Bericht: Aufbau einer TOA-Station

Ich möchte hier über den Aufbau meiner TOA-Station berichten. Ich hab' keine Ahnung wo das hinführen wird, aber nachdem es heute schon recht gut gelaufen ist, bin ich guter Dinge ...

Bestandsaufnahme
Zuerst wurden alle Lieferungen auf Vollzähligkeit (gem. Stückliste von blitzortung.org) geprüft. Danach wurde das nötige Werkzeug "zusammen gesucht".
Als da wären:
- Seitenschneider, klein
- Flachzange, klein
- Klemmpinzetten
- Minischraubstock
- Lötkolben, Lötzinn und Entlötpumpe
- Meßgerät

Vorbereitung
Alle Bauteile für eine Platine wurden zusammen gestellt. Hierzu habe ich die entsprechende Bestückungsliste ausgedruckt und auf ein Stück Styropor befestigt. Dann wurden die Bauteile in die Spalten der Bestückungsliste gesteckt. Dabei konnte ich vor dem Aufbau nochmal die Bauteilmengen und -werte prüfen. Die Platinen habe ich mit Verdünnung und einem weichen Tuch abgerieben, um einen evt. Fettfilm oder andere nicht sichtbare Verunreinigungen von den Lötstellen zu entfernen.

Platinenbestückung
Zuerst habe ich Bauteile mit der kleinsten Bauhöhe eingebaut (Dioden), danach kam die nächstgrößeren Bauteile (Widerstände) und so weiter. Das habe ich gemacht, damit die Klemmpinzetten immer ihren Dienst störungsfrei verrichten können. Mit der Flachzange werden die Anschlußdrähte im rechten Winckel so gebogen, dass dass Bauteil mittig seine Position auf der Platine einnimmt. Mit der Klemmpinzette wird das Bauteil fixiert und die Anschlußdrähte vor dem Löten abgeschnitten. Danach erst habe ich das Bauteil gelötet. Obwohl die Platine gereinigt wurde, kam es manchmal vor, dass das Lötzinn nicht durch das Loch auf die Vorderseite durchkam. Also habe ich jede Lötstelle auf vollständige Verzinnung (Rück- und Vorderseite) überprüft und wenn nötig auf der Vorderseite nachverzinnt. Bei den IC-Fassungen geht das natürlich nicht, aber dort sind die Lötaugen so groß, dass das Lötzinn gut verlaufen ist. Die Kondensatoren und Spulen habe ich ohne Klemmpinzette verbaut. Hier habe ich die Anschlußdrähte auf der Platinenrückseite im 45°-Winckel so abgebogen, dass das Bauteil mit genügend Abstand zur Platine sitzt, um ein Nachlöten auf der Vorderseite noch zu ermöglichen. Platinendurchgänge, die die zwei Leiterbahnenschichten von Vor- und Rückseite verbinden, habe ich sicherheitshalber auch nochmal verzinnt. Alle Bohrungen haben soweit gepasst - nur beim Kopfhöreranschluß musste mit etwas sanfter Gewalt nachgeholfen werden.

Nach dem Löten
... habe ich nochmal die Lötstellen in Augenschein genommen, um evt. "kalte Lötstellen" oder ungewollte Lötzinnverbindungen zu finden. Nach dem Einstecken der ICs habe ich die Schaltung einer "kleinen" Funktionsprüfung unterzogen: an einem der Antennenanschlüße habe ich einen ein Meter langen Draht angeschlossen und mit Hilfe des Kopfhörers gelauscht. Das Rauschen wurde beim berühren der Antenne lauter. GUT SO, die Schaltung macht schon mal was ... Dann wurde mit Hilfe des Potis die Verstärkung verändert. Und tatsächlich wurde das Geräusch lauter bzw. leiser. Mehr konnte ich ohne Auswerteplatine nicht testen ...

Die Verstärkerplatine wird die Werkstatt erstmal verlassen ...

