Eine Notstromversorgung für HAMNET

Je genauer ich mich damit beschäftige, um so klarer wird die Erkenntnis, dass das HAMNET längerfristig für den Notfunk ausgesprochen wichtig wird: Keine andere Spielart des Amateurfunks hat eine ähnliche Kombination aus Kompatibilität, großer Bandbreite und geringem Hardware-Aufwand. Das, zugegeben provisorische, HAMNET-Relais rechts könnte man beispielsweise neben einen THW-Trupp stellen, der mit eigenen Mitteln keine breitbandige Verbindung aufbauen kann, Die Softwareseite des Ganzen überlasse ich gerne anderen.

Dieser Artikel zeigt, dass die netzunabhängige Versorgung eines Benutzerzugangs geradezu lächerlich einfach ist.

Der stromsparende Aufbau einer HAMNET-Station

Wenn ich von Notfunk rede, dann verstehe ich darunter vor allem den Betrieb der Infrastruktur über Tage hinweg, siehe Notstromversorgung im Shack. Ein herkömmlicher PC unter dem Tisch ist für den Zweck ziemlich ungeeignet. Wer genug Speicherkapazität vorhält, kann vielleicht über ein Notebook nachdenken. Aber wirklich sparsam wird es erst mit Smartphones und Tablets. Das Laden solcher Geräte aus einer 12-V-Quelle ist trivial.

Wie sieht es aber mit dem HAMNET-Zugang aus? In Kurzform: Meine komplette HAMNET-Infrastruktur braucht etwa 3 W, also 0,2 A aus einer 12-V-Batterie. Mit passenden Mobilgeräten ist man also mit deutlich weniger als 10 W dabei.

Meine HAMNET-Station besteht aus folgenden Komponenten:

Einem der üblichen Outdoor-Accesspoints – in meinem Fall einem Mikrotik Bullet.
Einem WLAN-Accesspoint vom Typ Edimax BR-6428nS V5. Dabei ging es mir nicht darum, dass das Teil mit gut 10 EUR extrem billig ist: Mir ging es um die geringe Leistungsaufnahme und den WAN-Anschluss. So kann ich im Shack ein abgeschlossenes Netzwerk aufbauen und auch ganz normal ins Internet gehen. Das erkläre ich bei Gelegenheit mal genauer.
Einem Android-Tablet mit Bluetooth-Tastatur.

Natürlich habe ich auch zwei normale PCs im Shack, aber der die betreibe ich ausschließlich mit Netzstrom. Sie hängen aber per Kabel am Switch des Edimax-Accesspoints.

Bei einem alten WLAN-Accesspoint mit 12-V-Stromversorgung würde ich es durchaus mal riskieren, ihn an einen Blei-Gel-Akku mit nominell 12 V anzuschließen. Es gibt wohl kaum eine Komponente darin, die 12 V benötigt; das läuft alles mit 5 V, 3,3 V oder noch weniger. Dazu ein Tipp: Auf vielen Geräten ist eine FCC ID angegeben. Die FCC hat in den USA ähnliche Aufgaben wie die Bundesnetzagentur bei uns. Anders als die BNetzA betreibt sie aber eine öffentliche Datenbank aller Telekommunikationsgeräte, die sie zugelassen hat. Wer bei https://fccid.io/ nach der FCC ID sucht, findet man auch Bilder von den Innereien der Geräte.

Im Minimum findet man so Hinweise, wie man das Gehäuse auf bekommt. Bei einem Edimax BR-6478AC V2 (FCC ID NDD9564781503) findet man unmittelbar am Stromversorgungsstecker vier recht große unbestückte Stellen mit Dioden-Symbolen. Offensichtlich war da vorgesehen, einen externen Transformator anschließen zu können. Daneben kann man drei SMD-Spulen erkennen – offensichtlich drei Spannungswandler. So ein Teil sollte an einer 12-V-Batterie problemlos funktionieren. Ich kann es nicht mehr ausprobieren, weil ein Firmware-Update schief ging.

Erfahrungsgemäß funktioniert eine Mikrotik Bullet problemlos mit 12 V, auch wenn es nominell 24 V sein sollen. Ich kombiniere gerne einen Mikrotik Bullet mit einem TP-Link CPE210, weil der die gleiche Speisemethode nutzt und einen Switch enthält – siehe oberstes Bild. Mit diesen beiden Komponenten und einer Stromversorgung kann man ein HAMNET-Relais für den Fieldday oder so bauen. Allein: Mit 12 V will der CPE210 nicht. Langer Rede kurzer Sinn: Ich brauchte doch ein paar Volt mehr, als die Batterie hergibt.

