Analizor de antena Arduino

[yo5pjb]

AD9850 scoate undeva pe la 1v (chiar mai putin de la 30Mhz in sus).

Salut! Voltul ala masurat cum? Amplitudine sau varf-la-varf?

Cred ca e varf-la-varf. Ca sa-l masor am improvizat rapid un powermetru folosind un AD8307.

Cezar: am vazut ca inainte de op-amp sunt niste condensatori, dar nu m-am gandit ca pot fi asa eficienti in filtrare.
De ce zic asta: schema initiala de analizor care am testat-o eu avea la baza schema analizorul lui VK5JST/SP2JJH + cu cateva diferente:
- DDS-ul evident ca era acest AD9850 inloc de oscilatorul clasic care e in schema.
- nu foloseam op-amp ca sa amplific tensiunea care iese din puntea Wheatstone, ci aveam un amplificator pus pe iesirea din DDS. Stiu ca mi-am pierdut multe zile incercand sa am un input DC cat mai stabil in uController. Am incercat tot felul de combinatii de filtre cu condensatorii dar fara noroc, tot timpul citirile variau (+-10% la citiri consecutive). Acuma ma gandesc ca poate problema mea era din cauza impedantei mici (10kohm maxim) de intrare in ADC-ul din Arduino, fata de un op-amp unde e sunt valori mai mari.

Pe coloane sunt valorile exprimate in mV, de la stanga la dreapta A0 ... A5.
....
O oarecare fluctutie se poate observa mai degraba pe pini A2-A5 dar pinul A1 ramane constant iar A0 variaza dar foarte sensibil.

Valorile de la pinii A2-A5 ignora-le, daca acei pini nu sunt conectati vor citi niste valori reziduale destul de variate. E normal sa se intample asa la uControllere.

Ce mi se pare extrem de ciudat sunt valorile pe pinul A0 si A1. Doarece ADC-ul de la Arduino este pe 10biti, valoarea maxima care ar trebui sa o citesti este 1023.0 , dar tu citesti valori mult mai mari.
Later edit: Arduino Due are ADC pe 12biti. Asta-l folosesti tu ?

73,
Sorin

[yo3fhm]

Salut Sorin!

schema initiala de analizor care am testat-o eu avea la baza schema analizorul lui VK5JST/SP2JJH + cu cateva diferente:
- DDS-ul evident ca era acest AD9850 inloc de oscilatorul clasic care e in schema.

OK. Analizorul ala chiar se comporta ca un analizor, e din alta clasa fata de montajul de care discutam acum. La VK5JST sunt date formulele dupa care lucreaza foarte clar si daca te uiti cu atentie, se masora 3 tensiuni: la bornele generatorului, la bornele sarcinii analizate si la bornele rezistorului de 50 ohmi :http://www.users.on.net/~endsodds/maths.jpg
Operand cu cele trei tensiuni citite, se pot calcula cu precizie atat VSWR cat si impedanta (inclusiv semnul reactantei).
Din pacate, la analizorul lui K6BEZ, conceptul in sine nu e finisat si din acest motiv, nici macar VSWR-ul nu va fi afisat corect, ci cu aproximatie. Realizarea montajului lui K6BEZ poate fi utila doar ca exercitiu.

- nu foloseam op-amp ca sa amplific tensiunea care iese din puntea Wheatstone, ci aveam un amplificator pus pe iesirea din DDS. Stiu ca mi-am pierdut multe zile incercand sa am un input DC cat mai stabil in uController.

Inteleg.
Inainte sa comentez mai mult, as vrea sa te rog sa-mi spui unde ai conectat exact iesirea DDS-ului, in cadrul schemei folosite. Mai jos am pus link-uri atat catre schema originala a lui VK5JST, cat si catre versiunea lui SP2JJH.

- Analizor original VK5JST
- Analizor VK5JST modificat de SP2JJH

Dupa ce imi vei spune exact punctul in care ai conectat iesirea DDSului, voi putea sa comentez mai departe. Vei vedea de ce

73! de Cezar

[YO3RP]

Domnilor, cam in halul asta arata plotul SWR, asa cum e afisat de montajul meu chinuit:


Link aici: http://i.imgur.com/CxdC0Wg.png
Mi-a indicat in mod repetat 14.064MHz cu antena magloop acordata pe 14.076 MHz. O eroare de vreo 12KHz este acceptabila chiar si pentru un magloop.

