Portable Kiste QRO

Portable-Kiste mit einem ICOM IC-7000, einem 25 Ah LiFePo-Akku und vielen weiteren Features
Portable - outdoor - 100 Watt!

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Diese Funkkiste enthält einen ICOM IC-7000, einen Automatik-Antennentuner LDG Z-100plus, einen LiFePo-Akku mit 25 Ah, einen externen Lautsprecher, einen selbst gebauten KW-Balun/Unun, zwei Haltevorrichtungen für einen GFK-Teleskopmast und eine UKW-Antenne sowie einen PL-Sockel für eine UKW-Autoantenne. Eine Morsetaste lässt sich rechts an leicht zugänglicher Stelle einstecken. Aufgrund des Gewichtes von knapp 20 kg ist die Kiste gerade noch mit einer Hand tragbar. Dazu befindet sich oben ein stabiler Kistengriff.

Der kräftige Akku (Lithium-Eisen-Phosphat, 25 Ah) liefert problemlos die 22 A Spitzenstrom, die der IC-7000 bei 100 W Sendeleistung benötigt. Die Spannung bleibt dabei stets über 12,5 V. Eine Autobatterie mit 60 Ah, voll geladen, allerdings nicht mehr ganz neu, hat sich bei meinen Versuchen als unbrauchbar erwiesen! Bei den Stromspitzen beim Senden sank die Klemmenspannung kurzfristig unter 10,5V, und da schaltet der IC-7000 wegen Unterspannung gnadenlos ab.

Mit dem LiFePo-Akku ist mit einer Ladung max. eine Stunde Sendebetrieb mit 100 Watt bzw. stundenlanger Empfangsbetrieb mit entsprechend kürzerer Sendezeit möglich. Der IC-7000 verbraucht beim Empfang beachtliche 1,6 A, bietet dafür aber hervorragende Empfangseigenschaften für ein so kleines Gerät sowie ZF-DSP und Filter mit vielen Einstellmöglichkeiten.

Der Automatik-Antennentuner LDG Z-100plus kann wahlweise mit einer Taste am Mikrofon aktiviert werden, oder man drückt zur Anstimmung auf die Taste am Z-100plus, wobei das Funkgerät automatisch einen Träger mit geringer Leistung sendet. Beide Geräte sind mit einem Steuerkabel miteinander verbunden und können so miteinander kommunizieren.

An der rechten Seite ist die Haltevorrichtung für den GFK-Teleskopmast angebracht. Aufgrund des beachtlichen Gewichtes der Kiste von fast 20 kg ist sie standfest genug um dem Mast genügend Halt zu bieten. Wenn die Kiste auf einer ebenen Fläche stehen kann, benötigt man keinen Bodendübel für die Montage der Antennen, die ich beim Bauprojekt Portable QRP Funkkiste beschrieben habe. Für die Bauanleitungen der Antennenprojekte siehe Menü links.

Links ist eine weitere Antennenhalterung für die Portable UKW Antenne, um diese gleichzeitig mit der KW-Antenne zu montieren. Damit hat man eine vollständige, leistungsfähige und netzunabgängige Station für die analogen Betriebsarten auf allen Bändern. Oberhalb des Funkgerätes ist in der Kiste noch genug Platz für weiteres Zubehör. Meine vorläufige Idee dafür ist ein Gerät zur Verbindung des Funkgerätes mit einem Laptop für die digitalen Betriebsarten. Dazu gibt es bereits einen Prototyp von früheren Versuchen, aber das ist nur eine Platine ohne Gehäuse. Sobald das praktisch verwendbar und mechanisch stabil ist kommt hier die Beschreibung dazu.

Die Kiste ist recht gross für ihren Inhalt, aber sie ist leicht erhältlich, preisgünstig, robust und bietet den Geräten beim rauhen Portablebetrieb guten Schutz vor Beschädigung, was bei einem eventuellen Einsatz als Notfunkkoffer sicher auch günstig ist. Es gibt auch einen verschraubbaren Deckel zu der Kiste, den habe ich aber noch nicht fotografiert.

Montage der Geräte in der Kiste

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Um die Geräte in der Kiste stabil zu montieren, habe ich quer zwei Alu-U-Profile 20 x 8 mm zwischen den Seitenwänden angeschraubt. Dazu verwendete ich vier kleine Montagewinkel. Auf diesen Alu-Profilen sind das Funkgerät und der Antennentuner angeschraubt.

