КСВ метр на Ардуино

[-=dp=-]

КСВ метр на Ардуино.

И так, как я уже писал ранее, в теме про радиомаяк на Ардуино, для настройки антенны нам необходимо сделать измерительный прибор - КСВ метр.
И делать я его буду опять на Ардуино

Давайте разберемся в кратце, что же такое КСВ ?
А КСВ - это не что иное как Коэффициент Стоячей Волны, это когда прямая волна и отраженная волна равна 1 и если соблюдается это равенство, то весь полезный сигнал будет уходить через антенну в эфир, а если нет, то будет греть наш выходной транзистор передатчика и даже коаксиальный кабель.
Существуют конечно и другие параметры в настройке антенн, но значение КСВ главный параметр, настроив его мы можем гарантированно знать что 90 % мощности передатчика уходит в антенну, а это уже хорошо.
Замерить КСВ в принципе достаточно просто.
Достаточно собрать схему из ВЧ трансформатора и ВЧ вольтметра, на 1 диоде и 1 конденсаторе, только диод подойдет далеко не любой нужен германиевый, типа Д9, или Д331, ну из этой серии.

Продолжаем, что нам понадобится :
ферритовое кольцо марки 1000НН для изготовления трансформатора,
пара одинаковых германиевых диодов Д9Б,
пара одинаковых керамических конденсаторов 0,1 мкФ,
резистор на 50 Ом,
Ардуино про мини ,
Ну и для отображения показаний прибора нужен будет дисплей LCD 1602 i2c.

Ну конечно же это далеко не весь перечень деталей, но думаю что писать про РК разъемы, кусок РК 50 кабеля, корпус, программатор для Ардуино про мини писать не нужно, это как само сабой разумеется и должно быть в изобилии у каждого Ардуинщика - радиоэлектронщика

Выкладываю схему с описанием намотки трансформатора.

[-=dp=-]

Наматываем трансформатор как описано в схеме, собираем небольшую платку с диодами и конденсаторами.
В принципе можно даже собрать навесным монтажом.
Подключаем Ардуину Про мини к программатору затем к ПК и прошиваем вот этим скетчем:

Код: выделить все

// КСВ Метр версия 1.0
// Разработано www.forklg.ru (С)
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  // Устанавливаем дисплей

void setup() {
  Serial.begin(9600); // инициируем СОМ порт
  lcd.init();                     
  lcd.backlight();// Включаем подсветку дисплея
  lcd.print(" KSV SWR METER");
  lcd.setCursor(6, 1);
  lcd.print("1.0");
  delay(3000); // задержка 1000 мс
 

}

void loop() {
  int U1=0;// U прямое
  int U2=0;// U обратное
  int U12=0;// Сумма U
  float U21=0;// Разность U
  float KSV=0;// Значение отношения (КСВ)
  int Ur1 = analogRead(A0); // считываем значение U с аналогового входа 0
  int Ur2 = analogRead(A1); // считываем значение U с аналогового входа 1
  delay(50); // задержка 50 мс
  int Ur3 = analogRead(A0); // считываем значение U с аналогового входа 0
  int Ur4 = analogRead(A1); // считываем значение U с аналогового входа 1
  delay(50); // задержка 50 мс
  int Ur5 = analogRead(A0); // считываем значение U с аналогового входа 0
  int Ur6 = analogRead(A1); // считываем значение U с аналогового входа 1
 
  U1=(Ur1+Ur3+Ur5)/3; // присваиваем значение переменной
  U2=(Ur2+Ur4+Ur6)/3;// присваиваем значение переменной
  U12=U1+U2; // вычисляем сумму
  U21=U1-U2; // вычисляем разность
  KSV=U12/U21;// вычисляем отношение
lcd.setCursor(0, 0);
  // Устанавливаем курсор на первую строку и нулевой символ.
  lcd.print("PRA ");
  lcd.print(U1); // U прямое
  lcd.print(" OBR ");
  lcd.print(U2);// U обратное
  lcd.print("   ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("KSV ");
  lcd.print(KSV);// Значение отношения (КСВ)
  lcd.print("       ");
 delay(500); // задержка 500 мс
}




Для успешной прошивки скетча понадобятся еще две дополнительные библиотеки, которые легко можно найти в интернете, это библиотеки для дисплея LiquidCrystal_I2C.h
и обмена по протоколу OneWire - Wire.h

Как видим из представленного скетча, на ардуино задействованы всего 4 аналоговых входа.
2 входа используются для измерения напряжения,
2 входа используются дисплеем LCD.

Если схема собрана правильно, напряжение после диодов D1, D2 не превышает 5 в, то ничего больше настраивать не нужно.
Если для измерения значения КСВ антенны вы планируете использовать мощный передатчик, от 5 Вт и выше, то возможно понадобится уменьшить количество витков 2,3 трансформатора до двух или даже одного.

Кстати, вместо трансформатора на ферритовом кольце можно использовать трансформатор из куска коаксиального кабеля, для этого берем трезок 20 см кабеля с волновым сопротивлением 50 ом, снимаем изоляцию с экрана, затем сдвигаем оплетку экрана от краев к центру, чтобы она сжалась как гармошка и увеличился внутренний диаметр оплетки.
Затем под оплетку продеваем отрезок двух проводов от витой пары, выпрямляем экранирующую оплетку назад, и обматываем изолентой.
Далее соединяем провода так же как у ферритового трансформатора.