Aici plotul pentru dipolul random wire intins in balcon:

Link aici: http://i.imgur.com/Ymb28gp.png

Si acum evident, toata lumea se intreaba ce problema avea montajul.

Dupa ce am schimbat MCP6002-ul, am verificat tensiunea pe pini A0 si A1, am schimbat si niste condensatori care mi se parea mie ca pot fi problema, nimic...

Si pentru a cincea oara am luat la verificat montajul. La aceasta ultima verificare am gasit o "mica" problema, una din partile circuitului nu era legata la masa.

Mai are rost vreun comentariu?

Bine ca n-am descoperit astea ducandu-ma la vreunul din voi sa pun circuitul pe osciloscop

In concluzie circuitul functioneaza, n-am avut rabdare sa testez ultima versiune de soft, dar ma uitam pe diagonala peste ea si am gasit o functie cu care am scapat de niste curbe ciudate. Inca o chestie interesanta pe care am observat in ultima versiune este suportul pentru display dot-matrix de 128x64, ce bine ca l-am comandat din China acum vreo saptamana si mai dureaza inca vreo doua pana ajunge

Din ce am discutat cu Cezar YO3FHM, pare si el foarte interesat de proiect si as vrea sa astept sa vina si LCD-ul, apoi sa gandesc un kit cu toate componentele pentru ca multi au probleme cu procurarea lor. Dar ca sa iasa ceva decent ar fi nevoie de un PCB si mai ales de o carcasa customizata pe care sa montez si LCD-ul.

Cred ca ar fi multi interesati sa isi procure cu vreo 50 EUR un analizor de antena simplu, ceva care sa permita macar sa iti faci acordul antenei cand esti in portabil, fara sa bagi mana adanc un buzunar pentru un MFJ-226 sau un Rigexpert AA-30. De acord, alternativele sunt analizoare cu mult mai multe functii, dar sincer vazand ce poate face Arduino, cred ca niste electronisti capabil si o minte de programator pot adauga aproape aceleasi functii si intr-un analizor construit la nivel hobby. Eu as fi multumit si cu varianta de simplu analizor de SWR portabil cu LCD integrat.

Am un TFT original Arduino si o sa vad ce se poate face cu el, dar pe un 128x64 am platit putin peste 5 USD pe eBay, asa ca nu se compara.

Multumesc tuturor pentru suportul vostru si va stau la dispozitie daca aveti nevoie de ajutor cu realizarea circuitului. Eu mai am componente si o sa imi mai fac inca unul, de data asta mai compact.

Mult succes celor care vor sa il incerce.

73 de YO9IYE

[yo3fhm]

Salut Mihai,
In primul rand, felicitari pentru depistarea problemei, asa ai mai capatat experienta.
Trecand peste asta totusi... :

Din ce am discutat cu Cezar YO3FHM, pare si el foarte interesat de proiect

Gresit! Dimpotriva. NU SUNT INTERESAT.
L-as fi perfuzat pe masa mea de lucru doar pentru depanare. In rest, parerea mi-am format-o si deja mi-am exprimat dezamagirea in postarile anterioare.

Inca n-am spus tot, astept sa vad ce raspuns o sa dea Sorin YO5PJB si abia apoi voi reveni ca sa atrag atentia asupra unor aspecte legate de montaj.

Pana atunci, ar fi foarte interesant sa masori antena respectiva cu un analizor mai serios, sau sa te folosesti de un emitator si un reflectometru bine calibrat, pentru a determina punctul in care SWR-ul este minim. Acolo citesti frecventa si sa ne spui si noua care e diferenta.

Din punctul meu de vedere, 12KHz de care ai amintit mi se pare o eroare foarte mare chiar si pentru 50 EUR. Prefer sa folosesc un reflectometru analogic in care am incredere si sa baleiez manual banda de interes, ca sa stiu exact unde gasesc SWR-ul minim.

Si sa-ti mai ridic o problema: ce te faci daca antena nu e rezonanta pentru banda de lucru ? SWR-ul va fi foarte mare, in acest caz. Poate fi atat de ridicat, incat aparatul asta sa arate date complet aiurea. In situatia asta, de unde vei sti care este realitatea ? Ce solutii ai intr-o astfel de situatie ?!

