Start des Moonbounce Projektes

100m Spiegel Effelsberg

 400 Kilometer bis zur Internationalen Raumstation, 40000 Kilometer zum geostationären Satelliten QO100 ... . Was liegt da näher, als nächstes sich auf eine Reise zu unserem kosmischen Nachbarn, dem Mond, aufzumachen. 

Seit einigen Wochen ist es nun offiziell: Das Liborius-Gymnasium wird in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und der Sektion Physik der Universität Siegen sich auf diese unglaubliche Reise von immerhin 400 000 Kilometern begeben. Damit jedoch nicht genug, der Rückweg führt über erneut 400 000 Kilometer zurück zur Erde nach Effelsberg zu einem der größten frei drehbaren Radioteleskope Europas. Am 6.5.2024 in der Zeit von 9 Uhr bis 14 Uhr werden unsere AG-Mitglieder, der Leistungkurs Physik und die Astronomiekurse sowie drei Projektgruppen des Freien Lernens Radiosignale von Dessau über den Mond zum 100 Meter Spiegel nach Effelsberg senden.

"Moonbounce" ist die korrekte technische Bezeichnung für eine sogenannte Erde - Mond -Erde - Verbindung (EME) über Funkwellen. Die technische Herausforderung ist gigantisch. Das auf unserem Schulhof erzeugte Signal muss über einen geeigneten (1,2 Meter großen) Parabolspiegel in einem nur 7 Grad großen Richtungskegel auch bei bedecktem Himmel exakt auf den Mond ausgerichtet werden. Ein etwa 50 Watt starker Sender erzeugt dann eine elektromagnetische Welle, die in 1,3 Sekunden mit Lichtgeschwindigkeit den Mond erreicht. Auf dieser langen Reise hat sich unser Signal bereits extrem ausgedünnt. Nur 8 Prozent dieses Restsignals geht wieder zurück in Richtung Erde und wird in Effelsberg empfangen.

Vorbereitungsteam am 10m Spiegel

Wir, die Mitglieder der AG Elektronik und Amateurfunk, sind stolz, dass uns die Wissenschaftler in Bonn und Siegen für dieses einzigartige Projekt ausgewählt haben. Bis zum 6. Mai ist also noch eine Menge zu tun. Die Mitglieder der Projektgruppen "Moonbounce" im Freien Lernen haben bereits einiges geplant und vorbereitet. So besuchten sie kürzlich den 10 Meter Spiegel der Funkamateure des Ortsverbandes W22 und vereinbarten weitere Experimente im Zusammenhang mit der geplanten EME - Verbindung. Auch ein tolles Logo für die T-Shirts ist schon entworfen.

Wie immer wird es zunächst eine unterhaltsame Einführungsveranstaltung mit Gästen vom MPI aus Bonn und Siegen geben. Später werden sich unsere Aktiven in Workshops der Problematik in Experimenten widmen, geeignete Botschaften vorbereiten und senden.

Es wird einiges zur Vorbereitung dieses Events zu berichten geben. Neugierige können diese Dinge in unserem Blog lesen.

J. Home DK0LG

AG-Start Schuljahr 2023/24

 Nach den Sommerferien und der ersten vollständigen Schulwoche, startete am Freitag, dem 18. August auch unsere Arbeitsgemeinschaft in das neue Schuljahr. Erfreulicherweise können wir fünf neue Mitglieder in unseren Reihen begrüßen. Aber auch so gibt es eine Menge Neues zu berichten.

Auswertung des 24. Europatages der Schulstationen

Silbermedaillen für den 2. Platz

Unsere Schulstation konnte auch dieses Jahr wieder in allen Kategorien vordere Plätze erkämpfen. So
freuen wir uns insbesondere über den hervorragenden 2. Platz im Kurzwellenwettbewerb mit immerhin 444 920 Punkten. Ebenfalls im UHF/VHF/SHF Teil des Wettbewerbes konnten wir 283 055 Punkten einen 2. Platz erkämpfen. Tolle Ergebnisse erzielten auch die Teams mit Platz 8 im klassischen 2m/70 cm Frequenzbereich und Platz 13 im SSB Teil der Kurzwelle. Von allen Teams waren wir mit 15 Teilnehmern an 4 Funkstationen die aktivste Schulstation. Als Dankeschön erhielten wir dafür tolle Silbermedaillen und Überraschungen aus dem Bausatzsortiment des AATiS.

