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Ein Mini-Radio mit Ohrhörer
im Matchbox-Design

Bevor wir zu den Details des kleinen Teils auf dem Drehteller kommen, gibt es erst mal einen kurzen Ausflug in die Geschichte:

Irgendwann war in meiner Werkstatt mal wieder grosses Aufräumen angesagt. Ganz hinten in einer Schublade fiel mir dabei dieses uralte Bastelteil auf dem Bild unten in die Hand.

Es ist ein altes Eigenbau-Radio für AM-Mittelwelle aus den frühen 80er Jahren. Im ersten Impuls wollte ich es gleich in der Tonne entsorgen, dann hat mich aber doch das Mitleid übermannt. Ich hatte mich nämlich an die Geschichte seiner Entstehung erinnert.

In den 80ern war ich öfter mal mit einem Kollegen zum Angeln unterwegs. Zu solch einem Anlass holte besagter Kollege plötzlich das folgende niedliche Ding aus seiner Tasche:

Wie der Ausschnitt aus einem alten westdeutschen Händler-Katalog hier oben beschreibt, war es ein winziges AM-Radio, kleiner als eine Streichholzschachtel. Produziert wurde es in den späten 60er Jahren in der UdSSR. Im deutschen "Westen" war es damals für unter 30,- DM zu bekommen. Leider wurde es aber in der ehemaligen DDR wohl nicht vertrieben. Wie mein Kollege viele Jahre Jahre später an das Teil kam, weiss ich nicht. Jedenfalls war ich neidisch! Zum Angeln wäre so ein Ohrhörer-Radio wirklich gut zu gebrauchen und so fing an, über einen Eigenbau nachzudenken.

Die Originalschaltung hier oben zeigt, dass der Händlerkatalog mit der Behauptung "vollwertiger Super" masslos übertrieben hat.. Es ist in Wahrheit ein relativ simpler Geradeausempfänger. Das die Entwickler das Teil mit der geringen Spannung einer einzelnen 1,2 V Knopfzelle betreiben konnten, fand ich damals ziemlich beeindruckend.

Für einen möglichen Eigenbau hatte ich als Maximalgrösse die Abmessung einer Streichholzschachtel festgelegt. Der damals kleinste verfügbare Dreko war der "Mikki"-Typ (20x20x12 mm). Zusätzlich dazu einen Ferritstab, 6 Transistoren, 20 Widerstände, 10 Kondensatoren, eine Knopfzelle und eine Ohrhörerbuchse in einer Streichholzschachtel unterzubringen, schien nicht möglich. Also fiel die originale Schaltung für den Nachbau aus!
Ich erinnere mich leider nicht mehr an die Quelle, aus der ich schließlich meine Schaltung bezogen habe. Es war auf alle Fälle keine Eigenentwicklung von mir.

Meine Unterlagen von damals sind verloren gegangen, so dass ich die Schaltung hier oben vom wiedergefundenen Gerät abgenommen habe. Die Empfangsleistung war nicht überwältigend, reichte aber tagsüber für den Ortssender und am Abend auch für etwas mehr.
Das grösste Problem war damals die Beschaffung eines hochohmigen Ohrhörers. Für einen Ausgangsübertrager war ja leider kein Platz. Das Gehäuse bestand aus dünner, gefalteter Plaste von einem Warnschild, wie man sie in Werkstätten an der Wand hängen hat. Es existiert aber leider nicht mehr.

Wenn ich das Teil heute ansehe, ist es mir schon ein bisschen peinlich aber andererseits ist das fast 40 Jahre her. Und mit den damaligen Mitteln und Fähigkeiten war's dann auch wieder nicht so furchtbar schlecht.

Dieses Foto soll nur zeigen, dass das Teil tatsächlich in die Hülle einer DDR-Streichholzschachtel gepasst hätte.
Soweit also der Ausflug in die Vergangenheit dieses kleinen Stückchens Elektroschrott.


Nun aber zur Gegenwart: Wie könnte so ein Eigenbau wohl heute aussehen? Ich denke, das ist einen Versuch wert! Von vorherigen Radioprojekten hatte ich noch einen RDA5807 ungenutzt liegen. Dieser Chip bietet einen vollwertigen Kopfhörerausgang, ohne dass zusätzliche NF-Verstärkung nötig ist. Damit war die Basis für das moderne Konzept klar.

Die Zielstellung ist:

- Maximalgrösse = etwa DDR-Streichholzschachtel (ca. 53 x 37 x 16 mm)
- Stereo UKW Empfang
- RDS Signal Auswertung und Anzeige
- Sendersuchlauf
- digitale Lautstärkeeinstellung (15 Stufen)
- Lautstärke & aktueller Sender werden im EEPROM gespeichert
- Stromversorgung aus LiPo-Akku
- Aufladung durch Mikro-USB

Die Schaltung ist einfach. Ein 3,3V Arduino Pro Micro steuert den RDA5807 und ein sehr kleines OLED mit der Auflösung 64x32 Pixel. Ich zeige darauf drei Zeilen mit der aktuellen Frequenz in Zeile eins, der RDS Information in Zeile zwei als Laufschrift und der eingestellten Lautstärke in Zeile drei. Die Stromversorgung erfolgt durch einen 3,7V/150mA LiPo Akku, der mit einem TP4650 USB-Charger Modul aufgeladen wird. Beide sind in der Schaltung oben nicht dargestellt!

