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Teil III, mcHF SDR Gehäuse

Nachdem der wesentliche Part des mcHF, die Elektronik und die Funktion sehr zufrieden läuft, kann man sich Gedanken zum mechanischen Aufbau machen.

 

Das Gehäuse und die Bearbeitung

Das LCD-Modul

Anmerkungen zum Platineneinbau

Die Abschirmplatine

Die Verkablung der einzelnen Komponenten

 

Das Gehäuse und die Bearbeitung

Gehäuse machen. Dabei soll ein Alu-Gehäuse Verwendung finden, welches entweder durch Aufstellfüße und (oder) einen Klappgriff auf den Bediener ausrichten lässt, so dass das Display gut abgelesen und bedient werden kann.

Das Gehäuse selbst sollte möglichst aus zwei Halbschalen bestehen, um leicht an die Elektronik zu gelangen. Die seitlich an den Platinen vorhandenen Anschlüsse sollen nach hinten an die Rückfront (HF, USB, USB-Mini, Line-In, Line-Out, Ub, Paddle, ext. PA-PTT), bzw. nach vorne (Phone, Microphone, PTT) gelegt werden. Ebenso soll auch der Lautsprecher hinter der Vorderfront des Gehäuses auf der linken Seite seinen Platz finden.

Nach weiterer Recherche kommt nun ein Alu-Gehäuse 2006-0x05, der Firma Feltron-Zeissler mit den Aussenabmessungen Typ 0505: 245 x 85 x 180 mm (BxHxT) oder atlernativ Typ 0705: 245 x 85 x 260 mm (BxHxT), mit Luftschlitzen oben und unten, in die nähere Auswahl. Zusätzlich soll das Gehäuse mit Aufstellfüßen versehen werden.

 

Frontplatte mcHF  

 

So könnte die Frontplatte aussehen.

 

 

Gehäuse  

 

Inzwischen sind die Gehäuse, in der längeren Ausführung (260 mm) geliefert worden.

     
Aufstellfüße  

 

Durch die Aufstellfüße kann das Gerät leicht schräg aufgestellt und damit besser bedient und auch abgelesen werden.

     
Fräs-/ und Bohrvorrichtung  

 

Die Fräsvorrichtung für die Front- und Rückplatte des Gehäuses wird aus einer MDF-Platte und Kiefernholzleisten gefertigt.

     
Fräsvorrichtung  

In den Ecken der Vorrichtung sind noch vier ca. 5 mm tiefe Senkungen eingebracht, um die Alu-Platte nach der Bearbeitung besser aus der Halterung zu bekommen.

     
Einschlagmutter  

 

Vier M4 Schlagmuttern, die auf der Unterseite versenkt eingesetzt werden, dienen später zur sicheren Verschraubung der Alu-Platte während ihrer Bearbeitung.

 

Nach der Fertigstellung der Fräsvorrichtung kann nun die eigentliche Arbeit begonnen werden. Hierzu ist in der Zwischenzeit der Plan für die Frontplatte fertiggestellt worden, aus welchem nun die Fräs-/ und Bohrpläne in Form von Listen, auf Grundlage einer Tabellenkalkulation, entstanden ist. In diesen Listen sind alle erforderlichen Bohrungen mit den entsprechenden Koordinaten, die auf den Ursprung (vorne links), bezogen sind enthalten. Dadurch lässt sich der Bohr- bzw. Fräsvorgang einfacher durchführen, denn man muss nur noch die einzelnen darin hervorgehobenen Koordinaten mit dem entsprechenden Werkzeug anfahren und bearbeiten.

 

Fräsvorichtung aufgespannt  

 

Die Fräsvorrichtung ist aufgespannt, die Bohrungen können nun ausgeführt werden.

     
Bohren der Frontplatte  

 

 

Hier werden die fast 100 Bohrungen erstellt.

     
Fräsen der Frontplatte  

 

Von der Vorderseite der Frontplatte wird der Ausschnitt für das LCD gefräst.

