QRV voor 3,- op de 3cm band met de "HB100" motion detection device !

 

 

Om op de 3 cm band actief te worden ben je met een investering van zo'n 3,- voor een zender en  12,- voor een PLL gestabiliseerde LNB al een heel eind. Dat wil zeggen dat je wl al in bezit moet zijn van een computer of tablet plus een RTL SDR dongel of bijvoorbeeld een Yaesu FRG9600 als ontvanger. Verder natuurlijk wat snoertjes, een voeding en wat handgereedschappen en veel motivatie :-)

Als de HB100 op 10.369 GHz uitzend, en de LNB heeft een Lo van 9.750 GHz, dan komt het signaal op 619 MHz uit de LNB. Hierop sluit je via een Bias-Tee een ontvanger aan die kan ontvangen in het bereik rond 619 MHz zoals die RTl SDR dongel of een FRG9600.

 

 

Natuurlijk moet je eerst een HB100 aanschaffen :-) Die kun je voor iets minder dan 3,- scoren op E-bay. Zoek op "HB100 microwave"of klik hier ->  KLIK

Een PLL LNB kun je inclusief verzenden voor zo'n  12,- kopen. Bijvoorbeeld deze ->  KLIK   

 


Voor dat je verder gaat zou ik ook dit document even doorspitten   DROplexer.pdf  . Het was voor mij de inspiratie bron om de HB100 motion detection device ook aan te schaffen en er experimenten mee te ontplooien.


 

Een datasheet van de HB100 vind je hier: http://www.limpkin.fr/public/HB100/HB100_Microwave_Sensor_Application_Note.pdf 

In tegenstelling tot het voorbeeld in de DROplexer.pdf, gebruik ik de IF output van de HB100 niet. Voor ontvangst gebruik ik een LNB zoals in de satelliet TV ontvangst installaties gebruikt worden. Daarom kunnen we de mixer los snijden van de oscillator. De uitzendfrequentie van de HB100 wordt hierdoor stabieler en is minder gevoelig voor omgevings invloeden.

Modificatie A:

Open het aluminium kapje door de lipjes voorzichtig open te buigen. Buig niet verder dan strikt noodzakelijk. Er is kans dat ze afbreken. Snijd of frees het printbaantje naast de SMD condensator door en verwijder het voor een deel zoals op onderstaande foto zichtbaar is.

Modificatie B:

In het aluminium kapje zit een inbusbout. Hiermee kun je de frequentie regelen door deze bout dichter, of verder van de DRO pil te draaien. Vervang deze door een schroef die langer is en plaats tevens een contramoer. De standaard inbusbout gaat rammelen maar met een borgmoer kun je de zaak mooi fixeren. Plaats het aluminium kapje terug en buig de lipjes weer stevig rond de print.

 

 

De HB100 heeft 4 antennes. 2 daarvan zijn bedoeld om mee te zenden. De andere twee zijn voor de ontvangst, maar dat is ondertussen afgesloten. In feite kun je de HB100 nu al voorzien van 5 volt en er mee zenden. Ik heb met een kale HB100 op 12 meter hoogte een afstand van 5 km overbrugt tussen Winschoten en Koos, PD0SBS in Scheemda.

Om meer gain te maken heb ik een HB100 met de twee zend antennes in het focus van een schotel geplaatst. Let op, het printje zit dan niet zuiver in het midden van de schotel omdat de antennes op de rand van het HB100 printje zitten. De maximale afstraling, het focus punt, heb ik gevonden door met een 1N23c diode detector (zie elders op deze pagina) de veldsterkte te meten op 8 m afstand.

Op deze foto hier onder is te zien hoe de HB100 in een kunststof bakje in de schotel is gemonteerd. De schotel is overigens een 42 cm Ikea lampenkap die toevallig heel goed parabolisch was.

 

 

Nogmaals de details foto van de HB100 in een kunststof bakje om de HB100 tegen water en wind te beschermen. De HB100 is heel erg gevoelig voor temperatuur invloeden en moet daar zoveel mogelijk tegen beschermd worden. Variabele windvlagen of tocht doen de frequentie heen en weer driften. Op een half bewolkte dag met afwisselend zon en wolken zie je ook de frequentie op en neer driften als gevolg van opwarmen en afkoelen van het kunststof bakje waarin de HB100 zit gemonteerd.