Damit es nicht gar so einfach wird, will der Edimax BR-6428nS V5 auch noch 9 V sehen. Also startete ich ein kleines Bastelbrojekt.

Die HAMNET-Notstromversorgung

Wie man genug Speicherkapazität auf 12-V-Niveau bekommt, habe ich ja schon ausführliche erklärt, siehe Notstromversorgung im Shack. Wem nichts Besseres einfällt, hängt an die Batterie einen der üblichen 12-V-Verteiler dran. Die gibt es auch mit USB-Anschlüssen, womit das Laden der Mobilgerät auch gleich erledigt ist. Also musste ich nur noch 9 V und 24 V bereitstellen. Hier hilft der deutsche Elektronikhandel nur begrenzt weiter. Aber bei eBay findet man zahlreiche chinesische Hämdler, die einem da jeden Wunsch für lächerlich wenig Geld erfüllen.

Also nahm ich zwei solcher Wandlermodule und baute da herum die Stromversorgung für die beiden Accesspoints. Die Aufgabe ist im Kern trivial, aber das Drumherum erfordert einiges Gehirnschmalz:

Den Edimax-Accesspoint nutze ich, um vom Shack aus ins Internet zu gehen. Dann will ich aber längst nicht immer auch ins HAMNET. Deshalb habe ich zwei Schalter vorgesehen: Der eine schaltet die Betriebsspannungen beider Accesspoints, der zweite nur die des HAMNET-Zugangs.
Meine 12-V-Versorgung liefert problemlos 60 A. Für die filigrane Elektronik hier ist das viel zu viel. Deshalb enthält schon der 12-V-Stecker eine 8-A-Sicherung. Die dort benutzen Torpedo-Sicherungen treibt man aber nur noch schwer auf. Ich habe nur einen Vorrat an 8-A-Sicherungen. deshalb habe ich in meinem Eigenbau als erstes eine 3-A-Feinsicherung eingeschleift. Dann kann da nichts mehr abbrennen.
Die beiden Schaltregler sollen das 12-V-Netz nicht mit Störungen verseuchen. Deshalb baute ich eine stromkompensierte Drossel (blaues, rundes Gehäuse) aus der Bastelkiste ein. Die Drossel hat einen Nennstrom von 2 A. Vorne und hinten verbinde ich die beiden Windungen mit 100-nF-Keramikkondensatoren. Damit mache ich die Störungen erst niederohmig, stelle ihnen dann die Drosselimpedanz in den Weg und schließe den Rest kurz.
Die Briefmarke ist ein Abwärtsregler, der problemlos 2 A liefert. Mit so einem Regler versorge ich meinen FT-817 mit 9,5 V, auf dass er beim Empfang 100 mA weniger aus dem 12-V-Akku zieht. Hier hängt der Edimax-Accesspoint dran.
Die Platine mit den zwei SMD-Induktivitäten ist ein Aufwärts/Abwärts-Regler. So ist es gleichgültig, ob ich diese Stromversorgung mit 12 V oder 24 V betreibe.
Nachdem der Kram in der Bastelkiste rumlag, führe ich jede Ausgangsleitung über eine SMD-Drossel. Die blauen Bauteile dahinter sind 100-nF-Kondensatoren.
Der Aufbau auf Leiterplattenmaterial ist nicht nur bequem, sondern sorgt auch für eine niederohmige Masse.

Es ist übrigens Absicht, dass alle äußeren Verbindungen der Stromversorgung gegen die interne Masse verdrosselt sind: Entgegen anderweitiger Überzeugungen ist es nicht möglich, Hochfrequenz kurzzuschließen – außer man macht es so wie oben beschrieben. Da sind schon die Blindwiderstände aller Verbindungen zu hoch. Man kann nur dafür sorgen, dass Störungen nicht ausbrechen können. Am Transceiver meiner Mobilstation sind alle Anschlüsse verdrosselt. Auf der Autobahn höre ich auf Kurzwelle öfter mal einen LKW oder ein SUV, aber nur minimal meinen eigenen Vierkreiser.

Empfangsversuche mit meinem SDR, 50 cm neben den Spannungswandlern von Solarladeregler bis zu Obigem zeigen, dass die Grundwellen der ganzen Spannungswandler im Bereich 250...350 kHz Störungen bis zu 20 dB über den Hintergrundgeräuschen produzieren. Oberwellen kann ich keine feststellen. Um die Empfindlichkeit meiner LW-Antenne zu charakterisieren: Ich höre hier bei München Non-Directional-Beacons der Flughäfen Manching, Salzburg und Linz. Die Münchner Baken natürlich auch, aber das ist ja keine Kunst :-)