Odyssey-2 Eigenbau mit Andromeda Frontpanel von Reto HB9TRT

Hier möchte ich Euch einen Beitrag aus dem Forum von CQ-NRW.de vorstellen.

In dem Beitrag berichtet Reto HB9TRT über seinen Odyssey-2 Eigenbau mit einem Andromeda Frontpanel.
Neben der Arbeit in seiner Firma Starnet Communication beschäftigt sich Retro HB9TRT sehr intensiv mit verschiedene Amateurfunk Selbstbau Projekte wie beispielsweise zum Thema D-Star oder auch den Bau eines Kurzwellen Transceivers (Elecraft K2 und K3 sowie Optionen).

Dies ist mein erster Beitrag hier, aber es scheint sich zu lohnen in diesem Forum öfter mal vorbeizuschauen, werden hier ja genau die Sachen behandelt für die ich mich interessiere. Alles was mit SDR zu tun hat.

Peter hat ja bereits geschrieben, dass er das Odyssey-2 Board von mir hat. Ich habe da mal ein paar produzieren lassen, welche dann erstaunlich schnell weg gingen, obwohl die Lötarbeit alles andere als für Anfänger geeignet ist. Bei den meisten habe ich den FPGA aufgelötet.
Ich habe das Projekt im März 2020 begonnen. Ohne viel Informationendazu. Wie Peter schreibt, ging das Projekt im i40 Sulingen Forum los. Auch ich fand mich in diesem Forum ein, als ich den ersten mchf baute und meinen Einstand in der SMD Löttechnik gab.
Das war sicher eine gute Übung. Es kamen dann weitere mchf dazu in verschiedenen Varianten (andere Board Revisionen). Es musste immer viel korrigiert werden. Beispielsweise fliegende Drähte über das Board legen oder andere Bauteile einlöten als ursprünglich vorgesehen waren. Anders war das, als ich dann den ersten Sparrow baute. Artur’s (SP3OSJ) Boards waren bis jetzt immer perfekt. Vom Sparrow habe ich auch 3 Stück gefbaut, einer mit dem 4 Zoll Display. Zwischendurch mit einer kleinen „Splittergruppe“ noch einen Tulipan (SP3OSJ’s Version des Tulip), der sehr aufwändig war mit den 3 Platinen und relativ wenigen Angaben und auch weniger Support Möglichkeiten als beim mchf oder Sparrow. Doch das Ding kam relativ zügig zum Laufen.

Dann machte mich Thomas (DL8EBD) auf das Odyssey-2 Projekt aufmerksam. Er wusste, dass ich als nächstes einen Direktsampler bauen wollte und da kam dieses Projekt gerade zur rechten Zeit. Ich habe mir auch das Projekt Charlie 25 angeschaut, aber ich wollte das Herzstück, der TRX selber bauen, und keinen fertigen Red Pitaya dafür verwenden. Das Odyssey-2 Projekt ist zwar nichts Neues, aber komplett Open Source (bis auf die MCU Firmware im Pic, warum weiss ich bis heute auch nicht). Auch die Hardware ist offen mit den Gerberfiles, und neu auch die Layout Files Also musste ich mich das erste Mal mit dem „Organisieren“ von Leiterplatten beschäftigen. Was nimmt man nun da? HASL oder ENIG.. eine Diskussion im Forum ging los und so wurde entschieden, die ersten 10 Stück als ENIG zu bestellen. Heute muss ich sagen, HASL gehen besser und sind erst noch günstiger. Es folgten dann 10 Stück HASL und später nochmals 20 Stück HASL. Alle die gebaut wurden, und von denen ich weiss, dass sie gebaut wurden sind inzwischen funktionstüchtig. Nicht alle auf Anhieb, aber schlussendlich schaffte es jeder, den Ody2 in Betrieb zu nehmen. Ein OM hier in HB hat bis jetzt 4 Stück gebaut und er baut nochmals 4 Stück. Er beginnt demnächst mit der Bestellung der Bauteile. Dies tut er nicht für sich, sondern für OM’s die das einfach nicht selber können, aber trotzdem so einen tollen TRX haben wollen. Leider nimmt er keine „Bestellungen“ mehr an.