     
Fräsen der Frontplattenrückseite  

Die 2 mm Frontplatte wird von Hinten noch 1 mm tief eingefräst, um die Frontplatte dichter an die Platine zu bringen. Dies ist notwendig, damit die größere Höhe des gesockelten LCD halbwegs Ausgeglichen wird.

     
Absatz für LCD  

 

Damit sich die Alu-Frontplatte nicht wölpt, wird sie mit zusätzlichen Spannpratzen gesichert.

     
Fertige Frontplatte  

 

 

Die fertige Frontplatte nach der Bearbeitung.

     
LCD-Ausschnitt von hinten    

 

 Anmerkung zur Aufbauhöhe des LCDs:

Aufgrund der Verwendung eines Sockels für das LCD, ergibt sich eine größere Aufbauhöhe für das LCD von 4,5 mm. Damit die Tasten und die Drehgeber noch bedient werden können, muss der 2 mm hohe Plastikstreifen von den LCD-Kontakten entfernt und die Kontakte um diesen Betrag gekürzt werden. Einen weiterer Millimeter erhält man durch die 1 mm tiefe Ausfräsung der Frontplatte auf der Rückseite. Somit erreicht man fast die ursprüngliche Höhe des eingelöteten LCDs:

Sockelhöhe - Plastikstreifen - Ausfräsung = 4,5 - 2,0 - 1,0 mm = 1,5 mm.

 

LCD  

 

Die Plastikstreifen sind bereits entfernt und die Kontake auf 4 mm gekürzt.

 

Anmerkung zum Einbau der Platinen:

Abstand Frontplatte - UI-Board: 9 mm, (10 mm Bolzen gekürzt)
Abstand UI-Board - Abschirmung: 9 mm (Abstandshalter beidsetig Innengewinde)
Abstand Abschirmung - RF-Board: 7 mm (Abstandsrolle)

 

Abstandshalter  

 

 

Um die Platinen miteinander zu verbinden, werde Abstandsbolzen mit Gewinde M 2,5 mm verwendet. Dazwischen liegt die Abschirmplatine.

     
Buchsenleiste  

 

 

Zur Verbindung der UI- und RF-Platine wird eine 30-pol. präz. Buchsenleiste verwendet.

 

Drehgeber Frequenz  

 

Der Drehgeber für die Frequenzeinstellung muss noch um 2 mm angehoben werden, damit die Achse ausreichend weit aus der Frontplatte hervorschaut.

     
mcHF mit Frontplatte  

 

Erster Funktionstest mit montierter Frontplatte.

     
UI-Platine ohne Audio-Buchsen  

Jetzt müssen noch die rechten Buchsen der beiden Platinen entfernt werden. Sie werden später nach Vorne (Mikrofon, PTT und Kopfhörer) bzw. nach Hinten verlegt.

     
UI-Platine ohne Audio-Buchsen   Zum Auslöten der Buchsen hat sich Heisluft (320 °C) bewährt. Die in der Nähe der Anschlüsse gelegenen Widerstande und Kondensatoren wurden hierfür vorübergehen ausgelötet.
     
RF Board ohne Buchsen  

 

Die Stromversorgungsbuchse kann ggf. auf der Platine verbleiben, sie stört seitlich nicht.

 

Die Abschirmplatine

Inzwischen nimmt auch der Ausbau des Gehäuses kongrete Formen an. Eine kleine Platine nimmt die beiden Audiobuchsen auf, die an der Frontplatte montiert werden. Auch die Halterung für den internen Lautsprecher ist schon vorbereitet. Zwischen der Ui-/ und RF-Platine wird noch eine Kupferplatine zur Abschirmung vorgesehen. Aus diesem Grund wird der ursprüngliche Abstand der beiden Platinen vergrößert.

 

Abschirmplatine  

 

Zur Abschirmung wird eine kupferkaschierte Platine zwischen die UI- Und RF-Platine eingebaut.

     
Innenansicht  

 

Die Platinen und der interne Lautsprecher sind nun montiert. Jetzt kann mit der Verkabelung begonnen werden.

     
Audioanschlüsse  

 

Rechts unten kann man die kleine Platine mit den Audio-Buchsen sehen, die an der Frontseite installiert ist.

