Máte v hamshacku analógový merač výkonu a PSV mit einer Hand? Es ist zuverlässig, aber es ist manchmal schwierig, beim Abstimmen der Antenne einen genauen Messwert zu erhalten. Chris, SP2KMO, preto navrhol DigiMeter32. Dem Reflektometer mit Diodendetektoren für den Bereich 1,8–200 MHz wird eine digitale Anzeige auf einem Farbdisplay hinzugefügt.
Das Beste daran ist, dass die Hand unverändert weiterarbeitet. Die Elektronik „hört“ den Detektoren nur über einen Symmetrierverstärker mit großer Eingangsimpedanz zu.
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Was Sie auf dem Display sehen werden
Auf dem 4″-Display mit einer Auflösung von 480×320 werden vier große Sieben-Segment-Daten angezeigt: FORWARD (Vorwärtsleistung), SWR, REFLECTED (Reflexionsleistung) und RETURN LOSS in dB. Unbeleuchtete Segmente sind im Hintergrund schwach sichtbar, genau wie auf dem LCD des Messgeräts.
Die untere Leiste zeigt die Leistung der Antenne (NET), die zweite aus den PEP- oder AVG-Daten, den Mismatch-Verlust (MISMATCH) und das SWR MIN. Dies ist der niedrigste PSV während der aktuellen Sendung, was beim Abstimmen der Antenne nützlich ist. In der oberen Leiste werden die Status UNCAL, ADC ERR, ALARM und TX angezeigt.
Hardware in zwei Teilen
Die Konstruktion ist in zwei Teile gegliedert. Teil A befindet sich in der Zählerbox in der Nähe des Kopplers: der Operationsverstärker MCP6002 als Puffer, der 16-Bit-Wandler ADS1115 und der X1-Anschluss. Die analogen FWD- und REF-Signale verlassen niemals das Metallgehäuse.
Časť B steht auf der Rückseite des Displays: Konverter Recom R-78E5.0-0.5, doska ESP32-WROOM-32D DevKit, LCD mit ILI9488-, ILI9486- oder ST7796S-Controller, Taste, RGB-LED und optionalem PSV-Alarm mit Summer. Beide Teile sind durch ein fünfadriges geschirmtes Kabel mit +13,8 V, +3,3 V Spannungsversorgung, I²C-Bus (SDA, SCL) und Masse verbunden. Die Abschirmung ist nur zählerseitig geerdet. Alle Komponenten sind Steckdosen (THT) oder vorgefertigte Module.
Signalweg
Die Spannung vom Detektor geht über einen 1 MΩ / 318 kΩ (÷4,14) Teiler und Filter zum Tracker mit dem MCP6002 und von dort zum ADS1115. Den Teiler wählte der Autor entsprechend der Messung: Bei 100 W liefert der Detektor etwa 8,9 V, am Wandler also etwa 2,15 V. Der Bereich endet bei etwa 13 V am Detektor, also bei etwa 200 W. Für einen weiteren Meter gibt er die Formel R2 = 1 MΩ · 3 V / (U_max − 3 V) an.
Nur der 1 MΩ-Widerstand selbst schützt den Eingang. Der Autor hat die externen Schottky-Dioden absichtlich weggelassen, da deren Leckstrom über 1 MΩ einen großen Fehler verursachen würde. Der Detektor muss eine positive Spannung gegenüber der Erde liefern und muss mit dem Schalter des Messgeräts in der SWR-Position gemessen werden.
Der ADS1115 wählt die Verstärkung für jeden Kanal separat aus, bis zu einem Bereich von ±0,256 V in Schritten von etwa 8 µV. Daher misst es selbst eine sehr kleine reflektierte Spannung mit einem guten PSV.
Firmware und Repository
Das ganze Projekt läuft GitHub. Firmvér je napísaný pre ESP-IDF 5.5 s grafickou knižnicou LVGL 9, which will be downloaded automatically. In addition to ESP32, it also runs on ESP32-C6. Die Zusammenstellung ist Standard:
- idf.py set-target esp32 (oder esp32c6),
- idf.py menuconfig, wo Sie den LCD-Controller, die Pins und die Teilerwerte im Abschnitt DigiMeter32 festlegen,
- idf.py baut Flash-Monitor auf.
Die Quellcodes sind klar aufgeteilt: meas.c übernimmt die Messung, calib.c die Detektorkurve, ui.c den Bildschirm und console_cmds.c die Konsolenbefehle. Der Schaltplan im Docs-Ordner wird durch ein Python-Skript mit der Schemdraw-Bibliothek generiert und liegt ebenfalls im druckbaren A3-PDF-Format vor. Die detaillierte Anleitung zur Firmware ist nur auf Polnisch.
Kalibrierung über die Konsole
The diode detector is non-linear. Nach Angaben des Autors ergibt eine zehnfache Leistung eine 4,3-fache Spannung statt der erwarteten 3,2-fachen. Calibration is therefore multi-point.
Die Firmware verfügt über eine integrierte Kalibrierung anhand der Messungen des Autors IC-7000 a umelou záťažou a štyri profily: KF 80-6m, orientačný 160m und zwei leer. Wer eine höhere Genauigkeit wünscht, verbindet sich mit der seriellen Konsole (115200 b/s) und kalibriert sich selbst:
- Null speichert Ruhespannungen ohne Übertragung,
- cal fwd 10 fügt einen Punkt bei einer Sendeleistung von 10 W hinzu. Sie müssen einen Träger (FM, CW oder AM ohne Modulation, nicht SSB) in eine 50-Ω-Last übertragen. 4 bis 8 Punkte genügen, davon mindestens einer für geringe Leistung,
- Profilkopie und Kalibrierskala übertragen die Kurve auf ein anderes Band mit einem einzigen bekannten Punkt,
- export listet alle Einstellungen als Backup-Befehle auf.
Sie können über die Konsole auch den PSV-Alarmschwellenwert (Standard 3,0), den Sendeerkennungsschwellenwert (0,5 W), die Spitzenhaltezeit oder die Glättung einstellen. Mit dem Stream-Befehl können Sie Daten im CSV-Format beispielsweise an eine Tabelle senden.
Kontrolle und Übung
Ein kurzer Tastendruck schaltet AVG/PEP um, ein langer Tastendruck ein anderes Kalibrierungsprofil. AVG ist ein geglätteter Durchschnitt, PEP-Maximum mit Halt und langsamem Abfall, geeignet für SSB. Die RGB-LED leuchtet grün, wenn sie bereit ist, rot beim Senden und blau, wenn der ADS1115 fehlt. Die Firmware versucht dann jede Sekunde erneut, den Konverter zu finden.
Interessant sind auch die Anmerkungen des Autors zur Messung. Von 80 bis 6 m variierte die Empfindlichkeit des Koppelelements bei 10 W nur um ±2 %, sodass für KV eine Kurve ausreicht. Auf 80 m führt das Messgerät jedoch selbst etwa 1,6 PSV in die Leitung ein und auf 160 m mehr als 3, sodass das Funkgerät die Leistung reduziert. Dies ist eine Eigenschaft des Kupplungselements des getesteten Messgeräts und keine Modifikation. Bei 160 m empfiehlt der Autor, das Messgerät von der Leitung zu entfernen.
Zusammenfassung
The DigiMeter32 is a nice example of how, with a few modules and an ESP32, you can give an analog PSV meter a modern digital reading while keeping its hand. Schaltplan, Teileliste und Firmware sind öffentlich verfügbar unter SP2KMO-Repositorys. Wenn Sie ein geeignetes Messgerät zu Hause haben und Lust auf Löten haben, ist dies ein ideales Projekt für Winterabende.