Una peste alta, felicitari inca odata pentru ducerea la bun sfarsit a unui proiect experimental ca asta, dar nu te imbata cu apa rece. Mai vorbim dupa raspunsul lui Sorin !

73! de Cezar, YO3FHM

[4x1ad]

@YO9IYE: ma bucur ca mai exista si astfel de topic pe Forum pentru radioamatorii constructori.
Daca dispui si de un alt analizor sau SWR-metru obisnuit (analog) calibrat, verifica te rog din nou graficul SWR al dipolului Random din balcon. Posibil ca pentru valori mai mari de 1:5 sau 1:8, rezolutia scalei sa-ti indice infinit. SWR-ul exhibat de maximum 1:5 pe domeniul 20-30MHz mi se pare putin cam prea optimist si nici forma graficului nu mi se pare foarte plauzibila. Chiar daca e cam dificil de reprodus functionarea dipolului tau care rezoneaza pe la 26.4MHz, as inclina sa cred ca un SWR de "doar" 1:5 pe un span de 10MHz indica o eroare sistematica. Forma lui ar trebui sa se apropie intrucatva de cea sugerata in imaginea de mai jos, in sensul ca peste +/- 1-2MHz de la frecventa de rezonanta, SWR trebuie sa urce vertiginos de la 1:5 spre valori foarte mari/infinit.
Succes mai departe cu experimentul.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE

[YO3RP]

Gresit! Dimpotriva. NU SUNT INTERESAT.

Greseala mea, mi s-a parut ca erai curios sa il construiesti si tu

Pana atunci, ar fi foarte interesant sa masori antena respectiva cu un analizor mai serios, sau sa te folosesti de un emitator si un reflectometru bine calibrat, pentru a determina punctul in care SWR-ul este minim. Acolo citesti frecventa si sa ne spui si noua care e diferenta.

Comparand valoarea indicata de SWR metrul analogic cu cea indicata de graphic am obtinut acea deviere de 12KHz. Si da, unele STL-uri au o latime de banda de 6KHz insa a mea este ceva mai toleranta, pot merge cam +/- 50KHz pana se duce SWR-ul in balarii. Ma rog, sunt sigur ca un montaj atat de simplu nu are cum sa indice cu aceeasi precizie cu care indica un analizor profesional.

Si sa-ti mai ridic o problema: ce te faci daca antena nu e rezonanta pentru banda de lucru ? SWR-ul va fi foarte mare, in acest caz. Poate fi atat de ridicat, incat aparatul asta sa arate date complet aiurea. In situatia asta, de unde vei sti care este realitatea ? Ce solutii ai intr-o astfel de situatie ?!

Corect, dar doua randuri de cod rezolva problema curbelor aberante pe toata plaja de frecventa. Daca SWR-ul calculat este mai mare de 10 sau e negativ il raporteaza ca fiind 10. Crede-ma, graficul arata foarte curat folosind cele doua conditii logice. Am lasat antena conectata la statie, altfel intram remote si atasam un printscreen cu un plot pe 1-30MHz.

SWR-ul exhibat de maximum 1:5 pe domeniul 20-30MHz mi se pare putin cam prea optimist si nici forma graficului nu mi se pare foarte plauzibila.

Aici ai dreptate, intr-adevar daca pun SWR metrul pe antena si ma duc pe frecventa aia, am SWR mult mai mare, in realitate la un test grosier antena ajunge la 1.5:1 dar pe la 25MHz, care este o eroare uriasa. Eu cam presupun de la ce ar putea fi, este stiut faptul ca peste 30MHz, AD9850 incepe sa genereze armonice si in general performanta scade drastic. Avand in vedere ca vorbim de valori de peste 25MHz, este foarte posibil ca modulul meu sa o ia razna mult sub limita de 30MHz recomandata de producator, de aici erorile. O sa vad daca exista generatoare de semnal mai potrivite pentru a masura corect si frecvente sub 30MHz. Insa eu unul ma bucur ca isi face relativ OK treaba in zona 14MHz. Cel mai probabil in weekend o sa am timp sa duc magloop-ul in toate zonele pe care le acopera si sa vad ce valori imi indica pentru ca problema cu random wire-ul poate fi si una fizica, de exemplu cablul deteriorat sau conectorii oxidati dupa doua veri si o iarna in balconul deschis.