 

Die mechanischen Arbeiten im vorderen Teil des Gehäuses sind nun fast abgeschlossen. Jetzt ist es Zeit sich um die Verkabelung der Platinen zu Kümmern. Im Folgenden wir darauf näher Eingegangen.

 

Die Verkablung der einzelnen Komponenten

Audio-Adapterplatine  

 

Die beiden Klinkenbuchsen der Audio-Adapter-Platine für die nach vorne gelegten Anschlüsse Mic/PTT und Phones.

     
Layout-Seite Audio-Adapterplatine  

 

 

So sieht das Layout aus. Leider ist der Pinabstand der Buchsen nicht im RM 2,5, aber es geht gerade so.

     
Audio-Anschlüsse UI-Board  

 

Auf der UI-Platine werden die Buchsen durch Lötosen ersetzt, die dann mit den Anschlüssen verbunden werden.

 

Anschlüsse am UI-Board  

 

 

Auf der UI-Platine ist der Lautsprecher eingesteckt, grüner Stecker, sowie Phones, Mic und PTT verlötet.

     
Kabel vom UI-Board  

 

 

Die beiden geschirmten Kabel führen zur kleinen Audio-Adapterplatine, die mit der Frontplatte verschraubt ist.

     
HF-Verlängerungskabel  

 

Die HF-Buchse der RF-Platine wird über ein kurzes Verlängerungskabel mit Winkel-BNC-Stecker nach hinten geführt und dort mit der Rückfront verschraubt.

 

Die Kühlung der Halbleiter wird über den Gehäusedeckel und einem zwischen Halbleiter und Oberschale des Gehäuses geschraubten Alu-Rechteckprofil (215 x 30 x 8 mm, stärkere Profile müssen ggf. an den Auflageflächen der Halbleiter eingefräst werden) erreicht. Hierzu muss für eine gute Wärmeleitung der Bereich, welcher mit dem Alu-Profil verbunden wird, vom Lack befreit werden.

 

Lackentfernung für Kühlkörper   Der Lack lässt sich sehr gut und schnell mit einer Abbeizpaste, die dünn aufgetragen wird, entfernen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Beize nirgends anders, auch nicht nur kurzfristig, die lackierte Oberfläche berührt.
     
Auflagefläche für Kühlkörper  

 

 

Die übrige Beize und der angelöste Lack muss danach sorgfältig von der Oberfäche entfernt werden.

     
Alu-Profil   Das fertig bearbeitete Alu-Profil mit fünf diagonal versetzten M3 Gewinden zur befestigung am Deckel und vier M3 Gewinden zur Verschraubung der Halbleiter.
     
Alu-Profil am Deckel verschraubt   Das Profil ist am Deckel mit M3 Senkkopfschrauben befestigt. Es ist 190 mm vom hinteren Deckelrand entfernt und mittig ausgerichtet.
     
Alu-Profil fertig eingebaut   Nun ist die Kühlung der Halbleiter über den Deckel gewährleistet. Die genaue Position der vier M3 Gewinde sollte erst nach der Montage des Alu-Profils und dem Einbau der Platinen in die Oberschale festgelegt werden, um Sicher zu gehen, dass Alles sauber passt.
     
Alu-Profil zur Kühlung  

 

Links das zur Kühlung eingebaute Alu-Profil für die Halbleiter von oben gesehen.

 

Nun kann die Rückseite des Gehäuses bearbeitet werden. Hier werden die restlichen Buchsen bzw. Anschlüsse (Line In, Line Out, Paddles, ACC, Power, die beiden USB-Buchsen und der Antennenanschluss) eingebaut. Dazu wird, ähnlich wie an der Frondseite, eine Lochrasterplatine mit den Buchsen bestückt und dann an der Rückfront befestigt.

 

Adapterplatine hinten   Die ausgelöteten Buchsen können ohne Probleme auf einer Lochrasterplatine positioniert werden. Die beiden USB-Buchsen sind neu und werden ebenfalls auf dieser Platine montiert, wobei die Mini-USB-Buchse (SMD-Bauform) auf die Unterseite gelötet wird.
     
