DIY 30 Watt Middengolf Zender
Een DIY 30 Watt Middengolf Zender.
Zou jij ook wel zo’n 30 watt zender met buizen willen bouwen? Je eigen LPAM Middengolf Zender.
Hierbij een uitgebreid getest ontwerp dat veel mogelijkheden biedt. Een ontwerp met buizen die nieuw gefabriceerd goed verkrijgbaar zijn en waarmee je dus geen risico loopt op miskopen op de NOS markt.
De zender heeft drie opties.
- Gevoed met een DDS oscillator.
- Gevoed met een DDS VFO
- Gevoed met een stabiele buizen oscillator voor één frequentie naar keuze (VFO is mogelijk).
Nu de 807 buizen in de 20 Watt AM Zender het einde van hun latijn hebben bereikt is er een opvolger nodig. Echt goede NOS 807 buizen zijn niet meer verkrijgbaar.
Daarom komt deze zender met een gloednieuwe 6146 buis in de eindtrap. Extra voordeel daarbij is dat deze buis wat meer zendvermogen oplevert.
400 Watt PEP
Dit zender experiment was een bijzonder leerzaam experiment. Die lessen kom je in deze zender beschrijving tegen. De laatste les is dat hij te goed werkt.
Te goed?
Ja, want hij levert tot 400 Watt PEP vermogen in de antenne. Over vermogens bij AM modulatie viel, blijkt achteraf, nog veel te leren.
LPAM licenties gaan maar tot 100 Watt PEP daarom starten we na deze zender met een nieuw project voor zo'n 100 Watt PEP zender en kiezen dan schermroostermodulatie omdat daarmee een nog hogere kwaliteit audio geluid mogelijk is.
Ondertussen leerden we ook veel over zendvermogens, zendbuizen en anode dissipatie en de misverstanden die daarover bestaan, tot voor kort ook bij mij :-( . Die lessen kun je nalezen bij: zendvermogens en anode dissipatie
Revolutionair
De zender wordt anders dan in voorgaande zenderontwerpen nu uitgerust zonder afstemkringen in de buffer trap.
Waarom?
Voorheen paste ik afstemkringen toe in de buffertrap vanuit het idee de frequentie waarop de zender werkt zo nauwkeurig mogelijk in te stellen.
Dat idee was in mijn hoofd gevormd vanuit de radio bouw. In radio’s wordt dat afstemmen in elke versterkertrap toegepast. Die toepassing ontstaat vanuit de wens het station waarnaar je wilt luisteren zo storingvrij mogelijk te ontvangen. Dat wil zeggen niet gehinderd door andere stations die in frequentie net naast jouw voorkeurstation zitten.
Mijn eerste oscillatoren blonken nog niet uit in stabiliteit. De afstemkringen in de buffertrap moesten zorgen dat die zender toch keurig op zijn bedoelde frequentie bleef staan.
Dat was een denkfout (Mea culpa).
Corrigeren van een ‘wandelende’ oscillator in de buffertrap werkt helemaal niet leerde ik met schade en schande. Het effect is alleen maar dat er meerdere frequenties naast elkaar uit je zender komen ☹.
Door het bestuderen van commerciële zenders leerde ik dat die fabrikanten geen precieze afstemkringen toepassen in buffertrappen
Waarom niet?
Omdat als je een goede stabiele oscillator toepast je geen corrigerende afstemkringen meer nodig hebt behalve bij frequentie vermenigvuldiging. Maar frequentie-verdubbelaars of meer heb je voor een Middengolf Zender niet nodig.
Daarom nu mijn experimenten toegespitst op het verkrijgen van zo’n stabiele oscillator.
En dat is gelukt. Hierover verderop meer.
Het Blokschema
van de DIY 30 Watt Middengolf Zender
Dit blokschema is eenvoudig. Voor de buizen diehards (waaronder ik zelf 😊) zie je links een vernieuwde zeer stabiele Oscillator uitgerust met een ECC91. Dit nieuwe ontwerp werkt 24 uur continu zonder mutaties die van belang zijn.
