Ersatz Marine Handfunkgerät QuanSheng UV-K5

 

Abb.: QuanSheng UV-K5

An dieser Stelle möchte ich eine Lösung vorstellen die man ganz gut als Backup-Lösung für ein Marinefunkgerät nutzen kann. Vor einiger Zeit hatte ich im Segeln-Forum schon einmal auf die günstigen Baofeng Handfunkgeräte hingewiesen. Diesmal geht es um das QuanSheng UV-K5 Handfunkgerät. Es zählt zu den Multiband-Funkgeräten und kann gleichzeitig zwei unterschiedliche Frequenzbänder überwachen.

Um es gleich vorwegzunehmen, an der Stelle trenne sich die Gemüter. Die einen meinen, dass so ein Gerät China-Müll ist und die anderen meinen das es ein tolles Gerät mit einem günstigen Preis ist. Ich will hier keinen Glaubenskrieg anzetteln, ob man so ein Gerät als vollwertiges Marinefunkgerät benutzen kann und ob das überhaupt erlaubt ist. Das muss jeder für sich selbst bewerten. Hier geht es vielmehr darum eine Backup-Lösung für ein Marinefunkgerät zu haben für den Fall, dass das stationär eingebaute Gerät unerwartet seinen Dienst quittiert. Ich werde am Ende aber darauf eingehen was man von so einem Gerät erwarten kann und ob damit ein ordnungsgemäßer Betrieb möglich ist.

Das QuanSheng UV-K5 hat folgende technische Daten:

  • RX/TX 136-174 MHz FM
  • RX/TX 400-470 MHz FM
  • RX 80-108 MHz FM, UKW
  • 1W, 3W, 5W Sendeleistung
  • NOAA Wetterkanäle
  • Dualwatch
  • 60 x 115 x 37,5 mm
  • 243 g
  • LCD Grafik-Display 128×64 Pixel mit Hintergrundbeleuchtung
  • Akku Li-Ion 7,2V 1600mAh
  • USB-Lademöglichkeit
  • 1W Lautsprecher
  • Mikrofon
  • Handsprechgarnitur über Dual-Klinkenstecker
  • Weiße LED-Leuchte
  • Gürtelklipp, Tageschlaufe
  • Nicht wasserdicht
  • USB-Ladekabel
  • 230V-Ladeschale
  • CE/FCC Zertifizierung

Was ich besonders herausragend finde ist, dass das Gerät in großen Teilen offen dokumentiert ist und auch die Firmware als Quellcode zur Verfügung steht. Dadurch, dass sich QuanSheng dazu entschieden hat den Quellcode zu veröffentlichen, hat sich eine große Fangemeinde gebildet, die die Firmware und Hardware verbessern und modufizieren möchte. In dem Zuge wurde auch der Schaltplan in großen Teilen von Enthusiasten reverse ingeneert und liegt fast vollständig vor. Damit handelt es sich quasi um Open Hardware und Open Software und passt ganz gut zu Open Boat Projects. Das QuanSheng UV-K5 ist nicht das erste günstige Multiband-Funkgerät aus China. Vielmehr ist es ein Funkgerät das vollständig dokumentiert ist. Damit ergeben sich ganz neue Einsatzmöglichkeiten, die zuvor nicht möglich waren.

Für das QuanSheng UV-K5 gibt es eine eigene Konfigurations-Software mit der sich das Funkgerät beliebig konfigurieren lässt. Die gibt es allerdings nur für Windows. Mit der universellen Open Source Software Chirp kann das Funkgerät ebenfalls konfiguriert werden. Es ist für Windows, Mac und Linux verfügbar und nutzt Python als Basis. Mit dieser Software lässt sich das Funkgerät genau so gut und umfangreich konfigurieren sowie eine Reihe weiterer Funkgeräte von anderen Herstellern.