Unsere Preise: Ewiger Blinker in SMD

Erfolgreiche Inbetriebnahme der Stepcraft CNC-Fräse

Prüfstück unter der Fräse

Nach mehr als einem halben Jahr Bauzeit, konnten wir heute einen erfolgreichen Fräsversuch mit unserer Stepcraft durchführen. Dazu wurde eine 10x10 Zentimeter und etwa 8 Millimeter Dicke Sperrholzplatte nach einer exakten Zeichnungsvorlage ausgefräst. Mit zunächst vorsichtigen 0,5 Millimeter tiefen Zustellschritten beobachteten alle AG-Mitglieder aufgeregt diesen historischen Augenblick. Der 3-Millimeter diamantverzahnte Fräser drang mühelos in das Sperrholz und hinterließ einen genauen Schnitt durch die Platte, ohne das Material dabei zu überhitzen. Ein anschließendes Nachmessen des "Quadratdezimeters" ergab einen kleinen Fehler, der in den Einstellungen der Steuersoftware der Fräse zukünftig berücksichtigt wird. Damit steht also die CNC-Fräse für unser Cubesat Projekt zur Verfügung.

Korrektur der Fräsparameter

Dank Staubabsaugung blieb der AG-Raum sauber

Tinkercad - 3D Konstruktion für Einsteiger

Zeichnen einfacher Körper mit CAD

Die beste CNC Fräse nützt nichts ohne eine maßstabsgerechte Zeichnung, die mit einem CAM-
Prozessor in ein entsprechendes Maschinenformat übersetzt werden kann. Deshalb beschäftigte sich ein Teil der AG-Mitglieder heute mit computergestützter Konstruktion. Wir sind froh, dass ein ausgesprochener Profi, Herr Vogl, uns bei dieser schwierigen Aufgabe unterstützt. Verwendet wurde dazu das freie Online-3D-Tool Tinkercad. Erste Erfolge ließen nicht lange auf sich warten, eine zunächst für den 3D-Drucker erstellte Skelettstruktur eines Cubesats ist für die Zukunft geplant.

Lötübungen für die Neueinsteiger

Ein Mitglied unserer Arbeitsgemeinschaft muss sicher mit dem Lötkolben umgehen können. Deshalb versammelte Frau Home alle "Neulinge" zu einer kleinen Übung im Umgang mit dem Lötkolben. Nach fachkundiger Anleitung gelangen die ersten vielversprechenden Lötstellen. "Erhitzen - Lötzinnzufuhr - Lötzinnentfernung - Lötkolbenentfernung", diese Schritte müssen immer wieder geübt werden. Die Lötstellen auf einer Punktraster - Laborplatine sahen dabei schon sehr gut aus. Demnächst werden dann schon die ersten Schaltungen aufgebaut.

Lötübungen für die Neueinsteiger

Der 24. Europatag und ein alter Kopfhörerverteiler

LOGO und Motto des AATiS - Lebenslanges Lernen

Was haben der "Europatag der Schulstationen" und ein alter Bausatz AS624 "Kopfhörer-Verteiler" gemeinsam? Nun, beide haben zunächst einen Verein als Hintergrund, den AATiS (Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule. 

Im Jahr 1994 gegründet, ist der Verein schon viele Jahre ein sehr aktiver und kompetenter Unterstützer für Lehrer und Ausbilder, die Amateurfunk und Elektronikaktivitäten in den Schulen durchführen. Zu diesem Zweck erscheint jährlich ein Praxisheft mit zahlreichen Anregungen und Bauvorschlägen. Für praktische Aktivitäten werden nachbausichere Bausätze entworfen und zum Selbstkostenpreis angeboten. 

