TEDDY automatic

IMAG1321Aus den Jahren 1970-1972 stammt der Radioempfänger TEDDY AUTOMATIC 100 vom deutschen Hersteller ITT – Schaub Lorenz. Es handelt sich dabei um einen Multibandempfänger, der die Wellenbereiche Langwelle, Kurzwelle, Mittelwelle und UKW abdeckt.

Er ist ausgelegt für Netz und Batteriespannung (110-127V/220-240V und im Batteriebetrieb für 4×1,5 Volt Zellen der Größe AA).IMAG1323

Die Ausgangsleistung beträgt 0,8Watt und wird mit einem dynamischen Ovallautsprecher übertragen.

Der technische Aufbau lt. Hersteller besteht aus 6AM Kreisen und 9FM Kreisen. Das Empfängerprinzip ist ein SUPERHET mit ZF 460kHz und 10,7MHz. Das Gehäuse besteht aus Kunstoff (Thermoplast) und hat die Abmessungen von 215x127x70 mm bei einem Gewicht von 1,2kg.

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Anschluss für externe Quellen
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Umschalter für Empfangsbänder

 

 

Drehpendeluhr

Eine mit viel Geduld verbundene Arbeit ist das Restaurieren bzw. Reparieren einer Drehpendeluhr.

Bei einer Drehpendeluhr handelt es sich, wie der Name schon sagt, um eine mechanische Uhr, bei der der Takt von einem, um die eigene Achse rotierenden Pendel, erzeugt wird. Die Schwingungsenergie wird hier mit einer Torsionsfeder (Horolovar Feder), sprich einem sehr feinen Stahldraht spezieller Legierung, übertragen.IMAG1268_1 Die Drehpendeluhr wird auch Jahresuhr genannt, da durch die sehr langsame Schwingung und entsprechende mechanische Umsetzung der Hemmung, ein Aufzug des Federspeichers nur einmal in 300-400 Tagen notwendig ist.

Das erfordert natürlich auch eine gewisse Präzision der mechanischen Komponenten. Wenn hier etwas nicht korrekt eingestellt ist, pendelt die Uhr nach einigen Minuten aus. Auch die Feineinstellung der Ganggenauigkeit erfordert einiges an Geduld. Und eben genau so eine Uhr hat es mir angetan. Bei einem Online-Auktionshaus habe ich günstig eine ‚defekte‘ aber von den Bauteilen her vollständige Drehpendeluhr erworben und sogleich begonnen, sie zu demontieren und die Teile zu reinigen.

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Rändelschraube für den Pendeldurchmesser

 

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Pendelfeder

Nach diesen Arbeiten gings wieder an den Zusammenbau. Die Horolovar Feder wurde durch eine Neue ersetzt. Nun gings an die Einstellarbeiten. Zuerst musste ich herausfinden, wieviele Pendelschwingungen, genauer gesagt Halbschwingungen, die Uhr in einer Minute machen soll. Bei meiner Uhr (eine Kundo) sind dies acht Halbschwingungen. Am einfachsten ist es, mit einer Stopuhr die Dauer bis zum Erreichen der 8. Halbschwingung zu messen. Liegt die gemessene Zeit zum Beispiel über einer Minute, so läuft die Uhr zu langsam und muß mit der Rändelschraube (diejenige, die die Position der Pendelgewichte im Durchmesser verändert) eingestellt werden. Dreht man die Rändelschraube im Uhrzeigersinn, so wird die Uhr langsamer und gegen den Uhrzeigersinn natürlich schneller.

Hemmung mit Ankerplatte
Hemmung mit Ankerplatte

Es soll eine Ganggenauigkeit von +/- 1 Minute pro Monat möglich sein. Also eine Abweichung von 12 Miuten im Jahr. Dies setzt natürlich optimale Umgebungsbedingungen voraus. (gleichbleibende Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie einen festen, schwingungsfreien Stand)

 

 

 

Umgeben von Radioaktivität ?