Der IC-7000 ist mit Montagewinkeln an den beiden Alu-Profilen angeschraubt, ähnlich wie man es auch im Auto machen würde.

Antennentuner

In das Gehäuse des Antennentuners Z-100plus habe ich seitlich ein Loch gebohrt, das Loch viereckig ausgefeilt und dann von innen nach aussen eine Torbandschraube M5 x 40 durchgesteckt. Beilagscheibe, Sprengring und Mutter aussen drauf, und damit war der Antennentuner mit der gewünschten Montagemöglichkeit ausgestattet. Das rausstehende Stück Gewinde steckte ich durch ein Loch im vorderen Aluminiumprofil (Tuner steht hochkant) und schraubte den Antennentuner von unten mit einer Flügelmutter an.

Auf ähnliche Weise hab ich auch einen Antennentuner MFJ-971 bearbeitet, so dass ich auch diesen wahlweise in der Portable-Funkkiste verwenden kann.

Funkgerät und Antennentuner sowie Antennentuner und Balun sind mit Aircell 7 Kabel miteinander verbunden. Auf dem Foto oben sieht man rechts oben hinten noch den alten Balun. Dieser war mit einfachem Kupferlackdraht bewickelt. Er hat zwar prinzipiell funktioniert, aber seine elektrischen Eigenschaften waren verbesserungswürdig...

Balun

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Der Balun ist selbst gewickelt und besteht aus einem Ringkern mit Durchmesser 52 mm aussen, 30 mm innen, Dicke 16 mm, Kennfarbe rot. Darauf einmal 7 Windungen selbst hergestellte "Power-HF-Litze" - bestehend aus 10 x CuL-Draht 0,3 mm2 in Silikonschlauch - als Eingangswicklung vom Antennentuner und 21 Windungen mit Anzapfungen bei 7 und 14 Windungen als Ausgangswicklung zur Antenne.

Die graue Plastikscheibe ist beim Bohren der grossen Löcher mit der Lochsäge in die Kistenrückwand übrig geblieben.

Herstellung der Power-HF-Litze

Dazu braucht man Silikon-Isolierschlauch und Kupfer-Lackdraht (CuL) 0,3 mm2 von der Rolle.

  1. Zuerst bestimmt man die benötigte Länge für eine Wicklung (7 Windungen), indem man den leeren Silikonschlauch 7 Mal um den Ringkern wickelt und an beiden Enden so viel Länge dazugibt, wie man zum Anschluss der Wicklung benötigt. Dann den Silikonschlauch abschneiden.
  2. Die Länge des Silikonschlauches abmessen, Mass notieren und weitere 3 Stücke Silikonschlauch von der Rolle abschneiden.
  3. 10 Stücke CuL-Draht - 5 cm länger als der Silikonschlauch - von der Rolle abschneiden.
  4. Die 10 CuL-Drahtstücke einseitig mit dem Lötkolben vom Lack befreien und verzinnen, Lackreste entfernen. Anschliessend miteinander verdrillen und verlöten.
  5. Die 10 CuL-Drähte über die gesamte Länge leicht miteinander verdrillen.
  6. Alles zusammen mit dem verlöteten Ende voran vorsichtig in den Silikonschlauch einschieben, bis das verzinnte Ende ca. 5 cm vor dem anderen Ende des Silikonschlauches angelangt ist.
  7. Am anderen Ende alle CuL-Drähte auf die selbe Länge abzwicken - die Längen unterscheiden sich auch bei sorgfältiger Arbeit um einige Millimeter.
  8. Wie beim ersten Ende die CuL-Drähte vom Lack befreien und verzinnen, Lackreste entfernen, anschliessend miteinander verdrillen und verlöten.
  9. Den Draht die restliche Länge durch den Silikonschlauch schieben, bis an beiden Enden gleich viel Drahtlänge heraussteht. Damit ist die Power-HF-Litze für die erste Wicklung fertig.
  10. Schritt 3 - 9 für die restlichen drei HF-Litzen wiederholen und die Litzen beschriften oder markieren, damit man am Schluss weiss welches Ende wo hin gehört.