Eine weitere Aktivität des AATiS ist eben auch dieser immerhin schon 24. Europatag der Schulstationen, an dem Schülerinnen und Schüler traditionsgemäß mit anderen Amateurfunk-Schulstationen innerhalb Europas in Kontakt treten.

Für die Vorbereitung der Teilnehmer an der Schulstation DK0LG gibt es aber noch eine konkrete Gemeinsamkeit. In diesem Jahr sollte am 5. Mai auf jedem Fall auch wieder unsere QO100 Ausrüstung zum Einsatz kommen. Aus den Erfahrungen des letzten Jahres war uns klar, dass der parallele und zeitlich verzögerte Empfang unserer Aussendung über den geostationären Satelliten für etwas Verwirrung sorgt. Das Gehirn muss sich sehr konzentrieren, um beim Sprechen nicht durch die eigene Rücksendung durcheinander zu kommen. Zur besseren Betriebstechnik sollte doch ein Kopfhörer nicht schlecht sein und dieser förderlich für die Konzentration. Außerdem wollten wir parallel an unserer Kurzwellenstation und über 70 cm/2m (UHF/VHF) Funkbetrieb durchführen. 

SMD Platinen des Kopfhörerverteilers AS624

Leider hat der Laptop mit dem Programm SDR-Console, den wir für den Empfang (RX) nutzen,  nur einen Kopfhörerausgang. Lag da nicht noch ein Bausatz im Keller? Tatsächlich hatte ich im Jahr 2014! auf dem Bundeskongress in Goslar den hervorragenden Bausatz AS624 "Kopfhörer-Verteiler" mit zwei zusätzlichen Modulen erworben, den Peter (DJ2AX) für einen Workshop entwickelt hatte. Seine mahnenden Worte: "SMD-Technik ist etwas für Fortgeschrittene!" klingen mir heute noch im Ohr. Ich wollte diesen Bausatz irgendwann einmal in Ruhe zu Hause für die Schulstation aufbauen. Beim "Wollen" ist es aber geblieben.

Es war nur noch eine Woche Zeit bis zum Start des Europatages. Also ging ich schnell in den Keller, um die Lötstation anzuheizen. Die vier kleinen SMD-Platinen wurden an einem Abend schnell fertiggestellt. Der nächste Abend verging dann mit den mechanischen Arbeiten und dem Einbau in ein Weißblechgehäuse. Am dritten Abend wurde der "Rauchtest" durchgeführt, alles lief hervorragend. Der 440 Hertz Sinuston des Frequenzgenerators ertönte unverzerrt und deutlich über die vier Kopfhörerausgänge. Nur der Stromverbrauch (immerhin fast 140mA) schien etwas hoch zu sein. Egal, schnell wurde die 9V Batterie durch 4 AA-Zellen ersetzt und damit sollten zehn Stunden Batteriebetrieb möglich sein. Ein Schmunzeln hat mir noch der Text von Peter im Praxisheft 24 zum Bausatz hervorgelockt: "Wer hat heute noch gleichzeitig vier oder mehr Mithörer an der Station sitzen?". Die Antwort ist: "Die Schulstation DK0LG am Liborius-Gymnasium!" Dazu aber später mehr.

24. Europatag der Schulstationen - Teil des Teams

Der 5. Mai rückte näher, unser Team hatte sich ein bisher noch niemals realisiertes Ziel gesetzt, der gleichzeitige Betrieb an vier Stationen. Der Aufwand der Vorbereitung war enorm, nicht nur die Funktechnik und Antennen mussten wir sicherstellen, auch personelle Unterstützung war dringend nötig. Jede Station sollte mit drei Operatoren besetzt werden, also insgesamt 12 Schülerinnen und Schülern. Dazu war Unterstützung von Funkamateuren nötig, da einige AG-Mitglieder noch nicht sehr große Erfahrungen im Funkbetrieb hatten. Bedanken möchte ich mich an dieser Stelle noch einmal bei Hans (DG1HVL), Dietmar (DL4HWO), Michael (DO1MKH) und Tommy (DO2HQS) für die tatkräftige Unterstützung.

