Forum: HF, Funk und Felder 40MHz On-off keying, UM3750


von C. H. (hedie)


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Hallo zusammen

Ich habe hier eine Funkfernbedienung für ein Garagentor.
Diese sendet auf 40.6850 MHz

Für die Codierung ist ein UM3750 verantwortlich. Dieser hat 10 mit 
Dipschaltern einstellbare bits. Anbei ein Datenblatt

Nun möchte ich gerne den klobigen Handenser verkleinern und neu 
aufbauen.
Dazu habe ich mir mal das Antennensignal mit einem Oszilloskop 
angeschaut.
Es scheint ziemlich einfach zu sein. Ist der Dipschalter ein, dann gibt 
es einen 0.6ms puls, ist er aus, gibt es 1.2ms puls dazwischen eine 
0.6ms Pause.

Gerne würde ich für die 40MHz eine PCB Antenne verwenden.
Wobei diese wohl ziemlich lang sein dürfte. Evtl. könnt ich auch ein 
kleines stück draht verwenden welches aufgewickelt wurde.

Was denkt ihr, wie liesse sich das ganze möglichst einfach nachbauen?
Laut den Bildern des Scopes, wird einfach die 40MHz an bzw. 
ausgeschaltet.
Nimmt man dazu einen Oszillator, welchen man einfach an und ausschaltet? 
oder gibt es hier bessere methoden dazu?

Ich würde das On-off keying vermutlich mit einem Mikrocontroller 
erzeugen.

Legende:
gelb: ist das Antennensignal am Ferritstab
grün: ist das RX/TX Signal des UM3750


Danke schonmal und Gruss
Claudio

: Bearbeitet durch User
von W.S. (Gast)


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Claudio H. schrieb:
> Nimmt man dazu einen Oszillator, welchen man einfach an und ausschaltet?
> oder gibt es hier bessere methoden dazu?

Ja. Schlichtweg den Quarz-Oszillator ein/ausschalten machen die meisten 
Sender. Alles andere ist wohl zu aufwendig - und du sendest ja nicht den 
ganzen Tag über, um deine Garage auf- und zu zu machen.

W.S.

von W.A. (Gast)


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Claudio H. schrieb:
> Gerne würde ich für die 40MHz eine PCB Antenne verwenden.

Eine 1/4-Lambda Antenne für 40MHz mit einer Länge von 1,9 Metern willst 
du nicht in der Form auf einem PCB haben. Eine gewickelte Spule wäre da 
wohl eher angemessen.

W.S. schrieb:
> Ja. Schlichtweg den Quarz-Oszillator ein/ausschalten machen die meisten
> Sender.

Wenn der Quarz irgendeine Eigenschaft besitzt, die man als Güte 
bezeichnen könnte, wird er sich gegen schnelles Ein- und Ausschalten mit 
aller Kraft wehren. Mit einem (nicht zu gütigen) Resonator hat man da 
deutlich bessere Karten.

von C. H. (hedie)


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Besten Dank für eure Antworten.

W.A. schrieb:
> Wenn der Quarz irgendeine Eigenschaft besitzt, die man als Güte
> bezeichnen könnte, wird er sich gegen schnelles Ein- und Ausschalten mit
> aller Kraft wehren. Mit einem (nicht zu gütigen) Resonator hat man da
> deutlich bessere Karten.

Wie baut man einen Quarzstabilen Resonator?
Ich habe diesbezüglich leider bisher kaum Erfahrungen...

von HST (Gast)


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Wenn du mit solchen Oszillatoren keine Erfahrung hast, kannst du nicht 
den Senderteil aus der Fernbedienung verwenden? Der Schwingkreis auf dem 
Ferritstab ist mit dem Trimmer auf etwas unterhalb von 40MHz abgestimmt, 
um die Obertonschwingung zu erzwingen. Falls du alles neu aufbauen 
willst, habe ich als Anregung einen Auszug aus B. Neubigs 
"Quarzkochbuch" (Kap.6) angehängt. Das Buch kannst du hier kostenlos in 
einzelnen Kapiteln herunterladen:
http://www.axtal.com/English/TechnicalNotes/QuarzkochbuchQuarzCrystalCookbook/

BTW, wenn ein Quarzoszillator bei 40MHz nicht innerhalb von 10-50µsec 
anschwingt, ist die Rückkopplung zu schwach.

von C. H. (hedie)


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HST schrieb:
> Wenn du mit solchen Oszillatoren keine Erfahrung hast, kannst du nicht
> den Senderteil aus der Fernbedienung verwenden?