Nach dem Eigenbau des Geiger-Müller-Zählers und den damit verbundenen Versuchen, ist mir aufgefallen, dass sich doch das eine oder andere radioaktive Element in unserer Umgebung befindet.

Mit dem SOEKS 01M Geigerzähler, einem industriell gefertigten Gerät, habe ich nun wieder Gegenstände in der Umgebung „gescannt“.

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SOEKS 01M

Wieder musste ich feststellen, dass einige der alten Uhren meiner Sammlung, mit radiumbemalten Ziffernblättern ausgestattet sind. Der SOEKS zeigt hier eine Strahlenbelastung von ca. 1,11 microSievert pro Stunde. Die Umgebungsbelastung wird mit ca. 0,14 uSv/h angezeigt.IMAG1290

Doch in der Küche meiner Mutter fand ich eine schöne, bunte alte Vase, bei der knapp 10uSv/h angezeigt wurden. (Das Ding steht jetzt in der hintersten Kellerecke).

Dabei dürfte es sich um Uranfarbe handeln. (Orange/Rote Bemalung im Video unten zu sehen)

 

Schnuppertag in der Technik

In den letzten zwei Tagen bekamen wir Besuch von zwei jungen Herren aus dem vierten Jahrgang des Villacher Gymnasiums Sankt Martin. Herr Martin Ungermanns und Herr Fabian Treu sind im Rahmen eines „Schnupperprogramms“ der Mittelschulen zu uns gekommen. Die beiden Schüler können an der „Arbeitswelt“ teilnehmen und so einige Einblicke in die Technik erhalten.

 

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vertieft in die Lötarbeiten

Auf dem Programm standen Arbeiten wie Zusammenbauen und Löten von elektronischen Bausätzen (dem allbekannten Schüttelwürfel), eine kleine Serienarbeit (flashen von PIC-Microcontrollern), Belichten und Ätzen von Platinen, Fräsen von Aluminiumplatten.

Als Abschluss der zwei Schnuppertage durften beide Gymnasiasten ein komplettes „Gerät“ aufbauen.

 

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Martin Ungermanns und Fabian Treu

Es handelte sich dabei um einen „Klatsch-Schalter-Bausatz“, der über einen akustischen Sensor ein lautes Schall-Ereignis detektiert und dann einen Relaiskontakt einschaltet. Damit diese Schaltung auch sinnvoll verwendet werden kann, wurde die Schaltung um ein selbstgebautes Netzteil erweitert, alles in ein Kunststoffgehäuse eingebaut und mit Netzkabel und Schukokupplung ausgestattet. So kann ein beliebiger Verbraucher (z.Bsp. eine Stehlampe, TV) mit diesem Schaltgerät durch einfaches „Klatschen“ ein- und wieder ausgeschaltet werden…

Radio im Retrolook – Update: Das Gehäuse

IMG-20150130-WA0000-2 Es ist soweit! Das erste Bild des absolut echten Holzgehäuses für die Radioelektronik ist da. Ein wunderschön gefertigtes, aus geleimten Elementen aufgebautes Gehäuse. Dieses Werk stammt aus Gebhard’s  Händen, einem Meistertischler aus dem Oberkärntner Raum 😉

 

 

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Gehäuse mit Bohrungen für die Lautsprecher

Jetzt kann das Nostalgie-Radioprojekt wieder einen Riesenschritt nach vorne machen.

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Das wird die Aluminiumfrontplatte

Das Gehäuse steht bei uns auf dem Tisch. Zuerst wurden die Löcher für die Lautsprecher gebohrt. Später sollen diese von einer gefrästen Aluminiumblende abgedeckt sein. Also ist der nächste Schritt das Konstruieren der Fräsdaten für die Frontblende. Hier wird wiederum mit dem Layouttool „Eagle“ gearbeitet. Die Daten können einfach als „.dxf“ Datei exportiert  und in die Fräsbohrplottersoftware importiert werden.

