Sinds 2013 en ik de trotse eigenaar van een échte meetzender. De Neuwirth FUP1DZS van de Duitse firma "Dipl.-Ing. H.G.Neuwirth" uit Hannover. Meetzender is misschien een groot woord, maar het komt erop neer dat het een meetapparaat is voor mobilofoons. Tenminste, daarvoor is deze ontworpen. Er zit een frequentieteller in, een vermogensmeter, een zwaai meter en onder andere ook een generator om de ontvangstgevoeligheid vast te kunnen stellen. Kortom, voor de experimenteel radio-onderzoeker een mooi stukje apparatuur.
 Het voorpaneel van de Neuwirth FUP1DZS meetzender.
 De achterkant van de Neuwirth FUP1DZS meetzender. De TO-3 transistor is hier reeds verwijderd door een modificatie.
 De meetzender staat onderin de kast met meetapparatuur.
|
Helaas is deze, met als vele andere FUP1DZS meetzenders, kapot. Dit was bekend toen ik deze in ontvangst nam, dus geen verrassing. Op het internet is weinig te vinden van deze meetzender. Welgeteld één artikel over de reparatie van de voeding. Waarmee de link al snel gelegd is met de problemen met min meetzender. Door tijdgebrek is het apparaat zo een tijdje blijven staan. Toevallig was ik bij een andere zendamateur op bezoek die dezelfde meetzender heeft staan. We raakten hierover aan de praat en vertelde dat hij alle documentatie en schema's ervan heeft! (Dat zijn kleine momenten van geluk die je moet koesteren...) Om het verhaal kort te maken komt het er op neer dat ik blij met een cd-rom met alle documentatie erop naar huis ben gegaan.
Op een vrije dag ben ik gestart met de voorgenomen reparatie. De achterplaat is verwijderd door een serie boutjes los te nemen. Dan wordt er een aluminium plaat zichtbaar aan de rechter kant. Dit is de plaat waar de voeding op geplaatst is. Door het verwijderen van de schroeven is de plaat omlaag te kantelen.
Let er op dat de draden van de accu en van de luidspreker los gesoldeerd moet worden om de voeding uit de kast te kunnen nemen. Zie onderstaande foto van de aansluiting op de luidspreker.
Zonder eerst op de schema's te kijken ben ik op onderzoek uit gegaan. Er is een dichte doos te zien, een transformator met bruggelijkrichter, een grote zwarte connector, een printje en een accu op de achtergrond. Het is zelfs de originele accu uit 1983. Dat betekent dat er (nog) niet aan geknoeid is, dus gelukkig in originele staat. Na wat speuren wordt het al snel duidelijk. De meetzender werkt op netspanning, de interne 12VDC batterij of een extern 12VDC signaal. De werkspanning van de meetzender is +5, +15 en -15VDC. Dit maakt het één en ander duidelijker. Er is een ringkern transformator zichtbaar die de netspanning omzet in een spanning van ongeveer 30VDC. Deze transformator wordt aan en uit geschakeld door de aan/uit knop op de voorkant van het paneel. Ik heb voor het testen twee draadbruggen gemaakt op de grote zwarte connector om verder losgekoppeld te blijven van de rest van de meetzender. De transformator wekt spanning op dat via de bruggelijkrichter en elco (links onder op de foto) aangeboden wordt naar de open print. Deze print heeft een aantal relais' die de spanningen schakelen. Op de achterkant van het paneel is een schakelaar waarmee je kan kiezen tussen de interne voeding (accu of netvoeding) of een externe 12VDC bron. In dit geval wordt er gekozen voor de interne voeding. De open print zorgt ervoor dat de accu kan laden en er van de netvoeding óf van de accu een spanning komt die aan wordt geboden aan de gesloten voeding. De roze voedingsdraad met ongeveer 12VDC voedt de DC/DC voeding. Deze voeding is "verstopt" in het aluminium kastje waar de drie werkspanningen uit komen voor de meetzender. Geel is -15VDC, groen is +5VDC en rood is +15VDC. Deze spanningen gaan direct naar de zwarte connector naar de rest van de meetzender. Nu het plaatje compleet is, is het tijd voor meetwerk.
|
Via een variac is de netspanning voorzichtig naar 240VAC gebracht. De uitgang van de bruggelijkrichter is gelijkspanning naar behoren, dus dat deel werkt. De roze draad is los gesoldeerd en met een labvoeding is hier +12VDC op gezet Bij het meten aan de uitgang blijkt dat er alleen +5VDC aanwezig is. Dus in de DC/DC voeding gaat iets mis. Ook op de roze draad staat geen +12VDC, dus op de open print gaat ook iets mis. Om te rest van de meetzender te testen is er een computer labvoeding gemonteerd met +5, -12 en +12VDC. En gelukkig (b)lijkt de meetzender te werken zoals het hoort. De frequentieteller werkt, de ontvanger geeft geluid en de generator genereert een rf signaal. Kortom, de fout(en) zitten dus in de voeding.