Bewickeln des Ringkerns mit 4 x 7 Windungen

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  1. Die 4 markierten oder beschrifteten HF-Litzen in der Reihenfolge 1, 2, 3, 4 flach anfassen und in den Ringkern einlegen.
  2. Die HF-Litzen mit einem Kabelbinder am Ringkern fixieren, so dass für alle 4 Wicklungsanfänge genug Länge für den Anschluss an die Klemmen übrig bleibt. Der Verschluss des Kabelbinders soll nach aussen wegstehen und nicht nach oben, damit er bei der späteren Montage des Baluns nicht im Weg ist.
  3. Alle 4 Litzen 7 Mal um den Ringkern wickeln, dabei darauf achten, dass sie nebeneinander liegen und nicht übereinander.
  4. Alle 4 Wicklungsenden mit einem Kabelbinder am Ringkern fixieren. Der Verschluss des Kabelbinders soll nach aussen wegstehen und nicht nach oben, damit er bei der späteren Montage des Baluns nicht im Weg ist.

Anschluss

Die beiden Anschlüsse der Eingangswicklung werden im Inneren der Funkkiste mit dem Ausgang des Antennentuners verbunden und die vier Anschlüsse der drei in Serie geschalteten Ausgangswicklungen sind auf 4 der 5 Apparateklemmen geführt, die seitlich an der Kiste montiert sind. Die unterste der 5 Klemmen ist mit dem Masseanschluss des Funkgerätes und des Antennentuners verbunden.

  1. Anfang der Wicklung 1 an die unterste Apparateklemme anlöten. Das ist der Masseanschluss des Ausgangs vom Antennentuner. und sollte mit Schutzerdung oder Potentialausgleich verbunden werden.
  2. Ende der Wicklung 1 an den Innenleiter des Kabels vom Antennentuner anlöten.
  3. Anfang der Wicklung 2 an die Klemme 2 v.u. anlöten.
  4. Ende der Wicklung 2 UND Anfang der Wicklung 3 an die Klemme 3 v.u. anlöten.
  5. Ende der Wicklung 3 UND Anfang der Wicklung 4 an die Klemme 4 v.u. anlöten.
  6. Ende der Wicklung 4 an die Klemme 5 v.u. anlöten.

An die Apparateklemmen 2 - 5 von unten gezählt kann ich dann diverse Dipolantennen mit 50, 200 oder 450 Ohm Impedanz +/- Abstimmbereich des Tuners anschliessen, je nachdem welche Buchsen ich benütze.

Wenn die Klemme 2 mit einer guten Erdung verbunden ist kann ich an die oberste Klemme 5 auch eine Langdrahtantenne anschliessen und den Übertrager wie einen 1:9 Unun verwenden.

Eingangs- und Ausgangswicklung sind galvanisch getrennt, die vier Ausgangsklemmen sind somit erdfrei. Damit will ich vermeiden, dass bei schlecht angepassten Antennen und sonstigen Experimenten irgendwelche HF-Ströme und -Spannungen über die Erdung des Funkgerätes und weitere angeschlossene Geräte vagabundieren. Ich hab mir damit eine Anregung aus der Studiotechnik geholt, wo man ja auch Mikrofone, Mischpulte, Verstärker usw. mittels Übertrager verbindet, um Brummschleifen zu vermeiden. Die Praxis wird zeigen ob es geeignet ist und gut funktioniert.

Falls es einmal zu Problemen mit statischer Elektrizität auf der Antenne kommen sollte, kann ich einen Ableitwiderstand jederzeit noch nachträglich zwischen der Antenne und der Funkgeräte-Masse einbauen (an die Apparateklemmen anschrauben).

Die Anschlüsse von aussen sieht man unten bei "weitere Fotos".

UKW - Not- oder Hilfsantenne

Oben an der Kiste, hinten, befindet sich ein PL-Sockel. Hier kann ich - wenn die Anforderungen nicht besonders hoch sind, wenn es schnell gehen muss oder einfach keine andere Möglichkeit besteht - eine Autoantenne mit PL-Fuss für das 2 m- und 70 cm-Band montieren.

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Als Gegengewicht für diese Antenne muss ein Stück Draht passender Länge (ca. 50 cm) an die hinten an der Kiste befindliche Apparateklemme angeschlossen werden. Der Antennenfuss, der normalerweise mit der Autokarosserie verbunden ist, ist deshalb mit einem Stück Kupferblech mit dieser Klemme verbunden.