 

UPDATE:

Kaum einige Minuten Zeit, machte ich mich auf zum Fräsbohrplotter, importierte die Produktionsdaten, spannte den „Zweischneiderfräser“ ein, natürlich auch den Aluminiumrohling und schon ging’s los.

Die Drehzahl für den 1mm Fräser habe ich mit 60000 U/min gewählt und die Vorschubgeschwindigkeit auf 1,5mm/s in beiden Achsen eingestellt. Gekühlt und geschmiert wurde übrigens mit Spiritus.

Ein nicht zu vernachlässigender Arbeitsaufwand ist übrigens die Reinigung der Anlage nach der erledigten Arbeit… 🙂IMAG1281

 

Radio im Retrolook – KnowHow für den Lehrling – 2.Teil

…um die Lautstärkensteuerung über den Microcontroller zu realisieren, kam einfach ein „digitales Potentiometer“ X9C102 zum Einsatz. Es wird direkt vom Controller mit einem „Richtungseingang Up/Down“ und einem „Zähl-Eingang“ angesteuert.  Dieses IC besteht intern aus 100 in Reihe geschalteten Widerständen dessen „Abgriff“  mittels Zähleingang bestimmt wird. Also eine einfache Angelegenheit um den Signalpegel des Vorverstärkers in 100 Schritten zu steuern….

Fortsetzung von Radio Teil 1
Die Bedienung des Controllers sollte nun über ein Drück-/Drehrad (Drehimpulsgeber mit Taster) erfolgen. Um bei Drehimpulsgebern auch die Drehrichtung auswerten zu können, ist ein zweiter Impulsausgang erforderlich. Die beiden Impulsausgänge müssen in ihrer Reihenfolge drehrichtungsabhängig verschoben sein (Phasenverschiebung). Um die Impulsfolge in ein Richtungssignal und ein Taktsignal umwandeln zu können, haben wir mithilfe eines JK-Flip/Flops und einem Schmitt-Trigger/Inverter eine kleine Decoderlogik aufgebaut…

Drehgeberdecoder

Die Ausgänge der Decoderlogik werden nun direkt an drei Microcontrollereingänge weitergegeben. Somit kann nun ein geeignetes Programm erstellt werden, das ein einfaches menuegesteuertes Userinterface bereitstellt. Die Parameter werden auf einem zweizeiligen LC-Display angezeigt. Die Ausgänge des Controllers wiederum steuern die „digitalen Potentiometer“ für die Lautstärkeneinstellung und natürlich den I²C Bus, der die Befehle an das FM-Modul sendet. Ein zusätzlicher Ausgang ermöglicht das Schalten eines Relais, mit dem zum Beispiel der Audioeingang vom Verstärker zwischen FM-Modul und einer externen Signalquelle umgeschaltet werden kann. Das LC-Display wird im 4Bit Modus an den Controller angebunden und die Hintergrundbeleuchtung des Displays wird ebenfalls vom Controller geschaltet.

Platine frisch von der Fertigung

Nachdem alle diese Funktionalitäten festgelegt waren, gings ans Übertragen dieser Informationen in das Layout Tool, bzw. in den Schaltplan. 
Schlussendlich wurde ein Layout gezeichnet und gefertigt. In weiterer Folge konnten wir mit der Bestückung des Boards beginnen und danach die erste Inbetriebnahme durchführen. Nach dem Abgleich der Verstärkerruheströme ging’s ans Entwickeln des Arduinocodes. Hier wird einem die Arbeit extrem erleichert, da es hier sehr viele fertige Libraries gibt, die man direkt für seine Zwecke verwenden kann. So zum Bespiel besteht die einizige Herausforderung, ein LC-Display in Betrieb zu nehmen, darin, die paar Drähte an den uC (Microcontroller) anzuschließen und die Pins im Code richtig anzugeben. Alles andere erledigt die Library. Mit dieser Vereinfachung sind die Funktionen dann schnell realisiert und der erste Probelauf kann beginnen.