Een PMR portofoon als signaalbron voor de frequentieteller.
|
|
Ik verwacht de meetzender alleen in een lab omgeving te gebruiken, dus mobiel werken is niet nodig. Het makkelijks is om de hele voeding te demonteren en er een Meanwell PT-45C voeding voor terug te plaatsen. Deze genereert van net spanning de gewenste werkspanningen. Maar er zit, op de eerste indruk, een audio versterker op de open print die ook nog nodig is. Dus behouden van de originele schakeling is ook prettig. Daarbij is ook fijn als de meetzender in originele staat kan blijven. Het streven is dus om de originele apparatuur weer aan de gang te krijgen, mocht dit niet lukken wordt er een vervangende voeding geplaatst. Nb, op de open print is een zwarte vlek zichtbaar onder twee diodes en er is een opgebolde weerstand zichtbaar, kortom, hier valt nog het één en ander te "halen".
|
Dit is het moment om het schema erbij te pakken. Na wat knippen en plakken is het schema van de voeding samengesteld en is er een overzicht mogelijk. Het vermoeden is er dat elco's verouderd zijn en wellicht kortsluiting geven. Aangezien er wel +5VDC is, maakt het het vinden van de fout gelukkig eenvoudiger.
Voor het overzicht is een blokschema getekend van de delen die bij de voeding horen.
|
b6 grijs - ?
b5 roze - ?
b4 bruin - ?
b3 groen/geel - massa/aarding
b2 bruin - netspanning (fase) naar transformator
b1 bruin - netspanning (fase) in van netstekker
a6 rood - +15VDC werkspanning van voeding naar meetzender
a5 geel - -15VDC werkspanning van voeding naar meetzender
a4 groen - +5VDC werkspanning van voeding naar meetzender
a3 coax+zwart - ?
a2 blauw - netspanning (nul) naar transformator
a1 blauw - netspanning (nul) in van netstekker
|
|
onderzoek DC/DC voeding (12VDC naar +5VDC, +15VDC en -15VDC)
|
De DC/DC voeding is onderzocht en er zijn onregelmatigheden gevonden. Met het schema erbij was het probleem vrij eenvoudig te lokaliseren. Er is een schakeling voor de "centrale transformator" die voor inductie zorgt. Van de (lage) 12VDC spanning wordt een geschakeld signaal gemaakt dat in de transformator om wordt gezet. Aan de secundaire kant van de transformator wordt via diodes de spanning gelijkgericht, door zenerdiodes begrenst en door condensatoren afgevlakt. Het schema voor de drie uitgangsspanningen is soortgelijk. De waarden van de zenerdiodes verschillen, de richting van de "gewone" diodes zijn onderling anders (om een negatieve spanning te verkrijgen) en dat zijn eigelijk wel de verschillen. Aangezien er wel +5VDC is, maar geen +15VDC en -15VDC, is het gedeelte voor de transformator in orde. Nou, ja, voor dit "bouwsteen" van de voeding.
Iedereen die ervaring op heeft gedaan met elektronica weet waarschijnlijk wel dat elco's (elektrolytische condensatoren) onderhevig zijn aan veroudering. Tenzij er militaire kwaliteit is toegepast, zullen na tien of twintig jaar de condensatoren gaan kortsluiten. Dus elco's in kapotte apparatuur zin per definitie verdacht... Tot zover de theorie, nu de praktijk.