Met deze configuratie (HB100 in de 42 cm Ikea schotel)  is de de mode 'OPERA op05' zo'n 32 Km overbrugt tussen Uithuizermeeden op een hoogte van zo'n 25 meter agl (een TX site beschikbaar gesteld dankzij Gerrie de PA4GB) en het RX station in Scheemda bij Koos de PD0SBS op 18 m agl met een 50 cm offset schotel. Overigens lukte een verbinding die dag ook tussen Uithuizermeeden en Nieuwolda, bij Berend de PA3ARK/p op 3 m agl. 

 

 


 

Om de HB100 te moduleren kun je het heel simpel houden. Enkel een transformator in lijn met de voeding. Aan de andere kant van de transformator sluit je een audio bron aan zoals een PC of een MP3 player. Je zal wel de input spanning vr de travo moeten verhogen om de spanningsval over de travo te compenseren. Met het vinden van een transformator moet je geluk hebben dat er een geschikt type in de rommeldoos zit. Ik heb ook wel gebruik gemaakt van een LM317 spannings regelaar door op de Adj. pin van de LM317 de audio van de MP3 player te injecteren via wat weerstandjes en een elco. 

De amplitude die hierdoor op de 5 volt voeding ontstaat, zorgt dat de HB100 FM gemoduleerd wordt. De gegenereerde frequentie is gevoelig voor variaties op de voeding. Hierdoor ontstaat de FM modulatie. Deden we dat vroeger ook niet zo bij 3 meter buizen zenders ;-) Op de MP3 player staat echter geen Piraten polka muziek, maar een MP3 of WAV file met CW ID die in een loop wordt afgespeeld. Ik heb zelf een "OPERA op05" cyclus opgenomen en laat die in een loop afspelen door de MP3 player.

 

 


 

Het is ook mogelijk om een SMA connector op de HB100 te maken. De dunne printbaantjes naar de twee Patch zendantennes worden dan weg gekrast  Op het punt waar deze twee printbaantjes samen komen kun je de kern van een coax kabel solderen. Zie voorbeeld op de onderstaande afbeelding. De buitenmantel van de semirigid coax is op onderstaande afbeelding nog niet aan de print gesoldeerd, maar dat moet je dus wl doen !

 

 

In onderstaande illustratie kun je zien hoe ik het verder heb gemonteerd. Wel even een opmerking wat betreft de HB100 print. Die mag geen mechanische stres ondervinden. Een geringe variabele mechanische belasting op de print doet de frequentie varieren. In eerste instantie had ik de verbinding met de doorvoer C erg star gemaakt. Op de plaats waar de semirigid door het blik gaat ontstaat een wip-wap. De starre doorvoer C verbinding gaf tegendruk waardoor de print neiging had om iets te buigen. Nadat ik deze verbinding had vervangen door een dun draadje met wat lusjes werd de stres op de print opgelost. Ik kreeg ondertussen van twee amateurs ook het advies om een smoorspoeltje met de nodige uH voor de doorvoer C te plaatsen om invloeden, die opgepikt worden in de voedings kabel, te onderdrukken..

 

 

Dit is een praktijkvoorbeeld van de gemodificeerde HB100 in een blikken doosje. De doorvoer C (rechter onderhoek van het compartiment) is hier nog voorzien van een stug stuk draad met de problemen van dien waarover ik hier boven schreef. Let ook op de gemodificeerde stelschroef + contramoer om de frequentie te kunnen regelen.

 

 

Later kom ik nog terug op de hoorn, maar wederom een praktijkvoorbeeld zoals de HB100 aan een hoorn is gekoppeld. De frequentie stabiliteit van de HB100 is deels afhankelijk van de mechanische rust die je het printje kunt geven, maar ook thermische rust is van belang. Daarom is het blikken doosje in dit geval ingepakt met bobbeltjes folie afgewerkt met een blauw diepvrieszakje. Dit om invloeden van wind en regen tegen te gaan. 