Daarnaast voor wie absolute zekerheid over stabiliteit wil een DDS oscillator. Over deze DDS oscillator verderop meer.
Daarna volgt de buffer met ECC81 buis. Die Buffer moet er voor zorgen dat de oscillator afgeschermd wordt en niet wordt beïnvloed door wat er verderop in de zender gebeurt.
Vervolgens zien we een driver die met een stevige spanning en stroom de eindbuis aan moet sturen. We doen dit weer met een EL84.Tot slot de PA trap nu uitgerust met een 6146 buis. We passen anode/schermrooster modulatie toe. Hiervoor is een stevig Audio signaal met een bereik tot 20 Watt vermogen noodzakelijk (20 echte watts gemeten met spanning * stroom en dus geen marketing power).
De antenne die de vrienden in West Brabant gebruiken voor praktijktesten is de effectieve-compacte-zendantenne voor 160 Meter aangepast voor 1395 kHz.
Deze antenne is een uitgeteste variant op de compacte Waslijn Antenne die we voor LPAM Middengolf hebben ontwikkeld.
Het schema van de Zender eindtrap
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
De driver met EL84
Bij de EL84 ontbreken nu afstemfilters aan de ingang en aan de uitgang. Ook een HF smoorspoel aan de anode ontbreekt. Uitgangspunt is hier dat de afstemming in de oscillator- en buffer trap en in de PA (pi-filter) voldoende moeten zijn.
Wat pleit voor deze keuze is dat spoelen harmonische signalen sterker faciliteren dan de gewenste frequentie.
Voldoende power zonder anode choke?
Kan die driver zonder Anode choke wel voldoende signaal bieden om de PA aan te sturen?
Dat moet net kunnen blijkt uit onderstaande onderzoek.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Met zo’n anodeweerstand is de anodespanning een stuk lager dan met een smoorspoel (choke). Zo’n smoorspoel biedt weinig weerstand aan gelijkstroom en daardoor staat de volle HS gelijkspanning op de anode.
Nu is dat niet zo. En dat wreekt zich.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
De praktijk met EL84 in de drivertrap
De moderne (nieuwe) EL84 blijkt in de praktijk op HF frequenties wat af te wijken van de datasheet al is die afwijking veel kleiner dan bij de ECC81. Zie ervaringen met ECC81 verderop.
Een kleine aanpassing is noodzakelijk. De schermroosterweerstand is gewijzigd van 39k naar 15K. Die wijziging levert een schermroosterspanning op van 223V bij een schermroosterstroom van net geen 5 mA.
De anode stroom is dan 36 mA en de signaal output is onbelast 90V (180 VPP) bij een stuurroosterspanning van 6V en een input signaal van 5V.
Belast met de eindtrap, de PA met 6146B in class C geschakeld komt de EL84 op geen enkele wijze verder dan 75V (150V PP) signaal. Hierbij heb ik werkelijk alles geprobeerd:
- Andere voedingsspanning,
- Andere anode weerstand
- Andere kathode weerstand
- Allerlei vormen van ontkoppel condensatoren.
- Hoger ingangssignaal vanuit de buffertrap
Niets hielp of het leverde een sterk vervormd signaal op.
De remedie is toch een RF smoorspoel in de anode opnemen. Met die spoel levert de EL84 afhankelijk van de buisinstellingen onbelast tot wel 120V (240V PP) signaal. Belast kan de gewenste 95V signaalspanning eenvoudig worden geleverd.
Hier zie je het aangepaste schema van de zender 3.0.
De PA
De PA in dit schema wijkt weinig af van wat we al eerder met een 807 buis zagen. Je ziet dat de Schermrooster modulatie ter ondersteuning van de Anode modulatie is gedimensioneerd voor optimaal kwalitatief audio geluid.
Die audio kwaliteit realiseren we door het schermrooster slechts voor 60% mee te moduleren en voor 40% zelfstandig te voeden. Daarnaast neutraliseren we de vervorming die de schermrooster condensator van 3n3 veroorzaakt.
Wil je meer over weten over deze techniek lees dan eens: Middengolf Zenders met betere audio kwaliteit.