Ca. 50 cm entspricht Lambda/4 auf dem 2m-Band und 3/4 Lambda auf dem 70cm-Band. Wenn man den Gegengewichtsdraht ca. 45 Grad schräg nach hinten wegstehen lässt, kann man die benötigte Antennenimpedanz von 50 Ohm recht gut annähern.

Das Bandeisen, das man auf dem Foto oben sieht, gibt den Schrauben für den Griff stabilen Halt, damit hier nichts ausreisst und die Kiste beim Tragen nicht beschädigt wird.

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UKW-Antenne Diamond X-50

Für bessere Ergebnisse kann an der Funkkiste eine Diamond X-50 UKW-Antenne für das 2m- und 70cm-Band befestigt werden. Die Beschreibung finden Sie hier. Abweichend von der Beschreibung muss für die QRO-Funkkiste ein PL-259-Stecker am funkgeräte-seitigen Ende des Kabels montiert werden.

Der Akku und seine Befestigung

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Der Akku - ein Vision LiFePo mit 25 Ah - ist unten in der Kiste mit zwei Lochbändern und Eisenwinkeln angeschraubt.

Die Kanten des Akkus sind mit Alu Winkelprofilen vor Beschädigung durch die Lochbänder geschützt. Damit die Winkelprofile nicht nach oben herausrutschen können sind sie mit Klebeband fixiert.

Die Befestigung der Eisenwinkel an der Rückwand der Kiste erfolgt mit Flügelmuttern, damit man den Akku ohne Werkzeug aus der Kiste ausbauen kann.

Die elektrische Verbindung erfolgt mit einem PowerPole 30A-Steckverbinder.

 

Anschluss für die Morsetaste und Tuning-Taste

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An der rechten Seite der Kiste ist eine 6,3 mm Stereo Klinkenbuchse angebracht. Sie dient zum bequemen Anschluss einer Morsetaste oder eines Paddles.

Das Kabel führt zu einem 6,3 mm Stereo Klinkenstecker, der hinten in der Morsetastenbuchse des IC-7000 steckt und so wird der Anschluss zugänglich ohne dass man an schwer zugänglicher Stelle herumwerken muss.

Der kleine Taster ist parallelgeschaltet, damit man auch ohne Morsetaste einen Träger zum manuellen Antennen abstimmen senden kann.

Lautsprecher und Mikrofon

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Die Akustik des eingebauten Lautsprechers des IC-7000 ist meiner Meinung nicht besonders gut. Innerhalb der Plastikkiste wird sie wegen der akustischen Resonanz zur Katastrophe.

Deshalb habe ich einen externen Lautsprecher Diamond P610 in die Funkkiste eingebaut. Dieser Lautsprecher hat einen hervorragenden, durchdringenden Sound, der besonders bei starkem QRM, Nebengeräuschen und Umgebungslärm jetzt wesentlich besser verständlich ist.

Der Lautsprecher hat unten am Montagebügel einen starken Magneten für die Befestigung im Auto. Dieser Magnet ist mit doppelseitigem Klebeband am Bügel angeklebt und er lässt sich mit etwas Vorsicht ablösen ohne dabei kaputt zu gehen. So kann man ihn für Bastelzwecke weiter verwenden.

Der Montagebügel muss dort, wo der Magnet war, gerade gebogen werden, dann muss man zwei Löcher hineinbohren, dann kann man den Bügel in der Kiste anschrauben und den Lautsprecher wieder montieren.

Die Mikrofonbefestigung besteht aus einer Schraube und ein wenig 2,5 mm2 Kupferdraht. Daraus hab ich einen Haken gebogen, auf dem ich das Mikrofon aufhängen kann. Übliche Mikrofonhalterungen passen leider nicht zum Original-Mikrofon des IC-7000.

Zukunftspläne

Die Kiste bietet im oberen Teil noch einigen Platz. Hier sollen einmal ein Raspberry Pi mit Flachbildschirm und Anschlüssen für Tastatur und Maus hinkommen. Damit sind dann auch digitale Betriebsarten wie RTTY, WSPR u.dgl. möglich.

Weitere Fotos

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