Hij vroeg of zijn exemplaar dat ook kon krijgen. Ik heb wat onderzoek gedaan en kwam al snel de TTP223 sensor tegen. Deze zijn heel goedkoop.

De TTP223 is een chip die werkt als een schakelaar door te reageren op een capaciteitsverandering zoals dat gebeurt zodra je je vinger tegen de pad houdt. Hij is instelbaar in twee modi. Je kan kiezen of gestart moet worden met hoog (aan) of laag (uit). Het aanbrengen van je vinger veranderd deze staat.

• Momentary (push button): blijft actief zolang de vinger op de touchsensor ligt
• Toggle: schakelt van laag naar hoog, of hoog naar laag. Afhankelijk van hoe je de sensor ingesteld hebt.

Ik heb gekozen voor toggle mode van hoog naar laag. Als namelijk de mechanische switch op de battrijbehuizing gebruikt wordt, dan staat de verlichting meteen aan. Anders is het verwarrend dat er niks lijkt te gebeuren. Daarnaast kan deze oude methode gewoon nog gebruikt worden, zoals voorheen. Voor deze mode moest ik twee soldeerbruggetjes maken.

Echter kan de TTP223 alleen niet een 20mA LED aansturen. Dus daar moest ik een klein schakel FETje voor toevoegen. Ik heb het simpel gehouden met een BS-170 die de kathode van de LED naar GND schakelt. De anode van de LED zit dan aan de VCC. De gate zit aan de I/O poort van de touchsensor. De BS-170 is een geweldige FET voor lage voltage schakelfuncties. De gate gaat al open tussen 0,8 en 3V.

De sensor was weggebouwd in het houten kastje achterop het huisje. Dit bleek niet lekker te werken. Het hout was net te dik om voldoende capaciteitsverandering te bieden voor de sensor. Dus heb ik een nieuw paneeltje ontworpen en geprint met de 3D printer. Door een verdieping in het ontwerp, komt de vinger veel dichter bij de sensor.

En toen had ik wat raars. Direct na het printen leek de sensor niet te werken achter dit plaatje. Het plaatje plastic zorgde zelf voor een flinke capaciteitsverandering op de sensor. Iedere keer als ik de sensor achter het plaatje plaatste, ging de verlichting aan of uit. Even later was het wel goed. Mogelijk dat elektrostatische lading daarmee te maken heeft. Ik merk wel meer met objecten die net van het printbed af komen, dat ze statisch geladen zijn. Wie weet mag het zeggen. Het werkt in elk geval goed na even wachten ;)

Rond maart 2022 ben ik begonnen met het maken van een soort ZS6BKW antenne van onderdelen, kippenladder en litzedraad die ik lang geleden al eens op een radiomarkt had gekocht, samen met Stan DK2CA (PA8C). Ik had namelijk eerder al eens die ambitie gehad om wat op HF te gaan doen.

Totaal niet goed opgehangen, kon ik hier toch al redelijk goed mee ontvangen. Dat wilde ik namelijk eerst onderzoeken, want als ik hier al merkte dat ontvangst door storing bijna niet mogelijk was, dan zou ik niet doorgegaan zijn.

Tunen ging dus niet geweldig, omdat de draad tussen struiken hing en ik de kippenladder niet de juiste lengte had nog. Tuurlijk, de MFJ-993 kan bijna alles tunen, maar dit signaal was niet bijster hard bij anderen. Toch maar onderzoeken wat ik vervolgens kon doen om dit te verbeteren. Vanwege ruimtegebrek kon ik de dipool helaas niet beter ophangen en optimaliseren.

Ik ben vrijwilliger bij de technische hobbyclub voor jongeren DJO-Amersfoort en daar konden we de ZS6BKW nog wat beter tunen. Maar die kippenladder was hier ook niet handig, want de raamkozijnen zijn daar van metaal en daar kun je de kippenladder niet door naar buiten voeren. Ook konden we de twee benen van de antenne daar niet ophangen.

Toen hadden we als idee, om het endfed principe eens te proberen. Ik realiseer me wel het voordeel van symmetrische antennes voor wat betreft gevoeligheid voor storing, maar dat kunnen we niet kwijt.

Bij HFkits heb ik in 2023 een endfed kit gekocht voor 10m, 20m en de 40m band met spoel. Deze is ca 12m lang, wat ik prima in mijn achtertuin kon ophangen. Zonder spoel kan ook, maar dan zou deze ca 20m lang worden. Dat zou te lang zijn voor mij. Misschien dat ik later nog de volle lengte kwijt kan vanaf mijn mast, maar dat wil ik eerst niet. We beginnen bij de dakgoot.