Heute war die Auswerteplatine an der Reihe. Aufbauen, Prüfen und Anschließen und ... "Lichtorgel" läuft. Auch hier: erster Funktionstest bestanden

Fazit der Lötarbeiten
Wenn man schon mal gelötet hat und sich auf dem Lötkolben eine feine Spitze befindet, ist es kein Problem. Anfänger oder ganz Ungeübte sollten aber lieber einen Verwandten/Bekannten mit Minimalerfahrung fragen, ob er die Platinen aufbauen kann.
Für beide Platinen habe ich ca. 5 Stunden benötigt. (eigentlich gar nicht so schlecht für einen Holzwurm )

Hatte heute noch unerwartet Zeit, daher ging es an das nächste Teilziel: das GPS-Modul

War eine ziemliche Fummelei, bis die einzelnen Adern zusammengelötet waren. Eines von diesen Hilfswerkzeugen, mit denen man Bauteile festklemmen kann ("Dritte Hand"), wäre bestimmt hilfreich gewesen ...
Aber es hat auch so funktioniert.

Test an der Auswerteplatine brachte nach ein paar Sekunden eine dauergrüne LED (=GPS erfasst) und eine blinkende blaue LED (=Sekundensignal) hervor *freu*
Dann kam der Moment, wo alle Komponenten zusammen angeschlossen wurden ... es ist nichts in Rauch aufgegangen

Zuerst habe ich den Verstärker ohne Antenne betrieben. Ergebnis: GPS und Zeitsignal vorhanden und gelbe LED blieb erwartungsgemäß aus
Dann habe ich eine elektrische Antenne angeschlossen. Ergebnis: GPS und Zeitsignal vorhanden und gelbe LED blinkte im Sekundentakt
Dann habe ich die Verstärkung ganz heruntergedreht. Ergebnis: GPS und Zeitsignal vorhanden und gelbe LED blinkte unregelmäßig (mit verschieden langen Pausenzeiten)

Alle Tests habe ich in der Werkstatt (im Keller) vorgenommen, wobei ich das GPS-Modul einfach aus dem Fenster gehängt habe. Dort wimmelt es nur so von Rohren, elektrischen Leitungen, Pumpen, Leuchstoffröhren etc. . Von daher bin ich mit den Ergebnissen ertsmal zufrieden.
Als nächstes wird die Doppelrahmenantenne hergestellt ...

Zitat von Sprite01

Welche GPS-Maus, nach welcher Anleitung ?

Habe das Modul EM-406A nach der Blitzortunganleitung (PDF-Datei aus dem Netz) angeschlossen und versorge es mit 5 Volt.

So, das letzte Teilziel ist auch erreicht: habe heute die Rahmenantenne angefertigt. Das mit den zwei Stunden Arbeitszeit kommt hin.

Nur über eines bin ich mir nicht im klaren:
Sollen die Adern parallel liegen oder können sie einfach mit einem Kabelbinder "zusammengepreßt" werden?
(In der Anleitung steht, dass durch die parallel liegenden Adern eine Kapazität entsteht, die zu einer Resonanzfrequenz von ca. 10 kHz führt. Diese wiederum kann durch die Elektronik gut herausgefiltert werden.)

Da es heute an verschiedenen Stellen in Europa "gekracht" hat, habe ich die ganze Apparatur auf dem Dachboden (ohne PC-Anschluß) mal aufgebaut und siehe da, die gelbe LED hat innerhalb von 10 Minuten insgesamt 13 mal geblinkt (bei 100% Verstärkung). Ob das nun gut oder schlecht ist, kann ich nicht beurteilen, da ich noch keine Software bzw. keinen Zugang zu Blitzortung.org habe.
Das GPS-Modul hat auf dem Dachboden (ca. 2m Entfernung zu einem Fenster, Dachboden nicht isoliert) sofort seinen Dienst aufgenommen.