In de behuizing is het vrij overzichtelijk. De componenten zijn duidelijk te herkennen. Ik heb ook ontdekt dat het schema dat ik heb van de FUP1DZ niet helemaal overeenkomt met mijn voeding van de FUP1DZS. Het zijn minimale verschillen, dus niet bezwaarlijk. Zelfs de meeste component coderingen komen overeen. Op de print zitten spoelen die zelfs met een stift gecodeerd zijn! Dat maakt het een stuk makkelijker om de weg in het doolhof te vinden. De drie grote axiale 1000uF 40V en 25V elco's zijn snel gelokaliseerd. Los solderen is lastiger omdat deze op een print gemonteerd zijn. Daarom heb ik aan één kant van de elco's de pootjes doorgeknipt. En uit metingen met de multimeter blijkt dat de weerstand bij de +5VDC elco enkele Mega Ohmen is en de andere twee nul Ohm! Met andere woorden, twee condensatoren zijn inderdaad kortgesloten door ouderdom en moeten vervangen worden. Er is nog een andere elco aan het begin van de schakeling die ik maar meteen vervang. De diodes zijn ook doorgemeten om de werking te controleren. Wanneer een elco kortsluiting maakt, is de kans aanwezig dat diodes door overbelasting kapot gaan. Dit is in mijn geval gelukkig niet van toepassing.
|
|
onderzoek open voedingsprint
|
|
Helaas is gebleken dat de print beschadigd is. Er is een zwarte vlek op de print van oververhitting van twee parallelle diodes. Daarbij is er geen schema beschikbaar van deze print. Het schema dat beschikbaar is, is een oudere versie en verschilt te veel om echt goed mee te kunnen werken. Een kleine hindernis is dat de audio versterker ook op deze print is gemonteerd. Zo het lijkt wordt deze met +15VDC gevoed, dus kan behouden blijven terwijl de rest van de print vervalt. De print is voornamelijk bedoeld als schakeling tussen de netvoeding, accu en externe energiebron waarbij ook een schakeling als acculader is opgenomen. De interne accu is, wat mij betreft, overbodig. Dus het is de vraag of het zinvol is om deze print te behouden...
|
Op basis van de bevindingen heb ik de afweging gemaakt of ik de originele voeding wil behouden of vervang door een andere nieuwe voeding. Er zijn meerder criteria zoals kosten, de behoefte om het apparaat origineel te houden en de wens of deze op accu/externe voeding moet kunnen werken.
De mogelijkheden zijn:
- De gehele voeding vervangen door een Meanwell PT-45C voeding. Dan kan er alleen op netspanning worden gewerkt. De kosten van deze voedingsmodule is ongeveer €35,00. Het nadeel is dat er niet op 12VDC of ingebouwde accu kan werken. Het voordeel is dat een nieuwe voeding voor lange tijd betrouwbaar(der) is. Wellicht moet er wel een afscherming om de behuizing om storing tegen te gaan.
- De DC/DC voeding repareren, de open voedingsprint laten vervallen en de netvoeding aanpassen. Als de netvoeding omgebouwd wordt dat deze 12VDC produceert, kan de DC/DC voeding werken op netvoeding of een andere 12VDC bron. De accu komt te vervallen, maar werken op 12VDC van een externe stroombron (zoals een accu) blijft wel mogelijk. De mogelijkheid van een accu met laadmogelijkheid komt hiermee te vervallen.
- Alles repareren en de voeding in originele staat terug brengen. Dit is de duurste optie. Er moet een nieuwe accu in, een serie condensatoren en de vraag is wat er allemaal nog meer kapot is. De vraag is ook hoe lang de overige componenten functioneren. Dus de betrouwbaarheid is maar afwachten.
Alles in originele staat terug brengen heeft niet mijn voorkeur. Aangezien ik niet van plan ben om op accu te werken heeft het weinig toegevoegde waarde om hier geld en energie in te steken. De betrouwbaarheid blijft ook afwachten. Daarbij is er geen schema van de open voedingsprint wat repareren lastig maakt. Kortom, geen goed plan.
Als het lukt om de DC/DC voeding te herstellen zou dit mooi zijn. Dan is er een storingsvrije voeding aanwezig die ook op 12VDC werkt. De mogelijkheid van werken op een externe 12VDC bron blijft mogelijk. De ingebouwde netvoeding moet worden gemodificeerd dat er in plaats van ongeveer 30VDC, 12VDC wordt gegenereerd. Met een standaard 12VDC spanningsregelaar is dit vrij eenvoudig te realiseren. Met één relais is het mogelijk om bij netspanning automatisch de netvoeding te kiezen indien er netspanning is. Als er geen netspanning is dat het relais automatisch op de externe stroombron overschakelt. Dan verbruikt het relais alleen energie bij beschikbaarheid van netspanning en er wordt geen energie gebruikt als er op (beperk beschikbare) externe 12VDC wordt gewerkt.