Ik had er meteen een tweede 1:49 200W unun kit bij gekocht, om voor DJO-Amersfoort ook nog een Endfed te maken. Ik had namelijk nog voldoende litze over van die ZS6BKW inkoop.

Het bouwen was leuk! Ik begon met de Unun 1:49 “aanpassingstrafo”:

Lekker mechanisch klusje ;) Door wat metingen (ca 2k7 weerstandje aan hoogohmige kant en VNA aan 50 ohm kant), kon ik bevestigen dat de 1:49 Unun voldoende goed werkte.

Voor de 40m band verlenging was een spoel nodig, welke op de 20m band en hoger als shoke werkt. Die heb ik gewikkeld rond het meegeleverde PVC buisje. Dit heb gedaan met behulp van een bankschroef met daarin buisje of de achterkant van een boortje (ca 10mm) die dient als een as. Dit is ideaal om de PVC buis om te leggen, zodat je deze met een accuboormachine en een inbussleutel kan ronddraaien. De inbussleutel grijpt zich vast in het voorgeboorde gaatje voor de litzedoorvoer. Hierdoor kan de PVC buis als een soort draaibankje ronddraaien. Door de nauwkeurige snelheidsregelaar van de accuboormachine kon ik rustig en strak de spoel wikkelen.

De lengte van het Litzedraad heb ik opgemeten met een lasermeter. Eerst wat teveel lengte in acht nemen, want afknippen is makkelijker dan bijknippen ;)

Met een SWR analyzer (1 poort VNA) heb ik de lengte eerst wat grof geoptimaliseerd (nog een beetje te lang houden in eerste instantie). Er is namelijk wel wat invloed van de plek waar je hem ophangt, dus dat heb ik uiteindelijk op de definitieve ophang locatie nog gefinetuned.

Na deze opgehangen te hebben in de achtertuin, hoorde ik meteen behoorlijk sterke signalen. De antenne werkte erg goed.

De tweede voor DJO Amersfoort heb ik op de club getuned. En ja, hier moest ik wel wat “bij”knippen, ik was iets te ver uitgeschoten met verkorten. Stukje aansolderen en voila.

Mantelstroomfilter

Voor mijzelf heb ik ook nog het mantelstroomfilter kitje gekocht en gebouwd.

Deze zit nu voor de antenne, met een paar meter coax er tussen.

Ik heb trouwens op DJO Amersfoort ook nog iemand geholpen met het bouwen van zo’n zelfde kit voor hem thuis. Zo stimuleren we de hobby mooi. Hij heeft er veel plezier van heb ik gehoord!

Ik heb ook nog een langere versie (23m lengte) met 80m optie gekocht. Deze wilde ik gaan proberen op te hangen vanaf mijn mast als montagepunt in de toekomst. Een test heeft uitgewezen, dat ik ca twee meter lengte te kort kom in mijn tuin. Maar misschien kan ik hem wel als 10,20,40m antenne ophangen, dus een 20m lange antenne. Het 80m verlengstuk laat ik dan dus weg. Die kan ik dan vergelijken met mijn huidige verkorte antenne. Hij hangt dan ook iets hoger. Daar komt wel een update over op mijn site in de toekomst dan. Update: daar is een eerste test met een langere antenne. Ik moet er nog achter komen wat ik verkeerd heb gedaan, want die antenne werkte aanzienlijk slechter dan deze kortere.

De luidspreker is te klein voor een mooie basweergave, maar spraak klinkt heel erg goed. En dat bleek ook goed voor de hobby toepasbaar, want deze luidspreker is perfect voor aan een transceiver of ontvanger. Omdat het een actieve speaker is, kun je zelfs meerdere transceivers/ontvangers parallel aansluiten, met behulp van serieweerstanden (ca 1k). Een eenvoudige audiomixer kan ook.

Ik heb een aantal van deze speakers. Eén begon op een keer raar te vervormen. De zekering brandde later ook door. Toen ik meette, merkte ik gek genoeg geen kortsluiting of lage impedantie rond de voeding. De Elko’s, bugcel en alles rond de voeding waren ook goed.

Een nieuwe zekering brandde dan ook niet opnieuw door. De spanning was ook in orde. Maar het geluid was nog steeds erg vervormd. Toen maar het audiodeel doorgemeten. Hier is de oscilloscoop erg handig. Ik ben helaas vergeten om foto’s te maken van het oscilloscoopscherm, die die kan ik niet opnemen in dit artikel.

Aan de ingang zit een trafootje, waar het gebalanceerde audio binnenkomt. Op dit punt was geen vervorming zichtbaar. Dit werd in een dubbele NE5532 opamp voorbereid, om aan te bieden aan een TDA2009 eindversterkermodule. Op de opamp zag ik met de oscilloscoop wel wat vervorming in de vorm van rare spikes, maar dit was vrij mild ten opzichte van de hoorbare vervorming. Even een andere opamp erin gedaan en dit gaf hetzelfde resultaat. De zichtbare vervorming bleek later overspraak te zijn uit de defecte TDA2009.