Bij het schermrooster van de EL84 zie je een condensator met een sterretje. Indien je voldoende sterk ingangssignaal hebt kan die condensator achterwege blijven.
Het stuurrooster van de PA kent een gecombineerde bias spanning (= rooster voorinstelling spanning).
Is er een signaalaanbod dan wordt de roosterspanning automatisch afgestemd op het niveau van dit signaal. De buis verzorgt dit in combinatie met de C van 330pF en de weerstand van 27K.
Dit is een zogenaamde automatische roostervoorspanning en het voordeel er van is dat deze zich automatisch aanpast aan het niveau van het aangeboden signaal. Het nadeel van deze schakeling is dat bij afwezigheid van ingangssignaal de buis op hol slaat en snel volledig opgebrand is.
Daarom de tweede schakeling toegevoegd.
De Velleman trafo levert ruim 100V. De spanning wordt gelijkgericht en stevig afgevlakt. De Zener diode helpt daarbij maar die kun je ook weglaten. Uiteindelijk levert de schakeling ongeveer -40V aan het rooster.
Bij afwezigheid van een ingangssignaal zal de 6146B toch afgeknepen staan dankzij die voorspanning die door de Velleman trafo wordt geleverd.
AM Modulatie
Voor de anode modulatie brenger we nu zwaarder geschut in stelling. Een 30 Watt SE trafo uit de Hammond fabriek. In de praktijkervaring met de 20 watt zender bleek dat enige over dimensionering van zo’n trafo geen luxe is.
In de 20 Watt zender was geen 20 watt haalbaar met een kwalitatief hoogstaand geluid. Twintig watt was haalbaar voor spraak op de korte golf maar niet voor muziek. Vijftien à zestien watt was haalbaar met kwalitatief goed geluid. Bij meer audio inbreng raakte de 10 watt Ali Trafo toch verzadigd door de Anode stroom van de 807 buis.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Berekening van de Load
Berekening van de load, de belasting, die het PI filter aan de 6146B mag geven voor een uitgangsvermogen van 30 Watt.
Dertig Watt is een keuze. In het volgende project waarin we deze zender gaan ombouwen richting Korte Golf (160 meter band) gaan we de PA buis wat zwaarder belasten. Deze buis kan tot 50 Watt gaan.
Deze AM Zender moet echter 7 dagen in de week 8 uur per dag continu in de lucht zijn en dan is een mildere belasting beter voor de stabiliteit en de levensduur van de PA buis.
Bovendien is op de Middengolf meer dan 30 Watt nutteloos. Waarom? Hierover vind je verderop meer informatie.
De afbeelding laat zien hoe je die load kunt berekenen.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Nadat je de load hebt berekend kun je de waardes van het PI-filter laten uitrekenen door het tooltje op onze site: eenvoudig pi filter reken tool
De kwaliteit van dit filter, de Q factor van het PI filter kiezen we op 20. Bij zendamateurs wordt er vaak met een Q factor 10 of 12 gerekend. Met zo’n lagere Q factor gaat er iets minder energie verloren in het PI-Filter.
Met een hogere Q factor is de onderdrukking van harmonische signalen beter. En voor een zender die met licentie wil werken is een super schoon antenne signaal zeker een aanbeveling.
Overigens gaan we de spoel in het PI filter weer wikkelen als een luchtspoel. In de bouwpakket zender is die benadering zeer stabiel en betrouwbaar gebleken.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Oscillator en Buffer van deze DIY 30 Watt Middengolf Zender
Het schema.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
De praktijk
In eerste instantie was de oscillator voor deze DIY 30 Watt Middengolf Zender bedacht met een ECC81 buis.
Helaas deed de ECC81 niet wat de datasheets (uit de zestiger jaren) beloofden. Ik heb 3 nieuwe buizen van verschillende fabrikanten geprobeerd. Ze reageerden alle drie gelijk.
Deze buizen werden eerder voor VHF TV gemaakt (Volgens de datasheet van Philips 3-3-1955). Ze worden nog steeds nieuw geproduceerd maar blijkbaar alleen nog voor audio versterkers. Daarin werken ze goed is mijn ervaring en in overeenstemming met datasheets.
