Projekt pifmrds

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RalphT
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Projekt pifmrds

Beitrag von RalphT » Fr 24. Apr 2020, 17:48

Ich habe mal dieses Thema im Nachbarforum aufgeschnappt. Dazu hatte ich noch eine Frage, die ist aber im Rauschen untergegangen. Eigentlich passt dieses Thema auch besser in dieses Forum.
Es ist auch ein Projekt, was mit einem Raspberry aufgebaut werden kann. Nur der Unterschied zum stereotool ist, dass das Raspberry an einem PIN die komplette HF erzeugt. Ich denke mal, viel wird da nicht rauskommen. Und ob das Signal wirklich brauchbar ist, weiß ich so nicht. Soll angbeblich nicht so schlecht sein, wie man vermuten würden.
Also ein Testnachbau würde mich schon reizen.

Es geht um dieses Projekt:

https://howtoraspberrypi.com/create-rad ... pberry-pi/

Und jetzt zu meiner Frage:
Im Text schreibt der Kollege, wie man die Länge der Antenne berechnet. Er macht das nach dieser Formel:
((300/107.9)/16)*100 = 17,37cm

Das wären bei 100 MHz 17 cm. Ich dachte immer Lamba/4 oder Lamba/2 wäre eine gängige Länge. Von 5/8 hatte ich mal was gehört. Aber nur 1/16?
Ist das nicht etwas zu kurz?

Oszillatormann
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von Oszillatormann » Sa 25. Apr 2020, 15:53

Poste mal den Link zum Nachbarforum.

RalphT
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von RalphT » Sa 25. Apr 2020, 16:19

https://www.rundfunkforum.de/viewforum.php?f=4

Und dort der Thread:

UKW Sender Autokino

RalphT
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von RalphT » So 3. Mai 2020, 15:29

Hast du zufällig eine Idee, wie das mit der Berechnung der Länge zu Stande kommt?

Onkel Dago
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von Onkel Dago » Mo 20. Jul 2020, 01:58

Hallo Freunde des Senderbaus und artverwandter Bereiche,
im Moment scheint hier im Board ein wenig Ruhe eingekehrt zu sein - seit Wochen keine neuen Beiträge mehr…, doch vielleicht lässt sich dieses hoch interessante Forum ja schon bald wieder mit etwas mehr Leben füllen. Ich fange heute einfach mal an:

Zitat von:
https://howtoraspberrypi.com/create-rad ... pberry-pi/
Zuerst müssen wir die optimale Länge der Antenne berechnen (Sie können problemlos eine Antenne einer anderen Größe verwenden, dies kann jedoch die Qualität und die Übertragungsentfernung des Signals beeinträchtigen).

Um die Länge der Antenne zu berechnen, verwenden wir die folgende Formel:
Optimale Länge = 300 / Fréquence / 16 * 100

Um eine zu große Streuung zu vermeiden, teilen wir das Ergebnis durch zwei, um die 30, 40 Meter um den Diffusionspunkt nicht zu überschreiten.
Achtung, je höher dieser Punkt ist, desto größer ist der Abstand. Versuche vernünftig zu bleiben, der Zweck ist es zu testen und Spaß zu haben, nicht das Gesetz zu brechen.
In unserem Fall verwenden wir die Übertragungsfrequenz 107.9, die von PiFmRds standardmäßig verwendet wird. Wir erhalten also folgende Berechnung : ((300/107.9)/16)*100 = 17,37cm

Sobald diese Länge durch zwei geteilt wird, erhalten wir eine Antenne von ungefähr 8,6 cm, was sehr ausreichend ist. Nachdem wir die erforderliche Antennenlänge kennen, müssen wir noch wissen…
Zitat Ende


Moin RalfT,
für den Fall, dass Dich obige Frage noch umtreibt, versuche ich mich mal mit einer Erklärung: Zunächst möchte ich dazu feststellen, dass die angeführte Formel wohl als wenig sachdienlich angesehen werden darf, zumal im Zusammenhang mit dem Gefasel von „optimaler Länge“, die man zu allem Überfluß auch noch zu halbieren gedenkt….