Da das QuanSheng UV-K5 im VHF- als auch im UHF-Bereich senden und empfangen kann, kann man es so einrichten, dass die Marine-Funkkanäle und die lizenzfreien PMR-Kanäle benutzt werden können. Dafür habe ich spezielle Konfigurations-Vorlagen erstellt mit denen man das Funkgerät ohne viel Aufwand konfigurieren kann. Dabei werden die Frequenzen, Betriebsarten und Sendeleistungen so eingestellt, dass sie den gesetzlichen Vorgaben weitestgehend entsprechen. Dazu benötigt man lediglich die Software Chirp und einen passenden USB-Seriell-Wandler für den Headset-Anschluss. Was nicht funktioniert sind DSC und ATIS. Einen GPS-Empfänger hat das Funkgerät auch nicht. Somit lassen sich auch keine Notrufe über DSC absetzen.

Abb.: Umkonfiguriertes UV-K5 mit Marinefunktion

Grundsätzlich kann das Handfunkgerät im Frequenzmodus oder im Kanalmodus betrieben werden. Im Frequenzmodus kann eine beliebige Frequenz im jeweiligen Frequenzbereich eingestellt und benutzt werden. Im Kanalmodus hingegen sind die Frequenzen vordefiniert und entsprechend verständlich gekennzeichnet. In diesem Modus sollte das Funkgerät betrieben werden. Das Schöne an dem Gerät ist, dass damit auch die lizenzfreien PMR-Kanäle, auch als Walki Talki bekannt, benutzt werden können. Damit können auch Personen das Funkgerät verwenden, die über keine Funkschein verfügen wie z.B. Kinder, vorausgesetzt man benutzt es im richtigen Frequenzbereich. Mit der Dualwatch-Funktion lassen sich zwei Frequenzen gleichzeitig überwachen. Auch ein UKW-Radio ist integriert, dass im Dualwatch-Betrieb benutzt werden kann und automatisch auf eine der beiden Frequenzen wechselt sobald Traffic vorhanden ist. Wer in amerikanischen Gewässern unterwegs ist, kann auch Wetternachrichten der NOAA empfangen.

Neben der Konfigurationssoftware Chirp gibt es noch weiter Möglichkeiten die Funktionalität des Funkgerätes zu verändern. Mit sogenannten Firmware-Mods können tiefgreifende Modifikationen der Firmware vorgenommen werden. So lässt sich z.B. das Funkgerät als Allbereichsempfänger und Sender im Frequenzbereich von 18…1300 MHz verwenden und unterstützt sogar zum Teil die USB Amateurfunk-Betriebsarten. Solche tiefgreifenden Modifikationen sollten aber nicht durchgeführt werden, da die Hardware für diese Frequenzbereichserweiterungen nicht ausgelegt ist und die Empfangs- und Sendeleistungen dramatisch abnehmen und im schlimmsten Fall das Gerät zerstören können. Zudem ist die verwendete Antenne nicht für solche Frequenzbereiche geeignet. So etwas ist nur für Leute die genau wissen was sie tun. Ich habe einen spezielle Firmware-Mod durchgeführt, mit dem ein Boot-Logo benutzt wird, ein S-Meter hinzugefügt wird und die Hintergrundbeleuchtung deutlich länger nachleuchtet. Weitergehende Modifikationen habe ich nicht vorgenommen, da man sie für den Marinebereich nicht benötigt.

Es kann durchaus sein, dass sich auch ATIS benutzen lässt. Da muss ich aber noch abklären, ob die richtige Sendeart benutzt wird, um die MMSI auszugeben. Das Funkgerät kann über MDC-1200 eine Gerätekennung beim Loslassen der Sendetaste aussenden. Die Gerätekennung lässt sich beliebig einstellen und kann theoretisch auch die MMSI sein. An der Stelle sei aber gewarnt, dass Handfunkgeräte im Binnenbereich in einigen europäischen Ländern nicht erlaubt sind.

Wer noch mehr Infos zum QuanSheng UV-K5 haben möchte, sollte sich auf jeden Fall den deutschsprachigen Youtube-Kanal Funkwelle von Arthur Konze ansehen. Dort geht er ausführlich auf das Funkgerät ein und gibt eine Fülle an Informationen zu allen möglichen Bereichen. Da bleiben kaum noch Fragen offen.

Konfiguration mit Chirp

Im Folgenden wird gezeigt wie man ein QuanSheng UV-K5 als Marinefunkgerät umkonfigurieren kann. Dazu sind die Konfigurationssoftware Chirp und eine Kanal-Definitionsdatei für das jeweilige Fahrtgebiet notwendig.