Want op deze versterkermodule waren enorme spikes te zien in het ritme van het audio. Op de uitgang dus zeer sterk en op de ingang mild gemoduleerd bovenop het onvervormde audio. De spikes bevatten erg hoge frequenties en die ga je door het hele circuit zien door overspraak.

De reparatie was toen ook simpel. Module vervangen.

Dus weer een speakertje gered van de ondergang. Deze kan weer een doel in de shack krijgen, of bijvoorbeeld als speaker tijdens de JOTA. Ik heb weleens meerdere van deze opgespeld op een tafel, zodat grote groepen kinderen konden meeluisteren met kortegolfuitzendingen.

Voor een kennis ben ik aan de slag gegaan met zijn vossenjacht 27 transceiver (“bakkie”). Hij heeft een Midland Alan 48pro met een aansluiting voor een externe S-meter. Daar had hij een LDG FTL meter voor gekocht. Dat is een flinke meter, handig voor tijdens het vossenjagen. Hij had echter één probleem: de meter sloeg nauwelijks uit met sterke signalen. Dat was ook niet voldoende bij te regelen met de potmeter op de FTL meter.

Tijdens het aansluiten van de externe meter zag ik de spanning heel sterk inzakken van de S-meter uitgang. Die was te hoogohmig, wat inhield dat deze de stroom niet kon leveren die de draaispoelmeter nodig had om voldoende uit te slaan.

Dat is eenvoudig op te lossen met een emitter volger schakeling. Dat is een stroombron voor de meter, waarbij je de stroom door de draaispoelmeter kan calibreren met een potmeter. Deze zit al in de externe FTL meter, dus die is niet ook nog intern uitgevoerd.

Dit is de schakeling. De C op de basis was ca. 100n voor wat ontkoppeling. Op deze basis wordt de originele S-meter uitgang van het CB bakkie aangesloten.

Ik heb de schakeling op een experimenteerbordje gesoldeerd.

Dat is vervolgens in het CB bakkie geschroefd.

Voor de FTL meter heb ik een nieuwe 3.5mm jack chassisdeel gemonteerd in het CB bakkie. Zodoende hoefde ik geen printsporen door te krassen en kon de originele aansluiting ook blijven bestaan.

De FTL meter heeft een potmeter om de meter mee te calibreren. Dat heb ik meteen even gedaan, door een Marconi 2955 meetzender aan te sluiten en daarmee de S9 waarde af te regelen.

In de praktijk werkt dit nu heel mooi. Van mijn kennis hoorde ik, dat de meter niet snel op S9+60dB staat. Tot dichtbij de vos is nog op de aanwijzing te peilen en zodra je echt dichtbij de vos bent, dan drukte de meter langzaam door naar S9+60. Ideaal om echt dichtbij te komen.

Voor een aantal activiteiten heb ik in 2016 een vossenjacht technologiespel bedacht. In de eerste instantie was het de bedoeling om voor jongeren van stichting De Jonge Onderzoekers in Amersfoort een alternatieve vossenjacht te bedenken. Deze jongeren zijn erg geïnteresseerd in technologie, dus wilde ik wat andere technieken gebruiken in combinatie met een normale radiovossenjacht. Dit heeft geresulteerd in een modulair spel, waarbij de verschillende onderdelen op een verschillende manier kunnen worden ingezet. Zo kan het spel aangepast worden aan de doelgroep en de omgeving waarin het gespeeld wordt.

Later is gebleken dat dit spel ook heel goed tijdens de JOTA ingezet kan worden. Dat heb ik dus ook al een paar keer gedaan in Steenwijk.

Dit artikel gaat alleen over het onderdeel WiFi vossen. Ik heb later trouwens ook nog Amateur Televisie (ATV) vosjes gemaakt (zie dit artikel). Laat je creativiteit maar de vrije loop!

Doel

Ik wilde de spelers laten vossenjagen met een Wifi analyzer app op een smartphone (Android, want Iphone lijkt dit niet te kunnen). Ik wilde meerdere accespoints op accu’s laten werken, om een bijzondere situatie te krijgen in gebieden waar je helemaal geen Wifi of iets dergelijks verwacht. Een Wifi SSID namenspel met de ontvangen Wifi SSID’s is ook een leuk alternatief spel, ipv uitpeilen. Of beide!

