LEO-Sat-Antenne: Bau einer Lindenblad-Antenne

Aller Anfang ist schwer – so auch bei diesem Projekt.

Vor einiger Zeit bin ich durch puren Zufall auf die sogenannte Lindenblad-Antenne im Netz gestoßen. Die weiteren Recherchen habe mit zu einem Artikel aus dem QST-Magazin geführt, in dem der Bau einer sehr robust und mit handelsüblichen Materialien nachzubauenden Antenne für das 2m-Band geschildert wurde – den Artikel findet man hier.  Weitere lesenswerte Artikel über weiter Lindenblads sind dieser und jener Artikel.

Einige grundlegende Fragen, u.a. zum Material und den Mantelwellensperren (Ferrite-Kerne) zu der Antenne konnte ich dank der netten Satelliten-Welt-Foren-Mitglieder im IRC-Chat klären. Was die Material-Beschaffung besuchte ich also den Baumarkt meines Vertauens und versorgte mich mit ALuminium-Rundmaterial und einem AL-Winkel. Die nötigen Ferrite beschaffte ich bei conrad, da andere Händler schlicht nicht liefern konnten oder einfach zu teuer waren.

Ursprünglich hatte ich nicht vor, die T-Verbinder zu drucken, da ich eigentlich dachte, entsprechende Teile im Baumarkt zu finden. Doch leider konnte ich bei unterschiedlichen Märkten keine passenden Teile finden. Daher blieb mir nur die Eigen-Konstruktion und der Druck.

Ersteres ging flott von der Hand, leider zeigte sich der Druck dieser doch sehr einfachen Geometrie echte Probleme. Die ersten beiden Ausdrucke zeigten zunächst unerklärliche Verschiebungen der Layer. Das dritte Teil musste ich mitten im Druckverlauf abbrechen, da das Teil noch erheblichere Layerverschiebungen zeigte – ich hatte zur Fehlerbehebung das Teil neu auf dem Drucktisch ausgerichtet – leider machte dieser Schritt das Teil völlig unbrauchbar.

Letztlich zeigte sich, dass die Leerlaufgeschwindigkeit zu hoch war. Eine Reduzierung von 150mm/s auf 120mm/s verbesserte den Druck erheblich – nun sind vier Teile gedruckt, von dene ich nun die ersten zwei Ausdrucke mit der Feile nachbearbeiten werden, um nicht noch einmal 7h drucken zu müssen.

Ich werde nun am kommenden Wochenende versuchen, an der Antenne weiter zu arbeiten. Bis dahin hier mal die ersten Eindrücke zum Projekt aus der Bastelkammer:

CAD-Modell des konstruierten T-Verbinders für die Alu-Rohre.

CAD-Modell des konstruierten T-Verbinders für die Alu-Rohre.

Problemkind im Druck: Der T-Verbinder, hier in der ANsicht in Cura 14.09.

Problemkind im Druck: Der T-Verbinder, hier in der Ansicht in Cura 14.09.

Probleme beim Druck: Gut zu erkennen ist am links abgebildeten T-Verinder die ca. in der Mitte aufgetretene Layer-Verschiebung. Beim Teil rechts ist dieser Druckfehler nicht mehr zu finden. Die Verringerung der Leerlauf-Geschwindigkeit hat die Lösung gebracht (hoffentlich dauerhaft).

Probleme beim Druck: Gut zu erkennen ist am links abgebildeten T-Verinder die ca. in der Mitte aufgetretene Layer-Verschiebung. Beim Teil rechts ist dieser Druckfehler nicht mehr zu finden. Die Verringerung der Leerlauf-Geschwindigkeit hat die Lösung gebracht (hoffentlich dauerhaft).

Die Hardware für die Lindenblad-Antenne ist beisammen: 20mm-Aluminium-Rohre, Aluminium-Winkel, Endkappen, gedruckte T-Verinder, Ferrite-Kerne.

Die Hardware für die Lindenblad-Antenne ist beisammen: 20mm-Aluminium-Rohre, Aluminium-Winkel, Endkappen, gedruckte T-Verbinder, Ferrite-Kerne.