73's

[yo3fhm]

Greseala mea, mi s-a parut ca erai curios sa il construiesti si tu

Salut,
N-aveam motive, ptr. ca il studiasem nitel cu ceva timp in urma si am vazut ce limitari are. Am vrut doar sa fiu partas la entuziasmul tau si sa ma asigur ca te vei bucura de o finalitate a proiectului, indiferent de limitarile sale. Cu vremea, vei intelege despre ce e vorba si-om mai vorbi ...

sunt sigur ca un montaj atat de simplu nu are cum sa indice cu aceeasi precizie cu care indica un analizor profesional

Fii sigur ca nici MFJ sau miniVNA, nici macar miniVNA Pro sau chiar mai faimoasele N2PK VNA si VNWA3-E, nu apartin domeniului profesional, dar isi fac treaba mult mai bine, datorita unor principii care sunt respectate. Nu vreau sa fiu rau, dar gandeste-te la pretul acelor scule si la cei 50USD cat face "analizorul" americanului. Chiar crezi ca firme care traiesc din asa ceva, au marit pretul doar ptr simplul fapt ca brandul lor e cunoscut in lumea hamradio ?!

Corect, dar doua randuri de cod rezolva problema curbelor aberante pe toata plaja de frecventa.

Te rog sa nu te superi, dar da-mi voie sa ma indoiesc profund. Dupa ce va raspunde si Sorin YO5PJB la ce l-am rugat in postarea anterioara, voi reveni cu detalii. Pana atunci retine ca 2 randuri de cod pot rezolva doar simptomatic o problema aparenta, dar in nici un caz nu vor remedia cauza. Vezi ce a scris si Morel 4X1AD. Aici discutam de un proiect in care nu sunt respectate niste principii, iar din aceasta cauza, corectitudinea masuratorilor este momentan doar o chestiune de coincidenta a unui complex fericit de imprejurari, hi.

Daca SWR-ul calculat este mai mare de 10 sau e negativ il raporteaza ca fiind 10.

VSWR negativ ?! Uau ! Te superi daca te intreb cum calculezi VSWR-ul? Sau daca te-ai prins cum il calculeaza softul din procesor ?

in realitate la un test grosier antena ajunge la 1.5:1 dar pe la 25MHz, care este o eroare uriasa. Eu cam presupun de la ce ar putea fi, este stiut faptul ca peste 30MHz, AD9850 incepe sa genereze armonice

Ar fi un caz fericit aia 30MHz. Sa-l vezi ce joaca tontoriul inca de pe la 20MHz! Si nici in 14 MHz nu esti scutit de niste "cuie" de toata frumusetea. Am mai spus-o, dar nu din burta, ci dintr-o analiza derulata de un cunoscut din lumea pro, cu scule pro.
Dar aici nu e vorba de "armonicele" DDS-ului, ci de principiul de masura, de arhitectura hardware in primul rand. Socotelile se pot face cu softul, dar daca softul nu are o informatie corect preluata pentru a fi procesata, atunci va scoate tot aiureli.

O sa vad daca exista generatoare de semnal mai potrivite pentru a masura corect si frecvente sub 30MHz

Ce intelegi prin "mai potrivite" ?

Insa eu unul ma bucur ca isi face relativ OK treaba in zona 14MHz.

Sunt doua chestiuni diferite, bucuria de a fi convins montajul ala sa lucreze asa cum e, fata de realizarea unei scule pe care sa te poti baza. Fii sigur ca iti impartasesc bucuria, pentru ca suntem foarte putini care mai bricolam, dar incerc sa te temperez putin, pentru ca sa nu fii prea dezamagit mai tarziu, hi hi.

Sa asteptam si raspunsul lui Sorin YO5PJB si mai vedem dupa ... hi

73! de Cezar

[yo5pjb]

Inainte sa comentez mai mult, as vrea sa te rog sa-mi spui unde ai conectat exact iesirea DDS-ului, in cadrul schemei folosite. Mai jos am pus link-uri atat catre schema originala a lui VK5JST, cat si catre versiunea lui SP2JJH.

- Analizor original VK5JST
- Analizor VK5JST modificat de SP2JJH

Dupa ce imi vei spune exact punctul in care ai conectat iesirea DDSului, voi putea sa comentez mai departe. Vei vedea de ce

73! de Cezar

Salut Cezar.
Scuze de intarziere, dar munca inainte de toate
Daca te uiti pe schema lui SP2JJH atunci am conectat iesirea DDS-ului intre emitorul lui Q12 si colectorul lui Q11, adica la intrarea in puntea Wheatstone.
Acele amplificatoare cu LM324 lipseau la mine si cele 3 iesiri din puntea Wheatstone erau legate direct la Arduino.

