КСВ-метр на базе ARDUINO.

[510]

Наличие свободного времени на новогодних праздниках позволило не только отдохнуть, попить шампанского, закусив салатом оливье, покатаься на лыжах в Сорочанах и Волене, но и вернуться к реализации давно вынашеваемой идее создать электронный КСВ-метр с перспективой его модеризации в тюнер для широкополосной магнитной антенны типа "обруч".Он будет измерять КСВ антенны и при необходимости подстраивать ее с помощью вакуумного конденсатора с самодельным электроприводом.

В качестве системы управления была выбрана платформа Arduino, не требующая больших знаний в программировании. Вы все поймете, скачав по ссылке ниже листинг программы для прошивки Arduino.



Вся информация о работе устройства будет выводиться на двухстрочный индикатор LCD Keypad Shield, который втыкается в соответствующие шины данных, управления и питания сверху на основной блок Arduino.



Для начала на просторах инета нашел теорию и изучил опыт других радиолюбителей. Очень понравилась статья "Эксперименты с Tandem Mach для измерителя КСВ". Собственно она и стала отправной точкой. Измеритель собрал на макетке.







В схему добавил несколько деталей для адаптации сигналов под АЦП-входы Arduino. Так R5 и R6 позволяют подстроить уровни входных напряжений Uпад.(FWD) и Uотр.(REF) - не более 5 В. А цепочки, состоящие из сопротивлений R7, R8 и стабилитронов VD3, VD4, защищают входы Arduino от перенапряжения.



Схема очень простая, что позволяет собрать и настроить ее за один день. Трансформатор намотал на двух склееных вместе ферритовых "биноклях" по методике, изложенной в оригинальной статье (см. выше), используя вместо ПЭЛШО 0.3 провод МГТФ 0.3.

Устройство пока работает в режиме измерения и индикации КСВ антенны. При отсутствии сигнала оно находится в режиме ожидания:



А при появлении несущей производится замер Uпад.и Uотр., вычисляется КСВ и выводится его значение на экран:

[510]

На фотке видны показания КСВ на LDG-тюнере (КСВ=1.1) и на LCD-индикаторе Arduino (КСВ=1.09) при работе радиостанции с выходной мощностью 50 Вт. По-моему комментарии излишни.

[510]

Мне удалось немного продвинуться в изготовлении тюнера для магнитной антенны. Временно стер микропрограмму измерения КСВ, заменив ее на простейшую программу управления двигателем постоянного тока с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В программе имеются функции изменения скорости вращения вала с помощью клавиш вверх/вниз, включения/выключения двигателя в двух направлениях клавишами влево/вправо, а также индикации всех режимов работы на двухстрочном ЖКИ.



После тестовых пусков и прогонов понял, что необходимо сделать датчик оборотов, чтобы точно откалибровать привод под конкретные частоты настройки антенны. Конструктивно он будет сделан из инфракрасной пары (светодиод/фотодиод), а выход фотодиода будет висеть на входе микроконтроллера, который обслуживает внешние прерывания.

Необходимо будет также предусмотреть контроль крайних положений переменного конденсатора, что можно сделать с помощью встроенного АЦП, конролируя падение напряжения на шунте в цепи питания двигателя. В крайних положениях вал конденсатора крутиться с усилием, что вызывает увеличение потребляемого тока электродвигателем, что в свою очередь изменяет падение напряжения на шунте. Закон Ома, однако.

Кстати количество оборотов от упора до упора в зависимости от частоты настройки антенны на передачу радиостанции - логарифмическая.

[Fantomas]

Привет Андрей. Я попутно занимаюсь подобным вопросом но немного для других целей может быть использовать шаговый двигатель. В таком случае можно будет отказаться от обратной связи для индикации. То есть при однократном импульсе шаговый двигатель будет проворачиваться на одинаковый угол и и МК может просто подсчитывать количество нажатий и выводить информацию о положении. Так же кстати и о крайних положениях ротора.

[510]

Согласен, что шаговый двигатель более предпочтительнее. Но у меня такого нет, да еще и редуктор нужен, а датчик сделать очень просто.

[DAFdriver]

Привет Андрей. Подскажи какой именно ARDUINOподойдет для повторения . Возможно использовать 2 в 1 Набор Дисплей 3,2 TFT 320х480 + Arduino MEGA 2560 R3 CH340G + USB-кабель.или Arduino Uno R3.И еще можно-ли на их базе собрать антенный анализатор до 600мгц?

[Леший]

До 600 вряд ли. На КВ проекты были до 30 мгц.
На базе ардуинки и ДДС генератора.

[Fantomas]

Да точно для анализатора нужен DDS генератор. Ардуина любая подойдет. Мега для таких задач даже наверное через чур крута УНО самое то. Иил даже просто Atmega8. На атмеге полно ксв метров уже придумано.
CH340G для имитации сом порта, вместо FTDI нормально вроде работает.
Главное сделать датчик.

[доцент]

Совершенно верно сказал

Главное сделать датчик

в этом и есть 99% успеха КСВ метра, а какой будет показометр абсолютно не важно!

[DAFdriver]

ARDUINO uno уже не поставляют,значит будет мега, с поправкой на будующее.
А какой датчик лучше сворганить? Мне нужно хотя-бы до 500.000МГц.