Soweit für heute.

Horrido und stay tuned.

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RDF: Handheld Direction Finding Antenna nun mit iPhone-GPS-Kompass

Es ist vollbracht – die handgeführte Peilantenne ist fertig!

Nun kann gepeilt werden!!! Ohne iPhone wiegt der komplette Handgriff ca. 375 Gramm - ein echtes Leichtgewicht.

Nun kann gepeilt werden!!! Ohne iPhone wiegt der komplette Handgriff ca. 375 Gramm – ein echtes Leichtgewicht.

Nun kann ich neben dem ursprünglich vorgesehenen analogen Kompasses auch eine GPS-Version einsetzen. Dazu bediene ich mich einfach am iPhone. Dieses ist bereits von Hause aus mit einem entsprechenden GPS-Kompass ausgerüstet und zeigt die Richtung dank der iOS-App „Kompass“ erheblich besser an als der Analoge. Dank der App „GCTools„, die ursprünglich für das Geocaching eingesetzt wird, kann mit der Peilantenne nun auch halbautomatisch die Signalquelle trianguliert werden. Die Funktion „Schnittpunk“ macht es möglich.

Der GPS-Kompass des iPhone ist ein präzises Messinstrument.

Der GPS-Kompass des iPhone ist ein präzises Messinstrument.

Mit der App "GCTools" kann der GPS-Kompass und die Rechenpower des iPhone zu Peil optimal eingesetzt werden. Die App erlaubt es, über die Funktion Schnittpunkt zweier Geraden die Kreuzpeilung. Dazu wird die aktuelle GPS-Position und die Peilrichtung geloggt. Die Messung von zwei unterschiedlichen Standorten ermöglicht dann die Berechnung des Schnittpunkts.

Mit der App „GCTools“ kann der GPS-Kompass und die Rechenpower des iPhone zu Peil optimal eingesetzt werden. Die App erlaubt, über die Funktion Schnittpunkt zweier Geraden, eine Kreuzpeilung zu berechnen. Dazu wird die aktuelle GPS-Position und die Peilrichtung geloggt. Die Messung von zwei unterschiedlichen Standorten ermöglicht dann die Berechnung des Schnittpunkts, der anschließend gleich in Google-Maps angezeigt wird.

Um das iPhone auf dem Hangriff zu montieren, habe ich eine Montageplatte zur Befestigung meines Griffin Cases konstruiert und gestern gedruckt und lackiert.

Heute war dann Endmontage in der Bastelkammer, hier mal einige Impressionen:

Einzelteile: Handgriff mit LPDA-Antenne, analoger Kompass, Montageplatte für Griffin Case Klemme, Griffin Case Klemme, iPhone mit Griffin Case (v.l.n.r.), oben ist die Armrast zu sehen.

Einzelteile: Handgriff mit LPDA-Antenne, analoger Kompass, Montageplatte für Griffin Case Klemme, Griffin Case Klemme, iPhone mit Griffin Case (v.l.n.r.), oben ist die Armrast zu sehen.

Halterung für iPhone Griffin Case.

Halterung für iPhone Griffin Case.

Montiert: Peil-Antenne mit Armstütze und Befestigung für IPhone.

Montiert: Peil-Antenne mit Armstütze und Befestigung für iPhone.

Bei thingiverse habe ich nun die finalen Druckdaten eingestellt – allen Nachbauern viel Erfolg und Spaß mit der Antenne.

Horrido und stay tuned….

 

P.S.: Ich habe heute eine neue LPDA-Antenne bekommen, diese Platinen-Antenne hat einen RX-Bereich von 850 MHz – 6 GHz. Dafür muss ich nun mal ein Radome konstruieren – natürlich passend für den Handgriff…;-)

RDF: Handheld Direction Finding Antenna hat jetzt einen Kompass.

Heute ist der Kompass aus Fernost mit der Post gekommen. Zu meiner Überraschung habe ich gleich 10 Stück geliefert bekommen, da hatte ich wohl was bei der Angebotsbeschreibung übersehen.

