Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Bau eines zuverlässigen Funkrelais (Repeaters)

Der Bau eines Funkrelais ist sehr hilfreich, um Kommunikationsprobleme zu lösen. Brauchen Sie eines für Ihr Projekt? Oder benötigen Sie ausreichende Informationen zum Funkrelais für Ihr Designprojekt?

Die gute Nachricht ist: Wir haben Sie abgedeckt.

In Wirklichkeit ist der Bau eines Funkrelais keine Raketenwissenschaft, aber auch kein Spaziergang. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen alles, was Sie über ein Funkrelais wissen müssen und wie es funktioniert. Außerdem lernen Sie, wie Sie selbst eine einfache Funkrelais-Schaltung bauen können.

Kommen wir zur Sache.

Was ist ein Funkrelais?

Funkrelais-Turm

Zweifelsohne sind Funkwellen für die Kommunikation nützlich. Dennoch breiten sich Zweiwege-Funksignale in geraden Linien von einem Punkt zum anderen aus, um Arbeitszyklen abzuschließen. Allerdings können Funkwellen durch und um Objekte hindurch reisen – was das Signal jedoch drastisch beeinträchtigt. Mit anderen Worten: Funkwellen, die durch Objekte hindurchgehen, verlieren an Klarheit und Signalstärke.

Das kann problematisch sein – besonders bei der Nutzung von Mobilfunkgeräten in hochgelegenen Gebieten wie Bergen oder Hügeln. Manchmal kann die große Entfernung zwischen Funkempfänger und Funksender auch in flachem Gelände zu Signalverlust führen. Als Ergebnis geht das Signal verloren oder hat reduzierte Qualität.

Glücklicherweise gibt es eine Lösung für dieses Problem: das Funkrelais. Funkrelais sind Geräte, die es Zweiwege-Funksystemen ermöglichen, Signale über große Entfernungen ohne Verzerrung durch Mobilfunkgeräte zu übertragen.

Des Weiteren gibt es zwei Arten von Funkdiensten, die das Funkrelais für verbesserte Kommunikation nutzen:

Halbduplex-Kommunikationsgeräte

Halbduplex-Telefon in EPS10

Dies sind Geräte, die Signale nur nacheinander senden können. Das bedeutet, dass diese Geräteart nur Kommunikation in eine Richtung zu einem Zeitpunkt erlaubt. Ein Beispiel dafür ist ein Walkie-Talkie. Wenn Sie durch ein Walkie-Talkie sprechen, kann der Empfänger nicht gleichzeitig antworten. Die Kommunikation findet also nacheinander statt.

Vollduplex-Kommunikationsgeräte

Vollduplex-Telefon

Diese Geräte hingegen ermöglichen simultane Kommunikation zwischen zwei Parteien. Für diese Zweiwege-Kommunikationsgeräte benötigen Sie zwei Sender und zwei UKW-Funkgeräte, um Vollduplex-Kommunikation zu erzeugen. Interessanterweise nutzen kommerzielle Unternehmen diese Geräte hauptsächlich für die Kommunikation innerhalb der Reichweite oder um eine effektive Kommunikationsreichweite zu erzielen.

Wie funktioniert ein Funkrelais?

Funkrelais dienen einem Zweck: sicherzustellen, dass klare Signale größere Entfernungen zurücklegen können.

Aber wie funktioniert es?

Ein Funkrelais kann Funksignale empfangen und gleichzeitig erneut senden. Zudem tut es dies mit höherer Leistung für verschiedene Frequenzbänder. Außerdem erlaubt es dem Audiosignal, große Entfernungen und Hindernisse zu überwinden.

Man findet eine Relaisstation auf dem Dach eines sehr hohen Gebäudes oder Hügels. Zudem ist es normal, Relaisstationen an ideal zentral gelegenen Orten zu positionieren, um Signale zu senden oder zu empfangen. Man kann also sagen, dass das Funkrelais Signalen einen erheblichen Schub gibt.

Das vom Funkrelais empfangene Funksignal ist die Eingangsgröße, während das erneut gesendete Signal die Ausgangsgröße ist.

Daher bedeutet die Verwendung eines Zweiwege-Funkgeräts mit einem Funkrelais, das Funkgerät so zu programmieren, dass es auf den Eingangs-Frequenzbändern des Relais sendet und auf der Ausgangsfrequenz des Relais empfängt.

Ein hervorragendes Beispiel für die Funktionsweise des Funkrelais ist das Walkie-Talkie. Wie bereits erwähnt, sind Walkie-Talkies Halbduplex-Kommunikationsgeräte, die Kommunikation nacheinander ermöglichen. Es können jedoch Hindernisse zwischen der Signalübertragung von Punkt A nach B bestehen. Als Ergebnis empfängt der Empfänger verzerrte Signale mit schwacher Signalstärke.

Ein Funksender hinzuzufügen, würde helfen, solche Probleme zu vermeiden und eine größere Übertragungsreichweite zu bieten, sodass der Empfänger immer klare Signale erhält.

Wie baut man ein Funkrelais?