Sinn der Angelegenheit, und das wird ja auch so postuliert, ist eine kleine, bzw. noch kleinere Reichweite, also das krasse Gegenteil von dem, was man üblicherweise anstrebt!

Allgemein gebräuchlich dagegen ist ein Halbwellen-Dipol oder ein ungeradzahliges Vielfaches eines Viertelwellen-Strahlers als Zweipolantenne ausgeführt (damit niederohmig im Strombauch gespeist werden kann), vertikal-, horizontal-, oder zirkular polarisiert, bzw. ein Viertelwellenstrahler mit Gegengewicht oder, je nach gewünschter Abstrahlcharakteristik, auch ein 5/8tel Strahler (Groundplane) mit Gegengewicht.
Aber auch die 3/4-Lambda-Antenne wird immer beliebter, zumindest auf UKW/FM. So beispielsweise in den letzten Jahren zunehmend die leicht obskure „Fritten-Tüten-Antenne“ (Patatzak Antenne) obwohl diese eigentlich schon steinalt ist.

Die Antenne muß im übrigen nicht zwingenderweise von Haus aus in Resonanz mit der Sendefrequenz sein, wohl aber, und zwar immer, an die Senderausgangsimpedanz angepasst werden. Diesbezüglich sollte nicht unerwähnt bleiben, dass bei Verwendung eines Koaxialkabels, z.B. 50 Ohm, zudem eine Anpassung der Kabelimpedanz auf die Antennnenimpedanz am Speisepunkt erfolgen muß, sofern diese nicht im Bereich einer gewissen Streuung identisch ist. Letztere ist allerdings bei einem Lambda 16tel oder gar 32tel Dipol keineswegs auch nur annnähernd im Bereich von 50/60 Ohm angesiedelt!


https://de.wikipedia.org/wiki/Antenne
https://de.wikipedia.org/wiki/Antenne#Halbwellendipol
https://de.wikipedia.org/wiki/Antenne#V ... enstrahler
Die Antenne (Begriffserklärung)

https://de.wikipedia.org/wiki/Dipolantenne
Die Dipolantenne, Eigenschaften und Abstrahlung
Die Integration der Winkelabhängigkeit über alle Richtungen liefert die Gesamtleistung und deren gleichmäßige Verteilung einen Bezugswert für die Strahlungsintensität (Isotropstrahler).
Für den λ/2-Dipol ist die Strahlungsintensität in Hauptrichtung (h = 0) um einen Faktor G = 1,64 (2,15 dBi) höher als der Bezugswert. Beim Hertzschen Dipol beträgt dieser Antennengewinn G nur 1,5 (1,76 dBi).
Bei einer Länge von 5/4λ besitzt der Dipol seinen größten Gewinn von 5,2 dBi.


https://de.wikipedia.org/wiki/Hertzscher_Dipol
Der herzsche Dipol

https://de.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Hertz
Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

https://research.uni-leipzig.de/mqf/poe ... l_ED_6.pdf
Die Entstehung elektromagnetischer Wellen

https://lernvideos.tv/hertzscher-dipol- ... rschueler/
Wie funktioniert eigentlich eine Antenne? (Video)

http://www.dl2jas.com/antennen/antennen ... edanz.html
Antennenimpedanz v/s Strahlerlänge eines Vertikalstrahlers