Das fertig bestückte Board

In weiterer Folge wird die Software noch verbessert – vielleicht ein Speichern mehrer Stationen implementiert usw. Aber der nächste Schritt wird sein, das Board in ein Gehäuse einzubauen, das den Radioempfängern aus den alten Röhrenzeiten nachempfunden ist. Es soll aus massivem Holz gefertigt werden. Die Bedien- und Anzeigeelemente sollen in einer auf die Frontseite des Gehäuses aufgesetzten Aluminiumplatte eingebaut werden… (Ein weiterer Post in diesem Blog wird folgen.)

Der erste Funktionstest ist im Video unten zu sehen…


Radio im Retrolook – KnowHow für den Lehrling – 1.Teil

DIE PROJEKTIDEE
Eine Projektidee, die mir als ideales Lehrlingsprojekt in den Sinn gekommen war, ist es, einen Radioempfänger zu planen und zu bauen. Mit diesem Projekt soll unser Lehrling die bisher erworbenen Fähigkeiten praxisnah anwenden und nach Vorgabe der zu verwendenden Komponenten einen UKW Radioempfänger aufbauen.
Dabei wurde schrittweise vorgegangen. Ich habe mir das Konzept in folgenden Teilen ausgedacht:

DER VERSTÄRKER
Zuerst sollte ein simpler Klasse A – Audioverstärker aufgebaut werden. Der Lehrling sollte den Verstärker nach vorgegebener Schaltung am Steckbrett aufbauen, messtechnisch untersuchen und vorallem verstehen. Im nächsten Schritt wurde aus dem Class-A Verstärker ein  Class -AB Verstärker. Auch hier war die Aufgabe des Lehrlings, die Funktionsweise zu verstehen und das Steckbrettfunktionsmuster so zu optimieren, dass ein (nicht messtechnisch) zumindest einigermaßen „gutes“ akustisches Ergebnis erreicht wurde.

Erstes Funktionsmuster der „Leistungsendstufe“

Als das nach einiger Zeit gelang, bekam er die Aufgabe, die ermittelte Schaltung in ein Layout-Tool zu übertragen und auf einen zweiten Kanal zu erweitern und dabei gleich auch ein Spannungsversorgungskonzept zu erstellen. Die Spannungsversorgung sollte nicht nur die Verstärker Endstufe versorgen, sondern auch für weitere Komponenten (wie Microcontroller, USB-Schnittstellen und was mir noch so in den Sinn kam) eine +5V und eine +3.3V DC Versorgung zur Verfügung stellen.
Nach vielen Layoutentwürfen legte er mir dann ein Layout vor, bei dem die Komponenten symetrisch und lagetechnisch vernünftig (Trimmpotis sollten zugänglich sein…) angeordnet waren. Also durfte er das Layout als Funktionsmuster fertigen. (die Platine ätzen, bestücken und versuchen, alles zum Laufen zu bekommen).

Der Lerneffekt war gigantisch :D, denn bei der Umsetzung von theoretischen Schaltungen zu einem einfachen Steckbrettaufbau und dann zur „gedruckten“ Schaltung am Print, birgt einiges an Fehlerquellen. Und diese wollen auch gefunden und behoben werden. Dabei konnte sich unser Azubi in Geduld und genauem Arbeiten üben.
Aber schlussendlich tönte das 440Hz Sinussignal des Frequenzgenerators aus beiden angeschlossenen Lautsprechern…

Nun war es an der Zeit, sich Gedanken über die Signalquelle, also den eigentlichen Empfänger zu machen.