Mocht het niet lukken om de DC/DC voeding repareren, kan de gehele voeding altijd nog worden vervangen...
|
De eerste stap in de reparatie is het repareren van de DC/DC voeding. Daarvoor zijn enkele condensatoren nodig. Axiale condensatoren blijken lastig te vinden te zijn, dus vandaar dat ik bij Conrad uit ben gekomen. Conrad heeft deze condensatoren nieuw op voorraad, dus daar zijn deze besteld. Om de verzendkosten te laten vervallen heb ik meteen andere nuttige componenten besteld. Zo is er een bouwpakket voor een LM317T spanningsregelaar besteld met drie LM317T regelaars met isolatieset. Bij Van Dijken Elektronica heb ik een Meanwell PT-45C voeding besteld als vangnet als de geplande operatie faalt.
De ontvangen componenten.
De DC/DC voeding ofwel "Forward Converter" is gedeeltelijk gedemonteerd. Eerst zijn er foto's van gemaakt om aansluitingen van de draden en dergelijk vast te leggen. Met een stift zijn op relevante plekken notities gemaakt om fouten te vermijden. De twee printen op één houder zijn gedemonteerd uit de behuizing.
De printplaten verwijderen. De rode diodes en twee chipdiodes zijn duidelijk zichtbaar.
De kapotte condensatoren zijn verwijderd en nieuwe gelijkwaardige condensatoren zijn geplaatst. De diodes zijn ook gedeeltelijk los gesoldeerd en met behulp van een LED op werking getest. Gelukkig zijn onder andere de BYX55 diodes in goede staat. De hars resten aan de achterkant van de printplaten zijn met een "tandarts haakje" verwijderd. De printsporen zijn met Isopropylalcohol ingespoten en met een messing borstel gereinigd. Het is niet alleen netter, maar slechte soldeerverbindingen zijn dan ook beter zichtbaar.
Printplaat voor en na reinigen.
Na het reinigen is de voeding samengebouwd. De nieuwe blauwe condensatoren zijn duidelijk zichtbaar. De datum van vervangen heb ik ook meteen op de condensatoren gezet. Wie weet dat het in de toekomst van past komt. De linker elco is voor +5VDC, de rechter is voor -15VDC en de elco vooraan is voor +15VDC. Let er op dat de elco's in de juiste richting worden gemonteerd! Het is een open deur, maar omdat er een negatieve uitgangsspanning aanwezig is, kan dit verwarrend zijn.
De nieuwe componenten zijn gemonteerd.
De DC/DC voeding is nu hersteld, tenminste, dat wordt aangenomen. Op de uitgangen zijn drie multimeters aangesloten om de uitgangsspanningen te monitoren. Voorzichtig is de ingangsspanning met een labvoeding verhoogd van 0VDC tot 12VDC en de stroom is daarbij in de gaten gehouden. Onbelast is er een stroom van 0,1A zichtbaar bij 12VDC en de uitgangsspanningen lijken alledrie naar behoren. Met de oscilloscoop is op de anode van de +15VDC diodes gekeken wat het signaal is. Door de ingangsspanning te variëren van 11 tot 14 VDC is zichtbaar dat de pulsen variëren naar behoren. Met de linker (axiale) en rechter (radiale) potmeter zijn de eigenschappen van de puls te variëren. Aangezien het geheel naar behoren lijkt te werken en er te weinig kennis van het afregelen hiervan, is het aangenomen dat dit een goede instelling is. Met de middelste (axiale) potmeter is de uitgangsspanning op +15VDC af te regelen. Deze potmeter is op +15VDC uitgangsspanning afgeregeld. Vergeet niet om deze spanning af te regelen bij belasting van de meetzender. De +15VDC uitgangsspanning is ook op de oscilloscoop bekeken en is een rechte lijn zonder "vervuiling". Kortom, klaar voor gebruik.
Test/meetopstelling met signaalafbeelding van de +15VDC spanning na de diode.
|
|
reparatie/ombouw netvoeding
|
Uit voorzorg is de elco van de netvoeding ook vervangen. Omdat nieuwe condensatoren steeds kleiner worden, is de montagebeugel bijgebogen zodat de elco goed geklemd kan worden.
De oranje elco van de netvoeding is vervangen door een nieuwe blauwe .