Ach ja, abschließend noch eine kleine Anmerkung in Hinsicht auf die optionale Verringerung der Senderreichweite für den Fall, dass man tatsächlich einmal weniger Reichweite erzielen möchte, als dies mit der vorhandenen Anlage möglich wäre. Für diesen speziellen Fall wird man allerdings keineswegs, wie vorgeschlagen, eine möglichst schlechte Antenne mit völlig undefinierbarem Abstrahlverhalten verwenden, sondern ggf. die Sendeleistung drosseln oder mit Dämpfungsgliedern soweit verringern, bis das gewünschte Ergebis erreicht wird.
Ein nicht ganz unbekannter deutscher Polit-Clown hat einen ähnlich gelagerten Fall mal mit „suboptimal“ umschrieben… - ich würde im vorliegenden Fall sogar noch weiter gehen und einen 32tel Lambda-Dipol, zumal mit der beschriebenen Zielsetzung, als groben Unfug umschreiben.
Sorry, dass meine Ausführungen vielleicht ein wenig langatmig und wenig zielgerichtet daherkamen, aber auch ich lerne bei der Recherche immer noch dazu…

RalphT
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von RalphT » Mo 20. Jul 2020, 17:12

Moin Onkel Dago,

vielen Dank für deinen ausführlichen Bemerkungen dazu.

Also erst einmal primär hat mich diese Formel echt stutzig gemacht. Ich habe ja schon so einige Längenangaben zu UKW gesehen, aber das war mir völlig neu. Das sehe ich genauso wie du: Draht ran und es funktioniert so halbwegs. Ein Vorteil bei der Sache: Der Draht ist recht klein.
Ich habe derzeit kein Raspberry über. Ich habe mal ein 17cm Silberdraht abgeschnitten und es in einen UKW-Modulator (ELV) gesteckt. Klar, funktioniert natürlich. Die Reichweite kann sich sogar sehen lassen, trotz der totalen Fehlberechnung. Die liegt so bei 500m.

Dann hatte ich mal mit diesem Teil experimentiert. Ich wollte mal sehen, was man an die BNC-Buchse anstecken darf, sodass der Minisender nur eine sehr geringe Reichweite hat. Selbst ein Draht von 2 cm ist schon zu lang. Vielleicht so ein Lötstift. Das wars denn auch schon. Selbst dann macht der Minisender noch seine 50m.

Was mich noch bei dieser Sache interessiert:

Was kommt da eigentlich am Draht an? Ich kann mir das nicht vorstellen, dass man das Projekt gefahrlos mit mehr Leistung betreiben kann. Ich würde es zumindest nicht versuchen. Das sind doch noch bestimmt so einige Nebenprodukte die auch noch ordentlich Leistung haben.
Man müsste das mal an einem Spectrumanalyzer betreiben. Aber den habe ich nicht.

Onkel Dago
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von Onkel Dago » Mi 22. Jul 2020, 02:04

Hallo RalphT,

klar "sendet" das Teil irgendwie, wenn da HF ansteht, wohl auch ganz ohne "Draht" schon erschreckend weit! Aber das würde ich eher als vagabundierende HF bezeichnen und hat mit einer gezielten Abstrahlung nichts gemein, weil, zumal das ja eigentlich auch gar kein richtiger Sender ist, von seiner Grundkonzeption her betrachtet, da wohl alles mögliche herauskommt, nur kein richtiges Broadcast-Signal. Und genau das ist das eigentliche Problem...

Nun ja, eigentlich wollte ich mich nicht wirklich mit diesem Raspberry-Gedöns beschäftigen, weil ich dabei keinen wirklichen Nutzen für mich sehe, also keine sinnvolle Anwendung… - aber, da Du das Thema nun mal aufgeworfen hast, und ein Forum wie dieses letztendlich davon lebt das solch ein Thema auch mal ausdiskutiert wird, habe ich mal ein paar Fakten zusammengetragen:

https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 002051.htm
https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 905251.htm
https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 911211.htm
Ich sehe da allerdings nirgendwo eine BNC-Buchse… und schon gar keinen 50 Ohm Ausgang!