Chirp installieren

Chirp kann auf der folgender Projektseite herunter geladen werden:

https://chirp.danplanet.com/projects/chirp/wiki/Home

Wählen sie eine für Ihr Betriebssystem  passige Installationsdatei aus und folgend sie den Installationsanweisungen. Sollten sie unter Mac oder Linux installieren wollen, gibt es unter den Links einige Zusatzinfos die ganz nützlich sind.

Abb.: Chirp, Software zur Konfiguration von Funkgeräten

Chirp mit dem Handfunkgerät verbinden und aktuelle Konfiguration sichern

Die grundsätzliche Bedienung von Chirp ist auf der Doku-Seite zu finden. Um sich mit dem Funkgerät verbinden zu können, benötigen sie ein spezielles USB/Seriell-Verbindungskabel. Sie können das USB-Programmierkabel von einem Baofeng UV-5R verwenden. Es ist ebenfalls benutzbar beim QuanSheng UV-K5. Die USB-Buchse im Funkgerät kann nicht zur Datenübertragung verwendet werden. Sie dient nur zum Aufladen des Funkgerätes. Im Internet finden Sie es unter der Bezeichnung Programmierkabel Baofeng UV-5R. Beachten sie aber, dass sie unter Windows auch den notwendigen USB/Seriell-Treiber installieren müssen, der sich auf der mitgelieferten CD befindet. Anderenfalls wird das Programmierkabel unter Windows nicht erkannt.

Abb.: USB-Programmierkabel für Baofeng UV-5R

Beim QuanSheng UV-K5 muss man sich streng an die Prozedur halten wie man das Funkgerät in den Übertragungsmodus schalten kann.

Hält man die Reihenfolge nicht exakt ein, so kommt keine Übertragung zu Stande. Für das QuanSheng UV-K5 muss man folgendermaßen vorgehen:

  1. Funkgerät aus
  2. Funkgerät ein
  3. Übertragungskabel in die USB-Buchse des Computers stecken
  4. Übertragungskabel in das Funkgerät einstecken bis es einrastet (die kleine LED leuchtet dann blau)
  5. Chirp mit Funkgerät verbinden Gerät -> Download from radio
  6. Konfiguration herunterladen mit Datei -> Speichern unter (*.img)
  7. Kanaleinstellungen als CSV-Datei exportieren mit Datei -> Export to CSV (*.csv)

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Geräteeinstellungen und Kanaleinstellungen. Falls Sie einmal beabsichtigen die Firmware zu aktualisieren, so bleiben die Kanaleinstellungen erhalten. Falls Sie Kanaleinstellungen wieder herstellen möchten, könne Sie die CSV-Datei nutzen. Die Datei lässt sich auch recht komfortabel mit Excel öffnen und bearbeiten. So müssen sie die Änderungen nicht umständlich manuell in Chirp vornehmen. Es ist ebenso möglich diese CSV-Datei für andere Funkgeräte die mit Chrip konfiguriert werden können, zu verwenden. Damit lassen sich die Kanaleinstellungen schnell auf andere Geräte übertragen. Mit der gesicherten Gerätekonfiguration und Kanaldatei könne Sie das Funkgerät jederzeit in den Ausgangszustand zurück versetzen.

Marinekanäle aktivieren

Zur Konfiguration der Marinekanäle im Funkgerät muss als erstes die internationale Geräte-Konfigurationsdatei herunter geladen und aktiviert werden. Damit werden die jeweiligen Frequenzbereiche für das Senden freigeschaltet.

Zum aktivieren der Geräte-Konfigurationsdatei gehen Sie folgendermaßen vor:

  1. Herunterladen und entpacken der Geräte-Konfigurationsdatei (*.zip)
  2. Laden der Geräte-Konfigurationsdatei (*.img) über Datei -> Öffnen
  3. Übertagen der Konfigurationsdatei in das Funkgerät mit Gerät -> Upload to radio
  4. Nach erfolgreicher Datenübertragung das Datenkabel abziehen

Bei der Datenübertragung flackert die kleine blaue LED oberhalb des Displays. Am Ende der Datenübertragung wird das Funkgerät neu gestartet und trennt sich automatisch von Chirp. Danach muss das Datenkabel abgezogen werden.