Die FT8-Station wurde aus organisatorischen Gründen in der Zeit von 8:00 UTC bis 12:00 UTC auf Kurzwelle (20m und 40m) mit dem Rufzeichen DK0LG aktiviert. Es gelangen viele europäische Verbindungen. Hier war das Problem die Reichweite, gelangen doch schnell auch amerikanische, asiatische und andere außereuropäische Stationen ins Logbuch.

Betrieb auf QO100

Pünktlich um 14:30 MESZ (12:30 UTC) nahmen die QO100-Station, die UHF/VHF Station und die Kurzwellenstation ihren Betrieb auf. Mit etwas "leiblicher" Unterstützung in Form von Getränken und kleinen Snacks gelangten auch schnell die ersten Schulstationen ins Logbuch. Die Nutzung von drei benachbarten Räumen und der kleine Kopfhörerverteiler haben sich schnell bewährt. Die
Stimmung war hervorragend. Besonders erfreulich waren die QSOs mit anderen Ausbildungsrufzeichen. Manchen Teilnehmerinnen und Teilnehmern hörte man das sehr junge Alter förmlich an, andere machten Funkbetrieb wie die Profis im Contest. Über den geostationären Satellit QO100 wurden Verbindungen bis nach Indien getätigt. Im exzellenten Englisch konnten die Operatoren unserer Schulstation den indischen OMs über die vielfältigen Aktivitäten der Arbeitsgemeinschaft am Liborius-Gymnasium berichten. 

Funkbetrieb in SSB auf der Kurzwelle

Die Bedingungen auf der Kurzwelle (40m und 20m) waren auch dieses Jahr für SSB QSO nicht die besten. So gelangten viele deutsche Stationen ins Log. Die Reichweite innerhalb Europas war jedoch sehr begrenzt. Sogar innerhalb unserer Heimatstadt gelang uns eine Kurzwellenverbindung zur kleinen Lena (DN3LK), die hörbar Spaß an ihren ersten Funkverbindungen hatte. Nachdenklich machte uns ein QSO mit Olexiy UR9MC in der Ukraine. Unter den jetzigen Bedingungen Amateurfunk zu betreiben, ist sicher nicht einfach. Auf der Seite des Rufzeichens UR9MC/m konnten wir dann auch nachlesen, dass Olexiy auf einem mobilem Krankenhaus arbeitet.

UHF/VHF-Station

Sehr erfreulich waren auch die Funkverbindungen unserer Newcomer auf den UHF/VHF Umsetzern unserer näheren Umgebung. So erreichten Till, Raphael und Nazar mit 59 QSOs sogar den Aktivitätsrekord.

Um 18.30 Uhr beendeten wir die Aktivitäten mit einem kleinen Abschlussessen. Bei Pizza und einem kühlen Getränk wurde aufgeregt über die zurückliegenden Funkverbindungen diskutiert. Werden wir ausreichend Punkte in die Contestbewertung einbringen können? Reicht die Zahl der Multiplikatoren und Schulstationen für einen vorderen Platz? Die Fragen wird erst die Auswertung in den nächsten Wochen beantworten. Aber eigentlich haben wir schon jetzt gewonnen, viel Erfahrung auf den Bändern und ein tolles gemeinschaftliches Erlebnis. Großes Dankeschön an alle Aktivisten, Funkpartner und Unterstützer. Bis zum nächsten Europatag

Awdh  Jens Home (DM4JH)/ (DK0LG)

Kontakt mit Deepham aus Tamil Nadu, Südindien

Die 4 Plätze des Kopfhörerverteilers sind belegt

Mit Belfast im Funkkontakt, Kurzwellenstation

Interessante QSOs über Satellit

Verdientes Abendessen

 

Die Funkverbindungen auf UHF/VHF

Verbindungen über geostationären Satelliten QO100

Kurzwellenverbindungen

Verbindungen in FT8 auf Kurzwelle

 

 

Back to the roots - der LED auf der Spur

Willkommen im neuen Jahr 2023! Heute, am 13.1. (oh Schreck, es ist ein Freitag!) trafen wir uns erstmalig wieder in etwas kleinerer Besetzung. Unsere "10 - Klässler" befinden sich im Sozialpraktikum und einige Mitglieder waren zusätzlich verhindert. Also nutzten wir dieses Treffen einmal wieder zum Bearbeiten der Grundlagen der Elektronik.