Geschwind habe ich daher heute dann gleich einmal die Abmessungen des Kompasses nachgemessen und das CAD-Modell leicht überarbeitet. Anschließend musst der 3D-Drucker wieder ran. Nun ist auch die Kompass-Halterung fertig. Diese wird noch geschliffen, gefillert, lackiert und dann auf dem Griff verschraub.

So langsam komme ich bei diesem Projekt auch zu einem Ende…

Doch noch gibt es Kleinigkeiten zu tun, daher auch hier mal wieder ein kleiner Blick in die Bastelkammer von heute:

Seitenansicht der Handpeil-Antenne.

Seitenansicht der Handpeil-Antenne.

Die handliche Peilantenne ist fast fertig...

Die handliche Peilantenne ist fast fertig…

Die liegt gut in der Hand.

Die liegt gut in der Hand.

Fertig gedruckt: Kompasshalterung.

Fertig gedruckt: Kompasshalterung.

Der Kompass aus Fernost neben der gedruckten Halterung.

Der Kompass aus Fernost neben der gedruckten Halterung.

Der Kompass sitz stramm in der Halterung.

Der Kompass sitz stramm in der Halterung.

Anprobe: Kompasshalterung auf dem Griff-Oberteil. Noch ist das Teil unlackiert.

Anprobe: Kompasshalterung auf dem Griff-Oberteil. Noch ist das Teil unlackiert.

 

Wer das Teil nachbauen möchte, für den habe ich bei thingiverse wieder alle nötigen Druckdaten und eine entsprechende Material-Liste eingestellt.

Viel Spaß beim Nachbau.

 

Horrido und stay tuned.

 

RDF: Beschichtung der Griffschalen mit Silikon-Knete Oogoo

Langsam aber sicher komme ich mit dem RDF-Handgriff voran. Nach der Lackierung der Teile habe ich mich heute den Griffschalen gewidmet.

Der aktuelle Arbeitsstatus - RDF-Griff ist bald fertig...

Der aktuelle Arbeitsstatus – RDF-Griff ist bald fertig…

Ursprünglich wollte ich die beiden Schalen mit Sugru Silikon-Knete beschichten. Aber mittlerweile habe ich festgestellt, dass das ziemlich teuer werden kann. Daher habe ich mich nach Alternativen umgesehen. Dabei bin ich bei diesem Video hängen geblieben, in dem die Herstellung einer alternativen Silikon-Knete mit einfachsten Mitteln erklärt wird – hier mal das Video zur Erläuterung:

Eine Anleitung zur Herstellung von Oogoo findet sich auch bei instructables.

Hier mal einige Impressionen aus der Bastelkammer zur Herstellung von Oogoo und der Beschichtung der Griffschalen:

Oogoo ist eine kostengünstige Alternative zur kommerziellen Silikon-Knete Sugru.

Oogoo ist eine kostengünstige Alternative zur kommerziellen Silikon-Knete Sugru.

Oogoo besteht aus Silikon und Speisestärke. Zur Farbgebung kann mit Acryl-Farbe gearbeitet werden.

Oogoo besteht aus Silikon und Speisestärke. Zur Farbgebung kann mit Acryl-Farbe gearbeitet werden.

Für die Herstellung von Oogoo werden benötigt: Ein Mischbehälter, ein Löffel, ein Rührstab (mit Panzertape beklebet - dies verhindert das Oogoo am Holz haften bleibt), ein Klarsichthülle als Arbeitsfläche und Gummihandschuhe.

Für die Herstellung von Oogoo werden benötigt: Ein Mischbehälter, ein Löffel, ein Rührstab (mit Panzertape beklebet – dies verhindert das Oogoo am Holz haften bleibt), ein Klarsichthülle als Arbeitsfläche und Gummihandschuhe.

Vor dem Mischen: Silikon (links) und Speisestärke im Mischbecher. Die Farbe kann gerne auch vor der Speisestärke dem Silikon beigemischt werden.