Analyzer app

Vermoedelijk werkt het scannen naar WiFi signalen op deze manier alleen onder Android (laat gerust weten als Apple dit inmiddels ook toestaat). Moderne android versies beperken echter het WiFi scannen, om accu te sparen. In het ontwikkelaarsmenu is dit uit te schakelen (tip). Verder zul je moeten testen welke apps op jouw toestel(len) goed scannen. Veel apps werken niet goed. Vooral de verversingssnelheid is belangrijk als je kiest voor een peil spel. Zoek op WiFi Analyzer in de store. Ik heb onder moederne andoid versies een goed resultaat met “WiFi Analyzer (open-source)” van VREM Software Development.

Zet in alle apps die dat ondersteunen de scan interval zo laag mogelijk (korte tijd). Dit kan bij de instellingen vaak veranderd worden.

Uitdenken en ontwerp

De eerste accespoints die ik ging testen, waren oude routers. Deze dingen slurpen energie en zijn erg groot. Bovendien is de bedrijfsspanning 12 Volt en dat vergde meercellige (dus grote) accu’s. Ik kreeg van een collega de tip, om eens te kijken naar de ESP-12 modules. Deze modules hebben een ESP8266 chip, wat een complete microcontroller is met geheugen en Wifi (2,4GHz). Deze modules bleken erg goedkoop en de werkten op 3,3V met een stroomopname die lager ligt dan 200mA.

Een enkele Lipo accu heeft een uitgangsspanning die tussen ca. 3 en 4,2V ligt, afhankelijk van hoever de accu al ontladen is. Het grootste deel van de LiPo capaciteit ligt boven de werkspanning van de ESP, dus dat bood kansen! Mij leek een enkele 18650 cel per vosje wel ideaal.

Ik heb hier ook met David PE1MUD over nagedacht en heb wat tips ontvangen. Ik heb getest met switched mode spanningsregelaars, maar die dingen hebben een forse dropout. Die kwamen pas op gang als je ca. 4V er in stopte. Ik vond een ultra low-drop lineaire spanningsregelaar, die al bij 3,4V een uitgangsspanning gaf van 3,3V! Een klein nadeel was dat een lineaire spanningsregelaar wat vermogensverlies heeft (hij stookt het spanningsverschil gewoon op in warmte). Maar eigenlijk mag dit geen naam hebben. Wat moet worden weggestookt, is minder dan 900mV maximaal en bij max 200mA stelt dat niet veel voor (180mW).

Vervolgens ben ik bij leveranciers op zoek gegaan naar ultra low-drop spanningsregelaars. De LP3982 was een ideale regelaar. Betrekkelijk goedkoop (< 1 euro) en goed verkrijgbaar. De maximale drop-out spanning is 120mV. Maximale belasting is 300mA. Uitvoering is VSSOP SMD. Daar heb ik adapter PCB’s voor gekocht, waar ik ook wat randcomponenten op kon solderen, zoals getekend in onderstaand schema.

Ik heb het niet getest, maar tegenwoordig bestaat de WMOS-D1 module. Mogelijk is deze al helemaal geschikt en is een losse voeding niet eens meer nodig. Wie dat eens wil testen, graag. Ik verneem graag de bevindingen dan. Ook voor wat betreft de stroomopname, omdat er een UART op zit.

>> Update: in de reactievelden onder dit artikel kun je lezen, dat Johan bevestigd heeft dat een Wemos D1 mini met powershield inderdaad goed werkt en ook ca 24u draait op een enkele cel! Die powershield is nodig, om altijd 5V te maken, omdat de Wemos D1 een UART aan boord heeft die 5V nodig heeft. Dus de combinatie Wemos D1 mini met powershield maakt een compleet vosje! Schakelaar en eventueel zekering toevoegen en klaar ben je.

Rond de ESP-12 heb ik twee headers gesoldeerd. Eén voor de serial UART (programmeren) en de andere voor het enablen van het programmeren. Aan de ingang is nog een zekering geplaatst en een aan/uit schakelaar. Het complete schema ziet er zo uit:

Software

Ik heb de ESP geprogrammeerd in de Arduino IDE. Je moet dan wel de ESP als board toevoegen. Het programma heb ik uit de examples gehaald. Dat was een accespoint voorbeeld. Deze heb ik wat aangepast voor vossenjagen. Zo pas ik de SSID namen aan per vosje en heb ik gevonden hoe ieder vosje een andere Wifi kanaal kan gebruiken.

Regels die je aan kan passen zijn:

const char *ssid = “Vosnaam1”; //Vul hier de SSID in die jagers in de netwerklijst/wifianalyser zien.

wifi_set_channel(6); //set WiFi channel (1-13); //Kies hier het gewenste Wifi kanaal in waarop de ESP gaan zenden.

