Модификации baofeng uv 5r.
У трансивера Baofeng UV-5R его штатная антенна нуждается в доработке: и настроена она неточно, и потери на диапазоне 144 МГц велики. Её несложно модифицировать так, чтобы она нормально работала на обоих диапазонах этого трансивера.
Доработку начинают с разборки антенны. Для этого её надо отсоединить от трансивера и подержать 10...15 мин в горячей воде (подойдёт закипевший чайник). Затем, держа антенну за разъём и аккуратно пошатывая (но не вращая вокруг оси), снимают пластиковый чехол. Собственно антенна чем-то вроде силикона приклеена внутри к чехлу в верхней его части, поэтому если снять его не получается, надо посильнее покачать чехол в верхней части.
Когда чехол снят, у вас останется стальная пружина с желтоватым покрытием, накрученная на корпус разъёма, с маленьким конденсатором внутри. По электрической схеме это укороченный сворачиванием в катушку λ/4 GP на 144 МГц (согласование - отвод от этой катушки) и удлинённый примерно до 0,35λ GP на 432 МГц, согласованный последовательно включённым конденсатором.
Становится ясно, почему греется нижняя часть антенны при работе на передачу на 144 МГц. Ведь это, по сути, катушка согласующего устройства (СУ), согласующая низкое (несколько ом) сопротивление излучения короткого GP И сделать катушку такого СУ из оцинкованной стальной проволоки - плохая идея. Добротность получится низкой (проводимость цинка почти вчетверо хуже, чем меди), и катушка будет греться. Что и наблюдается на практике: при работе на передачу в диапазоне 144 МГц нижняя часть антенны через несколько минут нагревается до 45...55 о С. И это именно нагрев антенны из-за тепловых потерь в ней, а не теплопередача от шасси трансивера. Чтобы убедиться в этом, достаточно выкрутить антенну - она существенно горячее, чем шасси.
Другое слабое место штатной антенны - конденсатор. Во-первых, он очень маленький керамический, что вносит потери и ограничивает допустимую мощность. Во-вторых, его тонкие проволочные выводы припаяны с одной стороны к разъёму, с другой - к спирали антенны. А это может привести к механическому разрушению этого конденсатора после нескольких вкручиваний-выкручиваний антенны. Ведь низ стальной пружины антенны не припаян, а просто "навинчен" на корпус разъёма, т. е. может немного проворачиваться относительно вертикальной оси вместе с припаянным к нему выводом конденсатора. Именно это и происходит, если при вкручивании-выкручивании держать антенну не за нижнюю часть, а за середину. А другой вывод конденсатора впаян в разъём, а жёсткости конструкции конденсатора и его выводов не хватает, чтобы трубочка разъёма поворачивалась бы вслед за пружиной антенны. Выводы конденсатора скручиваются, он повреждается механически. Описания случаев поломки этого конденсатора нередки.
Этот конденсатор надо заменить более надёжным - электрически и механически. Проще всего сделать конструктивный конденсатор из коаксиального кабеля. Для этого потребуется отрезок длиной 42...45 мм полужёсткого кабеля с фторопластовой изоляцией (например, HF086). Сняв трубку оплётки примерно на 2...4 мм, оголяют центральную жилу и впаивают её в разъём. Надевают на кабель и хвостовик разъёма термоусаживаемую трубку длиной 35 мм. Нагревают её так, чтобы последний 1 см оплётки остался бы незакрытым трубкой. Отступив примерно на 30 мм от разъёма, к оплетке припаивают кусок голого лужёного провода диаметром 0,5...0,8 мм длиной 10...12 мм, обернув его кольцом вокруг оплётки. Примерно 5 мм этого выводаоставляют свободно выступающим перпендикулярно поверхности коаксиального кабеля.
Выше припаянного кольца на кабель надевают ещё кусочек термоусаживаемой трубки длиной 10 мм и обжигают её. Получился конденсатор ёмкостью 4 пФ с фторопластовой изоляцией (низкие потери) и механически прочный. Даже если потом пружина антенны будет проворачиваться относительно разъёма, припаянная к нему центральная жила из сплошного и относительно толстого провода просто провернётся во фторопластовой изоляции кабеля без негативных последствий.