Vor dem Mischen: Silikon (links) und Speisestärke im Mischbecher. Die Farbe kann gerne auch vor der Speisestärke dem Silikon beigemischt werden.

Um die richtige Konsistenz zu erhalten kann immer wieder mit etwas Speisestärke angereichert werden.

Um die richtige Konsistenz zu erhalten kann immer wieder mit etwas Speisestärke angereichert werden.

Die beiden Griffschalen mit dem Oogoo-Silikon-Rohmaterial.

Die beiden Griffschalen mit dem Oogoo-Silikon-Rohmaterial.

Oogoo ist in die entsprechenden Vertiefungen in den Griffschalen eingearbeitet.

Oogoo ist in die entsprechenden Vertiefungen in den Griffschalen eingearbeitet.

Nun werde ich die Oogoo-Gummierung mal über Nacht austrocknen lassen und morgen nach dem Ergebnis schauen.

Hier findet sich ein kurzes Video, welches den aktuellen Status des RDF-Handgriffs zeigt:

 

Horrido und stay tuned.

 

 

Neue L-Band-Antenne: Helix mit 8 Windungen entsteht

Noch kurz ein Blick auf ein neues Projekt – eine L-Band-Helix-Antenne mit 8 Windungen.

Die Idee ist zusammen mit Mitgliedern des Satellitenwelt-Forum während eines IRC-Chats  entstanden.

Grundlage für die Konstruktion ist die Helix-Berechnung, die ich hier durchgeführt habe.

Die dabei errechneten Werte sind in diesem PDF festgehalten: LBand 8 Windungen Helix

 

Zur Zeit bin ich dabei zwei Halterungen zu konstruieren, die ich auch mit meinem 3D-Drucker ausdrucken kann. Dabei ist die Druck-Bettgröße der limitierende Faktor. Aus dem Grund werde ich die Helix-Halterung aus vier Teilen zusammensetzen.

Der erste Ansatz sieht eine plattenartige Konstruktion vor. Zur Zeit bin ich noch am überlegen, ob die Plattenteile mittels Schnapphaken miteinander verbunden werden oder ob ich eine Schraubverbindungen anlege.

Der zweite Ansatz sieht eine zylinderförmige Konstruktion der Halterung vor, die gleichzeitig eine Doppelfunktion erfüllt.  Denn um die Helix regelmäßig wickeln zu können habe ich den Zylinder als eine Wickel-Lehre konstruiert. Auch diese Stützstruktur soll ebenfalls aus vier Teilen gedruckt werden – anschließend werden die Teile einfach zusammengeklebt. Um Material zu sparen, werde ich den Zylinder hohl gestalten.

Der Reflektor wir aus 0,8mm-Aluminium-Blech zugeschnitten.

Als Wendel ist ein Kupferdraht mit 2,5mm Durchmesser vorgesehen.

Zu der Wendelstütze werde ich noch eine entsprechende Antennen-Halterung/Halterungen konstruieren.

 

Hier mal ein erster Schulterblick auf den Stand der Entwicklung:

Das 3D-Helixmodell.

Das 3D-Helixmodell.

Windungslehre für die LBand-Helix (8 Wdg). Der Zylinder wird für den Druck in vier Teile zerlegt.

Zylindrische Halterung, die gleichzeitig als Windungslehre für die LBand-Helix (8 Wdg) dient. Der Zylinder wird für den Druck in vier Teile zerlegt.

Konstruktion der unteren Helix-Halterung.

Konstruktion der unteren Helix-Halterung.

Eine Hälfte der unteren Helix-Halterung - noch im Konstruktionsstadium. Es fehlen noch gewichtssparende Ausbuchtungen (nur eine ist probehalber eingebracht).

Eine Hälfte der unteren Helix-Halterung – noch im Konstruktionsstadium. Es fehlen noch gewichtssparende Ausbuchtungen (nur eine ist probehalber eingebracht).

 

Soweit für heute…

Horrido und stay tuned.