Constructie

Alles moest snel gebouwd worden, omdat ik met een deadline zat. Ik was uitgenodigd om een spel te organiseren voor een teambuilding. Daar had ik 20 vosjes voor bedacht. Even PCB’s ontwerpen en bestellen was er niet bij. Het schema is vrij eenvoudig op een gaatjesboard te solderen. Dat heb ik dan ook gedaan. Ik had nog van die hele slechte desoldeerlitze. Dit was dik gevlochten platte koperdraad. Dat heb ik als massavlakken gebruikt.

De batterijhouder is speciaal gemaakt voor 18650 cellen. Ik had echter cellen met protectiecircuit gekocht (zeer aan te raden!). Deze zijn iets langer, waardoor ze niet goed in de batterijhouder pasten. Met een combinatietang heb ik de batterijlippen iets plat geknepen en dan pasten de cellen wel goed.

De behuizing is van grijze PVC. Dat heeft geen negatieve invloed op het signaalbereik. Ik kon geen RF demping bemerken, ondanks vaak wordt geadviseerd om witte PVC te nemen. Ik heb gewone dikwandige 50mm buis genomen, wat is afgedopt. De onderdop is verlijmd, de bovendop zorgt voor de toegang tot de PCB en de accu. Deze wordt vastgehouden met een ingekorte schroef met oog. De reden om de onderzijde te verlijmen, ipv de bovenzijde, is om het beter spatwaterdicht te krijgen. Anders zou de onderdop vol lopen.

In de bovendop is wel een UV bestendig touwtje bevestigd, die in de opening is afgekit om de spatwaterdichtheid te behouden. Hier kan de vos aan opgehangen worden. Dit is echt nodig tijdens regenbuien, om er zeker van te zijn dat hij rechtop hangt.

Onderop de vosjes zijn QR codes geplakt. Bij het vinden worden deelnemers met een smartphone naar een website geleid, om daar een opdracht te lezen. Deze QR codes zijn geplastificeerd met brede transparante tape, om de stickers tegen water te beschermen. De QR codes zijn om die reden ook met een laserprinter geprint. Een QR op de zijkant van de vos werkt niet! Heel apart, maar als een QR code verbogen wordt om een cilinder, is deze bijna niet meer te scannen. Dus vandaar een kleine sticker aan de onderzijde.

Ik heb naast de vosjes ook nog enkele lege hulsen PVC van wat gewicht voorzien. Deze zijn verder uiterlijk gezien identiek aan de vosjes en kunnen als spelelement ingevoegd worden (nepvossen voor strafpunten, boobytrap, etc.)

Resultaat

De vosjes hebben een bereik van ca. 50m (afhankelijk van de plaatsing). De accu gaat iets minder dan 24 uur mee, uitgaande van een goede Japanse 2600mAh accucel (niet zo’n lichte nepcel van 3000000000000000000000000000000000000mAh uit China).

Geschatte kosten per Wifi vos

De PVC behuizing kost ca. 4,-, de ESP module in China minder dan 2,-, batterijhouder, PCB, schakelaar ca. 2,-, spanningsregelaar en componenten ca. 1,-. Overig (lijm, touw, sticker) ca. 1,-.

Afgerond iets meer dan een tientje per vos, plus natuurlijk nog de accu. De Keeppower accu’s zijn wat duurder (2600mAh is ca. 6,-), maar wel goed. En daar heb je natuurlijk ook nog een lader bij nodig. Beiden heb ik gekocht bij NKON.

Als je gaat voor een Wemos D1 mini met powershield, dan ben je iets meer kwijt (€15 euro ongeveer ex accu).

Ik kan deze vossen niet gebouwd leveren. Hopelijk helpt dit artikel je op weg met het zelf bouwen. Ik stel reacties onder dit artikel heel erg op prijs. Ik hoor het ook graag als je zelf vosjes gebouwd hebt.

Vind je dit soort projecten leuk? Geïnteresseerd in ATV vosjes? Klik dan de link “technologiespel” hieronder.

Voor het uitrichten van je antennes, is het handig om een analoge S-meter te hebben. Een aantal ouderwetse satellietontvangers meten wel de signaalsterkte, maar geven dat niet weer. De tuners geven een RSSI (Received Signal Strength Indicator) signaaltje af in de vorm van een gelijkspanning. Bij een zwak signaal lag deze spanning op ca. 3,6V en bij een sterk signaal op ca. 1V. Daar is wat mee te doen.

Dit signaal is ook beschikbaar in mijn Strong SRT-339LT ontvanger. Wil je er echter een S-meter van maken, dan moet de spanning logaritmisch worden geïnterpreteerd. Doe je dat niet, dan wijst de meter bij zwakke signalen bijna niets aan als je bij iets sterke signalen wil voorkomen dat de meter in de hoek vastloopt. Het bruikbare bereik van de aanwijsschaal is dan marginaal. Bovendien verschuift dit bereik ook nog iets door de gebruikte versterking in de aangesloten LNB, of LNA. Je wil dus liever, dat de meter over een groot bereik van signaalsterkte wat aangeeft en dat hij steeds “zwaarder” wordt naarmate het signaal sterker is.

