmechanismen über eine Oberfläche zu verwalten und zu betreiben.

Install und Upgrade

Die Installation nehme ich vor, wie im Internet beschrieben. Über diesen Link kommt man auf die Node-Red Organisations-Webseite: https://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi

Auf der Konsole des Raspberry Pi startet man die Installation mit folgendem Kommando:

Die folgenden Fragen können mit y beantwortet werden. Dann startet die Installation des kompletten Node-Red-Paketes inklusive der Pi-spezifischen Nodes. Das dauert etwa 15 Minuten. Die aktuelle Version ist die 0.19.2.

Bei Upgrades kann immer wieder der obige Befehl benutzt werden.

 

Sobald fertig, starte ich Node-Red das erste Mal mit der Eingabe von

Im Standard wird der IP-Port 1880 für Node-Red benutzt. Über einen Internet Browser startet man nun in der Adresszeile http://<IP-Adresse des Raspberry Pi>:1880 die Entwicklungs-Oberfläche von Node-Red auf dem Raspberry Pi. Also in meinem Fall von meinem lokalen Firefox: http://192.168.80.80:1880.

 

Node-Red-Dienst starten / stoppen

Damit Node-Red bei jedem Neustart des Raspberry Pi startet, wird mit dem folgenden Befehl der Dienst von Node-Red aktiviert. Vorher beende ich das laufende Node-Red mit Strg-C (womit man im Linux so einige Programme abbrechen kann) und gebe dann den Befehl ein, so wie es auch schon in der Konsole als Information ausgegeben wurde:

Stoppen bzw. Deaktivieren kann man den Dienst wieder mit

Mit einem Neustart des Raspberry Pi überprüfe ich die gewünschte Funktion.

und stelle nach ein paar Sekunden die volle Funktionalität im lokalen Browser fest.

Also ist erstmal alles gut und ich kann anfangen den ersten Sensor anzubinden

Weiter geht es mit “(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 4)”

(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 2)

Erste Konfiguration des Raspberry Pi

Nachdem der Erststart des Raspberry Pi erfolgreich getestet wurde (siehe Teil 1), geht es nun an die Konfiguration des Gerätes.

Die erste Aktion ist das Betriebssystem zu aktualisieren. Dazu mit dem Terminal oder Putty wieder den Zugang erwirken, dann folgende Kommandos eingeben:

Überlegungen

Während das läuft, einige Überlegungen, was ich mit diesem Ding erreichen möchte. Seit Jahrzehnten beschäftigt mich die Frage, ob ich meine jahrzehntelangen Kopfschmerzattacken mit dem Wetter, speziell Luftdruckänderungen, in Verbindung bringen kann oder nicht. Außerdem kann dieses technische Gebilde auch noch an anderen Standorten gute Dienste leisten und mit Amateurmitteln recht gut Werte an die Öffentlichkeit bringen. Und das Ganze hat auch einen gewissen Charme um mit wenig Geld an Einplatinencomputern und Mikrocontrollern zu experimentieren.

  1. Auslesen und Mitschreiben von diversen Sensordaten für
    1. Innentemperatur
    2. Außentemperatur
    3. Luftdruck
    4. Luftfeuchte (innen=außen?)
    5. Windstärke
    6. Windrichtung
    7. Niederschlag
    8. Helligkeit
    9. Evtl. Messungen der Luftqualität (Feinstaub, CO2, usw.)
    10. Evtl. Messungen der Umgebungslautstärke
  2. Anzeige von aktuellen und historischen Daten
  3. Ablage in einer Datenbank
  4. Bilder einer Webcam erzeugen und ausgeben
  5. Gesundheits-Check des Raspberry Pi
  6. Weitere sinnvolle und sinnlose Anzeigen
  7. Möglichkeit zur (Remote-) Steuerung über eine Weboberfläche und MQTT (Schalten)
  8. Auslösen von Alarmen bei Über- oder Unterschreiten von festgelegten Schwellwerten
  9. Entgegennehmen von Befehlen, die über bestimmte Kanäle eingehen

Zugegeben geht das natürlich auch mit Smarthome Programmen wie FHEM, WeeWx oder OpenHab oder andere solche Out-of-the-box-Softwareprodukte. Diese sind mir aber erstens zu überdimensioniert, oft schwierig in der Handhabung und nicht das, was ich eigentlich bezwecke. Diejenigen, die sich dort wohlfühlen, dürfen gern dort bleiben. Dieser Beitrag ist nicht für sie gedacht, sondern eher für mich, um erstens meine Planungen zu organisieren und zweitens eine Dokumentation zum Nachschlagen zu haben, damit ich evtl. Fehler entdecken und beseitigen kann oder Dinge noch einmal nachlesen kann, wenn eine bestimmte Installation nur “von hinten,  durchs Knie, ins Auge” funktionierte und man dann nicht mehr weiß warum das so war. Also, nichts für ungut.

Weiter im Text… Die nächste Aktion mit dem Raspberry Pi besteht aus der Konfiguration der kleinen Maschine. Alle folgenden Einstellungen können auch gerne (von Profis) auf der Konsole “zu Fuß” vorgenommen werden. Die Menüführung ist aber gerade für mich als Anfänger ein echter Kumpel.

Mit dem folgenden Befehl in der Konsole startet man das Konfigurationsprogramm.

Die Punkte 1 Change User Password und 8 Update sind ja schon erledigt. Auch die Punkte 2 Network Options und 3 Boot Options lasse ich erstmal in Ruhe. Aber unter Punkt 4 Localisation Options ist das erste, was ich konfiguriere die Sprach- und Umgebungseinstellungen.