Ich habe mir immer gesagt, ich will keinen TRX der als Blackbox auf dem Tisch liegt, daneben noch eine PA, und dazwischen viel Kabel Gewirr und dann die Bedienung am PC, Regler mit der Maus verschieben und virtuell am VFO drehen. Da kommt bei mir zumindest kein Funkspass auf. Der TRX soll bedienbar sein wie ein herkömmlicher kommerzieller TRX. Und warum nicht beides tun? Also auch die oben genannte Bedienungsart. Lässt sich dadurch natürlich perfekt per Remote bedienen.

So war immer klar, mein Ody2 wird in ein Gehäuse gebaut. Wie – keine Ahnung – Aber da finden wir dann schon was. Ich möchte auch nicht, dass das Ding am Schluss wie eine Bastelkiste aussieht..so wie man leider viele AFU Projekte im Internet findet, geniale Teile mit schrecklichem Finish.

Während ich die einzelnen Komponenten baute, habe ich mir bereits Gedanken über das Gehäuse gemacht. Vor allem, wie ich die Bedienelemente in Thetis einbinden kann. So habe ich mit Midi Konsolen experimentiert und dachte zuerst, so eine Konsole zu zerlegen und die Elektronik zu verwenden als Interface. Hier hätte ich mein Konzept wohl verlassen müssen, alles selber zu fertigen. Zur rechten Zeit stiess ich auf das Andromeda Projekt von Apache Labs. Genau sowas muss es sein, und Thetis wird perfekt unterstützt. Aber wie komme ich nun an so ein Board? Anfragen bei Apache Labs blieben leider bis heute unbeantwortet, auch Anfragen zum Kauf der Raspberry PI Konsole die sie anbieten. Auch nach mehreren Emails, keine Antwort. Da werde ich wohl nie was kaufen. Irgendwann fand ich auch den Andromeda Kontroller auf dem Github als Open Source. Was will man mehr. Also wieder einmal Boards fertigen lassen und dann die Bauteile zusammensuchen. Beim VFO Encoder habe ich die chinesische Variante genommen mit den Kugellagern. Das fühlt sich einfach anders an, als die zähflüssigen Gleitlager. Dazu musste ich das Board jedoch mit der Laubsäge etwas abändern. Aber LA2NI hat dies vorgesehen und entsprechend den Kreis zum Sägen bereits eingezeichnet. Damit die Haptik stimmt, organisierte ich einen KX3 VFO Knopf, massives Alu, mit Gummiband und Fingerloch.

Mit dem Panel war nun mindestens die Breite und die Höhe des Transceivers gegeben. Ich musste mich also noch für die Tiefe entscheiden. Und da wäre ich heute froh, das wären ca. 1-2cm mehr Aber es klappte dann doch noch.

Ich zeichnete mehrere Kammern, weil ich die Komponenten voneinander trennen wollte. So gibt es eine Kontroller, ODY2/PA, NUC, Audio, Transverter, GPSDO und Power Kammer. Das habe ich so mal ins blaue gezeichnet und dann bei einer Firma in DL fertigen lassen. Die Files stelle ich gerne zur Verfügung, sollte jemand wirklich den Nachbau wagen. Während dem Zusammenbau mussten die inneren Teile jedoch zum Teil noch etwas gefeilt werden oder ein paar Löcher gebohrt und Ausschnitte erstellt werden. Diese habe ich in den Files zum Gehäuse nicht angepasst, da ich ja keine Serienproduktion plante. Also wer diese Files nimmt und fertigen lässt, muss trotzdem noch etwas nachbearbeiten. Die äusseren Teile sind aber unberührt. Sonst würde man dies am fertigen Transceiver sehen. Es sind nur die inneren Trennwände die bearbeitet werden müssen.

Ab jetzt mussten sich die Komponenten dem Gehäuse anpassen. Denn die Transverter Kammer sollte ja nicht leer bleiben und mindestens ein Transverter sollte da schon rein. Inzwischen sind es 3 Transverter von ur3lmz. Hier habe ich das komplett Selbstbau Prinzip verlassen, ich wollte vorwärts machen und einen guten Transverter selber zu entwickeln oder selber nachzubauen wollte ich nicht, vor allem auch wegen dem Preis, ur3lmz verlangt sehr wenig für seine Transverter. Damit decke ich zusätzlich die Bänder 4m, 2m und 70cm ab und zwar die ganzen für uns möglichen Bereiche, nicht nur ein kleiner Ausschnitt wie üblicherweise bei Transvertern. Dies kommt davon, dass das Signal der ZF vom ODY noch nicht durch die Filter geht. So kann man auf 70cm sogar Relais Betrieb in FM machen