http://thardes.de/raspberry-pi-als-ukw-sender/
https://praxistipps.chip.de/raspberry-p ... nder_20611

https://www.heise.de/make/meldung/Raspb ... 21154.html
Das FM-Signal wird durch Modulation der GPIO-Clock generiert; diese liegt beim Raspberry Pi auf Pin 7 des GPIO-Ports an (siehe Abbildung). Die Trägerfrequenz wird vom 500-MHz-Clock-Signal abgeleitet und kann im Bereich zwischen 1 MHz und 250 MHz eingestellt werden. Wegen der Rechteckform des Clocksignals und allgemeiner Nichtlinearitäten setzt der Raspi neben dem Hauptsignal auch Oberwellen bei Vielfachen der Trägerfrequenz ab (wer selbst tüfteln möchte: die sollten sich mit einem Tiefpassfilter entfernen lassen).
//Der Artikel stammt übrigens vom 22.07.2013, ist also ein alter Hut!

Die kostenlos zum Download erhältliche Software erwartet ein Mono-Audiosignal in Form einer Wave-Datei mit 16 Bit Auflösung und 22,05 kHz Abtastrate.
//Das heißt im Klartext max. 11kHz Audio… und Oberwellen ohne Ende!

Experimentierfreudige Nutzer berichten, dass er auch mehrere 100 Meter überbrückt, wenn man ein Stück Draht am Ausgangspin anlegt. Deshalb und auch wegen den Harmonischen, muss man von einem Betrieb hierzulande abraten.


Das Fazit von Heise ist zwar eindeutig, aber viel zu freundlich formuliert und für ein Fachforum, wie dieses, einfach unwürding! Deshalb die klare Ansage: Wer in dieser Form mit diesem Dreck sendet handelt de facto völlig unverantwortlich, weil selbst mit solch kleinen Leistungen der Flugfunk und sicherheitsrelevante Funkdienste empfindlich gestört werden können!

Wenn man mit diesem Gerät trotz allem verantwortlich experimentieren möchte, dann sollten vorher einige grundsätzliche Maßnahmen ergriffen werden:
Zunächst sollte die Ausgangsimpedanz definieren werde. Das kann ganz einfach mittels Koaxkabeltransformation erfolgen. Zudem ist zwingend ein hinreichendes Oberwellenfilter nachzuschalten und das Ergebnis sollte mindestens mit einem Funkscanner überprüft werden, wenn man denn nicht direkt einen Analyzer dranhängen kann.

Unter diesen Voraussetzungen kann man dann sogar eine Antene anschliessen…und das Unterfangen ist technisch soweit tolerabel, zumindest von der HF-Seite her. Die miserable Tonqualität allerdings wird sich so einfach nicht ändern lassen und was mit dem Rechtecksignal passiert steht auch erstmal in den Sternen..

Man könnte allerdings auch auf der Mittel- und Kurzwelle senden… - allerdings auch nur unter den obig genannten Voraussetzungen. Die Oberwellenproblematik ist dabei jedenfalls nicht ganz so dramatisch.

http://www.dl2jas.com/selbstbau/anpassu ... ungen.html
http://dg7ybn.de/Symmetrising/Symmetrising_DE.htm
Transformation mittels Antennenkabel (Koax)

https://senderbau.egyptportal.ch/filter.htm
Oberwellenfilter

https://www.communicationworld.nl/fm-br ... t-antennas
Handelsübliche FM-Broadcast-Antennen


Kurzes Fazit nach obiger Betrachtung: Das "Projekt Raspberry-Pi" erscheint mir, zumindest in Hinsicht auf die Nutzung als Steuersender für Rundfunkanwendungen, als wenig geeignet. Ein FM-Minisender mit 50 Nanowatt hat sicherlich in dieser Richtung für eine etwaige Aufrüstung mehr Potential!

RalphT
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von RalphT » Mi 22. Jul 2020, 16:39

Den Link von Heise kannt ich noch nicht. Aber da steht auch drin, was ich schon befürchtet hatte: Das Ding macht wahrscheinlich einen schicken Rechteck am GPIO-Port. Eigentlich auch logisch. Das Ding ist ein Computer. Und Computer arbeiten eigentlich nur mit Rechteckspannungen.