Теперь займёмся потерями в катушке. Обезжирив спираль антенны и сняв с её верха остатки силикона, посеребрим стальную пружину. Старинный способ погружением в отработанный фиксаж сейчас вряд ли получится: уж нет и фотоплёнок и фиксажа для них. А вот соли серебра для серебрения в водном растворе найти можно.
Для этого достаточно одной пробирки раствора: вначале серебрят нижнюю часть антенны, потом переворачивают и опускают в раствор верхнюю. После серебрения натирают спираль фланелевой тряпочкой до блеска. При этом надо беречь руки: чёрные хлопья излишнего серебра, снимаемые тряпочкой, потом плохо отмываются от кожи. "Для красоты" можно ещё и покрыть спираль тонким слоем бесцветного нитролака.
Наверное, вместо серебрения можно просто облудить спираль хорошим припоем, но автор это не пробовал.
Теперь надевают спираль на разъём и плотно накручивают её. Затем пинцетом извлекают наружу торчащий свободный вывод провода и припаивают его (при настройке точку подключения возможно придётся изменить) к 16-му витку спирали, считая снизу (рис. 1).
Рис. 1. Спираль антенны
Для настройки потребуется поджимать и растягивать спираль (наверняка), менять точку подключения нашего конденсатора из отрезка кабеля к спирали (максимум плюс-минус 1 виток, но этого может и не потребоваться), ёмкость этого конденсатора, т. е. длину кабеля (скорее всего, до этого дело не дойдёт).
Настраивать по минимуму КСВ следует примерно на 1 МГц выше желаемой частоты на диапазоне 144 МГц и на 3...5 МГц выше в диапазоне 432 МГц. Потом, когда наденете чехол, из-за влияния пластика частоты соответственно понизятся. На рис. 2 и рис. 3 приведены зависимости КСВ от частоты для модифицированной антенны.
Рис. 2. Зависимости КСВ от частоты
Рис. 3. Зависимости КСВ от частоты
После доработки антенна на 144 МГц существенно меньше греется, а репитеры стали открываться и из тех проблемных мест (например, внутри железобетонного дома), из которых с исходной антенной они не открывались.
Дата публикации: 09.03.2016
Мнения читателей
- Антон
/ 30.01.2017 - 06:06
Видео можно для понятности как сделать
Здравствуйте, дорогие читатели!
Сегодня в обзоре автомобильный адаптер питания для рации Baofeng UV-5R.
- подробный осмотр
- расчлененка
- эксперимент и доработка
Зачем мне адаптер
Достаточно часто использую в автомобиле рацию 70 см диапазона: дальние поездки на нескольких машинах, выезды на отдых зимой и т.д. Сразу скажу, что СИБИ рация в машине тоже есть, но далеко не у всех друзей СИБИшка есть в машине. Да и позвать детей, которые катают на сноуборде на горе, попить чайку в автомобиле становится удобнее (у них же в кармане всегда есть маленькая портативочка).
Кроме того, в моем городе активно работает , участником которого я являюсь.
Для этих целей в моей машине прижилась дешевенькая рация Baofeng UV-5R с тангентой и внешней антенной. И теперь решено было добавить еще и питание от бортовой сети автомобиля.
Покупка, доставка, упаковка
Продавца выбрал по наименьшей цене и нормальному рейтингу. Оплатил 30.11.15, а получил в Барнауле 25.01.16, т.е. 56 дней. Не самая оперативная доставка. Посылка шла без трека в обычном сером пакете. Сам адаптер щедро замотан вспененным полиэтиленом и за время пути не пострадал. Внутри устройство находилось в простом полиэтиленовом пакетике с замочком.Характеристики и внешний вид
На страничке у продавца заявлено следующее (в вольном переводе автора):- For Baofeng UV5R UV5RB UV5RC A52 Seiries // перечень подходящих моделей, серия
- Switching IC design // спроектировано на интегральной микросхеме
- Over Volate/Current/Temperature Protection // защита по току, температуре, от повышенного напряжения
- Input: DC 12V // входное постоянное напряжение 12 Вольт
- Output: Max: 3A // выходной ток 3 Ампера
- Highly efficient > 90% // высокая эффективность более 90%
- Low Heat Dissipation // низкое тепловыделение
- Light weight // легкий вес
- Cable length: 30cm, extendable to 70cm //длина кабеля 30 см, растягивается до 70 см
Адаптер снаружи выглядит очень достойно: хорошее качество литья, облоя в помине нет. Текстура пластика идеально совпадает с таковой на родном аккумуляторе и рации. Крепкий матовый пластик штекера прикуривателя выглядит тоже приятно. В рацию адаптер встает плотно, без зазоров.