Zu ein paar Sachen habe ich aber doch schon Fragen und hoffe dabei auf eure Hilfe:
1. Wenn die gelbe LED blinkt, bleibt sie dabei für ca. 1 Sekunde an. Manchmal bleibt sie aber länger an (gefüllt: ca. 2 Sekunden). Kann das sein oder hat sich ein Fehler eingeschlichen?
2. Wenn das Aufleuchten der gelben LED zufällig auf das Sekundensignal des GPS fällt, geht die blaue LED verzögert an oder bleibt für diesen Sekundentakt aus. Kann das sein oder hat sich ein Fehler eingeschlichen?
3. Wie ist das jetzt mit dem Masseanschluß? An den PE-Leiter darf er nicht angeschlossen werden, das ist klar. Laut Anleitung reicht die Verbindung über die serielle Schnittstele an den PC. Mein Wetter-PC ist aber nur über einen 2-adrigen Stecker (ohne PE) an das Versorgungsnetz angeschlossen. Reicht hier die serielle Schnittstellenverbindung als Masse trotzdem?

Was mir jetzt nur noch fehlt, ist die Software ... Egon ? ...

Auf geht's in die Zielgerade:

Dank Egons schneller Reaktion (Danke!), bin ich seit heute auch bei Blitzortrung.org eingetragen. Nun gilt es das Endziel zu erreichen: die funktionierende TOA-Station.
Doch vor dem Erfolg, kommen erstmal die Schweißperlen - in meinem Fall die ANGSTschweißperlen.

Nach der erfolgreichen Registrierung habe ich mir die Programme aus dem Mitgliedsbereich heruntergeladen. Alle Dateien liegen in einem ZIP-Format vor, so das der Download recht flott geht.
Hardware mittels USB-Adapter an den Wetter-PC anschließen und das Tracker-Programm starten. Die Controllampen zeigen:
RS 232: rot (+Text: COM1 nicht gefunden)
Transfer: gelb
Receiver: rot

Zuerst wurden die Einstellungen getätigt (gem. Anweisung der PDF-Datei). Damit die Änderungen des verwendeten COM-Ports greifen, musste ich den Tracker neu starten. Die Controllampen zeigen:
RS 232: grün (+Text: COM-Portdaten wie z.B. 19200 BAUD)
Transfer: gelb
Receiver: rot

DIe LED auf der Auswerteplatine leuchten genau wie sie sollen:
Blau: Blinken im Sekundentakt
Grün: An
Gelb: Leuchtet sporadisch auf
Rot: An
Da sich nach kurzer Zeit (ca. 2 Minuten) nichts getan hat, habe ich die Baudrate des COM-Ports auf 4800 zurückgestellt. Als nach kurzem Warten keine Veränderung eintrat, war klar: hier stimmt was nicht.
Nach kurzem hin und her testen, hat sich herausgestellt, dass ich bei WINDOWS 7 das eigentliche Tracker-Programm extrahieren muss und nicht aus dem angezeigten Verzeichnis starten darf. (Zu meiner Verteidigung: die Darstellung von Inhalten einer ZIP-Datei sieht im Explorer von WINDOWS 7 genauso aus, wie die Inhalte eines normalen Verzeichnisses. Davon abgesehn hat es bei WINDOWS XP auch mit dem Direktaufruf aus der ZIP-Auflistung funktioniert.) Jetzt funktioniert es

Nach dem vielen Blabla, noch einmal eine Zusammenfassung (unter WINDOWS 7):
1. Tracker downloaden
2. ZIP-Datei entpacken
3. Programm starten und den richtigen COM-Port einstellen
4. Tracker neustarten
5. Username+Passwort eingeben
6. Intervall eingeben (20 Sekuneden)
7. Geschwindigkeit des COM-Ports auf 4800 BAUD einstellen
8. verwendetes GPS einstellen
9. "START" anklicken

Da es jetzt auf dem Dachboden stockdunkel ist, werde ich die Verstärkung erst morgen auf ca. 50% einstellen.