4 Localisation Options

I1 Change Locale

Zu dem bereits ausgewählten Sprachpaket en_GB.UTF-8 UTF8 wähle ich (mit der Leertaste) noch das deutsche Sprachpaket de_DE.UTF-8 UTF-8 und bestätige mit <Ok>. Die Tab-Taste ist hier ein guter Freund.

Das darauf folgende Fenster setzt dann die Standardsprache für das gesamte System. Ich wähle auch hier de_DE.UTF-8 und bestätige mit <Ok>.

Das dauert einen Augenblick, bis man wieder im Hauptmenü landet. Für weitere Einstellungen bewege ich mich wieder in 4 Localisation Options und wähle den nächsten Punkt.

I2 Change Timezone

Ich setze das geographische Gebiet für die nächsten Einstellungen auf Europa und bestätige mit <Ok>.

Die Zeitzone setze ich auf Berlin und bestätige mit <Ok>.

Jetzt setzt das System diese Einstellungen und springt wieder in das Hauptmenü. Die Einstellungen sind noch nicht fertig, und ich bewege mich wieder in den Punkt 4 zum Setzen des Tastatur-Layouts.

I3 Change Keyboard Layout

Das braucht wieder eine gewisse Zeit zum Einlesen der Tastaturumgebung, Da der Raspberry Pi  in meinem Falle ohne Tastatur und Bildschirm läuft, stellt das System dies auch fest und springt lediglich wieder in das Hauptmenü zurück, setzt aber dennoch die Umgebung.

I4 Change Wi-fi Country

In einigen Ländern ist es üblich bestimmte Einstellungen zum Erkennen der Wi-fi-Netze vorzunehmen. Das könnte man auch hier tun. Allerdings habe ich keine Wi-fi-Schnittstelle angeschlossen, was mir das Konfigurationsprogramm auch mitteilt. So finden wir uns nach Bestätigung mit <Ok> gleich wieder im Hauptmenü.

Weiter geht es mit den Schnittstellen-Aktivierungen.

5 Interfacing Options

Hinter diesen Einstellungen verbirgt sich lediglich eine Enable/Disable-Funktion. Ich aktiviere folgende Schnittstellen:

P1 Camera

für die Nutzung der eingebauten Kamera-Schnittstelle setze ich diese Schnittstelle auf Enabled

P2 SSH

ist bereits konfiguriert und sollte aus verständlichen Gründen nicht deaktiviert werden, bleibt also Enabled

P3 VNC

ist für den grafischen Zugriff notwendig und installiert gegebenenfalls noch weitere Bibliotheken für den Desktop-Zugriff. Da mein Raspberry Pi jedoch nur im Konsolen-Modus läuft, kann die Vorgabeeinstellung auf Disabled bleiben.

P4 SPI

Hiermit werden die Aktivitäten auf dem SPI-Bus kontrollert. Ich aktiviere diese Schnittstelle mit Enabled

P5 I2C

Die I2C-Schnittstelle ist eigentlich zur Steuerung von Sensoren und Aktoren unerlässlich und wird natürlich aktiviert, also Enabled.

P6 Serial

ist für meine Belange zunächst nicht erforderlich und bleibt auf Disabled.

P7 1-Wire

Die 1-Wire-Schnittstelle ist eine asynchrone und bidirektionale Schnittstelle und wird von einigen Geräten verwendet. Diese Schnittstelle ist dringend auf Enabled zu setzen.

P8 Remote GPIO

Für weitere Experimente mit den GPIO-Schnittstellen setze ich diese Schnittstelle auf Enabled.

6 Overclock

Das Menü mit dem Overclock lasse ich vorerst in Ruhe, um den kleinen Raspberry Pi nicht zu sehr zu stressen. Man sollte sich aber vor Augen halten, dass jede Überschreitung des Standards später zu erheblichen Problemen führen kann, wenn man keine geeigneten Gegenmaßnahmen vornimmt. Nicht immer ist dann auf den ersten Blick zu erkennen, dass die Ursache solcher Probleme auf die Übertaktung zurückführt. Also: erstmal Finger weg.

 7 Advanced Options

Unter den erweiterten Optionen ist im Moment der einzige interessante Punkt die SD-Karte komplett zu nutzen. Alle anderen Einstellung lasse ich so, wie sie sind. Es schadet aber nicht, einmal in die anderen Menüpunkte hinein zu schauen.

A1 Expand Filesystem

Mit diesem Menüpunkt werden die Partitionen aus der Sicht des Raspberry nach einem Reboot auf einen sinnvollen Umfang gesetzt.

Nach dem Bestätigen mit <Ok> springt das Konfigurationsprogramm wieder in das Hauptmenü. Dort wähle ich den Punkt <Finish> zum Verlassen der Grundkonfiguration. Die folgende Frage nach dem Reboot beantworte ich mit <Ja>, und das System bootet neu.

Die Netzwerkverbindung wird unterbrochen, und nach ein paar Sekunden wage ich wieder vorsichtig die Verbindung zum Raspberry Pi aufzubauen. Das Gerät meldet sich wieder nach einem frischen Neustart in gewohnter Manier mit einem Prompt in meinem Terminal.