В руках же радость от покупки немного утихает. Внутренняя панель устройства настолько тонкая и хлипкая, что при простом удерживании в руке значительно прогибается под пальцами. С наружными элементами корпуса все в порядке - основательно и крепко.
На внутренней панельке наклейка абсолютно идентичная таковой на родном аккумуляторе, но при этом не сообщающая ничего правдивого об адаптере.
Кабель вмеру жесткий даже на морозе. Его длина больше, заявленной продавцом - около 50 см с возможным растяжением до примерно 90 см.
Больше фотографий
Разборка
Конечно, получая товар неизвестного качества, я по мере возможности его разбираю. Особенно, это касается вещей относящихся к вопросам безопасности. Участь изучения внутреннего содержания адаптера не обошла его стороной.В первую очередь, разбираем штекер прикуривателя. Это не трудно: откручиваем пластиковую гайку на кончике, снимаем металлическое колечко и раскручиваем один болтик. Качество сборки порадовало. Понятно, что питать через него что-то энергозатратное не стоит, но для рации вполне подойдет. Хорошая подгонка деталей, достаточно толстые металлические элементы, крепление половинок на металлический болтик с гайкой. Присутствует предохранитель неизвестного номинала. За индикацию наличия напряжения отвечает красный светодиод с гасящим резистором.
Минус только за крепление кабеля внутри. Здесь, и в самом корпусе адаптера кабель закреплен термоклеем, который уже в процессе транспортировки отвалился и ничего не крепил. Надо будет исправить.
Разобранный штекер
Разобрать корпус самого адаптера оказалось несколько сложнее. Две его половинки соединены на клей, а хлипкость внутренней части не позволяет хорошенько на нее надавить для разбора. Но, Китай не был бы таковым, если бы не сэкономил даже на клею. Поэтому, напираем нежными движениями вдоль мест склейки с помощью пластиковой карточки и через пару минут корпус располовинен.
Внутри видим ожидаемый конструктив. Микростема LM7808 в корпусе ТО-220 с небольшим плоским радиатором, два электролита по 220 мкфх35в и навесной монтаж. Крепление всего этого хозяйства снова на термоклей. И вновь, термоклей отвалился уже при транспортировке. Термоклеем закреплен радиатор (!!!); Ау, производитель! Радиатор же греется и расплавит этот клей! Надо будет исправить. Не понятно для чего, но в положенном месте стоят контакты для зарядника аккумулятора. Они ни к чему не подключены.
Ну а теперь вернемся к электронной начинке. Вот схема:
А вот на микросхему.
На выходе мы получаем 8 вольт, вписываясь в напряжение, которое дает свежезаряженный родной аккумулятор.
А вот по току продавец конечно-же наврал. Типично, микросхемы серии LM78XX в таком корпусе отдают не больше 1,5 Ампера и то с должным охлаждением. Так что ждать здесь 3 Ампера не стоит, да и надо ли?
Полагаю, что продавец слукавил и по поводу высокой эффективности и низкого нагрева. Греться будет.
Отсутствие должного крепления, навесной монтаж совсем без изоляции и неизвестное качество пайки могут привести к выходу устройства из строя, а в ряде случаев и более серьезным последствиям (намекаю на возгорание).
Но, наши руки не для скуки! Попробуем исправить!