Gerade für den Transverter Bereich musste ich dann 2 Platinen selber erstellen, damit ich die 3 vernünftig einbinden konnte und mit Thetis via Ody2 zu steuern. Es brauchte 3 Versuche bis die finale Platine stand. Aus verschiedenen Gründen, einerseits wurden die Transverter plötzlich grösser, de ur3lmz auf meinen Wunsch hin neue Transverter entwickelte mit hoher Dynamik und Synthesizer (0.2ppm) sowie neu mit 10MHz Referenz Eingang. Plötzliche passten die Transverter nicht mehr ins den dafür vorgesehenen Platz im Gehäuse. Also musste der IF Controller kleiner und kompakter werden. Ausserdem änderte ich die Logik der Ansteuerung was ebenfalls ein neues Layout bedurfte.
Für den 3. Transverter wird noch eine kleine Interface Platine benötigt.

Auf der Hauptplatine werden auch die PTT Out für alle Bänder (HF/4m/2m und 70cm) separat ausgegeben und auf die Rückseite geführt. So wird eine 70cm PA beispielsweise nicht getastet, wenn man auf HF oder 2m arbeitet. Sie muss also nicht vom Gerät getrennt werden.

Damit die Kablerei in der Stromversorgung etwas anständig aussieht baute ich ein Power Modul mit einem 20A Relais drauf, dass mittels Andromeda Kontroller geschaltet wird. So werden alle Komponenten beim Ausschalten von der Versorgung getrennt.
Weiter kommt nun noch die Funktion PTT Inhibit dazu, damit mit externen Sequenzern vernünftig umgegangen werden kann und damit die Ody2 HF erst bei der letzten Sequenz aktiv wird.

Als Audio Verstärker setze ich ein Fertigmodul vom Chinesen ein. Das wird „galvanisch“ getrennt mit dem NUC verbunden (per Bluetooth ). Es leistet 2x 20W und kann mit 12V betrieben werden. Ein Ausgang geht zum rechten Lautsprecher im Gehäuse (VAC1/2), beide gehen auf 2 Klinken Buchsen auf die Rückseite, so können 2 passive Lautsprecher angeschlossen werden. Wenn externe Lautsprecher angeschlossen werden, wird der interne deaktiviert. Wichtig hier ist, dass Klinkenbuchsen verwendet werden bei denen + und – des Lautsprecher Anschlusses isoliert vom Gehäuse sind. Denn hier ist minus nicht gleich Masse. Ich produzierte erstmals einen schönen Kurzschluss, was dem Modul aber glücklicherweise keinen Schaden zufügte.

Der linke interne Lautsprecher hängt direkt am Soundcodec des Ody2. So habe ich die Möglichkeit das Signal direkt vom Ody2 zu beziehen oder über die Decodierung im PC.

Eine weitere kleine Soundkarte in Form eines USB Sticks bietet die Möglichkeit ein PC Headset zu montieren und damit beispielsweise FreeDV zu machen. Natürlich kann man darüber auch zuhören oder ein SSB QSO fahren. Aber ich bevorzuge da die direkte MIC Buchse des Ody2. Das kleine Moudul kann eingebaut und an den internen USB Hub angeschlossen werden oder einfach auf der Vorderseite in die USB Buchse gesteckt werden.

Beim Gehäuse Design habe ich auch an die Lüftung gedacht. Es sollte in keinem Fall zu einem Hitzestau führen. Die Lüftersteuerung des PA Boards war dafür unbrauchbar. So musste eine andere Lösung her. Ich habe mich in einer ersten Phase für den Argus Monitor und Controller entschieden. Dafür durfte ich wieder eine kleine Platine designen auf der ein Arduino Nano steckt. Ausserdem tauschte ich den NTC auf der PA durch einen DS18B20 Sensor. Dieser liefert die Temeratur Daten der PA an den Argus Kontroller. Über eine PC Software (leider nicht open Source) können dann die Sensoren mit den Lüftern verkoppelt werden und durch eine Lüfterkurve gesteuert werden. So habe ich das Optimum an Kühlung und Geräusch Entwicklung. Die Lüfter sind auf alle Fälle leiser als der Intel NUC. Sollte einmal die PA überhitzt werden gibt der Arduino der PA ein Signal aus und diese schaltet in Standby, das HF Signal des Ody-2 würde in diesem Fall auf einen Dummy Load auf der PA Platine geleitet.