Im zweiten Schritt werden die Marine- und PMR-Funkkanäle eingerichtet. Dafür habe ich entsprechende CSV-Dateien für die Kanaleinstellungen erstellt. In ihr sind die Marine Standard-Kanäle 1…28 und 60…88 sowie die PMR-Kanäle 1…16 hinterlegt. Für die USA, Australien, China und Kanada gelten noch weitere Kanäle und einige Sonderkanäle.

Es lässt sich immer nur eine Kanal-Konfigurationsdatei im Funkgerät aktivieren. Wer mehrere Fahrtgebiete gleichzeitig benötigt, kann sich die Einstellungswerte aus den entsprechenden CSV-Dateien kopieren und eine eigene Konfigurationsdatei erzeugen. Die Übertragung einer Kanal-Konfigurationsdatei ist wie folgt vorzunehmen:

  1. Funkgerät aus
  2. Funkgerät ein
  3. Übertragungskabel in die USB-Buchse des Computers stecken
  4. Übertragungskabel in das Funkgerät einstecken bis es einrastet (die kleine LED leuchtet dann blau)
  5. CSV-Datei laden mit Datei -> Import from File
  6. Übertagen der Konfigurationsdatei in das Funkgerät mit Gerät -> Upload to radio
  7. Nach erfolgreicher Datenübertragung das Datenkabel abziehen

Am Ende der Datenübertragung wird das Funkgerät neu gestartet und trennt sich automatisch von Chirp. Danach ist die gesamte Konfiguration abgeschlossen und das UV-K5 kann als Marinefunkgerät verwendet werden.

Bedienung

Die Bedienung des Gerätes erfolgt nach der Anleitung des Funkgerätes. Das Gerät verfügt über zwei Kommunikationsbereiche A und B mit denen zwei verschiedene Funkkanäle gleichzeitig überwacht werden können. Das kann sowohl im VHF als auch UHF-Bereich sein oder zwei Funkkanäle aus dem selben Bereich.

Abb.: Funktionsbeschreibung

Folgende Tastenfunktion sind für den Marinefunkbetrieb wichtig:

Tastenkombination Bedeutung
F + 3 VFO/MR Umschaltung Frequenzmodus / Kanalmodus
F + 2 A/B Umschaltung zwischen den Kommunikationsbereichen A / B (Pfeil markiert den einstellbaren Bereich)
Up key / Down key Verändert den Empfangskanal
F + 0 Schaltet FM-Radio ein und aus
F + 5 Öffnet den NOAA Wetterkanal
Key 1 Zeigt das Menü an
Key2 Schaltet die weiße LED ein
M Öffnet das Einstellungsmenü
Exit Beendet eine Einstellung oder verlässt das Menü oder kann zum Aktivieren der Hintergrundbeleuchtung verwendet werden
PTT Sendetaste

Das Funkgerät kann sowohl über die mitgelieferte Ladeschale als auch über USB-C geladen werden. Laut Handbuch wird empfohlen die Ladeschale zu benutzen. USB-C ist nur als Notlösung gedacht.

Betreiben sie das Funkgerät nie ohne Antenne. In dem Fall kann die Hochfrequenzstrahlung nicht ausgesendet werden und kann Teile der Elektronik beschädigen.

Besonderheiten

Das QuanSheng UV-K5 wurde nicht als Marinefunkgerät konzipiert. Daher verfügt es auch nicht über DSC, ATIS, AIS und GPS. Digitale Notmeldungen über DSC können nicht empfangen oder gesendet werden. Es werden auch keine Positionsdaten übertragen. Das Handfunkgerät kann nur als reines analoges Funkgerät verwendet werden. Die Sendeleistungen der Marine-Funkkanäle richten sich nach den lokalen Vorgaben und sind entsprechend angepasst. Auf einigen amerikanischen und kanadischen Marine-Funkkanälen ist nur hören erlaubt. Eine Sendesperre für einzelne Kanäle ist nicht konfigurierbar. Sie müssen selber auf die korrekte Verwendung achten.