Эксперимент и доработка
В моем на преобразователь напряжения (MP1584en) я писал, что планирую использовать его как раз для питания рации от бортовой сети автомобиля. В комментариях один из пользователей написал, что этот модуль может не подойти для питания рации.Ну раз уж у меня на столе лежит разобранный адаптер и на полке указанный преобразователь, то грех не попробовать! Выпаиваем схему на LM7808, припаиваем преобразователь, выставляем переменником необходимое напряжение (я поставил 7,5 Вольта), лаком фиксируем настройку, временно собираем и усиленно эксплуатируем 3 дня в машине под тщательным присмотром.
Преобразователь DC-DC
Субъективный вывод: работает точно также как и от родного аккумулятора. Нагрева практически нет (зима же). Помех, ухудшения приема, снижения мощности передачи я не заметил. Вполне допускаю, что это частный случай и в других условиях возможно по-другому. Я только поделился своим опытом. Вывод субъективный т.к. исследований (выходной мощности рации, изменений модуляции, КСВ и т.д.) я не делал.
А теперь, давайте, вернемся к «родным» потрошкам и доработаем конструкцию китайцев.
В первую очередь, элементы нужно закрепить. Для этого к внутренней стороне адаптера я приклеил пластиковую стойку высотой 3 мм под шурупчик. На конденсаторы приклеил термостойкий двусторонний скотч и все это дело закрепил на место. Пропаял все соединения.
Теперь изоляция выводов элементов. Здесь очень важный момент - изоляция по «фен-шую»! Подходит только синяя
изолента!!! Ее кусочек и используем.
По расположению рации у меня в машине удобнее было бы, чтобы кабель выходил из адаптера сбоку и сверху. Сказано-сделано! Сверлим отверстие и заводим провод. Я уже писал, что фиксации проводов в адаптере и штекере практически нет. Поэтому, я зафиксировал кабель обычными стяжками изнутри.
Собираем и проклеиваем швы.
Доработка
Эксплуатация не выявила каких-либо подводных камней. Нагрев при активной передаче присутствует, но все в пределах параметров микросхемы.
Выводы
Мое мнение таково: для меня товар вполне годный. Изначально, я хотел приобрести адаптер для обычных АА/ААА батареек и модифицировать его. Однако, их разница в цене совсем невелика. Покупать или нет решать Вам.Плюсы:
- достойный внешний вид
- качество штекера
- длина кабеля
- завышенные характеристики
- хлипкость конструкции изнутри
- сомнительный монтаж
- необходимость доработки
Буду благодарен, если поддержите, нажав на кнопку «Обзор понравился».
Спасибо, берегите себя! Планирую купить +11 Добавить в избранное Обзор понравился +19 +34
Как показала практика многие экземпляры УКВ трансивера имеют недостаточную глубину модуляции.
Проблема заключается в том, что между выходом микрофона и входом модуляции RF микросхемы последовательно стоят резистор 6,8 кОм два конденсатора по 10 нФ. Они создают довольно большое сопротивление, в результате на моем низкочастотном голосе амплитуда уменьшается в 2,5... 3 раза по пути от микрофона до входа модуляции RF микросхемы.
Нет, если говорить высокочастотным звонким (например, китайским hi) голосом, то ослабление НЧ сигнала по этому пути намного меньше. А вот с глухим европейским голосом, да еще при не лучшем экземпляре микрофона до входа модуляции приходит слишком мало НЧ сигнала и модуляция получается мелкой.
Как улучшить?
Для улучшения глубины модуляции применяются два решения:
- Шунтирование блокировочным НЧ конденсатором пути между микрофоном и входом модуляции.
- Использование дополнительного усилителя, например, транзистора VOX.
Ниже описана реализация первого метода (шунтирование пути НЧ сигнала), которая не требует полной разборки станции (исключены самые сложные и опасные операции), не нуждается в резке дорожек, и даже позволяет обойтись без пайки SMD компонентов, используя дополнительно обычный конденсатор с выводами.
Технология доработки
Сначала частично разбираем станцию по следующим шагам:
- Выключить станцию. Снять аккумулятор (нажав фиксатор сверху).
- Если есть, снять клипсу, открутив два винта.
- Стянуть ручку регулятора громкости (она сидит на оси на трении).
- Пинцетом выкрутить гайки крепления переменного резистора громкости и антенного разъема.