Als letztes Goody wird noch ein GPSDO eingebaut. Dieses versorgt den Ody2 und die 3 Transverter mit einem 10MHz Referenzsignal. Auf der Rückseite gibt es nur noch eine Antennenbuchse für eine aktive GPS-Antenne.

Übrigens, damit ich immer perfektes GPS-Signal im Shack (Keller) habe, ziehe ich das Signal mit einem GPS-Verstärker (ebenfalls beim Chinamann erhältlich) in den Raum. Damit versorge ich alle GPSDO mit GPS-Signal und zwar locker im ganzen Shack. Sogar das Handy hat im halben Kellerbereich besten GPS-Empfang… ich habe einfach immer die gleichen Koordinaten… wen wundert’s?

Als Rechner dient ein Intel NUC i7, 16GB Ram und 500GB SSD. 10te oder 11te Generation (bei der 11ten gibt’s zusätzlich einen 2. Thunderbolt Anschluss und mehr Power, dafür keine Kopfhörerbuchse auf der Rückseite, braucht man eh nicht).

Ja, das wäre nun mein Odyssey-2 Selbstbau. Bisherige Dauer: 1 Jahr und 2 Monate. Ich schätze, dass bis in ca. 1 Monat alles fertig ist. Es fehlen noch die neuen Transverter mit 10Mhz Referenz. Ev. gibts noch eine kleine Platine um das Signal zu verteilen, das werde ich dann sehen, wenn ich das restliche Material da habe. Im Moment läuft alles, einfach mit 2m und 70cm (ohne 4m, das dürfen wir hier eh (noch) nicht). 4m Transverter habe ich noch keinen, ur3lmz wird aber einen bauen auf meinen Wunsch hin. Prototyp ist fertig und er wird mir einen zum Testen zusenden.

Und warum schreibe ich diesen Roman?

Einfach deshalb, weil es hier noch welche gibt, die genau das gleiche „Modell“ nachbauen. Und ich kann es jedem empfehlen, der mal was von Grund aus selber machen will. Es gibt keine „Baumappe“ zu diesem Projekt, nur solche die das schon mal gebaut haben. Ich kann helfen mit Platinen und dem Knowhow, das während diesem etwas mehr als einem Jahr, zu diesem Projekt entstand.

So habe ich noch ein paar Platinen übrig:

– Ody2 Platinenn mit und ohne aufgelötetem FPGA
– PA Platinen (die modifizierte Version, passend für den Stand Alone Betrieb und dem Betrieb in einem Gehäuse wie meines)
– IF-Controller für 2 Transverter
– Adapterplatine für einen 3. Transverter
– Powerplatine für ein 20A Relais.
– Andromeda Platinen (Frontpanel)
– Argus Kontroller Platine (ohne Arduino, der muss selber organisiert werden)

Weiter habe ich noch der eine oder andere Überhang an Bauteilen, ev. auch solchen die schwer zu bekommen sind. Einfach nachfragen. (vor allem dem 122.88 Mhz Osci, der hier verwendet wird, davon habe ich noch ein paar an Lager, ist leider obsolete und einen Ersatztyp haben wir hier nicht getestet. Müsste es aber sicher geben. Datenblätter Studium ist da angesagt. Aber solange ich noch die richtigen hier habe, ist das kein Thema. Ich brauche für mich noch 1 Stück, denn ich werde noch eine Platine fertigen für das Odysse-2 Panel Projekt.

Es wird also noch eine andere Variante geben. Ody-2 und PA im Hammond Gehäuse, einen Andromeda Controller in einem seperaten Gehäuse aber mit einer schön gefertigten Frontplatte, dieser Kontroller wird dann ca. 2.7cm dünn und wird mit Kabeln mit dem Ody verbunden. Dies ist viel einfacher aufzubauen. Wer dann die Bänder 4m, 2m und 70cm haben möchte, der Baut die Transverter mit dem IF Controller und dem Adapter in ein separates Gehäuse. Funktionell ist das dann am Schluss das gleiche wie mein beschriebenes Projekt.

Dazu vielleicht später etwas mehr, wenn das erste Modell fertig ist.

Gruss
Reto/HB9TRT

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