Nein, da die Fernbedienung nicht mir gehört...

HST schrieb:
> Der Schwingkreis auf dem
> Ferritstab ist mit dem Trimmer auf etwas unterhalb von 40MHz abgestimmt,
> um die Obertonschwingung zu erzwingen. Falls du alles neu aufbauen
> willst, habe ich als Anregung einen Auszug aus B. Neubigs
> "Quarzkochbuch" (Kap.6) angehängt.

Vielen Dank!
Ja ich würde gerne etwas dabei lernen.
Leider habe ich die benötigten Quarze nur in China gefunden.
Dort ist es für mich nicht ersichtlich, um was für einen Obertonquarz es 
sich handelt. Gibt es für dieser Frequenz einen Richtwert? Sowas wie 
"bei um 40MHz kann es nur ein Quarz mit xy Oberton sein..."

Als nächstes würde ich dann mal ein Schema zeichnen und die 
entsprechenden Werte berechnen.

Gerne würde ich das ganze in LT-Spice simulieren.
Es gibt ein Quarzmodell welches jedoch die ersatzwerte verlangt.
Diese kenne ich natürlich nicht für meinen China Quarz.

Hat hier jemand eine idee?

von Helmut L. (helmi1)


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Und warum nimmst du nicht fertige Funkmodule mit 433 oder 868 MHz?
Die sind wesentlich kleiner als die 40MHz Antenne bei dir.

von C. H. (hedie)


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Helmut L. schrieb:
> Und warum nimmst du nicht fertige Funkmodule mit 433 oder 868 MHz?
> Die sind wesentlich kleiner als die 40MHz Antenne bei dir.

Weil die Garagentoranlage nun halt mal bei 40MHz arbeitet.
Dies lässt sich nicht ändern...

Anbei ein Bild von meinen Berechnungen.
Macht das sinn? Was meint ihr?

von C. H. (hedie)


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Ich habe in der zwischenzeit noch ein kleines Layout gemacht.
Meint ihr, dass dies so für Testzwecke funktionieren müsste?

Die Widerstandswerte sind zu ignorieren! Sie dienen lediglich als 
Platzhalter

Danke schonmal

: Bearbeitet durch User
von W.S. (Gast)


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W.A. schrieb:
> Wenn der Quarz irgendeine Eigenschaft besitzt, die man als Güte
> bezeichnen könnte, wird er sich gegen schnelles Ein- und Ausschalten mit
> aller Kraft wehren. Mit einem (nicht zu gütigen) Resonator hat man da
> deutlich bessere Karten.

Was bist du doch schlau.. Also guck dir mal die Oszi-Bilder etwas näher 
an. Soweit ich das sehen konnte, ist die Horizontale bei 5ms/Raster und 
die kleinsten Zeiten liegen bei rund 0.5 ms Dauer, also Periode von 1 
kHz. Das sollte langsam genug sein für das ein und ausschalten eines 40 
MHz Oszillators.

W.S.

von Marc H. (marchorby)


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Du könntes aber eine zweite FB aufbauen und dort die 10 Dipschalter an 
einen uC hängen und dabei alle 1024 Möglichkeiten durchprobieren lassen. 
Die FB baust du dann fest ins Auto ein! Viel Spaß!

von Marc H. (marchorby)


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ich sehe gerade das Ding kann ja 12 Bit! 4096 Möglichkeiten!

von C. H. (hedie)


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Marc H. schrieb:
> ich sehe gerade das Ding kann ja 12 Bit! 4096 Möglichkeiten!

Ja, sowas hatte ich auch vor :)
Aber gerne direkt mit dem uC.

Mommentan scheint es für mich noch ein Ding der unmöglichkeit, einen 
funktionierenden Oszillator mit 40.685MHz hinzukriegen.

Ich frag mich langsam "was kann denn da so schwer sein?"

Normalerweise bin ich es mir gewohnt, dass im Mikrocontroller Forum 
innert Minuten qualifizierte Antworten zu den verschiedensten Themen 
kommen. Da dachte ich mir, dass bei einem solch einfachen Teil innert 
stunden wohl zig Antworten kommen müssten...