RDF: Handgriff-Bauteile bekommen Oberflächenbehandlung

In der Bastelkammer geht es in kleinen Schritten weiter:

  • Die bereits gedruckten Bauteile bekommen eine glatte Oberfläche
  • Zwei neue Bauteile wurden konstruiert

 

Um die Oberfläche der gedruckten Teile zu verbessern, habe ich mich entschlossen die im Druck entstandenen Rillen bestmöglich abzuschleifen. Anschließend kommen 3-4 Schichten Spritzspachtel drüber, um die Unebenheiten final auszugleichen – dann kann mit Filler und Lack beschichtet werden. Hier mal einige Bilder:

Griff-Teile vor dem Beschichten.

Griff-Teile vor dem Beschichten. Die Armrast (links) musste ich mit einer Ersatzwandung aus PS versehen, da der Drucker-Controller mitten im Druckprozess ausgeschaltet hat. Diesem Fehler muss ich in den kommenden Tagen nachgehen. 

Griff-Teile werden nach dem Vorschleifen mit ca. 3-4 Schichten Spritz-Spachtel beschichtet. Nach einem Zwischenschliff kommt eine Lage Filler drüber - anschließen der Lack.

Griff-Teile werden nach dem Vorschleifen mit ca. 3-4 Schichten Spritz-Spachtel beschichtet. Nach einem Zwischenschliff kommt eine Lage Filler drüber – anschließen der Lack.

Bauteile sind mit Spritz-Spachtel beschichtet.

Bauteile sind mit Spritz-Spachtel beschichtet.

Dem Handgriff fehlt noch ein Kompass. Bei ebay habe ich einen einfachen Kompass gefunden. Dafür habe ich eine Halterung konstruiert. Zudem muss die Antennen-Drehvorrichtung noch eine Arretierung haben – beide Teile sind nun konstruiert:

Kompass-Halterung für einen Kompass mit 20mm Durchmesser.

Kompass-Halterung für einen Kompass mit 20mm Durchmesser.

Neue Bauteile: Kompass-Halterung (oben) und Dreh-Raste (hellblaue Farbe).

Neue Bauteile: Kompass-Halterung (oben) und Dreh-Raste (hellblaue Farbe).

 

Soweit zum aktuellen Stand des Projekts.

Horrido und stay tuned.

 

RDF: Handgriff für die LPDA-Platinenantenne ist gedruckt

Die letzten Abende hat der Prusa schön vor sich hin gewerekelt. Dabei sind fast alle Teile fertig geworden.

RDF-Einheit auf Stativ montiert. Die Antenne ist dank Drehstück vertikal ausgerichtet.

RDF-Einheit in der ersten Testmontage.

 

Hier mal einige Bilder aus der Bastelkammer dazu:

Der Griff in der Slicing-Software Cura. Berechnete Druckzeit sind ca. 10,5h.

Der Griff in der Slicing-Software Cura. Berechnete Druckzeit sind ca. 10,5h.

Griff in der Druckebenen-Darstellung in Cura. Gut zu erkennen ist die wabenförmige Ausgestalltung des Infill (gelb) und die ebenfalls zu druckende Stützstruktur (blau). Hier erkennten mal die Ebene 79 von insgesamt 177 zu druckenden Ebenen.

Griff in der Druckebenen-Darstellung in Cura. Gut zu erkennen ist die wabenförmige Ausgestalltung des Infill (gelb) und die ebenfalls zu druckende Stützstruktur (blau). Hier erkennten mal die Ebene 79 von insgesamt 177 zu druckenden Ebenen.

Die ersten Minuten des über 10 Stunden dauernden Drucks des Griffstücks.

Die ersten Minuten des über 10 Stunden dauernden Drucks des Griffstücks.

Bald ist das Griffstück fertig...

Bald ist das Griffstück fertig…

Unterseiten der frisch gedruckten Griffschalten. Gut zu erkennen ist die Stützstruktur für den Druck.

Unterseiten der frisch gedruckten Griffschalten. Gut zu erkennen ist die Stützstruktur für den Druck.