Voor HF (boven 100 kHz) leveren de huidige ECC81 buizen slechts een geringe versterking op. Bij frequenties tissen de 1MHz en 2MHz is de versterkingsfactor geen 5mA/V, zoals de datasheet aangeeft, maar slechts 0,6mA/V.
Dat betekent dat 1 triode deel onvoldoende versterking levert om de driver met EL84 aan te sturen. Daar zijn beide trioden voor nodig.
Voor de oscillator is daarom een extra buis nodig! En een nieuw schema. Een middagje flink experimenteren leverde een oscillator met een ECC91 op die zeer stabiel blijkt te zijn.
Deze oscillator met ECC91 is van het Hartley type. Hartley oscillators werden en worden vaak gebruikt in zenders. Er zijn amateurs die een Colpitts oscillator prefereren. Waar bij een Hartley de terugkoppeling over een deel van de spoel loopt gebeurt dat bij een Colpitts door een capacitieve deling.
De redenering bij die Colpitts aanhangers is dat een spoel een bron is van harmonische signalen. Die redenering is onzin. Harmonische signalen worden door een buis of transistor verwekt. Wat wel klopt is dat een spoel harmonische signalen meer faciliteert dan een condensator circuit.
Echter, ook een Colpitts oscillator heeft een spoel nodig om een afgestemde frequentie te kunnen genereren. Dus wat is het verschil?
De Hartley-oscillator biedt als voordeel dat deze een eenvoudig valt samen te stellen. Als je een robuuste spoel bouwt (geen beweging mogelijk in de windingen en bedrading) genereert hij een stabiele frequentie en een mooie sinusvorm.
Stabiel houden
Analoge oscillatoren zijn iets-of-wat gevoelig voor wisselingen in de voedingsspanning en de werktemperatuur. Daarom wordt deze oscillator gevoed met een eenvoudige gestabiliseerde voeding. Deze transistor, de 2SC5171 kan 180V aan.
Let op! De meeste transistoren gaan niet verder dan 40 à 50V.
De temperatuur houden we stabiel door de spoel en buis af te zonderen van eventuele hittebronnen binnen de zender zoals bijvoorbeeld de voedingstrafo en de PA Buis.
De oscillator spoel wikkelen we weer zelf op een wit stuk afvoerbuis van ϕ 4 cm 9cm lang.
We nemen 85 windingen met wikkeldraad 0,5 mm. Aftakkingen op 17 en 25 windingen. Monteer hem stevig en stabiel met behulp van een eindkap op het chassis van deze DIY 30 Watt Middengolf Zender.
Minder kritische afstemming
De afstemkring heeft een capaciteit nodig van ongeveer 386pF. Ik gebruik ik een vaste Condensator van 330pF met parallel een trimmertje van 70pF. De instelling op precies 1395 kHz bleek met die trimmer geen sinecure.
Voor een soepeler en minder kritische afstemming nam ik vervolgens een vaste C (C2 op de afbeelding) van 330 met daar aan parallel een condensator van 47pf (C3) en parallel de 70pF trimmer met een C van 22 (C1 op de afbeelding) in serie.
Je hebt dan met deze trimmer een over de gehele uitslag een regelbereik gekregen van 7pf tot 17pF waardoor de afstemming veel minder kritisch wordt.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Misschien denk je nu: ”waarom niet gelijk een trimmer van 15pF kopen”.
Dat kan ook. Maar 70pF is een courant goed verkrijgbare trimmer. Heb je meer regelruimte nodig dan kan dat met deze trimmer. Je wijzigt C1 in 56pF en je kunt regelen van 86 tot 113.
Kortom met deze constructie ben ik enorm flexibel. Ik heb daarom altijd een doosje met deze condensatorwaardes in voorraad en ook een paar trimmertjes van 70pF.