Ich bin Dank euch der Sache auf der Spur... Aber irgendwie der Lösung 
noch nicht ganz nah...

Was meint ihr zum Layout?
Ich hätte gerne etwas womit ich starten kann...

Danke

von HST (Gast)


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Dein erstes Schaltbild wird in der Realität nicht funktionieren. Ca=1pF 
und Cb=3,7pF sind viel zu klein, L=4,5µH viel zu groß. L=0,5µH, Cb=30pF 
und Ca=80-100pF wären realistischer (XCa sollte zwischen 30 und 50 Ohm, 
max 100 Ohm liegen).

Kannst du in dem Gerät das Schaltbild des Oszis mit den Bauteilwerten 
herausfinden und dann evtl. nachbauen? Es gibt auch Fernsteuersender für 
den Modellbau auf 40,68MHz. Vielleicht kannst du da Schaltbilder der 
Oszillatoren finden.
Ein 40.68MHz Obertonquarz im HC18/HC49-Gehäuse kann in etwa folgende 
Kennwerte aufweisen: Lm ~8mH, Cm ~1,9fF, Rm ~30 Ohm (Qu~70000), 
Cp~4,5pF. Das kann aber je nach Hersteller stark schwanken.

Anbei noch eine andere Schaltung (Pierce) mit Bauelement-Daten, die ich 
gefunden habe.

Eine Simulation mit LTSpice dürfte u.U. sehr frustrierend ausfallen. Das 
wird in Kap.6 von Neubigs Buch auch detailliert beschrieben (6.8).

Ohne Erfahrung im HF-Bereich dürfte das Ganze ziemlich schwierig werden, 
da Oberton-Oszillatoren recht zickig sein können. Vielleicht ist es 
besser, ein kleineres Gerät fertig zu beziehen, wie z.B. so etwas hier:
http://www.handsender-express.com/handsender+BOSCH+%3A+40.680+MHz

Das Thema wurde übrigens schon einmal 2009 diskutiert:
Beitrag "Handsender für Garagentoröffner selber bauen?"

von C. H. (hedie)


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Vielen Dank für deine Antwort.
Dein Schaltbild sieht interessant aus. Leider auch aufwändiger, da die 
Spule eine Mittelanzapfung hat.

Für mich ist es nicht abschätzbar, wie viel Windungen 0.7uH haben.
Zudem ist mir nicht klar, wie das Windungsverhältnis sein soll.

Lässt sich diese Schaltung relativ unkompliziert auf einem Steckbrett 
aufbauen? Ich würde gerne einen Anhaltspunkt haben bzw. eine Schaltung 
mit der ich erste Versuche machen kann...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Hier hat jemand einen Sender für 27MHz gebastelt, der leicht auf 40Mhz 
modifiziert werden kann:
http://www.pyroelectro.com/projects/pyro_rf_transmitter_27mhz/schematic.html

Das ist alles kein Hexenwerk, jeder Quarzoszillator, der neben dem Quarz 
noch einen frequenzbestimmenden Schwingkreis hat, sollte in der Lage 
sein, den Quarz auf der 40Mhz Oberwelle schwingen zu lassen (meistens 
sind das 13,56Mhz Quarze, die auf der 3. Oberwelle schwingen).

Ein ausgezeichnetes Messgerät für so etwas ist ein Grid-Dipper, aber 
selbst ohne den sollte das nicht so kompliziert sein. Du brauchst 
allerdings mindestens einen Empfänger für die Frequenz und einen 
HF-Detektor, auch in Geräteunion.

Claudio H. schrieb:
> ür mich ist es nicht abschätzbar, wie viel Windungen 0.7uH haben.

6 Windungen auf 5mm Kern sind etwa 0,22 µH, davon habe ich hier jede 
Menge Ferigspulen (mit Ferritkern). Du kannst also von etwa 20 Windungen 
ausgehen.

> Lässt sich diese Schaltung relativ unkompliziert auf einem Steckbrett
> aufbauen?

Ungern. 40Mhz sind für so ein Steckbrett schon recht viel und es kann 
sein, das es auf dem Steckbrett wild schwingt durch die vielen 
parasitären Cs, aber in der echten Schaltung dann nicht.

