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Die Radiosonde VAISALA RS41-SG

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Von DJ9VF

Siehe auch : Die Radiosonde VAISALA RS92-SGP - Die Radiosonde VAISALA RS92-AGP - Die Radiosonde VAISALA RS92-KL - Das Abhören von Radiosonden - Die Radiosondierung


Beschreibung

Mit der Ankündigung der Radiosonde RS41-SG von Vaisala am 15. Oktober 2013 auf der "World Expo 2013" in Brüssel ist wieder eine neue "Wettersonde" auf dem Markt, die den Stand der Technik wiederspiegelt

Die Internetseite von Vaisala veröffentlicht sehr ausführlich die technischen Daten der Sonde.
Laut Datenblatt ist sie in der Lage vom Boden bis in 40000 Meter Höhe die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit genau zu messen und die Daten per Telemetrie zur Bodenstation zu übertragen.
Mit den Maßgaben "preiswerter, genauer, leichter" könnte sie die meisten Vorgängermodelle ablösen.
Nimmt man sie in die Hand, fällt schon mal das leichte Gewicht auf. Nachdem das Vorgängermodel RS92-SGP noch 260 Gramm wog, wiegt die neue Sonde mit 109 Gramm weniger als die Hälfte.
Das Gehäuse selbst besteht aus zwei Halbschalen Polystrol für die thermische Isolation und darüber noch mal zwei Halbschalen aus dünnem Hartplastik. Sie wirkt recht schlank und dürfte sich weniger oft in Bäumen oder Astwerk verfangen als andere Sonden.
Im Inneren zeigt sich nur mehr eine einzige Platine. Auf Ober- und Unterseite befinden sich eine ganze Anzahl von IC's, die auf eine hohe Integration von verschiedenen Funktionen schließen läßt.
Am oberen Ende befindet sich die GPS-Antenne. Sie ist erstaunlich klein in ihren Ausmaßen. Nach unten hängt wie üblich eine Lambda-Viertel Antenne aus stabilem aber sehr flexiblem Geflecht für die Abstrahlung der Telemetriedaten auf dem 400 MHz-Band .
Was in dieser neuen Sonde fehlt ist ein Sensor für den Luftdruck - bisher ein unverzichtbares Relikt der Ballonsonden. Bei dieser Sonde wird nun der Luftdruck von der GPS-Höhe in Verbindung mit Korrekturdaten errechnet. Nur für Sondermodelle dieser Serie ist ein Sensor für Luftdruck möglich.
Die Aussendung des Signals mit den Meßdaten im 400 MHz-Band geschieht im Burstmodus. Im Sekundenrythmus wird etwa eine halbe Sekunde lang gesendet und dann eine halbe Sekunde pausiert. So konnte man die Energiebilanz soweit verbessern, daß jetzt nur noch zwei Mignonzellen (Lithium) für eine ganze Sondierung benötigt werden.
Vor dem Einsatz werden die Sensoren der Sonde in einer Kalibrierstation vermessen. Dazu wird die Sonde über eine drahtlose Verbindung (13,56 MHz short range) eingeschaltet und kalibriert.. Dabei stecken die Sensoren in einer Kammer mit definierten Werten für Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Einen Kabelanschluß hat sie nicht mehr. Ein kleines Tableau auf der Antennenseite zeigt mit verschiedenen LED's den Bereitschaftszustand an. Dort ist auch noch ein kleiner Schalter zum Ein- und Ausschalten.
Leuchtet die grüne LED kann man sie getrost an den Ballon hängen - und ab damit.

Auf dem nebenstehenden Foto erkennt man:
H : die Stange für die Aufhängung
S : den Stab mit den Sensoren für Temperatur und Luftfeuchtigkeit
T : das kleine Tableau mit den LED's für die Statusanzeige und rechts einen Schalter
A : ganz unter wie immer die Antenne für die Abstrahlung im 400 MHz-Band


Eigenschaften :

Die Abmessungen der Sonde : 272 x 63 x 46 mm mit Sensor
Gewicht : 109 Gramm mit Batterien
Frequenz : einstellbar von 400,150 bis 405,990 MHz im 10 kHz-Raster
Stromversorgung : 2 Zellen der Größe AA, Typ Lithium
Lebensdauer : mehr als 240 Minuten
Modulation : GFSK mit 4800 bit/s
Bandbreite : 5 kHz
Sendeleistung : mehr als 60 mW
Sensoren : Für Messung der Temperatur wird ein Widerstand aus Platin verwendet und für die Ermittlung der Luftfeuchtigkeit ein Dünnfilmkondensator. Die Höhe wird per GPS gemessen und der Luftdruck daraus errechnet. Ein Sensor für den Luftdruck ist in dieser Sonde normalerweise nicht mehr vorhanden, nur noch als Zusatz.


Fotos (von SWL Vlado)

(R) Spulenabroller für die Schnur (S) Stab mit den Sensoren (P) Platine mit der Elektronik" (B) äußere Schale aus Hartplastik (Y) innere Schale aus Polyester (A) Antenne für 400 MHz		Der Zusammenbau der inneren Halbschalen aus Polystrol zur thermischen Isolation und die äußeren Halbschalen aus wetterbeständigem Hartplastik.

Die Platine




Sondenjagd :

Das Peilen der Sonde ist etwas schwieriger als bei der RS92-SGP, die ja kontinuierlich einen modulierten Träger abstrahlt. Das Signal der RS41-SG ist nur intermittierend zu hören (eine halbe Sekunde Sendung, eine halbe Sekunde Pause). Ansonsten geschieht die Peilung wie bei anderen Sonden auch.
Wie das Wasserfalldiagramm zeigt, ist die Bandbreite mit 5 kHz sehr schmal.

Modulation

Beispiel für die Modulation in FMN