Overigens Als je aan toltrimmertjes kunt komen (regelmatig googelen). Altijd doen. Die zijn op het gebied van stabiliteit superieur.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender –
De trafo tussen oscillator en buffer
Van oscillatoren zonder kristal is bekend dat de werkfrequentie fluctueert als de anodestroom fluctueert. Die anodestroom willen we daarom zo stabiel mogelijk houden met een eenvoudige spanning stabilisatie schakeling.
De trafo die in de anodekring is toegevoegd zorgt er voor dat wijzigingen in de belasting van de oscillator nauwelijks nog van invloed zijn op het oscillator circuit.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Zo’n Hoog Frequent Transformator zelf maken
Zo’n HF trafo zelf maken bleek makkelijker en eenvoudiger dan ik in eerste instantie dacht. Ik begon een experiment met de trafo die je links op bovenstaande afbeelding ziet. En vervolgens maakte ik een kleinere rechts op de afbeelding.
De keuze viel uiteindelijk op de kleine.
Waarom en alle details van de samenstelling en het testen van deze trafo’s vind je op Een HF Trafo zelf maken.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Een DDS oscillator of VFO gebruiken.
Een optie voor het gebruik van een DDS oscillator die ik bij meerdere LPAM zenders tegenkwam is het gebruik van een functiegenerator die is uitgerust met DDS techniek.
Een voorbeeld van zo’n functiegenerator zie je op de afbeelding links. Je koopt ze voor rond de 120 tot 250 Euro.
Voor testsituaties zoals op de afbeelding hierboven links zijn die functiegenerators ideaal.
Om zo’n apparaat als voeding voor je zender te gebruiken, het kan en werkt goed maar is niet mijn optie.
Een goede DDS oscillator kun je al voor 2 tientjes kopen. Meestal van Chinese oorsprong maar niks mis mee. Meestal moet je die apparaatjes wel zelf programmeren en of kennis en ervaring hebben met Arduino Nano techniek.
Die ervaring heb ik niet en die techniek boeit me na 20 Jaar in de ICT ook niet meer zo. Die optie dreigde daarom weg te vallen tot ik in Spanje een DDS Oscillator vond die door de leverancier al van passende programmatuur is voorzien.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Die Spaanse DDS kost daarom natuurlijk iets meer (ongeveer 50 Euro). Alle informatie over deze DDS oscillator vind je hier.
Schema van DDS oscillator met ARDU 5351
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
De buffertrap met ECC81 en de ARDU 5351 DDS
Die buffer moet met deze DS oscillator iets harder werken dan met de ECC91 oscillator. Om dat te realiseren schakelen we een condensator van 1nF parallel aan de kathodeweerstand van de tweede triode (zie schema verderop).
De EL84 driver geeft hierna een signaal van 95 V (190VPP) af aan de eindbuis.
Bouwe en testen en experimenteren
Bouwen testen en experimenteren met de DDS oscillator en de buffer en drivertrap van de DIY 30 Watt Middengolf Zender.
We hebben ook deze DDS oscillator eerst uitgeprobeerd op een experimenteer chassis. Ik gebruik daar de Amroh UUF serie plaatjes voor maar je kunt natuurlijk ook zo’n PME taartblik voor nemen.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Zo’n taartblik werkt perfect en is voor weinig geld jouw eigendom. Natuurlijk moet je dan wel een borenset bezitten of aanschaffen voor het maken van de nodige gaten.
Direct inbouwen van experimentele schakelingen in een groter geheel zoals hier bij deze 30 watt AM zender, dat heb ik in het verleden wel een paar keer gedaan. Dat is me echter slecht bevallen want al dat gewroet en wijzigen maakt het eindresultaat er niet mooier en degelijker op.
Zo’n experimentele schakeling is nooit in één keer goed. Dat betekent dat je dus flink aan de slag gaat met experimenteren, onderdelen vervangen, uitnemen en toevoegen.
Daarom probeer ik nieuwe en experimentele schakelingen eerst uit op een experimenteer chassis voordat ik het ga inbouwen in een project dat als eindresultaat bedoeld is,
Schema buffertrap van deze DIY 30 Watt Middengolf Zender
De benodigde versterking in de buffer is afhankelijk van de gebruikte oscillator.