 

 

Op deze wijze heb ik de gemodificeerde, ingeblikte HB100 + hoorntje op 8 meter agl staan. De modulator staat op de begane grond. Vanaf deze 8 meter hoogte heb ik enkele test gedaan tussen Appingedam en Scheemda en is het signaal ook al eens in OPERA op05 gedecodeerd.

 

 

Hier onder enkele resultaten ven verschillende antennes. In deze spectogrammen is heel dun een verticaal lijntje waarneembaar. Uit deze metingen blijkt dat de gehele HB100 in het focus van een Ikea lampenkap en de HB100 met SMA aansluiting en 25 cm lang hoorntje vergelijkbare resultaten opleveren. Natuurlijk zijn de signalen uiterst zwak. Maar we hebben het hier over een 15 mW zender op 10.369 GHz over een afstand van 18 km. In Scheemda bij PD0SBS werd geluisterd met een 50 cm offset schotel en LNB op 18 meter agl. De zender stond bij mij op 8 meter agl.

 

 


 

Ik schreef net over het thermisch inpakken van de HB100. Hier onder zijn de resultaten afgebeeld van een open HB100 die eerst in de schuur en later buiten werd opgesteld. Aan de frequentie stabiliteit is duidelijk zichtbaar dat tocht en omgevings invloeden de frequentie stabiliteit behoorlijk benvloeden. Het driften is zo'n 12 KHz in dit geval.

 

 


 

Naast de HB100 bestaat er ook een HB200. Mijn indruk is dat HB200 minder stabiel is dan de HB100. Ook is hij moeilijker in FM te moduleren. Hij heeft veel meer amplitude nodig op de 5 volt lijn. Op zich geen bezwaar, maar het bied mijns inziens geen voordelen toz van de HB100. Desondanks heb ik voor test doeleinden deze HB200 uitgerust met een SMA chassisdeel direct op de print in plaats van gebruik te maken van semirigid als koppeling.  Een SMA male connector met een restje semirigid + sprietje dient hier als test antenne voor back yard experimenten.

 

 

Hier nog een voorbeeld van een succesvol experiment om mechanische belasting op de print tegen te gaan. De HB100 is dusdanig ver gestript dat alleen het zendcircuit over bleef. Anders paste het niet in het uitgefreesd aluminium blok dat ik toevallig had liggen. De HB100 is stevig in/aan het 1cm dik aluminium blok geschroefd waardoor een goede mechanische rust ontstaat. Het deksel (links) is voorzien van de stelschroef om de frequentie te regelen en valt pressies boven de DRO pil op z'n plaats. Aan de onderkant van het aluminium blok zit een SMA chassisdeel. De output van de HB100 wordt rechtstreeks aan de kern van het SMA chassisdeel gesoldeerd. In dit geval in de rechter bovenhoek van de gestripte HB100 print. Het aluminium dekseltje dat normaal over de HB100 zit, is dus verwijderd en is min of meer vervangen door het deksel dat rechts op de foto op z'n kant staat.

 

 


 

Om 10 GHz signalen te kunnen meten heb ik een 22 mm koperbuis uitgerust met een 1N23c diode. De diode zit op 8 mm vanaf de achterwand. De achterwand is dicht gemaakt met een 5 Euro cent. Via een gaatje in de buis is de top van de diode naar buiten gevoerd. Hierover zit nog een C van 10 nf. De spanning meet ik met een universeelmeter. Vlak boven de HB100 patch antennes meet ik zo'n 2.5 volt. Op zo'n 8 meter afstand moet je denken aan spanninkjes van zo'n 20 mV als je er met een hoorntje op richt. De spanning op de top van de diode is negatief.

 

 

 

 

 


 

Ik was benieuwd naar de demping van diverse materialen. Ik heb een meetopstelling gemaakt met de eerder genoemde HB200 en de 1N23c diode meetkop op zo'n 20 cm afstand van de zender. Vervolgens hield ik diverse materialen voor de diode meetkop en noteerde de gemeten veldsterkte. De resultaten zijn onder de foto te lezen. Wat mij wel verbaasde, is dat glas erg veel signaal tegen houd. 