DER UKW EMPFÄNGER

FM-Receivermodul

Bei einem chinesischen Onlineversand entdeckte ich ein UKW-Empfangsmodul mit einer sehr kompakten Bauform (ein Print mit ca. 12x12mm) auf dem ein kompletter Empfänger integriert ist. Das Modul nennt sich TEA5767 und nutzt den gleichnamigen Philips FM-Receiver Chip.
Die Anschlüsse zum Modul bestehen aus Spannungsversorgung, Audio L und R Ausgängen, sowie einem I²C Bus zur Ansteuerung bzw. Einstellung der Empfangsfrequenzen und einem Antennen- und Muteeingang. Also ideal, um damit eine Signalquelle für unseren Verstärker zu realisieren. Doch damit stellten sich weitere Fragen.
Wie sollte man die Steuersignale für den I²C Bus erzeugen, wie soll die Abstimmung der Sender erfolgen, wie soll das Gerät überhaupt vom User zu bedienen sein? Auf all diese Fragen gibts eine einfache Antwort: Man nehme einen Microcontroller. Und da der Lehrling gerne mit dem Arduino – UNO Board experimentiert, entschied ich mich für einen Atmega328, dem Arduino UNO Controller.

DAS HERZ DES RADIOS – DER CONTROLLER
Der Microcontroller sollte also das komplette Management des Radios übernehmen, also die folgenden Funktionen erfüllen:

  • die Sender einstellen (I²C Befehle erzeugen und zum Radiomodul senden)
  • die eingestellten Sender speichern (im internen EEPROM des Controllers)
  • sämtliche Informationen auf einem LC-Display anzeigen
  • die Lautstärkensteuerung übernehmen
  • die Bedienung über ein Drück-/Drehrad erzeugen (Inkrementalgeber mit Tastfunktion soll die gesamte Bedienung des Radios übernehmen)
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Blockschaltbild

Also mussten wir die Schaltung um einige Komponenten erweitern. Der Audioausgang des FM-Moduls musste vorverstärkt werden. Dies erledigte ein kleiner AudioOPAmp. Um die Lautstärkensteuerung über den Microcontroller zu realisieren, kam einfach ein „digitales Potentiometer“ X9C102 zum Einsatz. Es wird direkt vom Controller mit einem „Richtungseingang Up/Down“ und einem „Zähl-Eingang“ angesteuert. Dieses IC besteht intern aus 100 in Reihe geschalteten Widerständen, dessen „Abgriff“ mittels Zähleingang bestimmt wird. Also eine einfache Angelegenheit um den Signalpegel des Vorverstärkers in 100 Schritten zu steuern.

weiter geht’s im nächsten Teil

Geigerzähler und Radioaktivität

Ein Projekt, das schon lange einmal mein Interesse erweckte, war das Detektieren von radioaktiver Strahlung. Nach den Vorfällen in Japan wurde diese Idee wieder ins Gedächtnis gerufen. Ich konnte mich noch dunkel erinnern, irgendwo in meinem alten Werkstattkeller ein unbenutztes Zählrohr zu besitzen. – Nach einiger Suche ist es dann aufgetaucht :). Dank Internet und den Suchmaschinen war auch schnell ein Datenblatt gefunden. Es handelt sich bei dem Zählrohr um ein ZP1400. Ein selbstlöschendes Geiger-Müller-Zählrohr mit Glimmerfenster. Das Rohr ist lt. Datenblatt mit Neon und Argon als Löschgas gefüllt. Die Betriebsspannung liegt bei 400 bis 600V. Die Kapazität zwischen Anode und Kathode beträgt ca. 2pF. Mit diesen und weiteren Informationen aus dem Datenblatt lässt sich nun eine Schaltung basteln, um das Rohr in Betrieb zu nehmen. Dieses kleine Projekt habe ich herangezogen, um gleichzeitg unseren Lehrling im Betrieb in das Leiterplatten-Layout einzuführen und in weiteren Schritten auch mit der Erstellung von kleinen Programmen auf dem Arduino Uno Microcontrollerboard, vertraut zu machen. In diesem Post stelle ich aber nur die „altmodische“ Schaltung vor, wo lediglich das Auftreffen von ionisierender Strahlung auf den Zähldraht akustisch hörbar gemacht wird. (das typische Knacken). Diese Schaltung stellte dann die Grundlage für den Lehrling dar, die Zählung der Impulse mit dem Microcontroller zu realisieren und auf einem Zwei-Zeilen LCD zu visualisieren.