IP-Adresse / Netzwerk-Einstellungen

Jetzt wäre es an der Zeit die IP-Konfiguration der Ethernet-Schnittstelle vorzunehmen.  Der Raspberry Pi hat aber ja bereits eine IP-Adresse vom Router bekommen (bei mir die 192.168.80.80). Eine Einstellung dieser dynamischen IP-Adresse in eine statische IP-Adresse ist möglich aber nicht unbedingt notwendig. Sinn macht es aber, wenn z.B. die Lease-Zeit vom DHCP-Server überschritten wurde und dem Gerät eine neue IP-Adresse vergeben wurde. Dann ist es oft recht umfangreich alles auf die neue IP-Adresse umzustellen. Deshalb werde ich später in den nachfolgenden Beiträgen am Rande darauf zurückkommen.

 

Weiter geht es mit dem nächsten Teil dieses Tagebuches “(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 3)”

 

(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 1)

Vorbereitung des Raspberry Pi zur Wetterstation

Bild vom raspberrypirev2

Von Philipp BohkEigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Link

Hab noch einen etwas älteren Raspberry Pi B Rev2 und möchte diesen als Datenlogger für meine Aufzeichnungen von diversen Daten und Experimenten mit den Dingen des Internets IdD oder IoT (Internet of Things) nutzen. 

Ich entscheide mich für das Betriebssystem Raspbian Lite. Warum Lite? Weil diese Version vom Raspbian Betriebssystem ohne überflüssiges Zeugs, wie z.B. den graphischen Desktop und das alles, auskommt. Außerdem benötigt man für die NOOBS-Installation einen Monitor und eine Tastatur, was man sich in diesem Falle sparen kann. Das System startet -wie man so  schön sagt- headless. Dafür ist das Betriebssystem extrem jungfräulich und muss – besser: kann – von Grund auf aufgebaut und konfiguriert werden. Wie ich das gemacht habe, erkläre ich in den folgenden Abschnitten.

Vorbereitungen

Ich mache keinen Hehl daraus, dass ich mich privat immer mehr vom Windows-Betriebssystem distanziere. Linux ist mit seinen unzähligen Derivaten in der Anwendung davon oft nicht mehr zu unterscheiden. Außerdem bietet es ein essentielles Maß an Sicherheit und Hardwareunterstützung. Es ist eine Vielzahl von Amateurfunk-Programmen frei erhältlich. Auch eine Unterstützung von Windows-Software in einem Emulationsmodus (z.B. WINE) ist vorhanden. Hier muss man im Einzelnen aber prüfen, welche Soft- und Hardwarevoraussetzungen von Windows-Programmen notwendig sind. Und ich meine, es ist keine Schande für einen urigen Linuxer auch die graphischen Desktops (GUI) zu nutzen. Die Zeiten von ellenlangen und kryptischen Befehlszeilen sind längst vorbei. Wie man später aber sehen wird, sind für weitere Installationen von Treibern oder Software im Raspberry einige Konsolenbefehle unerlässlich. Wenn man weiß warum und wofür, dann ist das auch recht verständlich.

SD-Card-Reader/Writer (gibt es schon für unter 10 Euro an jeder Straßenecke, oder im PC)

  • Windows: Win32DiskImager oder Etcher, Putty
  • Linuxdd Befehl von der Konsole, Etcher oder USB-Abbildersteller (z.B. Linux Mint) und ssh Befehl von der Konsole

Das Betriebssystem flashen

Zum heutigen Zeitpunkt (August 2018) ist Raspbian Stretch Lite die aktuelle Version mit der Kernel Version 4.14. Zum Download des Betriebssystems kommt man hier.

Ich installiere bzw. flashe dieses Betriebssystem mit einem der oben genannten Programme  auf eine SD-Karte der Klasse 10 mit 8 GB. Kleinere Karten bis hinunter zu 2 GB tun es auch, sind aber kaum noch erhältlich. Anleitungen dazu gibt es genug im Internet.

SSH-Zugriff aktivieren

Bevor man die Karte zum Booten in den Raspberry Pi einlegt, ist es ratsam den SSH-Zugriff zu konfigurieren. Deshalb behalte ich die Karte im Slot und öffne sie in einem Datei-Explorer oder Dateimanager. In der Partition Boot erstellt man einfach eine Datei mit dem Namen ssh ohne Endung. Somit ist der SSH-Zugriff aktiviert. Im Übrigen wird damit auch bereits der SFTP-Zugang für Filetransfers gewährt.

Erster Start des Raspberry Pi

Jetzt kann man diese Karte in den Raspberry Pi einlegen, mit einem Netzwerkkabel ans Heimnetzwerk verbinden und einschalten. Warum nicht WLAN? Der RPi B hat keinen WLAN-Adapter. Das Betriebssystem ist für DHCP konfiguriert und sollte vom heimischen Netzwerk nun automatisch eine IP-Konfiguration erhalten. Diese ist über den DHCP-Server im Heimnetzwerk, meist der Internetrouter (z.B. Fritzbox), ausfindig zu machen und für den weiteren Zugang zum Gerät zu merken. Ich finde und merke mir hier hinter dem neuen Eintrag raspberrypi.local die IP-Adresse 192.168.80.80. Der Raspberry Pi ist damit bereits mit den Gegebenheiten des Netzwerkes versorgt (Subnetzmaske, Gateway, etc.). Wir ändern das später von versorgen lassen (dynamisch) in fest eingetragen (statisch).

In meinem Linux-Terminal verbinde ich mich mit dem Raspberry Pi. Im Standard-Zugriff ist der Benutzer pi mit dem Kennwort raspberry versehen. Natürlich sollte man dieses Kennwort unverzüglich ändern. Wie das geht erscheint nach dem Anmelden auch als Hinweis auf der Konsole. Also tu ich das!