Das UK-5 ist nicht wasserdicht. Einige Spritzer verträgt es wohl. Es darf aber nicht komplett im Regen stehen oder ins Wasser fallen. Dann geht das Funkgerät kaputt. Das Funkgerät ist eigentlich nur bei gutem Wetter nutzbar und sollte trocken aufbewahrt werden. Abstürze verträgt das Gerät auch nicht sonderlich gut. Aufgrund der dunklen Gehäusefarbe sollte das Funkgerät auch nicht permanent in der prallen Sonne stehen.

Rechtliches

Das QuanSheng UV-K5 ist für die Funkbereiche

  • 136-174 MHz
  • 400-470 MHz

ausgelegt. Die Antenne ist an diese Funkbereiche angepasst. Die Marinefunk- und PMR-Frequenzen befinden sich in den Frequenzbereichen für die das Funkgerät konzipiert wurde. Mit dem Umkonfigurieren als Marinefunkgerät werden die Zulassungen für CE und FCC weiterhin eingehalten.

 

Abb.: Empfangseigenschaft der Antenne beim UV-K5

Technisch ist es möglich, das Funkgerät auch für das Senden in anderen Frequenzbereichen zu werden. Das ist aber nicht ratsam, da dadurch die Zulassungen für CE und FCC verloren gehen. Außerhalb der vorgesehenen Frequenzbereiche treten dann extreme Oberwellen auf, die andere Frequenzbereiche stören. Besonders unterhalb von 100 MHz wird das Senden dringend abgeraten. Sie können damit die Sendestufe des Handfunkgerätes beschädigen, da fast die gesamte HF-Strahlungsleistung in das Gerät zurück reflektiert wird.

Abb.: Oberwellenunterdrückung (dBc) bei verschiedene Sende-Frequenzen

Beim Senden außerhalb der vom Hersteller vorgesehenen Frequenzbereiche gelten sie als Störer. Das kann je nach lokalen Gegebenheiten strafrechtlich verfolgt und geahndet werden. Auch das Senden unter einer frei eingestellten Frequenz (VFO) im Marinefunkbereich ist nicht erlaubt. Verwenden sie im Marinefunkbetrieb ausschließlich den Kanalbetrieb (MR). Informieren sie sich vorher, welche lokalen Richtlinien gelten, bevor sie senden. In vielen Ländern gelten spezielle Regelungen im Funkbetrieb. Anwender die nicht über eine Marinefunk-Lizenz verfügen, dürfen nur unter Anleitung eines Lizenzinhabers oder in Notfällen im Marinefunkbereich senden. Die PMR-Funkkanäle sind lizenzfrei und dürfen von jedem verwendet werden.

Open Boat Projects übernimmt keinerlei Haftung bei der Verwendung eines umkonfigurierten Funkgerätes UV-K5 oder für Schäden bei der Benutzung oder Konfiguration. Informieren sie sich über die geltenden gesetzlichen Vorschriften in ihrem Land, bevor sie das Gerät einsetzen. Benutzen sie das UV-K5 nicht als Hauptfunkgerät. Angepasste Marine-Funkgeräte sind wesentlich besser an die Nutzungsbedingungen angepasst und verfügen über zusätzliche Sicherheitssysteme. Der Marine-Funkbetrieb ist mit solchen Geräten deutlich zuverlässiger. Ziehen sie solche Geräte immer vor. Benutzen sie das UV-K5 nur in Notfällen, wenn keine anderen Geräte zur Verfügung stehen.

Fragen und Antworten

Warum kann ich mich mit dem Funkgerät nicht mit Chirp verbinden?

Für eine Datenübertragung mit Chirp kann man nicht die USB-Buchse am Funkgerät verwenden. Sie benötigen ein spezielles USB/Seriell Programmierkabel, das zwei Klinkenstecker benutzt und über die Audio-Buchsen verwendet wird. Unter Windows müssen sie den Gerätetreiber des USB/Seriell Programmierkabels installieren. Wenn sie den USB-Stecker in den PC gesteckt haben, sollten sie ein serielle Schnittstelle im Gerätemanager sehen. Damit die Datenübertragung funktioniert, muss das Funkgerät vorher ausgeschaltet sein und das Programmierkabel im Funkgerät nicht eingesteckt sein. Erst nach dem Einschalten darf das Programmierkabel mit dem Funkgerät verbunden werden. Befindet sich das Programmierkabel bereits beim Einschalten am Funkgerät, so ist eine Datenübertragung nicht möglich.