: Bearbeitet durch User
von HST (Gast)


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Welche Mittenanzapfung meinst du? Da ist doch gar keine. Die 
Auskoppelwindung ist bei deiner Anwendung ja auch nicht notwendig, da 
die Spule selbst doch als Antenne wirkt.
Wenn du kein LC-Meter oder Dip-Meter hast, ist es schwierig, die ca. 
0,7µH zu erreichen.

Du kannst es aber mit einer Luftspule (ohne Ferrit-Kern) versuchen:
13 Wdg. 1mm CuL auf ein Plastikrohr o.ä. mit 10mm Durchmesser wickeln 
und auf 25mm Länge ausziehen. Reicht evtl. auch ohne Ferritstab als 
Antenne.

Das mit dem Steckbrett ist wirklich nicht optimal. Ich würde erst mal 
den Aufbau im "Manhattan Style" auf einem Stück PCB machen.
Mfg,  Horst

von C. H. (hedie)


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Matthias S. schrieb:
> Ein ausgezeichnetes Messgerät für so etwas ist ein Grid-Dipper, aber
> selbst ohne den sollte das nicht so kompliziert sein. Du brauchst
> allerdings mindestens einen Empfänger für die Frequenz und einen
> HF-Detektor, auch in Geräteunion.

Momentan ist ein Oszilloskop mit 400MHz Analogbandbreite und ein 3GHz 
Spektrumanalyzer mit Kammer vorhanden.

HST schrieb:
> Das mit dem Steckbrett ist wirklich nicht optimal. Ich würde erst mal
> den Aufbau im "Manhattan Style" auf einem Stück PCB machen.
> Mfg,  Horst

Werde ich versuchen.


Ich habe nun einen 13.56MHz Quarz hier und werde es mit der Schaltung 
von HST versuchen.

Dort befindet sich jedoch ein 40.68MHz Quarz in der Schaltung.
Ist das ein Fundamental oder ein Overtone Quarz? Bzw. ist mein 40.685MHz 
Quarz in wirklichkeit ein 13.56MHz Quarz einfach anderst beschriftet?
Oder nochmals anderst, kann ich in die Schaltung von HST auch meinen 
13.56MHz Quarz einbauen?

Danke!

von HST (Gast)


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Den 13,56MHz Quarz kannst du in der Schaltung verwenden (40,68MHz Quarze 
sind praktisch immer Obertonquarze). Bei richtigem Abgleich des 
L/C-Kreises sollte er problemlos auf dem 3. Oberton schwingen. Mit Scope 
oder S/A kannst du das überprüfen.

von C. H. (hedie)


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Hallo zusammen

Habe nun etwas aufgebaut.
Als Schaltung habe ich jene im Anhang verwendet.
Dazu gab es hier noch eine Diskussion: 
http://www.electro-tech-online.com/threads/3rd-overtone-crystal-oscillator.12618/

Mein Aufbau seht ihr ebenfalls im Anhang.
Habe als Transistor einen BF199 verwendet.

Bauteilwerte:

Luftspule mit 0.3mm CuL auf 4mm Stab mit 10 Windungen und L = 10mm
Sollte ca. 150nH ergeben

C1: 100pF
C2: 68pF
C3: 47pF
C4: 47pF

R1: 15k
R2: 5.6k
R3: 470

Für R1 und R2 habe ich dannach Potentiometer zugesetzt und den 
Arbeitspunkt auf 0.5-0.7V eingestellt.

Speisung war 9V Labornetzteil.
Habe direkt beim Eingang der Leiterplatte noch einen 10uF Kondensator 
zur stabilisierung angebracht.

Leider schwingt überhaupt nichts.

Als Quarz wurde der TXC  9B-13.560MEEJ-B verwendet
Datenblatt im Anhang.

Hat jemand eine Idee, was ich falsch mache?

von Helmut L. (helmi1)


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Claudio H. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, was ich falsch mache?

Schwingst den ohne die Spule?

von C. H. (hedie)


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Helmut L. schrieb:
> Claudio H. schrieb:
>> Hat jemand eine Idee, was ich falsch mache?
>
> Schwingst den ohne die Spule?

Gerade getestet...
Leider nein.

von Helmut L. (helmi1)


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Der Emitter liegt auch ungefaehr auf halbe Betriebsspannung?

von C. H. (hedie)


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Helmut L. schrieb:
> Der Emitter liegt auch ungefaehr auf halbe Betriebsspannung?