Ach übrigens, für Neueinsteiger vielleicht interessant: Linux ist bei allen Tastatureingaben sehr pingelig mit der Groß- und Kleinschreibung. Also bitte immer darauf achten! Den Benutzer Pi oder PI gibt es nicht, sondern nur erstmal den Benutzer pi. Das gilt auch für Befehle und Pfadangaben.

Somit ist die Erstverbindung mit dem Raspberry Pi erfolgreich eingerichtet und es geht weiter mit:

(M)eine kleine Wetterstation mit einem Raspberry Pi (Teil 2)

SV9/DL8AAP Kreta Urlaub im September 2017

Zugegeben, ich habe vom portablen Kurzwellenbetrieb absolut keine Ahnung. Aber wenn man nicht anfängt, kann man keine Erfahrungen sammeln.

Zuerst kommt die Überlegung, was man alles mit in den Flieger nimmt? Die größte Hürde ist wohl von der XYL grünes Licht zu bekommen. Als das nun geschafft war, und mit der Vorgabe dass der Koffer nicht mehr als 15 kg haben darf, habe ich folgende Liste zusammengestellt:

Kurzwelle SDR mcHF Ja Koffer
Stromversorgung Steckernetzteil Ja Koffer
Stromkabel für Zigarettenanzünder Ja Koffer
Mikrofon Ja Koffer
Lautsprecher (weil der mcHF noch keinen eingebaut bekommen hat) Ja Koffer
Antennentuner Nein, zu schwer  
Also nur 20m-Bazooka aus RG Ja Koffer
Antennenkabel RG58, 14m Ja, Kompromiss, weil man nicht weiß, was so alles vor Ort ist. Im Handgepäck Handgepäck
Koax-Adapter PL-BNC Ja Koffer
Ein paar Nylonseile Ja Koffer
Meine Maurerrichtschnur mit Lot zum Werfen in die Olivenbäume oder wo auch immer hin Ja Handgepäck
Ein “Schweizer” Taschenmesser Ja, aber niemals im Handgepäck! Koffer
Zwei Rollen Klebeband Ja Koffer
Für 2m/70cm Baofeng UV5R Ja, Antenne und Akku separat Handgepäck
Kopie der Zulassung zum Amateurfunkdienst Ja, unbedingt! Brieftasche

Insgesamt hatte ich für die Kurzwelle ein Gewicht von 2,5 kg.

Das Sicherheitspersonal beim Durchleuchten des Handgepäcks in Hannover wollte wissen, was das Baofeng für ein Gerät ist und was ich mit der Richtschnur vorhabe. Antwort: “Es ist ein Amateurfunkgerät, und die mit der Schnur werfe ich die Antenne im Koffer über die Olivenbäume”. Hat ausgereicht!

Vorab kann ich sagen, dass das Personal später zum Rückflug in Heraklion ebenfalls an der Richtschnur interessiert war, wollte aber noch wissen, was der Kabelring darstelle. Antwort: “Throwing this antenna cable over trees with this weight at the end of the cord.”. Damit gab es ein großes Aha-Erlebnis war somit erledigt. Das Funkgerät Baofeng Handfunkgerät wollten sie nicht mehr sehen.

Nach der Ankunft und nach einem Mittagsschläfchen traute ich mich dann auch das Funkgerät auszupacken und die Antenne provisorisch aus dem Hotelzimmer zu werfen. Die XYL musste dieses Abenteuer unbedingt festhalten. Nun ja….

Die Bazooka-Antenne im Selbstbau habe ich mit RG174-Kabel aufgebaut. Dieses ist mit 3 mm Durchmesser recht leicht und für den QRP-Betrieb bestens geeignet. Die Bemaßung ist für die Mittenfrequenz bei 14.200 kHz ausgelegt. So eine Feuchtraumdose als Anschlusskasten aus dem Baumarkt ist perfekt. Die Antenne hat in dieser Installation ein SWR von unter 2. Außerhalb des Balkongeländers freihängend bekam ich sogar ein SWR von 1,5, und das sogar über das komplette 20m-Band.

Die Länge über alles beträgt 10,04 m. Eine Dipolhälfte besteht aus Faltdipol und Stub. Der Faltdipol hat auf jeder Seite eine Länge von 3,49 m, die Stubs sind jeweils 1,53 m lang.

So am Gebäude aufgebaut kommen natürlich auch elektrische Störungen in den Empfänger. Seien wir mal ehrlich: SO spannt man auch keine Dipol-Antenne auf. Wirklich nicht! Auch ist dies nicht zur Nachahmung empfohlen. Also nicht nachmachen!

Eine Dipolhälfte nach links in die Pflanze….

…und eine Dipolhälfte in den Busch auf der anderen Seite.

Und hier das, was dann da zu hören war.

Das Steckernetzteil liefert leider nur 1,8 Ampere. Für 5 Watt benötige ich aber etwa 2,2 Ampere.

Deshalb konnte ich leider nur mit 2 Watt senden. Es reichte aber aus um mit 57 bei DJ0IL/p bei Köln in Deutschland eine Verbindung aufzubauen.

Hier in Kurzform das unglaubliche Setup für diese Verbindung:

Natürlich habe ich mir für das nächste mal zwei Palmen am Strand in der Nähe von Heraklion ausgekundschaftet, die einen brauchbaren Abstand zueinander haben und deren Äste hoch genug sind. Die Urlaubszeit für weitere Amateurfunktätigkeiten war leider viel zu heiß und zu schnell vorbei. Auch CQ-Rufe über die erreichbaren Repeater blieben unbeantwortet.