- Сзади выкрутить два верхних винта, крепящих небольшую верхнюю крышку. Осторожно, под ними подпружиненная кнопка съема аккумулятора, пружина из нее может выскочить.
- Выкрутить внизу сзади два винта.
- Открыть пластиковую крышку, закрывающую гнезда MIC и SP.
- Плоской отверткой сзади и снизу поддеть алюминиевый радиатор и аккуратно поднять его на пару мм вверх, одновременно оттягивая назад. Станция должна отделиться от лицевой панели. Будьте осторожны: от платы станции к динамику, приклеенном на лицевой панели идет довольно короткий провод, не оборвите его. Чтобы избежать этого обрыва раскрывайте плату станции и корпус передней панели как дверь, в которой петли расположены со стороны на которой была крышка гнезд MIC и SP.
Разборка завершена. Вы должны получить следующее:
На этом рисунке красным отмечены точки выхода микрофона и входа модуляции. Важно, что это большие, легко доступные и точки: место пайки гнезда и контрольная точка платы, обозначенная надписью MIC.
Доработка проста до неприличия: между этими точками впаивается НЧ разделительный конденсатор 1 ... 10 мКф. Он может быть как с проволочными выводами, так и SMD. Последний вариант показан на следующем фото:
Размеры конденсатора должны быть такими, чтобы при сборке он не мещал бы закрыванию передней панели (не больше 3...4 мм). Выводы обычного конденсатора или перемычка от SMD конденсатора должны быть изолированы либо тонкими трубками, либо наклейкой кусочка скотча на плату под конденсатор.
Если используется электролитический конденсатор, его + паяется на нижнюю точку (MIC).
Сборка станции делается в последовательности, обратной разборке.
Результаты
Измеренный осциллографом размах сигнала в точке MIC (вход модуляции) возрос в 2,5 ....3 раза. Соответственно увеличилась и глубина модуляции. На практике исчезла необходимость кричать в микрофон.
Возможная на некоторых экземплярах проблема: поскольку нашей доработкой мы зашунтировали фильтр ВЧ, то на RF наводка при работе передатчика попадает прямо на вход модуляции и может вызвать фон.
Решение этой проблемы: блокировочный SMD конденсатор ~1000 пФ, припаиваемый между контрольной точкой MIC (т.е. входом модуляции) и ближайшей землей.
Доработка внешнего микрофона
Выносной микрофон должен быть таким же по чувствительности, как и в корпусе трансивера. Это в теории.
На практике же в отличие от самого довольно сложного трансивера, где требуется соответствующие технологии и квалификация, выносную гарнитуру, состоящую из 5-ти крупных деталей можно сделать в сарае на коленке из полубракованных деталей. И есть ощущение, что некоторые так и поступают.
Поэтому уровень НЧ сигнала с микрофона гарнитуры может оказаться ощутимо ниже, чем со встроенного микрофона станции.
В отличие от самого трансивера, места внутри гарнитуры много, поэтому наиболее простым оказалось решение установить в нее дополнительный усилительный каскад по следующей схеме:
Дополнительные детали выделены красным цветом, черным показаны уже имеющиеся. В правой части показан кабель гарнитуры с цветовой маркировкой проводов (белый провод от динамика виден на рисунке не очень, но присмотритесь, он там есть, верхний красный провод это не доработка, он уже есть и на самом деле красный). Монтаж требует вырезания на плате пары "пятачков", что не представляет никаких трудностей, учитывая размеры платы и площадь земли на ней.
Транзистор VT1 может быть любым низкочастотным. Настройка сводится к подбору R1, чтобы на коллекторе транзистора было бы постоянное напряжение 1,9...2, 2 В (если открыть транзистор сильнее, усиливать он не перестанет, но напряжения на его коллекторе перестанет хватать для зажигания диода HL1 при переходе на передачу).
После такой доработки размах переменного НЧ напряжения на выходе гарнитуры (красном проводе в кабеле) возрастает примерно вдвое, что достаточно для компенсации даже совсем неважного микрофона.
Эту же доработку можно применить и на хорошей гарнитуре, чтобы увеличить глубину модуляции не открывая и не переделывая саму станцию.