Ich tippe mal, dass der Tüftler mal seine Progammierkenntnisse veröffentlichen wollte. Ihm ging es wohl mehr um das Programmieren selber. Was das am PIN letztendlich rauskommt, war ihm wohl nicht bewusst oder egal.
Wahrscheinlich finden das ein paar Kiddies das ganz hip, mal sowas aufzubauen. Und vielleicht kommt dann noch ein Nachbarsjunge dazu und weiß, dass mit einem längeren Draht dem Teil mehr Reichweite einhauchen kann.
Das Problem bei der ganzen Geschichte ist ja, dass man selber nicht merkt oder auch manchem nicht bewusst ist, dann man andere Funkdienste stören kann.

Schade um die Zeit, die man verplempert, um das Projekt an Laufen zu bekommen.

Ich sehe das auch, da kann man besser mit so einem anlogen Senderchen seine Versuche starten. Die machen deutlich weinger Dreck am Ausgang. Der ELV soll eine gute Figur machen. War die Tage im Nachbarforum ein Thema. Da hatte mal ein Prof. das Teil mal genauer untersucht. Hier der Link:

https://www.radiomuseum.org/forum/elv_u ... rator.html

Onkel Dago
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Re: Projekt pifmrds

Beitrag von Onkel Dago » Mi 22. Jul 2020, 18:19

Richtig, das ist schon recht fundiert, was dieser Professor Rudolf da zum besten gibt und eindrucksvoll mit Grafiken samt Messergebnissen untermauert. Quasi Ritterschlag und Einladung zugleich für jeden angehenden Neupiraten. Und die Sendeleistung von rund 250μW ist der perfekte Einstieg und wartet dann nur noch auf die passende Endstufe...

Natürlich kannte ich dieses ELV-Fabrikat schon vorher, den Beitrag allerdings noch nicht. Da lohnen sich auch keine Experimente mehr mit den beschriebenen Minisendern, zumal deren Qualitäten wohl sehr unterschiedlich ausfält. Manche senden nur in Mono, bei anderen ist ein qualitativ schlechter Stereocoder verbaut, andere rauschen über Gebühr, und dann sind z.T. auch noch weitere, undokumentierte Funktionen verbaut, wie beispielsweise ein Limiter, wie bei meinem BELKIN, der die Lautstärke selbst mit Processing so weit reduziert, dass er immer noch leiser ist als unser Regionalsender, und das in Mono! Und RDS hat auch kein mir bekantes Gerät.


Wenn das mal kein Ansatz für ein neues Bastelprojekt ist:
Zitat
Zur Einspeisemöglichkeit für ein RDS Signal ist zu bemerken:
Es gibt eine Buchse (Bu2), über die ein Modulationssignal unter Umgehung des Stereo-Modulator-Schaltkreises (IC1) direkt auf die Kapazitätsdiode (D1) gegeben werden kann. So weit, so gut. Allerdings fehlt eine Angabe darüber, wie groß der Pegel des eingespeisten RDS Signals sein darf.

Was aber fehlt, ist die Möglichkeit, die Frequenz und die Phase des RDS Modulationsträgers an die Phase des Stereo-Piloten fest anzubinden. Hierfür wäre ein Ausgang für den 19 KHz Pilotton erforderlich. Da RDS noch zu Zeiten des (mittlerweile abgeschalteten) Verkehrsfunkes (VF) eingeführt wurde, gibt es eine Festlegung, daß der VF-Träger (auf 57 KHz) -1800 Phase bezüglich des Pilotträgers (auf 19 KHz) hat, wenn beide als Cosinusschwingung dargestellt werden. Der (unterdrückte) RDS-Träger hat dann 900 bezüglich des VF-Trägers.

Werden zwar die Pegel alle eingehalten, aber diese Phasenlage nicht, so ergibt sich eine Überschreitung des maximal zulässigen Hubes von ± 75 KHz für das FM-Signal. Daher ist bei dem SUP1 die Einspeisemöglichkeit für ein RDS Signal nur bedingt tauglich.

Dietmar Rudolph

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