Sonnenaufgang in Anissaras – 4 Uhr UTC

Besser als Funken – irgendwie

 

OE2/DL8AAP/p

Für mich war es das erste mal, dass ich im Urlaub neben dem VHF/UHF-FM-Mobilgerät auch mal eine Kurzwellenstation dabei hatte. Der Frühling im Pinzgau ist für meine Begriffe die schönste Jahreszeit und eigentlich viel zu schade, um die Zeit mit Amateurfunk zu verbringen. Dennoch hatte ich das OK von meiner XYL und nutze es auch ab und an.

Das (Portabel-) Setup:

  • mcHF – SDR-TRX 80-10m, QRP 5 Watt
  • MFJ-971 portabler Antennentuner
  • Netzteil 12 Volt
  • Endgespeister Draht über einen selbstgewickelten Magnetic Balun

Der 26 Meter lange Antennendraht wurde in knapp 8 Meter Höhe vom Balkon im zweiten Stock über den Hof an einen still gelegten Lampenmast gespannt. Eine Richtschnur mit einem Bleilot war eine große Hilfe. Den Tuner habe ich versucht mit dem Regenfallrohr zu erden. Jedoch hatte ich auf 80m einen (elektrischen) Rauschpegel von 9+10, auf 40m immer noch über S8. Deshalb beschränkte sich die Aktivität auf die dicksten Stationen aus der europäischen Umgebung, meist Italiener. Ein Versuch eine Verbindung mit DJ3OW in DL aufzubauen hat nicht funktioniert. Auch er war mit QRP unterwegs. Allerdings vermittelte hier eine HB9-Station.

Wieder zuhause, recherchierte ich noch einmal nach dem Rauschpegel im MagBalun. Hier heißt es eindeutig, dass eine solche Drahtmimik am besten mit einer kurzen Erde verbunden sein soll und dann als sog. Inv-L-Antenne gespannt werden sollte. Mit anderen Worten: meine provisorische Erde war keine, sondern nur ein überflüssiges Kabel. Vielleicht hätte ich das Regenrohr als Antenne nutzen sollen…. hmmm, beim zweiten Urlaub wird alles besser!

Hier noch ein paar Bilder aus OE2 (Pinzgau, Salzburger Land).

mcHF – MFJ-Tuner – Netzteil

Einspeisung des Antennendrahtes

Überflüssige “Erdung”.

Der Draht hängt erstmal

Die Richtschnur hängt über der Lampe

Grundrauschen auf 80m über S9 – da haben leise Signale keine Chance

auch auf 40m über S8 Grundrauschen

17. Mai 2017 – so schön kann Urlaub sein.

Kurzwelle portabel – mcHF im Gerätepark

Für den Urlaub plante ich ein portables Kurzwellengerät anzuschaffen. Bei den Recherchen stieß ich auf einen SDR-Transceiver von Chris, M0NKA mit dem Namen mcHF. Das Gerät besteht aus zwei Platinen, die ich in der Version 0.5 bereits mit den SMD-Teilen vorbestückt geliefert bekommen habe. In diesem Kit sind alle Taster, Rotary-Encoder, Display, Mischer, Relais, sowie alle erforderlichen Ringkerne mit genug Kupferlackdraht für die Tiefpässe und Transformatoren enthalten.

Vorbestückte Platinen UI und RF – Innenseiten

Vorbestückte Platinen UI und RF – Außenseiten

Nicht enthalten sind Gehäuse mit Knöpfen und Tasterkappen, Endstufentransistoren, Lautsprecher und Netzteil.

Es gibt ein (englischsprachiges) Yahoo-Forum und ein DARC Ortsverband Sulingen (I40), die sich intensiv mit dem Aufbau des Gerätes beschäftigen. Hauptsächlich ist hier einer der Initiatoren Andreas, DF8OE. Andreas ist maßgeblich an der Entwicklung des Bootloaders und der Firmware beteiligt.

Die mechanischen Bauteile habe ich als erstes bestückt, wie Taster, Encoder, USB- und Antennenbuchse, dann das Schutzlämpchen gegen knackige Impulse von außen, sowie die 3,5mm-Buchsen und die Hohlbuchse für den 12V-Anschluss. Ebenso das Display. Dann wollte ich die Pfostenleiste und den Pfostenstecker einbauen und stellte erstmal fest, dass die Lötreihe fast unter dem Display lag. Klappte aber noch. Also: Erst Pfostenstecker und -leiste bestücken, dann das Display. Einige Trafos noch aufgelötet und dann weiter zum nächsten Schritt.

Vorbereiten zur ersten Inbetriebnahme

Vor der ersten Inbetriebnahme zeigt sich ein weißer Bildschirm beim Einschalten. Der Strom bei 13V Versorgungsspannung sollte nicht höher als 270mA betragen. Es empfiehlt sich die Versorgung über ein Labornetzteil mit Strombegrenzung. Außerdem werden die Spannungsregler relativ warm (heiß), so dass diese mit einem Kühlkörper versehen werden sollten. Bei später voll aufgedrehtem Display wird ein Strom von etwa 370mA verbraucht.

Für Windows gibt es das Programm mchf-manager von M0NKA. Ich habe aber einen Linux-Rechner, der auf Grund seiner Leistungsfähigkeit nicht unbedingt eine virtuelle Maschine abbilden kann. Also habe ich nach den Angaben von DF8OE die Installation mit Linux-Tools vorgenommen.

