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	Amateurfunk-Selbstbauprojekte bei DL2HSC - Feldmühle AS529

Zur umfassenden Erfassung von Umweltdaten wurde ein Gerät zur Messung des elektrischen Feldes der Atmosphäre gesucht. Von OM Stefan Kneifel (DH1STF) wurde im Rahmen einer Facharbeit im Leistungskurs Physik am Gymnasium Icking ein solches Meßgerät konzipiert und durch ihn im AATiS e.V. als Bausatz AS529 weiterentwickelt. Da der Bausatz nur die Leiterplatte (bei Wunsch auch Mechanik, siehe AATiS-Seite) beinhaltet, bestand bei der Realisierung des mechanischen Aufbaus die Möglichkeit, zusätzlich zur AS529-Aufbauanleitung eigene Modifikationen einzuarbeiten.

Bild 1	Bild 2	Bild 3
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Die im Original aus Leiterplattenmaterial bestehenden Montageplatten und die Motorhalterung ersetzte ich durch runde Aluminiumplatten mit 2mm Dicke (Bild 1). Dadurch ergab sich eine erhöhte mechanische Stabilität des Aufbaus. Als Motor kam der Typ MDN4BT4 zum Einsatz, der bei 1V-6V Versorgungsspannung Drehzahlen bis 2000 U/min bei ca. 200mA erreicht. Die Welle zur Aufnahme der Abdeckplatte und der Lichtschrankenplatte wurde aus Messing gedreht und danach mit einem Feingewinde versehen (Bild 2). Eine Gabellichtschranke CNY-36 (oder ähnliche) wurde mit Sekundenkleber auf ein entsprechend zurechtgesägtes und mit einer Bohrung versehenes Stück Plastik geklebt. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über ein Stück vieradriges Kabel aus einem Computer, das schon einen passenden Steckverbinder hat (Bild 3). Die folgenden Bilder zeigen den Zusammenbau von Motor, Motorhalterung, Welle, Lichtschranke und Lichtschrankenplatte. In Bild 9 ist die Meßplatte zu sehen, die schon mit den Verbindungsstangen verschraubt ist. Zur Anfertigung dieser Platte habe ich mit Sprint Layout 3.0 ein Leiterplattenlayout entworfen, um die Strukturierung dieser Platte mit normaler Leiterplattentechnologie vornehmen zu können. Das Layout liegt als Sprint Layout 3.0-File und als BMP-File (300 dpi) zum Download bereit.

as529_messplatte_bmp.zip (10 kB)

as529_messplatte_lay.zip (1 kB)

Die folgenden Bilder zeigen Einzelheiten des Zusammenbaus der Feldmühle.

Bild 10	Bild 11	Bild 12
Bild 13	Bild 14	Bild 15
Bild 16	Bild 17	Bild 18

Die Verdrahtung (Parallelschaltung) der Meßplattensegmente erfolgt auf der Rückseite der Meßplatte (Bild10). In Bild 11 ist die vormontierte Platte mit Motor, Welle, Lichtschrankenplatte und Lichtschranke mit Distanzhülsen auf der Meßplatte befestigt. Dabei habe ich Zahnscheiben untergelegt, damit die rückseitige Massefläche der Meßplatte guten Massekontakt zu den Verbindungsstangen erhält. Die Drähte von der Lichtschranke und den Meßplattensegmenten müssen noch festgelegt werden, damit sie die rotierenden Teile nicht berühren. Zum Schluß habe ich die rotierende Abdeckplatte aufgeschraubt (Bild 18). Um einen guten Kontakt zur Welle zu erreichen, habe ich vorher eine kleine Fläche der Abdeckplatte verzinnt. Dadurch liegt die Platte zuverlässig auf Massepotential (über die geerdete Motorachse).

Zur Komplettierung des Aufbaus müssen die Leiterplatten der Auswerteelektronik (AS529) und der Motorregelung (Universal Spannungsreglerplatine, Bausatz von conrad, Bestell-Nr. 11 59 67) in das Gerät integriert werden. Den Abschluß bilden der Gehäuseeinbau und die Wetterfestmachung.

Bild 19	Bild 20	Bild 21
Bild 22	Bild 23	Bild 24

Den Einbau der Elektronik zeigen die folgenden Detailbilder. Die grüne Leiterplatte ist ein Spannungsregler mit LM317 zur Versorgung und Drehzahleinstellung des Motors. Die Signalleitungen von den Meßplatten werden noch durch abgeschirmtes Kabel ersetzt. Zum Schluß erfolgt eine mehrmalige Lackierung der gesamten Gerätes mit Plastikspray.

Bild 25	Bild 26	Bild 27	Bild 28
Bild 29	Bild 30	Bild 31	Bild 32

Die mechanische Justierung der Lichtschranke bestimmt die Genauigkeit der Messung mit. Dabei ist folgendermaßen vorzugehen: Mit einem Zweikanal-Oszilloskop mißt man Meßsignal und Lichtschrankensignal. Ein auf die Elektroden einwirkendes Feld erzeugt eine sinusförmige Meßspannung. Im Nulldurchgang der Meßspannung muß das Lichtschrankensignal die Polarität wechseln. Das Lichtschrankenflügelrad ist so lange zu verdrehen, bis diese Bedingung erfüllt ist. Eine Beschreibung eines weiteren Feldmühlenaufbaus mit detaillierter Aufbau- und Abgleichanleitung findet man unter http://www.hcrs.at.

Harald Schönwitz, dl2hsc@darc.de         QTH: Börnichen, JO60NR69, DOK: S49