Wie kann ich die Hintergrundbeleuchtung länger leuchten lassen?

In der Standard-Firmware leuchtet die Hintergrundbeleuchtung nur 5s. Nur über eine spezielle Firmwaremodifikation kann die Zeit bis auf 40s erhöht werden.

Kann ich den Notrufkanal beim Einschalten automatisch aufrufen?

Beim UV-K5 gibt es keine Möglichkeit, einen Kanal beim Starten automatisch aufrufen zu lassen. Es werden immer die zuletzt aufgerufenen Kanäle angezeigt.

Kann ich gleichzeitig Radio hören und die Dual Watch Funktion nutzen?

Ja, das ist möglich. Wenn sie Radio hören, wird immer automatisch auf eine der beiden Kanäle bei Traffic umgeschaltet, die sich in Rufbereitschaft befinden. Das sind die beiden Kanäle die im Hauptmenü zu sehen sind.

Ich kann das Funkgerät nicht über USB-C aufladen. Woran liegt das?

Zur Aufladung des Funkgerätes könne sie nur einfache Ladegeräte mit 5V Ausgangsspannung benutzen, die nicht die Gerätekennung zur Spannungseinstellung abfragen. Wenn sie höherwertige USB-C Ladegeräte benutzen, kann die Gerätekennung nicht abgefragt werden, da im Gerät die nötigen Widerstände fehlen. Eine Aufladung ist nicht möglich. Verwenden sie zum Laden nur das beigefügte USB-C Kabel.

Warum kann ich mich über USB-C nicht mit Chrip verbinden?

Über USB-C ist keine Datenkommunikation mir dem Funkgerät möglich. Verwenden sie statt dessen ein USB/Seriell Programmierkabel von Baofeng. Dieses Kabel ist auch für das QuanSheng UV-K5 benutzbar.

Gibt es auch eine wasserdichte Variante des Funkgerätes?

QuanSheng bietet aktuell keine wasserdichte Variante des Funkgerätes an. Das kann sich aber zukünftig ändern. Als Alternative kann das Funkgerät Baofeng UV-9R Plus verwendet werden, das nach IP67 wassergeschützt ist. Es lässt sich ebenfalls mit der Konfigurationssoftware Chirp als Marinefunkgerät konfigurieren. Benutzen sie dazu die CSV-Dateien. Beim Baofeng UV-9R Plus lässt sich aber die Firmware nicht verändern.

Ist die Benutzung des Funkgerätes als Marinefunkgerät strafbar?

Solange sie das Funkgerät in den Frequenzbereichen benutzen für die es gedacht ist und sie über die notwendigen Funklizenzen verfügen und die richtigen Betriebsarten verwenden, ist der Besitz und die Benutzung nicht strafbar. PMR-Frequenzen sind grundsätzlich lizenzfrei und können von jedem benutzt werden. In einigen Ländern dürfen Handfunkgeräte nicht im Binnenbereich auf Booten verwendet werden. Informieren sie sich vor der Benutzung des Funkgerätes über die lokalen Gesetzmäßigkeiten. Bewegen sie sich außerhalb der gesetzlichen Vorschriften, indem sie auf anderen Frequenzen außerhalb der vorgesehenen Frequenzbereiche senden, kann es Probleme geben. Es wird dringend davon abgeraten so etwas zu tun, obwohl es technisch möglich ist. Solange sie nur hörend auf anderen Frequenzen unterwegs sind, stellt das aber kein Problem dar.

Bedenken sie aber, dass das UV-K5 kein vollwertiges Marinefunkgerät ist. Handelsübliche Marinefunkgeräte sind deutlich besser an Marine-Umgebungsbedingungen angepasst und funktionieren sicherer unter solchen Bedingungen. Zudem verfügen sie über zusätzliche Sicherheitsfunktionen wie DSC, ATIS, AIS und GPS.