FM-радиостанцию я хотел давно, но повода купить её всё как-то не представлялось, как-то обходился. Но собираясь , решили, что без связи не обойтись. Решили брать Baofeng UV-5R в комплекте с автомобильными зарядными устройствами.
Батарея в UV-5R добротная, на 1800 mAh, хватает на целый день и даже остаётся, поэтому зарядкой в машине воспользоваться не пришлось. Однако, я много читал про недостатки автомобильной зарядки и про перегрев микросхемы контроллера зарядки в стакане радиостанции, поэтому решил во всём разобраться.
Для зарядки батареи Baofeng UV-5R используется контроллер на базе микросхемы AM6138 (или HXN-WS в более новых версиях). По даташиту эта микросхема принимает на вход напряжение 9-10 В и выдаёт на выходе 8.4 В для зарядки аккумулятора. Однако при подключении стакана в прикуриватель автомобиля, на вход подаются ничем не понижаемые 12...14 В, в зависимости от «живости» вашего генератора и аккумулятора. Контроллер работает, рацию заряжает, но как долго это продлится — неясно. Кроме того, по слухам HXN-WS прилично греется даже от питания 10 В.
Итак, по порядку.
Доработка автомобильной зарядки Baofeng UV-5R
Для начала вскрытие адаптера прикуривателя.
Всё предельно примитивно, но нарисую схему.
В чём идея: собрать понижающую схему на базе регулятора KA7810 и уместить сборку в корпусе адаптера.
Регулятор напряжения KA7810 обеспечивает питание в диапазоне 9,5...10,5 В при входном напряжении 12,5...25 В. Теоретически, такую зарядку можно даже в грузовиках с бортовой сетью 24 В использовать.
Типовая схема включения подразумевает два конденсатора, говорят, что работает и без них, но по моим примеркам всё должно поместиться в корпус.
Немного поработав дремелем и паяльником, собираю все детальки вместе.
Очередная примерка, всё поместилось.
Паяю провода, собираю.
Тестирую. На блоке питания 14,1 В, на разъёме зарядного устройства 9,91 В. KA7810 способен выдавать до 1 А тока, но нагрузку при тестировании я не подключал, честно говоря поленился.
Теперь можно спокойно заряжать радиостанцию в машине, не боясь сжечь контроллер.
Но можно ли? Возвращаемся к вопросу перегрева.
Доработка стакана зарядки Baofeng UV-5R
Разбираю стакан, ставлю заряжаться рацию и трогаю пальцем микросхему контроллера. Горячо.
Долго ищу, чем можно померить температуру, медицинский термометр отказывается мерить выше 42,5 ºC, утверждая, что пациент хоть и горяч, но уже мёртв. В итоге вытаскиваю из-за окна датчик уличной метеостанции и делаю как на картинке.
Наблюдаю прогрессивно растущую температуру.
Через какое-то время температура стабилизируется где-то около 66 ºC, и со временем (видимо с падением зарядного тока по мере заряда аккумулятора) начинает снижаться до 38-40 ºC. Но 66 градусов — это много на мой взгляд, надо приделать радиатор. В дебрях кладовки выискиваю старую материнскую плату с пассивным охлаждением чипсета.
Отрываю радиатор, он мне почти подходит.
Дорабатываю его дремелем и напильником до нужной формы.
Для сравнения площади кладу рядом радиатор и контроллер.
Примеряю, как радиатор ложится на микросхему.
Ложится он хорошо, но нужно изолировать печатную плату от возможного контакта с поверхностью радиатора. Беру мягкую вкладку из крышки от какой-то банки, вырезаю прокладку нужной формы. Думаю, её легко можно сделать из куска пластиковой бутылки.
Прокладку кладу на печатную плату, она хорошо держится за счёт выреза под микросхему HXN-WS.
Радиатор приклеиваю к крышке на двусторонний скотч. Толщины радиатора как раз хватает, чтобы крышка его прижимала к микросхеме. Закрывается всё с небольшим усилием. Мажу микросхему термопастой, всё собираю.
Термодатчик для проверки сюда уже не засунуть, но теплоотвод от HXN-WS явно должен улучшиться.