[-=dp=-]

Затем необходимо найти или придумать какой нибудь корпус для КСВ метра на Ардуино.
Я нашел коробочку из жести, крышка от ШИ декадно шаговой АТС (и такие были )

Монтировал в нее ВЧ разъемы СР 50, кусочек коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 ом и собственно трансформатор.
Затем сделал дополнительную экранирующую перегородку из оцинкованной жести и закрыл трансформатор, отделил его экраном от цифровой части схемы.
Выводы от трансформатора продел через отверстия в экране и подключил к макетной плате с диодами и конденсаторами.

[-=dp=-]

Затем продумал крепление всех элементов в корпусе и закрепил их, осталось только вставить источник питания 5 в.
В качестве источника питания я планирую использовать литий ионный аккумулятор с преобразователем напряжения до 5 в и модулем заряда.
Причем все гениальное просто пошел и купил самый дешевый Power Bank , для тех кто не в теме, это такой внешний аккумулятор для подзарядки мобильника.
Отдал за него 700 р, но зато там уже все имеется, поставил и забыл только подзаряжай время от времени.

[-=dp=-]

Теперь осталось сделать только переднюю панель с кнопкой включения питания и все!

Таким образом мы получили цифровой КСВ метр и потратили при этом около 2 т.р. это вместе со стоимостью Power Bank.
Хочу обратить ваше внимание, что подобные КВС метры в заводском исполнении стоят порядка 5 т.р с такими же характеристиками.
А если мы еще прикрутим к нашему КСВ метру модуль на чипе AD9850 и цветной TFT дисплей то получим панорамный измеритель КСВ до 30 МГц.
А такие приборы в заводском исполнении уже стоят как автомобиль
Кстати, свой КСВ метр я уже протестировал даже на 460 МГц, подключил через него радейку на PMR диапазон с внешней антенной, работает нормально!
С помощью данного КСВ метра теперь можно сделать эффективную антенну из куска проволоки

Чуть позже выложу видео с демонстрацией работы КСВ метра на Ардуино.

На видео буду делать из куска провода от витой пары UTP 5 CAT антенну с резонансом на 27 МГц.

[talah]

Кто может переписать скетч под OLED I2C дисплей 128×64 буду благодарен ,очень надо.

[talah]

LCD Keypad Shield или такой может кто поможет

[-=dp=-]

Здравствуйте!

Марка кольца 1000НM, габариты 28х16х9, кабель я использовал RG58, разъемы Ср-50.
Судя по характеристикам данного кольца , подойдет для всех КВ диапазонов, от 160 до 10 метров.
Я тестировал данный прибор и вгонял антенны на диапазоне СиБи, работает все отлично, даже кусок проволоки можно вогнать в диапазон с КСВ=1
Как я делал показано на фото выше.
Для лучшей добротности можно попробовать намотать один виток кабелем.
Удачи в экспериментах!
73!

[Александр23.83]

Добрый вечер. Интересная идея! Подскажите, кольца от мониторных кабелей подойдут для этих целей?
У меня уже есть анализатор MFJ-259 1.8-170 мГц но хотелось бы ещё зацепить 70 см диапазон. Собрал антенку 5+7 элементов, на 2м КСВ около 1,1-1,2 вышло а что на 70см не знаю. да и на машине самодельный двухдиапазонный штырёк хотелось бы проверить, на 145,500 КСВ около 1,5 было если не ошибаюсь.

[Александр23.83]

Да и у всех диодов серии д9 максимальная частота 100кГц, надо бы наверное быстродействующие применить...

[костян]

А если мы еще прикрутим к нашему КСВ метру модуль на чипе AD9850 и цветной TFT дисплей то получим панорамный измеритель КСВ до 30 МГц. хотелось бы по подробней узнать про такой панорамник.

[Серега]

А если мы еще прикрутим к нашему КСВ метру модуль на чипе AD9850 и цветной TFT дисплей то получим панорамный измеритель КСВ до 30 МГц. хотелось бы по подробней узнать про такой панорамник.

Даже не думайте ! Любые ссылки на сторонние ресурсы будут удалены!

Вот когда товарищ Димон сделает панорамный измеритель КСВ , вот тогда и узнаете по подробнее

[Серега]

А если мы еще прикрутим к нашему КСВ метру модуль на чипе AD9850 и цветной TFT дисплей то получим панорамный измеритель КСВ до 30 МГц. хотелось бы по подробней узнать про такой панорамник.

Раскрою Вам маленький секрет, Димон скоро будет делать панорамный КСВ метр до 4,4 ГГц
Ждет новый DDS генератор на чипе ADF4350 или ADF4351, точно не помню, но они оба хороши, погуглите .
А это по круче устаревшего КВ будет
DVBT, LPD, NMR, GSM, 3G, WiFi, LTE

[костян]

Димон скоро будет делать панорамный КСВ метр до 4,4 ГГц ......а нет ли готового(проектика) до 30 МГц?

[Серега]

Есть готовые проекты панорамных КСВ метров на Ардуино в гугле поищите.