Misst. Der Transistor hatte nicht CBE sondern CEB beschaltung.

Nun schwingt das teil auf 13.56MHz
Mit der Spule ebenfalls auf 13.56MHz.

Somit nun die frage, wie lasse ich das Teil auf dem 3. Oberton 
schwingen?

von Helmut L. (helmi1)


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Claudio H. schrieb:
> Somit nun die frage, wie lasse ich das Teil auf dem 3. Oberton
> schwingen?

So jedenfalls nicht. Wie willst du den denn Serienschwingkreis 
abstimmen?
Neben C1 geht ja auch der Quarz mit seiner Kapazitaet in die Frequenz 
ein.
Mach die Spule mal anstatt R3 in die Schaltung und gleich den C3 auf 
Resonanz ab.

von C. H. (hedie)


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Helmut L. schrieb:
> Mach die Spule mal anstatt R3 in die Schaltung und gleich den C3 auf
> Resonanz ab.

Perfekt! Läuft wie gewünscht.
Habe jedoch R3 weiterhin belassen, und zusätzlich das L hineingemacht.
Als Resonanc C habe ich einen Trimmkondensator eingesetzt.

Nun muss ich das ganze nur noch mit einem Mikrocontroller ein und 
ausschalten, um das gewünschte Signal zu erhalten.

Zudem muss ich wohl noch eine Pufferstufe einbauen, um das 
Ausgangssignal nicht zu starch zu belasen.

Ein schöner Sinus ist es zudem nicht. Vermutlich lässt sich da noch 
etwas mit dem Spannungsteiler arbeiten.

Wie würdet ihr diesen Oszillator mit einem Mikrocontroller ein und 
ausschalten?

von Helmut L. (helmi1)


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Claudio H. schrieb:
> Ein schöner Sinus ist es zudem nicht. Vermutlich lässt sich da noch
> etwas mit dem Spannungsteiler arbeiten.

Das ist meistens so. Wenn er zu schoen aussieht schwingt es schlecht (zu 
wenig Verstaerkung). Der schoene Sinus macht dein Ausgangsfilter.

von Helmut L. (helmi1)


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Claudio H. schrieb:
> Wie würdet ihr diesen Oszillator mit einem Mikrocontroller ein und
> ausschalten?

Mittels R1. An + und er schwingst an 0V und er ist aus.

von Günter Lenz (Gast)


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Claudio H. schrieb:
>Leider schwingt überhaupt nichts.

>Als Quarz wurde der TXC  9B-13.560MEEJ-B verwendet
>Datenblatt im Anhang.

>Hat jemand eine Idee, was ich falsch mache?

Ich habe deine Schaltung overton.gif, mit
folgenden Werten aufgebaut:

C1 = 10nF
C2 = C3 = 33pF
TR1 = 2N4124
R1 = R2 = 22 kOhm
R4 = 1 kOhm
R3 = 470 Ohm
L1 = 1 µH
Quarz bei mir 44,545 MHz

Die Schaltung funktioniert und befindet sich bei mir in einem
Kurzwellenempfänger. Es ist von Vorteil eine
Pufferstufe nachzuschalten, da sonst bei Belastung
die Schwingungen aussetzen können.

von C. H. (hedie)


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Günter Lenz schrieb:
> Es ist von Vorteil eine
> Pufferstufe nachzuschalten, da sonst bei Belastung
> die Schwingungen aussetzen können.

Hallo Günter vielen Dank für deine Antwort.
Wie sieht bei dir die Pufferstufe denn aus? (Schaltbild)

Danke

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ganz simpel gehts so:
1
               +-----------(+)
2
               |
3
               -
4
              | | 1k
5
              | |
6
               -
7
        27k    |     1n
8
     +-|===|---+-----||---->
9
     |       |/ C
10
o-||-+-------|
11
 47p         |\ E
12
              |
13
--------------+------------GND

Je nach Transistor geht das bis in GHz, dazu macht man den 
Arbeitswiderstand kleiner. Du kannst aber auch statt des 
Arbeitswiderstands einen 40MHz Parallelschwingkreis machen und echten 
Basisspannungsteiler, das erhöht die Reinheit.

: Bearbeitet durch User
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