Met analoge cicuits is dit wel te doen, maar ik wilde het simpel doen door een controller te gebruiken met een AD converter, die een tabel aan spanningen omzet naar een PWM output om de meter mee aan te sturen. Het kan wellicht ook met een LM3915N, maar daar wist ik toen nog niet van. Kwestie van proberen.

Daar heb ik een Arduino Pico Pro voor gebruikt. Dit is een klein printje, die je in de Arduino IDE kan programmeren met een externe USB-serial converter. Software schrijven kan ik niet zo goed, dus daar heeft David PE1MUD me mee geholpen.

Het analoge RSSI signaal uit de tuner heb ik direct aangeboden aan een analoge input van de Arduino. Het was niet nodig om de spanning te begrenzen, want het volledige RSSI spanningsbereik lag binnen 5V. De Arduino heeft een 10bit AD converter die deze spanning omzet naar een digitale waarde tussen 0 en 1024. Deze is met software te interpreteren, zodat een ‘analoge’ output van de Arduino kan worden aangestuurd met een gewenste waarde met een bijna logaritmisch verloop. Om nog wat meer nuttig te zijn voor ATV gebruik, hebben we een tabel gemaakt met RSSI waardes, die overeenkomen met de signaalsterkteaanduiding zoals gebruikt bij ATV amateurs (B1 t/m B5).

De output van de Arduino is eigenlijk niet echt analoog, maar eerder een digitale output waarbij je de duty cycle kan regelen. Dit werkt als PWM en is juist ideaal voor het aansturen van een meter met spoel.

Om de meter van voldoende stroom te kunnen voorzien, moest ik de ouput bufferen. Dit is simpel te maken met een emittervolger, dus één transistor en enkele weerstandjes. Hoewel de meter prima in de software is te calibreren, heb ik toch nog een externe potmeter aangebracht tussen de Arduino en de meter, om deze te kunnen finetunen. Anders moest steeds de tabel worden aangepast met alle waardes in de software.

Als meter heb ik een oude 27MC S-meter gebruikt, die ik voorzien heb van een nieuwe schaal. Want de S-aanduiding is niet van toepassing op ATV signalen. Ik heb bewust geen waarde op de schaal geschreven, bijvoorbeeld in de vorm van dBm’s, want dit is erg afhankelijk van de versterking van de gebruikte LNB of LNA.

Deze meter heb ik in het frontje aangebracht van de Strong ontvanger. De Arduino met randcomponenten heb ik op een gaatjes-PCB gesoldeerd, die met een beugeltje aan het chassis is bevestigd van de ontvanger. Dit was gewoon een stukje stevig plastic wat ik nog had liggen.

LT regeling

De Low-Threshold (LT) functie wilde ik handmatig kunnen regelen met een potmeter. Direct de spanning op de tuner regelen was niet zo makkelijk, want daar loopt ook een stroom. De potmeter kan deze stroom niet leveren. Vanaf de microcontroller werd dit geregeld met een stroombronnetje in de vorm van een transistor. Simpel om dus op die basis de regeling te gaan doen.

Met een wisselschakelaar heb ik de mogelijkheid gemaakt, om om te schakelen naar de menu-instelling.

Op de bekende Chinese webshops zijn hele goedkope en compacte draagbare oscilloscoopjes te koop. Ze hebben een klein LCD scherm en een beperkt frequentiebereik. Toch zijn ze ideaal om eenvoudige laagfrequent metingen te doen, zoals bijvoorbeeld van een motorsturing, de output van een seriele poort, een schakeling voor een Arduino, etc.

Ik heb in 2017 een model gekocht van merk JYE Tech. Het typenummer is DSO Shell DSO-150. De afmetingen zijn ca. 75x102x21mm. Mogelijk is dit model inmiddels vervangen voor een nieuwer model zodra je dit artikel leest.

Normaal gesproken sluit je een voeding aan om het apparaatje te kunnen gebruiken. Maar juist zo’n compact scoopje is ideaal om mee te kunnen nemen naar plekken waar geen stroomvoorziening voor handen is. Een accuoplossing is dan nodig. David PE1MUD heeft mij getipt om een LiPo cel te kopen, in combinatie met een USB boost converter met Single Cell chargemanager IC. De accu is hiermee ook beveiligd tegen onder- en overladen. David had componenten gevonden die precies in de behuizing ingebouwd konden worden. Ik heb die van mij ook omgebouwd (in 2017).