Dazu wird das Konsolen-Programm dfu-util installiert:

sudo apt-get install dfu-util

Installation Bootloader unter Linux

Für die Installation des Bootloaders muss ein Jumper P6 gesetzt werden. Das habe ich zunächst mit einer Drahtbrücke vorgenommen. Außerdem habe ich den Ein/Aus-Taster (S17) mit einem Schalter überbrückt, damit der Ladevorgang nicht durch Wackler unterbrochen wird. Der Jumper P6 soll eigentlich nur für den Bootloader genutzt werden. Für die weitere Installation der Firmware wird dieser Jumper nicht benötigt.

Ich habe den mcHF direkt mit dem PC über USB an der kleinen USB-Schnittstelle verbunden. Über einen USB-Hub hat das nicht funktioniert.

Einschalten des mcHF mit gedrücktem S14-Taster (BAND+). Sobald über lsusb die ST-Microelectronics-Schnittstelle angezeigt wird, kann man den Bootloader mit folgendem Konsolenbefehl in den mcHF schieben.

dfu-util -D pfad-zum-bootloader/bootloader.dfu -R -a 0

Im Github bei DF8OE https://github.com/df8oe/mchf-github kann man die aktuellen Releases herunterladen. In der Regel besteht das Release aus vier Dateien:

  • bootloader.bin
  • bootloader.dfu
  • mchf.bin
  • mchf.dfu

DF8OE hat den Bootloader 2.0.x so konfiguriert, dass mit Einstecken eines USB-Sticks am großen USB-Port die .bin-Datei automatisch erkannt und installiert wird. Ich hab das noch nicht getestet.

Installation Firmware unter Linux

Die Firmware wurde, wie oben beschrieben, ebenfalls korrekt installiert. Allerdings kam nichts aus dem Audio-Codec-Chip heraus. Kein Audiosignal am Phone-Ausgang. Nichts im Display, kein Scope, kein Waterfall. Kein Signal am Line-Out. Nach einigen Tagen im Forum, wurde entdeckt, dass bei einem fehlenden EEPROM (nicht unbedingt notwendig, später aber brauchbar), der Codec-Chip nicht funktioniert, wenn man die Firmware von DF8OE einsetzt. Die Firmware von M0NKA indes funktioniert auf Anhieb, eben aber auch mit weniger Funktionen, als in der FW von DF8OE. Diese wurde von ihm in einem neuen Softwarestand angepasst, bei mir installiert und getestet. Jetzt kam auch Audio mit der Firmware durch den Signalweg hindurch.

Als Anmerkung kann ich noch hinzufügen, dass das Antennensignal erst dann in das Gerät kommt, wenn es die Power/SWR-Spulen (T2, T3) und die Lowpassfilter mit den zu bewickelnden Ringkernen durchlaufen hat. Diese sind also vor der ersten Inbetriebnahme zu bestücken. Beim Anfertigen bzw. Einbau der Ringkerne ist beim Löten darauf zu achten, dass der Lack auf dem mitgelieferten Spulendraht an den Lötstellen sehr penibel entfernt wird. Auch bei Lötkolben-Temperaturen über 400°C schmilzt der Lack nicht rückstandsfrei weg. Dabei ist dann der Signalweg zum AudioCodec unterbrochen, und es werden nur Koppelsignale ausgewertet. Ein Durchgangsprüfer nach jedem Lötvorgang ist hier unverzichtbar.

Wenn aber alles soweit bestückt ist, gibt der Empfänger eine ungeheure Audio-Qualität wider, sowie eine enorme Trennschärfe, grad abends momentan (April 2017)  im 80m-Band, wenn alle 2,5kHz eine andere Station sendet. Mit diversen regelbaren Noise-Reduction- und Notchfiltern (automatisch oder manuell)  kann man jedes noch so leises Signal herauskitzeln. Das macht Freude!

Wichtig: EEPROM

Damit der Prozessor mit seinem Speicher nicht irgendwann einmal seine Arbeit einstellt – und das tut er unweigerlich irgendwann, sollte ein EEPROM (optional) eingesetzt werden. Die erste Lieferung mit der Angabe aus dem Schaltplan eines 24LC01 mit dem dazugehörigen C99 brachte keinen Erfolg. Denn dieser wird mit der neuesten Firmware nicht mehr erkannt.

U7 24LC01 und C99 eingebaut

24LC01 wird nicht erkannt

So habe ich dann ein EEPROM vom Type 24LC1026 eingebaut. Hier ist keine Modifikation notwendig. Nach dem zweiten Einschalten hat der mcHF den Speicher erfolgreich erkannt. Ich empfehle also DRINGEND das EEPROM einzusetzen, auch wenn es nur als Option vorgesehen ist.

EEPROM 24LC1026 eingebaut

Bevor die Endstufentransistoren eingesetzt wurden, mussten noch die Schweinenasenringkerne, die Ausgangstransformatoren gewickelt und eingebaut werden. Es sind dies die Trafos T5, T7 und T6. Dabei ist der T7 der wichtigste Transformator. Nach Rücksprache mit DF8OE, den ich auf dem funk.tag in Kassel traf, soll dieser Trafo statt 2:3 mit 2:4 Wicklungen versehen werden. Ansonsten reicht es aus, sich nach den Vorgaben von M0NKA zu halten. Mit einem Oszilloskop habe ich dann die ersten “Sende”-Signale am Eingang der Endstufe betrachten können. Nun konnte auch der RFC8, eine Drossel zur Stromversorgung der Endstufentransistoren, mit einer Wicklung eingebaut werden.