Es gibt zwei Arten von Funkrelais: Simplex- und Ham-Funkrelais. Hier konzentrieren wir uns auf den Bau eines einfachen Simplex-Relais.

Das Simplex-Funkrelais ist ein einfaches und budgetfreundliches Projekt, das Sie mit einem Transceiver verbinden müssen. Glücklicherweise lässt sich das Simplex-Funkrelais leicht mit den meisten Transceivern verbinden. Der beste Teil: Sie können dieses Projekt mit leicht verfügbaren Teilen bauen. Mit diesem Gedanken im Hinterkopf schauen wir uns die für dieses Projekt erforderlichen Komponenten an.

Komponenten

• Halbleiter

• U1-SD1000A Sprachaufnahme/Wiedergabe IC (RS 276-1325)
• U2-7805 5V Spannungsregler

• U3-74LS00 Quad-NAND-Gatter IC
• U4-74LS74 Dual-D-Flip-Flop IC
• Q1, Q2-2N3904 NPN-Transistoren

• Widerstände (alle Festwiderstände sind 1/4 Watt, 5% Einheiten):
• R1-1k Ohm Potentiometer

• R2-15k Ohm
• R3-1k Ohm
• R4-2,2k Ohm
• R5, R8-4,7k Ohm
• R6, R7-20k Ohm
• Kondensatoren:
• C1, C2, C3, C4, C5, C6-0,22uF Kondensator (RS 272-1070)
• C7-220uF Elektrolytkondensator (AS 272-1029)
• Verbinder
• Lot
• Lötkolben
• Steckplatine
• Netzteil

Schritte

So erstellen Sie diesen einfachen tragbaren Simplex-Relais in drei Schritten:

Schritt 1: Design

Simplex-Funkrelais-Schaltplan

Zuerst müssen Sie Ihre Designs fertig haben. Wir haben bereits ein einfaches Design für Sie erstellt (im Diagramm unten), aber Sie können Ihres erstellen oder Anpassungen vornehmen.

Wenn Sie jedoch unser Design verwenden möchten, funktioniert es so. Punkt J1 ist der Eingang des COS-Signals vom Funkgerät. Um ein Audiosignal zu empfangen, muss das COS-Signal größer als 0,7 V sein.

Zusätzlich schaltet dies den Transistor (Q2) auf Masse. Wenn dies geschieht, geht der Play/Record-Pin von U1 auf Low und versetzt U1 in Aufnahmemodus.

Sie können NAND-Gatter (U3B und U3C) als Ihre Inverter für die Erzeugung eines High-Ausgangs einrichten.

Addierer nur mit NAND-Gattern

Als Nächstes Ihr Potentiometer (R1) einrichten, damit Sie die Lautstärke des Audio-Ausgangssignals steuern können.

U2 in diesem Aufbau ist ein 5V-Regler. Sie können dies verwenden, um Anschlüsse an verschiedene ungeregelte DC-Versorgungen von 7V bis 12V zu ermöglichen.

Ungeregelte DC-Netzteilplatine

Andererseits können Sie eine geregelte 5V-Stromversorgung an die Vcc-Punkte Ihres Aufbaus anschließen, um die Notwendigkeit für U2 zu eliminieren.

Schritt 2: Schnittstelle

Als Nächstes Ihr Simplex-Funkrelais an das Funkgerät anschließen, indem Sie die sechs Ein-/Ausgangspins in folgender Reihenfolge verbinden:

• J1 (COS) mit dem Trägerbetriebssquelch des Funkgeräts verbinden. Dabei muss es einen Wert über 0,7 V liefern, wenn ein Träger vorhanden ist, und unter 0,7 V, wenn kein Träger vorhanden ist.
• J2 (Vcc) mit einem ungeregelten DC-Eingang von 7V bis 12V verbinden
• J3 (Audio Out) mit dem Audioeingang des Funkgeräts verbinden. Dabei die Lautstärke von R1 auf ein akzeptables Niveau einstellen
• J4 (Push-to-Talk) des Funkgeräts auf Masse legen an den Sender-Schlüssel. So können Sie Ihre Übertragungen steuern
• J5 (Audio In) mit dem Ausgang des Funkgeräts verbinden
• J6 (GND) mit der Masse des Funkgeräts verbinden

Schritt 3: Fertigstellen

Schließlich können Sie Ihr Simplex-Relais einschalten und für den Einsatz oder Notfunk-Situationen bereit machen.

Abschließende Worte

Insgesamt ist das Funkrelais für den jüngsten Fortschritt in der Funktechnologie unerlässlich. Es hilft, präzise und hörbare Signale von einem Punkt zum anderen zu liefern, wenn die Funkabdeckung unzureichend ist. Wenn Sie sich jemals gefragt haben, wie Menschen über große Entfernungen kommunizieren, hier ist Ihre Antwort: das Funkrelais.

Das war alles, was Sie über Funkrelais und deren Bau wissen müssen. Wenn Sie Probleme haben, Ihren Simplex-Empfänger direkt an das Funkgerät anzuschließen, versuchen Sie, Schnittstellen-Hardware zu beschaffen, um das Problem zu beheben.

Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie weitere Informationen benötigen.