Mersi,
Sorin

[YO3RP]

Corect, dar doua randuri de cod rezolva problema curbelor aberante pe toata plaja de frecventa.

Nu e nicio suparare, sunt de acord cu tine ca e un moment de entuziasm, argumentul meu era ca in fond si la urma urmei este un tool fara prea mare precizie, dar nici grosier nu l-as putea numi. Deseneaza un grafic din care stiu macar in ce directie sa misc tunerul de la magloop. Cele doua functii deseneaza un grafic curat, trimit diseara cand ajung acasa si leg antena la analizor.

VSWR negativ ?! Uau ! Te superi daca te intreb cum calculezi VSWR-ul? Sau daca te-ai prins cum il calculeaza softul din procesor ?

Asta este bucata de cod, face parte dintr-o versiune mai veche a softului pentru Arduino la care am adaugat ultimele doua pe care le-am gasit intr-o versiune mai noua.
Sunt de acord ca in niciun fel cele doua linii nu rezolva cauza, dar produc efectul dorit

Cod: Selectaţi tot

// Read the forawrd and reverse voltages
    REV = analogRead(A0);
    FWD = analogRead(A1);
    if(REV>=FWD){
      // To avoid a divide by zero or negative VSWR then set to max 999
      VSWR = 999;
    }else{
      // Calculate VSWR
      VSWR = (FWD+REV)/(FWD-REV);
    }
      if(VSWR > 10) VSWR = 10;
      if(VSWR < 0 ) VSWR = 10;

Daca vrei sa faci niste calcule, retine ca un pin Arduino citeste valori 0-5V pe care le interpreteaza ca integers intre 0-1023, daca vrei detalii:
https://www.arduino.cc/en/Reference/analogRead

Ce intelegi prin "mai potrivite" ?

Ceva care sa fie capabil sa genereze un semnal curat pana la frecvente mai ridicate. Nu cred ca sunt multi care vor sa-si testeze antenele de 144MHz cu el, dar pana la un 30MHz ar trebui sa mearga OK. Ma uitam la AD9851, dar diferenta este destul de mica intre ele, probabil ca ala ar da citiri cat de cat corecte intre 20-25MHz dar nu mai sus. Evident nici costul nu trebuie sa fie prohibitiv pentru ca iar deschidem discutia despre alternativele semi-pro.

Oare exagerez crezand ca montajul poate fi imbunatatit pana la un nivel la care sa nu devina foarte greu de construit? De exemplu, daca principiile teoretice din spatele lui sunt corecte si in caz ideal ar trebui sa se comporte OK, putem oare cu un alt DDS, cu alte rezistente de 50 Ohm (asa cum mi-ai recomandat) sa il imbunatatim? Sau poate schimbam acea punte Wheatstone cu un circuit mai eficient... Eu unul sunt dispus sa investesc timp in a-l face sa functioneze standalone, cu un display dot-matrix si m-am mai gandit si la niste alternative pentru display-uri 16x2 sau chiar 16x1 care sunt mult mai ieftine unde nu ar desena un plot ci ar putea avea doua butoane, unul de selectie a benzii de sweep si un altul pentru start sweep. La final afiseaza frecventa cu SWR minim si valoarea sa pe acea frecventa. Se pot face foarte multe, dar vorba ta, ar fi si mai interesant daca ar avea o acuratete mai mare.

[yo3luo]

Buna seara!

Imi scapa mie sau de ce nu folositi schema clasica a lui SP2JJH?

Foloseste oscilator LC suficient de stabil, circuitul RAA este foarte eficient pina la aproape 60Mhz, deci se obtin indicatii decente chiar in 6 m si foarte bune comparat cu aparate de firma mai vechi/analogice pina la 35 Mhz (deci toata banda de scurte). Are un nivel mare la iesire ceea ce este de asemenea folositor pentru masuratori. Afisaya pe un afisaj lcd clasic: F, R,Z,SWR. Cu atenuatoare adecvate poate fi folosit si ca generator de semnal RF.

Exista disponibile softul, schema, pcb-ul iar componentele sint foarte accesibile.

Emil