 

 

Zonder belemmering tussen HB200 en de 1N23C diode detector was het signaal 31 mV !

Sponsje (zie foto) - 31 mV
Bruin Schuurwol - 31 mV
Diepvrieszak 4x dubbel (ritsel) - 31 mV
PE plakband - 31 mV
9v batterij blister - 31 mV
Brilglas kunststof - 31mV
PP drinkbeker - 31 mV
Tupperware bakje - 31 mV
Blister verpakking Kaas - 31 mV
Snijplank kunststof - 31 mV
Deksel Gamma schroevenblister - 31 mV
Wit teflon tape - 31 mV
Dop van aanstekergasbus - 31 mV
Eemsbode, dubbel - 29 mV
Rijstwafel - 29 mV
Plexiglas 2mm - 28 mV
Verfbus dop - 27 mV
Gebakschotel keramiek - 26 mV
PP drinkbeker - 23 mV
Plexiglas 5mm - 22 mV
Gebakschotel keramiek - 19 mV 
Afrikaanse reuzeslak schelp - 17 mV
Potje 4 seizoenen peper - 16 mV
Zak houtvezel/zaagsel - 15 mV
Houten snijplank 15 mV
AH Allerhande - 13mV
Groen Laskapglas - 12 mV
Boek 550 blz - 12 mV 
Longdrinkglas - 11 mV
Glazen koffiekopje - 11 mV
Snee broood - 9 mV
Wijnglas - 9 mV
Plakje spacecake - 7 mV
Spaans woordenboek 380 Blz - 7 mV
Borrelglas - 3 mV
Kers tomaat - 0 mV
Latoenkoper - 0 mV
Een hand - 0 mV
Komkommer - 0 mV
Suikerbiet - 0 mV

 


 

Ondertussen heb ik 2 hoorntjes gemaakt van 0.5 mm blik inclusief de SMA naar waveguide overgang. De links naar die hoorntjes vind je hier:

http://www.wipl-d.com/getting_started.php?cont=benchmarks/wipl-d-pro-examples/antennas/20-db-horn-antenna 

http://projects-web.engr.colostate.edu/ece-sr-design/AY11/antenna/Images/Final_Paper.pdf 

De 4 zijden van de hoorn heb ik uit een stuk plaat geknipt en aaneengesoldeerd. Van hout heb ik een mal gemaakt dat de juiste afmetingen heeft van een WR90 waveguide. Zo zijn de 4 zijden van de waveguide met zo groot mogelijke nauwkeurigheid aaneen te solderen en het uiteindelijk het juiste formaat van waveguide, maat WR90, zal benaderen. 

 

 

De afmetingen voor een WG16 / WR90 waveguide naar SMA overgang staan in de onderstaande afbeelding...

 

 


 

Ondertussen heb ik een eindtrap van DB0VE aangeschaft. De aansturing van de HB100 is voldoende om PA3-2-400mW aan te sturen. Op onderstaande plaatje is de HB100 ingekapseld in een uitgefreest aluminium blok (rechts). Deze is vervolgens aangesloten op de 400 mW eindtrap. Na de eindtrap volgt een circulator. Dit is een bijzondere mooie aanwinst om omgevings invloeden te verminderen. De HB100 drift zonder circulator 400 KHz als je de hand voor de hoorn langs wappert. Met de circulator slechts 40 KHz. De circulator is vervolgens aangesloten op de 25cm lange 20dB hoorn. 

 

 


 

Als laatste dan nog enkele links met betrekking tot HB100 gerelateerde experimenten of toepassingen:

https://www.facebook.com/groups/1076244799116326/ 

http://www.arrl.org/files/file/QEX_Next_Issue/2015/May-Jun_2015/Wadsworth.pdf 

http://f6hcc.free.fr/10ghz.htm 

http://www.kh-gps.de/hb100.htm 

 

 

73's, Peter - de PA1SDB

 

Updated: 14 November 2016


free counters