Schaltplan mit Hochspannungsversorgung und Impulsverstärker

Mit Hilfe der allbekannten Layoutsoftware Eagle, habe ich eine Schaltung gezeichnet, bei der wiederum die Hochspannung über einen geschalteten Transformator und anschließender Greinacher-Kaskade erzeugt wird. Die Ansteueung übernimmt diesmal kein 555er, sondern einfach ein rückgekoppelter Schmitt-Trigger. Die Zeitbasis wird über den Koppelwiderstand und den Kondensator eingestellt. Somit steht die Hochspannung für das Zählrohr zur Verfügung. Um nun die Impulse zählen zu können, werden zwei Faktoren sichergestellt. Der Impuls darf eine bestimmte Höhe nicht überschreiten. (Sonst stirbt möglicherweise die nachfolgende Elektronik), und die Impulse sollen hörbar gemacht (verstärkt) werden. Also werden die Peaks mit einer Zenerdiodenschaltung begrenzt und mit Schmitt-Triggern in eine „schöne“ Form gebracht und dann zu einem OP-Amp geführt. Am Ausgang des OP-Amp hängt dann vorerst ein kleiner Lautsprecher …

Anordnung der Bauteile auf dem PCB

Nach dem nun die Leiterplatte geätzt und bestückt wurde, ging’s ans Testen. Aber womit?  Ich benötigte irgendeine schwach strahlende Quelle. Ich hielt alle möglichen Gegenstände vor das Zählrohr, aber es änderte sich nicht viel. Vier bis acht mal in der Minute war ein Knacken aus dem Lautsprecher wahrzunehmen. Also begann ich wieder im Netz zu recherchieren. Und stieß auf den Begriff  „Radiumfarbe“. Es ist dies die selbst leuchtende Farbe, mit der die Ziffernblätter alter Uhren bemalt wurden, um auch in der Dunkelheit die Zeit ablesen zu können. Diese Information brachte mich auf eine Idee. Von meinem Großvater habe einmal einen Höhenmesser eines WW1 Flugzeugs bekommen (Hersteller LUFFT), dessen Ziffernblatt  könnte vielleicht auch mit leuchtender Farbe bemalt worden sein. Also raus damit aus der Vitrine und vor das Zählrohr gehalten… Das Ergebnis ist im Video zu sehen.

 

Die Osziröhre

Zu Anfang meines Blogs erzählte ich über ein kleines Projekt mit einer Oszilloskopröhre. Da auch hiervon noch Bilder im Archiv existieren, will ich es im Blog hier nicht vorenthalten:

Kathodenstrahlröhe mit Hochspannungserzeugung


Eine Kathodenstrahröhre (Braun’sche Röhre) besteht aus einem evakuierten Glaskolben, in dem sich eine Glühkathode aus Wolframdraht befindet, die durch einen elektrischen Heizdraht erhitzt wird. Dabei treten die Elektronen als Ladungswolke aus der Oberfläche aus (Glühemission). Zwischen der positiv geladenen Anode und der Glühkathode herrscht ein elektrisches Feld, in dem die Elektronen beschleunigt werden. Eine Lochblende lässt von den anfliegenden Elektronen nur ein Bündel mit bestimmbarem Durchmesser passieren, den eigentlichen Elektronenstrahl. Der Elektronenstrahl kann anschließend weiterbeschleunigt werden.
Die Braun’sche Röhre – wie sie z.B. in einem Kathodenstrahloszilloskop vorhanden ist – besitzt je zwei Kondensatorplatten, um den Elektronenstrahl abzulenken. (X und Y Ablenkplatten). Bei der Röhre handelt es sich hier um eine Philips B7S 401 Oszillografenröhre. Der Vollständigkeit halber liste ich hier ein paar technische Daten auf:
  •  Indirekt geheizte Kathode, Heizspannung Uf = 6,3V
  •   Heizstrom If = 90mA 
  •    Kathodenheizdauer tK =1min
  •   Gesamtbeschleuningungsspannung Ua= 1,2kV
  •   Fusspunktspannung des Nachbeschleunigungswiderstandes Ug5 = 300V 
  •     Beschleunigungsspannung Ug4 = 300
  •   Fokussierspannung deltaUg3 = 20V … 50V
  •   Vorbeschleunigungsspannung Ug2 = 1,2kV
  •   Sperrspannung Ug1 = -30V … -80V
Anschlüsse am Röhrensockel

