Magnetic Loop mit Arduino Interface

Ich möchte mir eine Magnetic Loop für mein KW Gerät Yaesu857d bauen. Ich bin am aktuellen QTH sehr eingeschränkt, was Antennen angeht. Eigentlich kann ich nur meine “Spaydosen Antenne für 20m” verwenden, die ich am Balkon aufbaue. Eine Magnetic Loop sollte meine Situation verbessern. Im ersten Teil möchte ich nur Ideen und Rahmenbedingungen zusammentragen, die ich bei meinem Projekt umsetzen will.

Ausgelegt soll die ML für die Bänder 10, 20 und 40 Meter sein. Ich möchte mit meinem 857d arbeiten daher sollte die Antenne mit max 50 Watt belastet werden können. Den Kondensator an der Loop möchte ich remote einstellen können. Dies will ich mit einer Steppermotor Schaltung und einem Arduino realisieren. Generell möchte ich vorhandene Teile verwenden und das “Selber bauen” sollte vor kaufen gehen (wo’s geht).

Als erstes werde ich mir die Loop berechnen. Auf der Amateurfunkseite der Fachhochschule Stralsund findet man einen Magnet Loop Antennen Rechner. Bei DG2MDJ kann man seine ML online berechnen. Ich möchte die ML für die Bänder 15, 20 und 40 Meter verwenden. Daher ergeben sich 21 – 21,45 Mhz für das 15 Meter Band, 14 – 14,35 Mhz für das 20 Meter Band und 7 bis 7,2 Mhz für das 40 Meter Band (siehe Bandplan OE). ich muss also die ML von 7 Mhz bis 14,35 Mhz betreiben können. Weiters möchte ich 22 mm Kupfer Rohr verwenden und ca 1,3 Meter Loopdurchmesser haben.

Band min Frequenz max Frequenz U am Kondensator Kapazität
15 Meter 21Mhz 21,45Mhz 1,9kV 16,2pF
20 Meter 14Mhz 14,350Mhz 3,4kV 36pF
40 Meter 7Mhz 7,2Mhz 3,2kV 152pF

Ich habe mit den Werten für Durchmesser und Material probiert und komme momentan zu einem Kondensator der mindestens 3,4kV vertragen muss und den Bereich von 16,2pF bis 152pF abdecken muss. Ich bin bei Schubert Gehäuse fündig geworden. Der DK11 hat einen Kapazität von 13-200pF und eine Spannungsfestigkeit von 4kV – passt und bestellt 🙂

Zum Thema Steppermotor Steuerung habe ich mich auf den Arduino Mini Pro und einer Big Easy Driver Steuerplatine fixiert. Zusätzlich kommt noch ein 2×16 LCD Display dazu. Als Ansteuerung dachte ich einfach an “Links”, “Rechts”, “Schneller Vortrieb” und “Langsamer Vortrieb”.  Für den Antrieb habe ich einen Bipolaren Stepper mit 2A max und 1,8° pro Schritt rumliegen.

Der Prototyp steht bereits. Im Bild ist der erste Aufbau zu sehen.

Prototype_ML [1] Steppermotor mit 1,8 Grad und 2A max Strom, [2] Arduino Mini Pro mit den Richtungs Leds, [3] Endschalter für die Rotation (mom nur zum Testen), [4] Big Easy Driver, [5] IR Empfänger aus einem alten VDR Projekt

Da die Bluetooth Module noch auf See sind, habe ich für den Prototypen eine IR Diode angeschlossen und mir mit eine SAT Fernbedienung die wichtigsten Befehle verbunden. Ich kann in drei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Schrittlängen den Stepper bewegen und wenn gewünscht auf die Mittelstellung zentrieren. Die 2 Stecknadeln auf der Skala des Steppers simulieren derzeit die 2 Anschläge für den Kondensator, simuliert wird der Anschlag mit den 2 Tastern [3].

continued…

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