Frequenzsuchlauf und Lautstärkesteuerung erfolgen durch Taster an D4-D7 gegen Masse. Wichtig ist die Filterkombination 100mH/22p zwischen der Ohrhörer-Abschirmung und Masse (GND). Für NF ist es ein Kurzschluß, für HF aber ein großer Widerstand. Dadurch kann die Ohrhörerleitung als UKW-Antenne für den RDA5807 dienen. Für starke Sender funktioniert das gut. Ich will aber nicht verschweigen, dass schwächere Sender offensichtlich durch den Filter aus dem Scanmodus rausfallen. Im direkten Vergleich mit meinem anderen RDA-Miniradio fängt diese Schaltung weniger Sender ein.

Interessierte können den Arduino Sketch als Zip-Datei hier herunterladen.

 

Vier getrennte Taster liessen sich schwer unterbringen, daher hab ich mich für diesen 5-Wege Mini-Joystick entschieden. Er hat die Aussenmaße 7,5 x 7,5 x 5,0 mm. Geliefert wurde er leider nur auf Adapterplatte, wie hier links zu sehen. Also musste er erst mal da runter.

Die Leiterplatte ist mit Autodesk-Eagle entstanden. Sie ist doppellagig mit Durchkontaktierungen und hat die Maße 48 x 33 mm. Rote Leiterzüge sind oben, blaue sind unten. Zur besseren Übersichtlichkeit sind hier die Masseflächen NICHT dargestellt. Die einzigen SMD Elemente sind der 5-Wege Schalter (oben) und die 100 mH Drossel (unten). Neben dem 5-Wege Schalter gibt es nur noch ein weites Bedienelement. Das ist der Ein/Aus Schalter links unten neben dem 22 nF Blockkondensator.

Die Leiterplatten (links Ober- rechts Unterseite) habe ich bei Aisler.net fertigen lassen. An einem Sonntag bestellt, waren sie am darauffolgenden Donnerstag bei mir. Der Preis betrug für drei Platten ca. 15,- € einschließlich Versand. Damit war ich extrem zufrieden, besonders weil man dort keine Gerber-Dateien braucht, sondern einfach die Board-Datei (*.brd) aus Eagle hochladen kann. Einfacher kann man seine PCBs nicht bekommen!

Die Platte ist bestückt und hat sofort fehlerfrei funktioniert. Nun fehlt noch das Gehäuse.

Das Gehäuse ist mit "PTC Creo Elements / Direct Modelling Express" entstanden. Es besteht aus Vorder- und Hinterteil (rot/grün) und zusätzlich je einem Blendrahmen vorn und hinten (blau/grau). Für Interessierte gibt es hier eine Zip mit den STL-Dateien zum Druck..

Das Bild oben zeigt einen komplett gedruckten Gehäusesatz. Das Material ist PLA. Die Wandstärken an der Seite betragen 1 mm. Front- und Rückwand sind nur 0,5 mm dick. Gedruckt wurde mit 0,2 mm für den ersten Layer, danach mit 0,1 mm Layerstärke.

     

Das Design der Frontseite im 60er-Jahre Look entstand in Photoshop. Da konnte ich mich richtig austoben. Die Rückwand sollte unbedingt an die alte Streichholzschachtel erinnern. Also habe ich sie eingescannt und in Photoshop gesäubert und ausgebessert. Danach wurden Front- und Rückseite in den Maßen 50 x 35 mm auf einem Tintenstrahldrucker auf ganz normalem 80g Papier ausgedruckt.

Nach dem Druck wurden die Teile laminiert. Für die Frontseite wurde vor dem Laminieren der Auschnitt für das OLED mit einem Scalpell freigeschnitten. Nach dem Laminieren entsteht so automatisch eine klare Deckscheibe vor der Anzeige. Erst nach dem Laminieren wird der Zuschnitt der Folien exakt auf Maß gebracht.

Die Teile werden mit doppelseitigem Klebeband auf die Vorder- bzw. Rückwand geklebt. Die zwei Ausschnitte für den Ein/Aus-Schalter und den Joystick werden erst nach dem Aufkleben mit dem Scalpell ausgeschnitten. Die Blendrahmen helfen beim Positionieren und kommen abschließend davor. Sie tragen jeweils nur 0,5 mm auf und schützen vor allem die Kanten des Laminats.

Für die Aufladung des LiPo-Akkus benutze ich ein Modul auf Basis des IC TP4056. zur Zeit gibt es sie in zwei Varianten, wie hier oben zu sehen. Die linke ist die etwas komfortablere Version. Sie beinhaltet die Schutzschaltung gegen Tiefentladund und Überladung. Die rechte Variante hat diese Schutzschaltungen nicht an Bord! ist aber etwas kürzer.

Das ist der von mir verwendete Akku. Der verfügbare Platz ist leider SEHR begrenzt. Besonders was die Höhe angeht. Dadurch bin ich bei diesem recht "schwachbrüstigen" 150 mA Typ gelandet. Das reicht für etwa drei Stunden Betrieb. Glücklicherweise hat der Akku seine Schutzschaltungen schon eingebaut, so dass ich mit der kleineren Version des USB-Laders ausgekommen bin.

Ein Blick in das fertig montierte Gerät. Man sieht, dass ich mit dem größeren USB-Lader wegen der zwei 100 uF Auskoppelelkos ein Platzproblem bekommen hätte.

Abschließend eine Front- und Rückansicht des fertigen Geräts. Was die Gesamtmaße angeht, bin ich (fast) innerhalb der Vorgaben geblieben. Nur die Dicke habe ich mit 16,8 mm statt der angestrebten 16,0 um 0,8 mm überschritten. Das ist im Wesentlichen den zwei Blendrahmen zu danken, die jeweils um 0,5 mm auftragen.

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