Ziel des Projektes war es also, die kleine Röhre wieder in Betrieb zu nehmen und ihr ein paar Bildchen zu entlocken. Also musste eine Ansteuerung gebaut werden. Da die Versorgungsspannungen recht vielfältig sind (6,3V bis 1200V) musste also zuerst dieses Problem gelöst werden. Mit einem NE555, ein paar Bauteilen und einem alten Transformator (240/12V) wurde ein Hochspannungsnetzteil gebastelt.
Das Prinzip ist einfach: Eine Gleichspannung wird mit einer kleinen Schaltung einfach sehr schnell abwechselnd ein- und wieder ausgeschaltet. Diese geschaltete Gleichspannung wiederum schaltet mit einem Leistungstransistor die Ausgangsseite des Transformators. (also da, wo normalerweise die 12V anliegen wird jetzt eingespeist) Das Übersetzungverhältnis des Trafos funktioniert auch in die andere Richtung :). So entstehen am Ausgang schon einmal einige hundert Volt. (abhängig von der Schaltfrequenz). Um daraus nun über 1200V zu erzeugen, habe ich eine Kaskade (Kondensatoren und Dioden) nachgeschaltet. (Funktionsweise)
So stehen nun alle zum Betrieb der Röhre notwendigen Spannungen zur Verfügung um einen Elektronenstrahl zu erzeugen. Mit Hilfe von einstellbaren Spannungsteilern kann der Strahlstrom, sowie die Gitter für Helligkeit und Bildfocus eingestellt werden.

Der erste Leuchtfleck

Die Spannungen für die Ablenkplatten werden ebenfalls von der Hochspannungsversorgung entnommen und mittels Transistoren gesteuert. Somit ist eine Ablenkung des Elektronenstrahls in beiden Achsen möglich.

Plexiglasgehäuse

Die Transistoren wiederum werden über eine kleine Vorstufe ausgesteuert, die extern mit einer Spannung von -5V bis +5V gespeist wird – der Steuerspannung für die Auslenkung des Leuchtfleckes. Dieser Steuerspannungseingang existiert für beide Achsen. Einen weiteren Eingang habe ich noch hinzugefügt, um den Elektronenstrahl zu „blanken“ also dunkel zu schalten. Hierzu wird an das entsprechende Gitter eine entsprechende Spannung angelegt, die den Elektronenstrom zur Anode vorher sperren.

Anschlüsse

So kann die Röhre nun von außen zum Beispiel mittels analogen Ausgängen von Mikrocontrollern (Arduino, PIC etc.) oder von NI DAQ Karten mit den dort zur Verfügung stehenden Kleinspannungen direkt angesteuert werden. Nach den ersten positiven Testläufen mit der Lochrasterplatinen-Elektronik habe ich dann ein sauberes Board konstruiert und die ganze Konstruktion auf eine Holzplatte montiert und mit einem transparenten Plexiglasgehäuse abgedeckt.
Alle Anschlüsse sind über Bananenbuchsen nach aussen geführt. So können zum Beispiel ganz einfach Lissajous-Figuren auf den Bildschirm gezeichnet werden…