Tijdens mijn experimenten op een experimenteer chassis voorafgaand aan de definitieve bouw van de zender bleek dat we die buffer vrij eenvoudig breed toepasbaar kunnen maken.
De buffertrap zoals we die uiteindelijk hebben gevormd kan met eenvoudige wijzigingen worden aangepast voor een oscillatorspanning die ligt tussen 0,2VPP en 4VPP.
In dit schema van de buffertrap zie je twee componenten met een sterretje. Deze componenten zijn facultatief. Beide onderdelen, de 47K weerstand en de condensator zijn ieder afzonderlijk in staat de versterking in deze buffertrap flink op te voeren.
De condensator waarde is mede afhankelijk van de werkfrequentie die je kiest. Kies je een te hoge capaciteit dan wordt de stuurtrap met EL84 overstuurd.
Samen zijn ze in staat om de versterking sterk op te voeren waardoor oscillatoren met een zwak uitgangssignaal van 0,2VPP uitstekend bij deze zender kunnen passen.
Chassis ontwerp
Voor het chassis maken we weer gebruik van een PME taartblik. Die dingen zijn nu eenmaal relatief goedkoop, sterk en makkelijk verkrijgbaar.
Het aluminium front dat we hierbij gebruiken is afkomstig van de inmiddels gesloopte stadradio met AM Zender. Je kunt zo'n frontje laten maken door André van Beynum of zelf van Triplex een frontplaat maken.
Dit frontje is iets te groot (breder) dan de smalle kant van ons taartblik. Storen doet dat niet. Sterker nog, door zo'n front iets breder te nemen dan je chassis voorkom je dat kleine handjes per ongeluk aan gevaarlijke spanningen gaan zitten.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
De afscherming voor de oscillator van deze DIY 30 Watt Middengolf Zender maak je van 1 mm aluminium geperforeerde plaat (vierkant).
En oplettende lezer merkte op dat dit chassis montagemogelijkheid biedt voor twee 6146 buizen en vroeg waarom we die mogelijkheid niet gebruiken?
Dat is eenvoudig.
Na dit experiment ga ik deze zender ombouwen voor de korte golf, 160 meterband. Een optie om het vermogen dan een upgrade te geven richting 80 tot 100 watt is nu in het chassis voorbereid.
Per kerende mail kwam de vraag: waarom niet in deze AM Zender?
Dat is heel eenvoudig 😀
Meer dan 30 Watt voor een
LPAM Middengolf Zender is zinloos
Misschien moet ik dat even toelichten.
Met 30 watt kun je een stad zoals Bergen op Zoom of Roosendaal prima van muziek en actualiteiten voorzien. Ga je naar 100 watt dan kun je heel veel boerenland en nog wat omringende dorpen bereiken.
Maar op dat boerenland luistert niemand en in die dorpen zal de ontvangstkwaliteit een stuk minder zijn.
Met gevolg, zeer weinig luisteraars daar.
Dan zijn er de SENA en BumaStemra waar je een vergoeding aan moet betalen voor de muziek die je draait. Die organisaties denken redelijk commercieel en stemmen hun vergoeding af op het bereik dat jij met je zender hebt.
Met andere woorden, je moet betalen voor een bereik waar je nauwelijks luisterenaars zult treffen!
Honderd Watt zendvermogen kan nuttig zijn als je in het centrum van Amsterdam, Den Haag, Rotterdam of Utrecht zetelt. En zelfs daar is het voor de binding met je luisteraars misschien wel slimmer als je die luisteraars kiest binnen een bepaalde wijk van de stad want op stadsniveau heb je zware concurrentie te duchten.
Welke oscillator inzetten voor deze DIY 30 Watt Middengolf Zender?
Ik kies voor de DDS om meerdere redenen.
- Dit is de wens van de vrienden die een kopie van deze zender willen inzetten ter vervanging van de 20 watt zender met 807 buis die bij hen moeizaam nog een watt of 10 levert.
- Dit ontwikkelmodel wil ik na succesvolle afronding van alle testen ombouwen naar een KG zender voor de 160 meter band. Met de DDS wordt dat ombouwen en stuk eenvoudiger.