Bewickelte Ringkerne der LPF mit Heißkleber befestigt

Noch ein Wort zum T7: es gibt eine Menge Modifikationen für diesen Übertrager. Da der mcHF jedoch eine Open Source Entwicklung ist, bleibt genug Spielraum für eigene Kreationen. Ich dagegen habe für den Anfang die Originalwicklung mit dem Hinweis von Andreas (s.o. 2:4 statt 2:3) umgesetzt.

Jetzt die Transistoren. Die erste Lieferung aus China zu einem Spottpreis brachte lediglich irgendwelche Fakes. Jetzt weiß ich, dass Halbleiter aus China mit der Angabe wie z.B. NEW oder BRAND NEW oder REPRINTED alles nur Fakes sind. Nach dem Einschalten brauchte es nur einen Bruchteil einer Sekunde, um die Dinger zum Glühen zu bringen. Die Brandblase am Finger ist grad am Abklingen. 10 Stück für knapp 10 Euro war dann doch etwas zu günstig um wahr zu sein. Nun, Lehrgeld halt.

Als NEW gelieferte (neu bedruckte) Dreibeiner. Was da drin ist, weiß keiner.

Also dann die Transistoren bei einem deutschen Händler zu einem Preis von knapp sieben Euro pro Stück nachbestellt und eingebaut.

Das Finale

Eingeschaltet, Strom beobachtet …. alles gut! Keine Hitze!

Jetzt nach den Anleitungen zum Kalibrieren der PA den Ruhestrom auf 500 mA eingestellt und vorsichtig auf 0,5 W die PTT getastet. Hervorragend! Es kommt HF am Ausgang. Weitere Einstellungen für alle Bänder mit 5 Watt vorgenommen und die Einstellungen als Backup im EEPROM abgespeichert.

Allerdings steigt der Ruhestrom ohne ausreichende Kühlung der Transistoren sehr schnell an. Auf eine ausreichende Kühlung ist dringend zu achten!

Antenne dran, und das erste mal auf 40m auf Sendung gegangen, einer italienischen CQ rufenden Station geantwortet, und ich wurde sofort gehört. 73, danke!

Für die anderen Bänder habe ich mir noch einen Portabeltuner MFJ971 zugelegt. Der passt dann alles, was an seinem Antennenausgang hängt, gnadenlos auf eine 0 Watt Rücklaufleistung an. So kann auch dieses Gerät mit in den Urlaub. Die Skala kann mittels eines Jumpers auf der Platine von der Umschaltung 30/300 Watt auf 6/30 Watt gesetzt werden.

Umschalten der 300-Watt- auf die 6-Watt-Skala mittels Jumper

mcHF v0.5 mit MFJ-971 als Duo

Abgleich

Den Abgleich habe ich nach der Anleitung aus dem Github-Wiki vorgenommen. Die Endstufentransistoren können mehr als 5 Watt Ausgangsleistung erzeugen. Dann sind aber dringend die 100V-Kapazitäten in der PA-Sektion des Boards auszutauschen gegen Typen mit 200V Spannungsfestigkeit.

So!

Ab in den Urlaub!


Hier noch ein paar Bilder vom Einbau ins Gehäuse. Das habe ich von SP3OSJ bekommen.

Vorgefertigtes Gehäuse von SP3OSJ – gab es nur noch in schwarz

USB- und Antennendurchlass

Vorbereitet für 3,5mm-Buchsen

Die Abstandshalter werden gar nicht benötigt

Die Abstandshalter werden wirklich nicht benötigt

Ein erster Blick – leider musste an den Löchern noch etwas gefeilt werden – der Preis eines Preiswert-Gehäuses

Sieht doch gut aus…

So passt es

…und so auch

M3x10 Senkkopfschrauben aus Messing im Baumarkt besorgt und Muttern aufgelötet

Gut gemessen ist schon halb gebohrt

Gebohrt…

…und versenkt

Drin!

Durchgangsprüfer für empfindliche elektronische Bauteile – Beeper

Für unsere Bauprojekte mit SMD- und empfindlichen CMOS-Bauteilen haben wir uns einen einfachen und genialen Durchgangsprüfer zusammen gebaut. Von Harold, W4ZCB haben wir uns das Schaltungsdesign besorgt und noch ein wenig modifiziert. Weil wir als SMD-Baustein keinen passenden Piezosummer bekommen haben, haben wir einen weiteren OpAmp aus dem LM339 für einen kleinen Tongenerator benutzt.. Zusätzlich wurde eine Auto-Power-Off-Schaltung nach VK3YC gleich mit eingeplant.

An den Prüfspitzen steht eine Spannung von weniger als 100 mV an. Der Kurzschlussstrom ist kleiner als 1 mA. Der Beeper ignoriert sogar Werte über etwa 60-70 Ohm. Mit diesen Voraussetzungen kann eigentlich kein CMOS-Bauteil beschädigt werden, auch nicht auf bestückten Platinen.