Lissajous-Figur mit NI-DAQ

F101 Voodoo Radarmonitor

Aus einer McDonnel F101 Voodoo stammte das folgende Exemplar, das ich damals von einem Kunden bekam, mit der Bitte, zu versuchen, es wieder irgendwie zum Leben zu erwecken.
Das Ding von dem ich schreibe, war ein schwarzer Zylinder mit einer Länge von vielleicht 30 Zentimetern und einem Durchmesser von knapp 20 Zentimetern. Auf einer Stirnseite des Zylinders war eine Bildfläche wie von einem Oszilloskop zu erkennen, mit einem drehbaren Skalenring mit einer 0 bis 360 Winkelgrade – Beschriftung.
Der Kunde erzählte mir, es handle sich dabei um das Cockpitradar eines StarfighterJets. Daraufhin begann ich zu recherchieren, was sich damals, Mitte der 90er Jahre als relativ aufwendig herausstellte, zumal das Internet noch nicht in der Form und Vielfalt wie heute existierte.

Bildquelle: Wikipedia

Aber zumindest habe ich herausgefunden, dass es sich bei dem Teil wirklich um den Boardmonitor des Radarsystems eines Flugzeuges handelte. Und zwar um den Radarmonitor einer McDonnel F101.
Einem zweistrahligen Kampfflugzeug des kalten Krieges der US-Airforce der 50er Jahre.
Auf jeden Fall stammte das Teil aus diesem Flugzeug – wo auch immer der Kunde es her hatte. Und er bat mich, ob ich irgend eine Möglichkeit habe, es zum Laufen zu bekommen. Damit meinte er, er wolle den berühmten, rotierenden Leuchtstrich am Bildschirm sehen.
Ich habe damals keinerlei Informationen oder Unterlagen zu dem Teil finden können, wie das Gewirr an Kabeln über Kabeln, die aus dem Gerät herauskamen anzuschliessen sei…

Frontansicht des Monitors

Also begann ich zu demontieren. Zum Vorschein kamen etliche Miniaturelektronenröhren, Transformatoren und viele in Schirmgehäusen eingebaute, noch kleinere Röhren mit Spulenkörpern mit Tauchkernen und viele, viele Kondensatoren. In der Längsachse des Gerätes war die Bildröhre untergebracht, wobei die Magnetablenkung um die Achse der Röhre drehbar angeordnet war. Sprich, die komplette Ablenkeinheit wurde mittels Elektromotorantrieb um die Röhre herumgedreht.

Ansicht von oben

Da ich keine Chance hatte, die Schaltung irgendwie zu verstehen, zumal anscheinend einige Komponenten, wie die ganze Spannungs- und Signalaufbereitung nicht im Monitor integriert waren, sondern anscheinend anderswo im Flieger verbaut waren, machte ich mich also daran, alles zu demontieren. Übrig blieb nur die Bildröhre mit der Mechanik und die Ablenkspulen samt Antrieb. Auf einer Lochrasterplatine begann ich nun, eine eigene Ansteuerung für den Spulenantrieb zu basteln. Für die Ablenkspule selbst, baute ich einen Sägezahngenerator mit einer ausreichend starken Leistungsendstufe. Und für die Hochspannung der Röhre musste ein alter Zeilentransformator eines Fernsehgerätes herhalten, der von einem NE555 (der alte bekannte Timerbaustein) und einem passenden Leistungstransistor (irgendein BU508…) angetrieben wurde.

und er geht sich wieder 

Die ganze Schaltung wurde mit circa 24V betrieben und nahm sich dabei über 2A. (samt Kathodenheizung und Elektromotor und den Skalenbirnchen, die die Beschriftungen beleuchteten).
Aber es klappte. Am Bildschirm war ein grüner Strich zu sehen, der sich mit der einstellbaren Rotationsgeschwindigkeit drehte. Das war aber auch schon alles. Es gab keine Strahlstrommodulation oder ähnliches, um irgendwelche simulierten Radarbilder zu zeichnen. Heute könnte man sich mit kleinen Microcontrollern wie Arduino und co, ganz einfach was zusammenbasteln…