In de frontplaat moet ruimte gemaakt worden voor de Ardu 5351. Ook de mA meter wordt nu 200mA en die is wat groter dan de vorige 100mA versie.
Ik bezit niet het goede gereedschap om dit soort rechthoek gaten in aluminium plaat te maken. Het resultaat is daarom niet fraai. Later nog maar een keer met triplex en een figuurzaagje een mooier exemplaar maken.
De 12 V gestabiliseerde voeding voor de DDS betrok ik op het experimenteer chassis uit de 220. Omdat de zender gevoed wordt uit de zwaardere universele voeding voor buizen had ik er geen zin in ook nog een 220 kabel/stekker aan de zender te hangen.
Heb even geaarzeld over hoe dit op te lossen en uiteindelijk besloten die universele voeding uit te breiden met de gestabiliseerde 12 V.
Voeding verzwaren
Nu we toch aan de voeding gaan sleutelen dan ook maar gelijk een zwaardere trafo monteren. Dat wordt de 370HX van Hammond gewoon omdat we die in de kast hebben liggen en omdat die 50% meer vermogen kan leveren.
En meer vermogen leveren was nodig. Op het moment dat de DIY 30 Watt Middengolf Zender in vol bedrijf stond zakten de hoogspanningen naar 250V en 500V. Dat zijn overigens ook de spanningen waarvoor die vorige trafo bij volle belasting in de boeken staat.
Met de zwaardere 370HX hebben we nu met de zender in vol bedrijf 325V en 630V beschikbaar.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Het chassis voor deze 30 watt Middengolf Zender met DDS aansturing
In de frontplaat moet ruimte gemaakt worden voor de Ardu 5351. Ook de mA meter wordt nu 200mA en die is wat groter dan de vorige 100mA versie.
Ik bezit niet het goede gereedschap om dit soort rechthoek gaten in aluminium plaat te maken. Het resultaat is daarom niet fraai.
We gooien het over een andere boeg. Weg met die frontplaat. Alle schakelaars die op de 20 wat zender zaten kunnen ook vervallen want we gebruiken nu de externe voeding en daar zitten al die schakelmogelijkheden ook al op.
Dat geeft ruimte waardoor de mA meter nu in het chassis kan worden verwerkt evenals de ARDU 5351 DDS.
Daarnaast schaf ik een zogenaamde nibbler cutter aan. Daarmee moet je goed allerlei gaten in aluminium chassis kunnen maken.
Die cutter werk nauwkeuriger zie ik op Youtube en is handzamer dan een decoupeerzaag. Het blijft raadzaam om je gewenste vorm binnen de lijnen uit te snijden. Hierna kun je het meet een vijltje netjes afwerken.
Het resultaat valt me niet tegen. Niet perfect maar al doende leert men 😊
Hierbij het aangepaste chassis ontwerp voor deze DIY 30 Watt Middengolf Zender met DDS aansturing.
The Proof of the Pudding is in the Eating
‘The proof of the pudding is in the eating’ zoals de Engelsen zeggen. En wat hebben ze gelijk.
De echte waarde van deze DIY 30 Watt Middengolf Zender kan alleen worden beoordeeld op basis van praktische ervaringen of resultaten en niet op basis van uiterlijk of theorie.
Dus we gaan deze DIY 30 Watt Middengolf Zender testen
Voor die test moeten we het Pi filter instaleren en afstemmen op te voor testen te genruiken antenne.
De Pi Filter spoel
We beginnen de test met het berekenen van de Pi spoel met behulp van het reken tooltje op deze site. Daar komt 20 µH uit bij een Pi filter Q factor van 20. Vervolgens geeft de spoelwikkeling tool aan dat we daarvoor 28 wikkelingen over 45 mm moeten aanbrengen op een witte afvoerbuis van Ø 40mm.
Bewust houden we een kleine speling tussen de wikkelingen en winden we ze niet strak naast elkaar. De spanning op deze spoel kan bij deze zender hoog oplopen. We willen geen overslag tussen wikkelingen.