Strom, Spannung und Widerstand, die Grundgrößen der Elektronik, benötigt man, um den Geheimnissen elektronischer Bauteile auf die Spur zu kommen. Nur wenn wir diese Größen sicher und korrekt messen können, verstehen wir die vielfältigen elektrischen Schaltungen, die in unserer AG aufgebaut werden. Strom und Spannung bilden die sogenannte Kennlinie eines Bauteils.

Löten einer Testschaltung

Zunächst war erst einmal "Lernen durch Kaputtmachen" angesagt. Eine sogenannte "LED" (Light Emitting Diode) wurde unter einer Sicherheitsscheibe direkt ohne Vorwiderstand an eine 12 Volt Spannungsquelle angeschlossen. Ein kurzer heller Lichtblitz, etwas Rauch und das Bauteil verabschiedete sich in weniger als einer Sekunde in den Bauteilehimmel. Warum reagiert eine LED so empfindlich? Wieso sind da Glühlampen viel genügsamer?

"Proband" auf AATiS - Platine

Nach einer kurzen Einführung in die Handhabung unserer Multimeter wurde dann auch gleich eine geeignete Testschaltung aufgebaut. Ein Schülerstromversorgungsgerät wurde über ein 200 Ohm Potentiometer mit Klemmen auf eine schnell "zusammengelötete LED mit Vorwiderstand geklemmt. Dazu benutzten wir die bewährten Streifenplatinen des AATiS (Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule). Mit dem Potentiometer und einem in Reihe geschalteten Strommessgerät lies sich jetzt der Strom sehr genau und feinfühlig einstellen und messen. Parallel zur LED wurde die anliegende Spannung registriert, um im Anschluss ein I-U-Kennliniendiagramm zu zeichnen.

Die Ergebnisse überraschten dann alle doch sehr. Bei einer Schaltung mit einer roten LED floss zunächst bis etwa 1,5 Volt Spannung an der LED überhaupt kein Strom. Bei etwa 1,6 Volt begann die LED leicht zu glimmen und der Strom stieg auf etwa 0,1mA an. Im weiteren Verlauf, bis 1,9 Volt, stieg die Helligkeit der Diode und der Strom in der Schaltung immer mehr an. Wird die Spannung ab 1,9 Volt weiter erhöht, bleibt die Helligkeit der LED konstant, Spannung und Strom steigen jedoch unaufhörlich. Bei etwa 25 mA Strom und einer Spannung von 2,1 Volt brachen wir das Experiment ab, um unsere Diode nicht zu zerstören.

Aufnahme der Kennlinie

Die Wiederholung des Experiments mit einer grünen LED lieferte ähnliche Ergebnisse, nur war die Sättigungsspannung nicht bei 1,9 sondern erst bei 2,1 Volt zu verzeichnen.

Was haben wir aus unseren Experimenten gelernt? Es ist keine gute Idee, an eine LED einfach so Spannungen über 2,5 Volt anzulegen. Der Strom nimmt nach der Sättigung steil zu, ohne die Leuchtkraft zu erhöhen. Irgendwann führt dieser Stromzuwachs zwangsläufig zum Fiasko. Ganz nebenbei haben einige auch festgestellt, dass eine LED polaritätsrichtig (Anode, Kathode +/-) angeschlossen werden muss. Alle haben wieder etwas mehr Grundlagenwissen auf dem spannenden Gebiet der Elektronik mitgenommen.

 

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Messen - die Grundlage der Elektronik