De boost converter/chargemanager heeft een Micro USB ingang van 5V. De uitgangsspanning van de boost converter is 9V, wat goed overeenkomt met de opgegeven werkspanning van de oscilloscoop.

Om het passend te krijgen, moest ik wel een klein beetje van de converter PCB afvijlen. En er moesten pinnen op de PCB van de scoop ingekort worden. Onderin dit artikel zal ik een fotoalbum plaatsen van de binnenzijde van deze DSO-150, waar dan ook deze ombouw in te zien is.

David had ook een nieuw kunststof paneeltje ontworpen, waar dan nu een micro USB aansluiting in zat, in plaats van de voedingsstekker. Dit paneeltje hebben we zelf op de 3D printer geprint.

De boostconverter blijft wel aanstaan op het moment dat de oscilloscoop uitgeschakeld is. Er blijft dus een kleine standby stroom lopen. Toch duurt het een paar maanden (drie gok ik), voordat de accu op deze manier helemaal zou worden ontladen. Zodra de oscilloscoop ingeschakeld wordt, dan is de accu natuurlijk veel sneller leeg. Ik denk na enkele uren. Het opladen gaat echter redelijk snel en tijdens het opladen is de oscilloscoop ook gewoon bruikbaar. Dus met een stopcontact of powerbank in de buurt, hoef je niet te wachten.

Als voeding kan het beste een 9V batterij gebruikt worden. Door de matige ontkoppeling heb je op een voeding heel snel brom (ook al is de voeding schoon, iets met een lus denk ik naar het lichtnet). De stroomopname is ca. 34mA bij 9V.

Hij zat in een half uur in elkaar:

De eerste transistor (de linker, een S9014) is een audioversterker. Met de potmeter is de gain in te stellen. De tweede transistor (S9018) is de oscillator met een bereik van 80 tot 103 MHz. De frequentie kan met de bovenliggende spoel veranderd worden, door deze iets uit elkaar te trekken. Veel hoger dan 103MHz kreeg ik hem inderdaad niet, dan viel de oscillator uit. De meest rechter transistor (S9018) is een RF versterkertje.

De stabiliteit is altijd een issue bij een FM bug, maar door het ontwerp met een bufferversterkertje aan de uitgang en een audioversterker aan de ingang is de oscillator enigszins geïsoleerd. Toch kun je beter niet aan de antenne zitten, want dan verloopt de frequentie sterk.

Ik heb ‘m alleen met de microfoon getest. De geluidskwaliteit viel helemaal niet tegen, ondanks de manier van moduleren. Er zit bijvoorbeeld helemaal geen varicap in of wat dan ook, dus hoe ze precies FM maken is me niet bekend (reageer gerust als je dit kan uitleggen). Het audio is vol, maar kon wel iets meer hoog krijgen. Voor spraak is het voldoende. De hoeveelheid ruis op het audio valt mee, voor een FM bug is het keurig.

Het bereik heb ik nog niet getest.

In 2016, 2017 en 2019 heeft Bitlair (hackerspace Amersfoort) samen met DJO Amersfoort een workshop georganiseerd voor het bouwen van een wordclock. Dit is een klok die de tijd als woorden weergeeft. De tijd wordt gesynchroniseerd met een NTP op internet via WiFi. De tijd wordt afgerond op 5 minuten weergegeven. De tussenliggende minuten worden met 4 stippen aangevuld. Alles is ingebouwd in een fotolijst van Ikea.

De voorzijde met letters is gewoon wit papier, extra dekkend zwart geprint in een laserprinter (meerdere malen over elkaar heen). In de laatste versies wordt gebruik gemaakt van professioneel bedrukte vellen.

De verlichting van de woorden wordt gedaan met RGB LED-strip.

In dit artikel beschrijf ik het bouwproces van mijn kit. Ik probeer ook wat toelichtingen te geven over de gebruikte technieken. Ik heb de software echter niet geschreven en ik kan je ook niet helpen met softwareproblemen. Volg de projectpagina’s hieronder als je meer informatie zoekt:

• Het oorspronkelijke ontwerp staat hier: https://bitbucket.org/vdham/wordclock
• Hier staat het workshop project op de site van Bitlair (vorige versie, dus mogelijk verouderd): https://bitlair.nl/Projects/word_clock_workshop
• Github pagina van de laatste versie met meerkleuren tijdweergave: https://github.com/bitlair/wordclock

Ik heb de klok samen met Robbert thuis gebouwd. Ik kon toen niet aanwezig zijn tijdens de workshops helaas.

Controller en Arduino firmware:

Alle tekst van hieronder gaat nog over de eerste versies. Later is een update gemaakt van de software. Zodra een firmware openbaar is gemaakt, zal ik dat hier vermelden. Maar houd ook eventueel https://github.com/bitlair/wordclock even in de gaten.