Hier das Originalschaltbild von W4ZCB:

Durchgangssummer nach W4ZCB

Automatische Abschaltung des Durchgangsprüfers nach VK3YC

Automatische Abschaltung nach VK3YC

Oszillator für den Piezosummer

Oszillator zur Ansteuerung eines Piezosummers

Stefan, DG4AAE hat nach der nun modifizierten Schaltung eine kleine Platine mit SMD-Bestückung entworfen und anfertigen lassen. Die Platine passt in ein kleines Flachgehäuse (Etui-Halbschalengehäuse) von Strapubox mit 9V-Batterie-Fach. Und wir haben nicht an den Messspitzen gespart. Stefan hat da wirklich tolle Profispitzen gefunden und bestellt. Bedruckte Folie drauf und fertig…

Durchgangsprüfer fertig im Gehäuse

 

Reparatur Samsung TV

…mal kein Amateurfunk-Thema

Der Fehler

Das 46-Zoll-Fernsehgerät eines Bekannten zeigte ein Negativbild. Eine Internetrecherche ergab, dass der Fehler bei einer Vielzahl von Geräten durchaus bekannt ist und der Austausch eines Schaltkreises notwendig sei. Auch wird berichtet, dass es sich bei diesem Fehlverhalten nicht immer um ein Negativbild handelt, sondern auch mal über fehlende Farben usw.

Es handelt sich hierbei um das IC mit der Aufschrift AS15-U im VQFN-Format. Es ist ein 48-Beiner (4×12) in der Größe 7×7 mm. Die Pins haben einen Abstand von 0,5 mm bei einer Pin-Breite von jeweils 0,2 mm ergibt sich ein Abstand von jeweils 0,1 mm. Das IC ist recht günstig für knapp 7 Euro zu bekommen und sieht auf Fotos recht geschmeidig aus.

Ich bekam die ausgebaute Steuerplatine, ein sog. T-Con-Board und einen neuen AS15-U in die Finger und so sah ich zum ersten mal, auf was ich mich da eingelassen hatte. Nun, Fotos sind das Eine, die Realität ist das Andere. Die Herausforderung war es nun den defekten Chip zu entfernen und den neuen wieder aufzulöten. Und wenn ich Herausforderung schreibe, dann meine ich auch Herausforderung. Also habe ich diese Herausforderung angenommen!

Der Ausbau

Mit 350° Heißluft aus der Rework-Station war der Chip dann recht schnell entfernt.

Die Kratzer auf dem Chip kommen von der abgerutschten Pinzette, wenn man ungeduldig ist….

Dann wurden mit einem 360°-Lötkolben und der Entlötlitze alle Lötzinnreste entfernt. Den Dreck habe ich hinterher mit 99% Alkohol (aus der Apotheke) entfernt.

Das Resultat ist eine saubere Platine mit sauberen Lötpads.

Gereiinigte Lötstellen für den AS15-U

Der Einbau

Beim Einbau habe ich zunächst einen Lötpad mit Lötzinn vorbereitet. Den Chip auf alle Pads ausgerichtet und diesen einen Pin kurz angeheftet. Damit kann man den Chip immer noch ausrichten. Das habe ich getan und diagonal gegenüber einen weiteren Pin angelötet.

Danach: Kontrolle auf korrekten Sitz des Chips. Bei diesen kleinen Dingern empfiehlt es sich dringend immer wieder zu kontrollieren. Eine Uhrmacherlupe kann dabei sehr hilfreich sein. Man kann gar nicht genug kontrollieren. Lieber einmal mehr kontrollieren, als neu von vorne zu beginnen und dabei möglicherweise auch teure Materialien zu schlachten.

Jetzt schmierte ich eine Reihe Pins mit Fluxpaste dick ein und nahm die breite Lötspitze, die ich mit einer geschmeidigen Handbewegung und etwas frischem Lötzinn über die Pins fuhr. Danach darf man nicht erschrecken, wenn noch einige Pins mit Lötklecksen verbunden sind. Diese bekommt man mit noch mehr Flux und dem Ausstreichen der Beinchen nach außen mit der breiten Lötspitze alle sauber. Mit einem Küchentuch habe ich dann den Rest Flux abgetupft mit Isopropyl auf einem Wattestäbchen gereinigt und alle weiteren Reihen so angelötet.

Nach der letzten Reinigung bin dann aber am Pin 12, der offensichtlich nicht korrekt angelötet war, mit dem Lappen hängen geblieben. Dabei brach der Pin ab. Also war’s nicht sauber gelötet und schlecht kontrolliert.

Schaden mit dem Reinigungslappen am Pin 12

Der zweite Einbau

Zunächst wieder mit Heißluft den alten Chip heraus schmelzen, Platine reinigen und wie oben beschrieben den neuen Chip einsetzen, verlöten und wieder die Platine reinigen. Hier das Ergebnis:

Saubere Lötstellen und saubere Platine.

Und nochmal: Kontrolle, Kontrolle, Kontrolle, … und Kontrolle!
Nach mehrmaligem Suchen fand ich tatsächlich noch eine Verbindung zwischen den Pins. Auch hier half wieder die Uhrmacherlupe, Flux, Entlötlitze und Isopropyl 99%. Für solche Arbeiten habe ich mir einen Durchgangsprüfer gebaut, Die Eigenschaft dieses Gerätes ist, dass mit ganz wenig Spannung und ganz wenig Strom ein extrem niedriger Widerstand gemessen wird. Für Messungen an hochempfindlichen SMDs und CMOS-ICs ist es DAS Prüfgerät auf meinem Basteltisch. Hier der Link: Durchgangsprüfer

 

Fertig

Der Kollege baute die Platine ein und bestätigte mir die erfolgreiche Reparatur seines Samsung Fernsehers.

Fazit: Keine Angst vor zu kleinen Bauteilen. Ich habe viel dazu gelernt!