Adapterplatine hinten  

 

Für die endgültige Version wurden die Stiftleisten senkrecht eingelötet. Dadurch ergibt sich eine bessere Kabelführung mit geringerem Platzverbrauch.

     
Adapterplatine hinten, Layoutseite  

 

Auf der Layoutseite befindet sich die Mini-USB-Buchse, die mit Fädeldraht angeschlossen ist. Der kleine Alu-Winkel hält die Platine an der Rückfront.

     
Rückfront  

 

 

Die fertig gefräste und gebohrte Rückseite...

     
Eingebaute Adapterplatine   ... wird nun mit der Adapterplatine verschraubt und am Gehäuserahmen montiert.

 

Nun sind die mechanischen Arbeite nahezu abgeschlossen und es kann mit der Vertrahtung der einzelnen Komponenten begonnen werden.

 

Gehäuse mit der Rückfront  

 

Das Antennenkabel wird ebenfalls eingebaut und kann später mit dem RF-Board verbunden werden.

     
Lautsprechermontage  

 

 

 

So ist der Lautsprecher montiert.

     
Antennenanschluss  

 

Das Antennenkabel wird in der Gehäusekante hinter dem Lautsprecherwinkel geführt.

     
USB-Anschlüsse am UI-Board   Die beiden USB-Buchsen werden mit kurzen USB-Steckern angeschlossen. Hierzu wurde ein käufliches USB-Adapterkabel, mit Mini-Buchse, auf die erforderliche Länge zugeschnitten und durch Stiftleistenstecker mit der hinteren Adapterplatine verbunden.
     
Anschlüsse am UI-Board   Die mit Lötösen versehenen Anschlüsse der ausgelöteten Buchsen der UI-Platine werden mit gechirmten zweipoligen Audio-Kabeln nach Hinten bzw. nach...
     
Adapterplatine an Frontplatte  

 

 

... Vorne geführt.

     
Anschlüsse  

 

Nach dem Einbau der Abschirmplatine und dem RF-Board kann die Antennenleitung angeschlossen werden.

     
Anschlüsse am RF-Board  

Auf der gegenüber liegenden Seite des Boards müssen nun noch, wie zuvor beim UI-Board, die Audio-Anschlüsse sowie die Stromversorgung eingelötet werden.

     
Anschlüsse hinten  

 

Hier noch ein Blick auf die rückwärtige Adapterplatine und deren Anschlüsse...

     
Anschlüsse auf der Rückseite  

 

... und so ist sie verschaltet, links die beiden USB-Buchsen und rechts die Buchsen.

Hinweis: Der obere fünfpolige Stecher für die USB-Buchse muss um 180° gedreht werden!

     
Blick von unten ins Gehäuse  

 

 

Blick in das noch offene Gehäuse von der Unterseite her. Jetzt werden noch die Halbleiter befestigt.

     
mcHF im Betrieb  

 

 

Der fast fertige mcHF in der Gesamtansicht für erste Tests

     
mcHF Vorderansicht  

 

Nun fehlt eigentlich nur noch die Beschriftung.

 

Nun fehlen nur noch einige PDFs mit Zeichnungen und Skizzen, die die Bemassung, sowie die zusätzlichen Änderungen an den Platinen für dieses Gehäuse wiedergeben.

 

pdf   mcHF-Frontplatte, Zeichnung
pdf   mcHF-Frontplate, Zeichnung Rückseite
pdf   mcHF-Frontplatte, Bohr- und Fräsplan
pdf   mcHF-Rückfrontplatte, Zeichnung
pdf   mcHF-Rückfrontplatte, Bohr- und Fräsplan
     
pdf   mcHF-Buchsenbelegungen, Skizze
pdf   mcHF-Adapterplatine, vorne Layout
pdf   mcHF-Adapterplatine, hinten Layout

 

 

 

 

Links:

   
Teil I   Teil I, mcHF SDR Transceiver
Teil II   Teil II, mcHF SDR Inbetriebnahme
Teil IV   Teil IV, mcHF SDR CAT-Schnittstelle