Fazit des Aufbaus

Wenn man mit der nötigen Sorgfalt arbeitet und Grundkenntnisse im Löten hat, ist der Aufbau kinderleicht. Wenn man den Platz für eine große Doppelrahmenantenne nicht hat, kann man auf die im Vergleich wesentlich kleineren Ferritantennen ausweichen. Die Softwareinstallation/-bedienung ist ebenfalls leicht (wenn auch nicht ganz narrensicher, wie man an meinen gemachten Fehlern sieht).

Der Preis für alle Teile lag bei ca. 170,- Euro (wenn man einen USB-Adapter benötigt sind es zwischen 12 und 30 Euro mehr) - das ist wesentlich günstiger als eine BOLTEK-Anlage.

Verbesserungswünsche
Kann man etwas verbessern? Jedes System, und sei es noch so ausgereift, kann verbessert werden.
Hier wäre eine Art "Bedienungsanleitung", die einen durch das ganze Prozedere (Aufbau, Installation, Anmeldung etc.) führt, hilfreich. Wäre diese Anleitung in Deutsch, könnte ich mir vorstellen, dass es bei manchem bereits die erste Hürde reißen würde.

ENDE DES BERICHTS

Hallo Oliver

Nach dem du das GPS EM-406A hast kannst du die Baudrate auch auf 19200 umstellen sie hier

lg,
Wolfgang

Hallo Wolfgang,

bringt es qualitativ etwas die Geschwindigkeit auf 19200 BAUD umzustellen?
Die Daten der Auswerteplatine werden ja vom PC gespeichert bis die 20 Sekunden Sendeintervall abgelaufen sind.

Hallo Oliver

Nun ob es sich bei der Qualität was ändert kann ich jetzt nicht sagen, aber soweit ich weiß ist die Baudrate eine Einheit für die Schrittgeschwindigkeit (Symbolrate) Jedes Symbol entspricht einer definierten messbaren Signaländerung im physischen Übertragungsmedium.
Vielleicht merkt man nur einen kleinen Unterschied bei der Satelliten empfang oder bei der Übertragungen von der Koordinaten bei vielen Blitze.

Da muss ich leider passen!

lg,
Wolfgang

Naja, ich kanns ja mal probieren ... obwohl ... Du kennst sicher den Satz :"Never touch a running system"

Hallo Wolfgang,

ich hab's mal probiert, hat aber irgendiwe nicht funktioniert.

Im Gegenteil, die Angstschweißperlen sind mir wieder auf die Stirn getreten: nach dem Zurückstellen auf 4800 BAUD hat die grüne LED nicht mehr geleuchtet, obwohl die blaue LED im Sekundentakt geblinkt hat. Kappen der Stromversorgung hatte auch nichts gebracht. Dachte schon, dass ich irgendetwas gelyncht habe. Erst nachdem ich alle Stecker an der Auswerteplatine gezogen und 5 Minuten gewartet habe, hat sich alles wieder gefangen.

Die Station läuft wieder ...

Hallo Oliver

Hast du auch alles so gemacht wie es in der Anleitung steht!
Ich habe beim ersten mal vergessen es zu initialisieren im Programm, dabei wurde mir am anfang auch schlecht und dachte jetzt ist es vorbei.
Nach dem 2 mal lesen hat es gleich funktioniert.

lg,
Wolfgang

Ich denke schon ...
Habe morgen frei und wenn ich mit den Karten für den ELV fertig bin, kann ich es ja nochmal probieren.

Hallo Wolfgang,

hat leider etwas länger gedauert ...
Habe die Anleitung Schritt für Schritt abgearbeitet und jeweils ca. 2 Minuten gewartet. Hat aber nicht hingehauen.
Lieber sichere 4800 als unsichere 19200 BAUD.