Als controller wordt een ESP8266 gebruikt op een praktische WEMOS D1 mini PCB. Dit heet ook wel een NodeMCU. Hier zit namelijk ook gelijk een USB naar UART serial converter op, dus is programmeren erg makkelijk. De ESP8266 kan in de Arduino IDE geprogrammeerd worden, nadat je de ESP boards toegevoegd hebt. De huidige Arduino software laat alleen maar groene letters zien, ondanks de RGB LED-strips. Dit is met de nodige kennis aan te passen. Dat wil ik in de toekomst ook nog eens doen. Bijvoorbeeld dat je een rainbow mode hebt met verschillende kleuren.

Arduino firmware met NL woorden: https://github.com/niekproductions/word-clock – of gebruik deze downloadlink, maar let op de versieverschillen:

Word Clock Arduino Code

1 bestand(en) 4.00 KB

Downloaden

Het enige wat ik in de software aangepast had, is de NTP server (naar time.nist.gov). Dat is een kwestie van testen, maar is denk ik niet nodig om te veranderen. Na uploaden van de code gaat de ESP zich tijdelijk als WiFi AP gedragen en kun je het netwerk wordclock-xxxxxx met je telefoon of laptop verbinden. In de Arduino serial monitor staat de tijdelijke WiFi naam ook vermeld. Door met de webbrowser naar 192.168.4.1 te gaan (dat gaat bij de nieuwere firmware versies vanzelf), komt er een configuratiepagina beschikbaar. Daar kan je WiFi netwerk van thuis gekozen worden, inclusief het wachtwoord. Daarna verdwijnt het tijdelijke WiFi netwerk en zal de klok proberen te verbinden met je eigen netwerk. Vrij snel daarna komt de tijd zichtbaar als woorden.

Schema Wordclock:

Na mijn versie is er een level shifter toegevoegd om de 3.3V pulsjes van D2 om te zetten naar 5V pulsjes. Het meest actuele schema staat op de eerder genoemde github pagina.

LDR

Optioneel kan een LDR aangesloten worden op een analoge ingang (A0) in een spanningsdeler-configuratie (zie schema). Het voordeel is dan, dat de LED-strips gedimd zullen worden zodra er weinig omgevingslicht is. Hiermee voorkom je bleeding door het zwarte deel van de letters en het feit dat de klok te vel is in de avond/nachturen. Ook handig als de klok in een slaapkamer hangt bijvoorbeeld.

LED-strip montage

De strips werden op papier geplakt en onderling verbonden met korte draadjes. Dat was het meeste werk, want je moet nogal wat draadjes strippen en solderen.

Er was één modificatie voor de onderste vier stippen: daar moest een 1N4007 diode in serie van de voedingslijn komen, om een klein spanningsverschil te maken. Ik weet niet precies wat daar de reden van was. Maar die zie je zitten op bovenstaande foto (onder het krimpkousje rechtsonder). Opmerking achteraf: later is een level shifter gebruikt, wat beter werkte)

Schotjes

Om overstraling van naburige woorden te voorkomen, moeten er schotjes geplaatst worden in de fotolijst. Oorspronkelijk werd dit met karton en hotglue gedaan en dat werkt prima. Alleen Bitlair zou Bitlair niet zijn als dat niet mooier kon. Dus is met de lasercutter een mooi systeem gesneden en dat werkt nog beter!

Optionele voedingsbeveiliging

Als je een USB voeding gebruikt, dan kan er weinig misgaan; de spanning is over het algemeen netjes 5V en de polariteit (+ en -) kan niet eenvoudig verkeerd aangesloten worden. Indien je een adapter gebruikt, check dan goed of deze 5V uitgangsspanning heeft. De Wemos controller zal niet snel stuk gaan van een te hoge ingangsspanning vanwege zijn eigen onboard spanningsregelaar, maar voor de LEDstrips moet je wel wat oppassen. Eventueel kun je de volgende beveiliging aanbrengen aan de voedingsingang. Dit is dus normaal gesproken niet nodig voor een goede werking. Maar ik ben zelf wel voorstander van iets van een zekering in ieder elektrisch apparaat, dus dat is ook meteen meegenomen met dit schemaatje.

Kosten en beschikbaarheid

De kosten waren ongeveer €45,- inclusief de 5V voeding (USB lader van telefoon) in 2018.

Wegens groot succes van de afgelopen workshops, is de kans groot dat er wel weer een workshop georganiseerd zal gaan worden in de nabije toekomst. Stuur gerust een bericht naar workshop@djoamersfoort.nl. zodat je direct op de lijst van geïnteresseerden gezet kan worden.