De netvoeding geeft een spanning af van ongeveer 30VDC. Omdat de DC/DC voeding 12,5VDC wenst, moet deze spanning van 30VDC worden begrenst. Met een eenvoudige regeling met een ML317T is dat te realiseren. Er is een kant en klare regelprint samengesteld die dit moet verzorgen. Met een LM317T is het mogelijk om de spanning traploos te reduceren tot een gewenste spanning. Let er wel op dat het maximale spanningsverschil 40VDC is. Aangezien er 30VDC in gaat en 12,5VDC uit moet komen, is dat geen bezwaar. Een LM317T kan maximaal 1,5A verwerken. Omdat er in ieder geval 2A stroom doorgelaten moet worden, kan dat niet met één regelaar. Om de componenten niet teveel te belasten is besloten om drie LM317T spanningsregelaars parallel te zetten. Dan kan er in theorie maximaal 4,5A stroom worden verwerkt. In de praktijk zal er niet meer dan 3A stroom lopen, dus dat moet kunnen. Mogelijk is er een efficiëntere oplossing, maar deze componenten waren voor handen en doen de "truc" ook. Er is een printje gefreesd om de drie spanningsregelaars met elkaar te verbinden. Via drie draden zijn de spanningsregelaars aan de besturingsprint gekoppeld. Let er wel op dat de spanningsregelaars geïsoleerd (galvanisch gescheiden) worden geplaatst. De bevestiging mag geen galvanisch contact maken met de achterplaat (massa). Vandaar dat er drie mica plaatjes met een geïsoleerde boutjes zijn toegepast. Het zijn M3 boutjes met een verzonken kop zodat de achterplaat vlak gemonteerd kan worden.
De oranje elco van de netvoeding is vervangen door een nieuwe blauwe .
De netspanning is via een variac opgevoerd en de uitgangsspanning van de regelprint is op 12,5VDC afgeregeld. Hiermee is de ombouw van de netvoeding afgerond.
De voeding is nu klaar voor gebruik.
|
|
omschakelen van netvoeding naar externe 12VDC voeding
|
|
Op de achterplaat is een schakelaar gemonteerd waar geschakeld kan worden van "eigen" naar "fremd" voeding. Deze schakelaar is gebruikt om van de 12,5VDC netvoeding om te kunnen schakelen naar een externe 11-15VDC netvoeding. In de stand "eigen" is de interne netvoeding gekoppeld en bij "fremd" is er omgeschakeld naar de externe 11-14VDC ingang. In de eerste instantie was het plan om een relais te plaatsen, maar dit doet de "truc" ook en is waarschijnlijk net zo makkelijk. De voeding naar de schakelaar is uitgevoerd met oranje draden en de spanning van de schakelkaar naar de DC/DC voeding is nu uitgevoerd met een witte draad.
|
|
audio versterker/open voedingsprint
|
De open voedingsprint is zo beschadigd dat deze het herstellen niet waard is. De printplaat is plaatselijk zwart, enkele printsporen lieten los en er is een dikke (overbelaste) weerstand zichtbaar. Deze print is vervallen en daarmee ook overbodig. Maar de audio versterker die wel in gebruik is, is ook op deze print geplaatst. Daarom is de print gedeeltelijk behouden.
Gehavende open voedingsprint.
Alle overbodige componenten zijn van de print gehaald en de printplaat is schuin afgezaagd om de montagepunten op de ondergrond te behouden. De printplaat is opgefrist en weer gemonteerd. De voedingsverbinding van +15VDC, de audio in (van meetzender) en audio uit (naar speaker) zijn weer hersteld.
De print met audioversterker is ook geplaatst.
|
|
operatie "voeding" geslaagd
|
Zo, de geplande operatie is geslaagd. Bij het inschakelen gaat alles volgens plan. De meetzender lijkt tot "leven" te komen. De +12,5VDC van de netvoeding is nageregeld onder belasting van de meetzender en de +15VDC in de DC/DC voeding is onder belasting nageregeld. Aangezien er geen "vuurwerk" of andere ongewenste effecten zijn, is het geheel samengebouwd.
Het eindresultaat.
De toongenerator geeft een signaal, dus ook de audio versterker werkt naar behoren.
|
De potmeter voor geluidssterkte van de toongenerator kraakt, dus hier moet nog een keer contactspray in. Ik wil nog een grote/sterke diode plaatsen over de massa en ingang van de DC/DC voeding om ompolen te voorkomen. Als er wordt omgepoold, gaat de zekering eruit door kortsluiting en is de DC/DC voeding (hopelijk) niet beschadigd.
Helaas geeft de frequentieteller "onzin" aan, dus hier is verder onderzoek nog nodig. Dit blijkt vaker voor te komen bij deze meetzender, dus dat is een project voor de (nabije) toekomst.
|
|