Om te voorkomen dat de wikkelingen ten opzichte van elkaar kunnen schuiven en dus de inductie kan wijzigen, worden de wikkelingen gefixeerd met blanke transparante nagellak.
Theorie en praktijk
Het reken tooltje zegt dat bij 1395 kHZ condensator C1 (CA op het schema) 727pF moet zijn en C2 (CB op het schema) 5438pF.
We gaan dit PI filter vast instellen. Dus geen variabele condensatoren maar een set van vastte condensatoren.
Meestal wijk te praktijk iets af van de theorie en daarom sluiten we eerst ons eenvoudig pi filter voor zender experimenten aan. We hangen de spoel die we gewikkeld hebben in dit experimenteer filter.
C1 blijkt dan 710pF en C2 blijkt 5490pf.
710 wordt dan een combinatie van 560pF en 150pF. Beide condensatoren 3000V of hoger.
5490 wordt dan 4700pf +680pf +100pf +10 pf. Hier is 1000V ruim voldoende.
Pi Filter voor test DIY 30 Watt Middengolf Zender
N.B.
We testen overigens op 1360 kHz en niet op 1395 wat de werkfrequentie straks elders in het land gaat worden.
Hier aan de Belgische grens onder Tilburg is 1395 kHz (215 meter) niet schoon. 1360 kHz is hartstikke stil zelfs met een afgestemde LPAM Antenne (220 meter) dus daar kunnen we rustig testen.
Afstemmen van deze
DIY 30 Watt Middengolf Zender
Afstemmen is redelijk eenvoudig maar,
Let op! Met een te hoge stroom door de buis of door de roosters heb je in een paar seconden een buis vernield. Een korte stroompiek links of rechts bij het afstemmen is onvermijdelijk maar houd die pieken zo kort mogelijk.
Afstemmen
Begin met CB op maximum waarde in te stellen (ongeveer 6000 pF).
Daarna zet je de spanningen aan. Eerst de gloeispanningen en enkele seconden later de hoogspanning.
Stem nu Ca van het Pi filter af op minimale anodestroom. Hierna ga je Cb verlagen waarna je Ca weer op resonantie bij stelt. Resonantie is het punt waarbij de stroom het laagst is (een dip vertoont). Die stroom zal nu iets meer zijn dan voorheen.
Dit proces herhaal je een paar maal totdat de stroom bij dip niet meer hoger of lager wordt. Je hebt dan de juiste afstemming bereikt.
Nogmaals, doe dit snel om te voorkomen dat je de buis overbelast.
Op de afbeelding zie hoe je met deze DIY 30 Watt Middengolf Zender dan een mooie sinusvorm in je antennen krijgt.
De zender is vervolgens gemoduleerd met een toon van 700 Hz waarmee ook zichtbaar is dat 100% modulatie wordt bereikt.
Ruim 400 Watt PEP in de antenne :-(
Wat je ziet is dat er een piekspanning van ruim 140V de antenne in gaat. Dat is omgerekend ongeveer 400 Watt PEP (peak envelope power). Daarmee zijn we ons doel ver voorbijgeschoten.
We moeten opnieuw naar de teken en ontwerp tafel om een licentiewaardige zender te kunnen bouwen.
Een korte video over het resultaat
De oplettende kijker zag natuurlijk dat de bandbreedte bij dit experiment veel te groot was. Klopt. Even FM kwaliteit op de Middengolf geprobeerd. Dat kon zonder anderen te storen maar het werkt niet. Radio's zijn gewoonweg niet geschkt gemaakt om op een AM kanaal een bandbreedte van meer dan 10 kHz weer te geven.
In de praktijk zal deze DIY Audio Processor voor AM Zenders er voor gaan zorgen dat de zender netjes binnen de regelgeving gaat functioneren en de bandbreedte binnen de 9 kHz blijft.
Vragen over dit zenderontwerp diy 30 watt middengolf zender of over de experimenten? Deel ze via onderstaande reactiemogelijkheid.
-
Koos Overbeeke
Terug van DIY 30 Watt Middengolf Zender naar De Radio Amateur LPAM Zenders