Drehstück mit M6 Schraube und Sicherungsmutter. Noch sind die Stützstrukturen am gedruckten Teil zu erkennen.

Drehstück mit M6 Schraube und Sicherungsmutter. Noch sind die Stützstrukturen am gedruckten Teil zu erkennen.

Drehstück - mit Druck-Stützstruktur.

Drehstück – mit Druck-Stützstruktur.

Die gedruckten Teil des RDF-Handgriffs. Noch fehlt die Unterarmrast und das Stützrohr. Alle gedruckten Teile müssen noch ordentlich entgratet werden. Zudem sollen die Oberflächen noch geschliffen, gefillert und lackiert werden. Den Griffschalen fehlt noch das Sugru-Polster.

Die gedruckten Teil des RDF-Handgriffs. Noch fehlt die Unterarmrast und das Stützrohr. Alle gedruckten Teile müssen noch ordentlich entgratet werden. Zudem sollen die Oberflächen noch geschliffen, gefillert und lackiert werden. Den Griffschalen fehlt noch das Sugru-Polster.

Anpassen der grob entgrateten Teile für den RFD-Handriff. Links die LPDA-Antenne, die an das Drehstück montiert ist. Rechts der Handgriff mit eingelegten Griffschalen. Die Mutter im Bodenstück dient zur Befestigung des Griffs auf einem Stativ. Die Rändelschraube am rechten Bildrand dient später zur Befestigung der Armstütze im Griff.

Anpassen der grob entgrateten Teile für den RFD-Handriff. Links die LPDA-Antenne, die an das Drehstück montiert ist. Rechts der Handgriff mit eingelegten Griffschalen. Die Mutter im Bodenstück dient zur Befestigung des Griffs auf einem Stativ. Die Rändelschraube am rechten Bildrand dient später zur Befestigung der Armstütze im Griff.

Anprobe: RDF-Griff mit horizontal ausgerichtet Antenne.

Anprobe: RDF-Griff mit horizontal ausgerichtet Antenne.

RDF auf Stativ montiert.

RDF-Griff auf Stativ montiert.

RDF-Einheit auf Stativ montiert. Die Antenne ist dank Drehstück vertikal ausgerichtet.

RDF-Einheit auf Stativ montiert. Die Antenne ist dank Drehstück vertikal ausgerichtet.

Beim der Herstellung dieser Picatinny Rail hat es leider einen Fehler gegeben. Aus mir bisher nich ganz nachvollziehbaren Gründen hat Cura die STL-Datei nicht richtig gesliced. Dadurch sind die einzelnen Rails in die Luft gedruckt worden.

Die Ursache dafür muss ich mir in den nächsten Tagen einmal ansehen.

Hier mal Bilder, die den Fehldruck erläutern:

So sieht das STL-Modell aus - nach dem Slicing entsteht aber ein verkehrter G-Code!

So sieht das STL-Modell aus – nach dem Slicing entsteht aber ein verkehrter G-Code!

Das Rail in Cura in der Slicing-Ansicht. Das SLicing entspricht nicht dem 3D-Modell! Es fehlen die Rails, die Bohrungen und Senkungen sind ebenfalls nicht vorhanden.

Das Rail in Cura in der Slicing-Ansicht. Das SLicing entspricht nicht dem 3D-Modell! Es fehlen die Rails, die Bohrungen und Senkungen sind ebenfalls nicht vorhanden.

In der Seitenansicht ist gut zu erkennen, dass die Rails (erste Schicht in gelb) in der Luft gedruckt werden, statt auf die Bodenfläche.

In der Seitenansicht ist gut zu erkennen, dass die Rails (erste Schicht in gelb) in der Luft gedruckt werden, statt auf die Bodenfläche.

So, nun werde ich mal die Armrast drucken und die Teile ordentlich entgraten, nachbearbeiten/schleifen/fillern/lackieren und mit der Sugru-Polserung der Griffschalen weitermachen.

Also: Horrido und stay tuned!