Experimenten met een Digitale Swr/Watt meter.

 

Laatste wijziging 1 Dec. 2011 > betreft Layout's.

 

Alvast een foto van de eerste opzet van de Swr-Watt meter, met 2x16 LCD Display en de breadboard opbouw.
Het display heeft 2 regels van 16 Karakters en geeft in de bovenste regel de Swr en het Wattage weer, terwijl de onderste regel een balk weergeeft, die in lengte varieert met het vermogen, ook handig voor afregel doeleinden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      == Deze Digitale Swr/Watt meter is als vervanging bedoelt voor de Analoge meter in mijn SWR meter. ==

De reactie tijd is zeer kort, als Uw analoge meter nog bezig is de wijzer uit de hoek te laten komen staan de Swr en het aantal Watt's al lang en breed op het LCD Display. De afvaltijd van de balk in de 2e regel is met 1 sec vertraagd, zodat voor SSB ook het maximale (gemiddeld) vermogen wordt weergegeven.

Het voordeel van de SWR berekening d.m.v Software is dat er niets hoeft worden afgeregeld, zoals bij de Analoge meters waar eerst de meter voorwaarts op volle schaal moet worden ingesteld. Waar we wel op moeten letten is dat de spanning aan de AD converter ingangen niet hoger wordt dan 5 Volt.

 

Voor de Watt meting is wel een afregeling vereist, we moeten weten hoeveel Watt er bij de gemeten spanning hoort die uit de SWR brug komt. De Software berekend dan tevens het Max. te meten vermogen uit het verschil mom.waarde en 5V

Hiervoor zijn 3 druktoetsen aanwezig, Set voor het starten van de Calibratie, Up en Down voor het instellen van het momentele vermogen, wat min. 5 Watt en max. 100 Watt kan zijn. De Up / Down toetsen worden ook gebruikt voor de J?/ N! keuze . De opstart waarde staat op 20 Watt..

 

De SET toets start de Calibratie , in de onderste regel staat Input Watt 20 . Nu kunnen we met de Up / Down toetsen het Zendvermogen instellen, en als U nu de zender kort inschakeld verschijnt OK in de bovenste regel. Druk nu weer op SET en dan staat in de bovenste regel het Max. te meten vermogen , terwijl op de onderste regel Naar Eeprom J? N! staat. Hier kunnen we aangeven dat het gemeten vermogen als nieuwe opstart waarde wordt bewaard.

 

Nu kunnen we weer met de Up / Down toetsen de keuze J? of N! instellen.

 

Deze nieuwe waarde kan door de Set toets in EEprom worden opgeslagen en wordt dan steeds als opstart waarde gebruikt. (Zie ook Calibratie aan het einde van deze pagina.)

De SWR brug in de Analoge meter kan problemen opleveren, als we buiten het meetbereik komen, of als dit niet exact is aangegeven. Mijn VHF / UHF brug geeft op 70cm meer dan 3 x zoveel spanning af dan op 2mtr en moet ik voor een Watt meting steeds Kalibreren, de SWR meting blijft wel betrouwbaar, de verhouding tussen Voorwaarts en Gereflecteerd blijft gelijk.

De detector Diodes in de SWR brug heb ik wel vervangen door gelijke exemplaren, en er zit op de print een compensatie schakeling met de zelfde dioden. Hierdoor wordt de niet lineariteit van de diodes gecompenseerd. Dit kan ook per Software, maar dat geld dan maar voor een bepaald type diode. Door deze verbeterde lineariteit kan de Vermogenmeting over een groter bereik vrij nauwkeurig zijn. Inmiddels is de 1S999 moeilijk verkrijgbaar , maar de BAT85 heb ik geprobeerd en doet het ook goed.

 

Onder tussen heb ik nog wat geexperimenteerd met zo een SWR brug, zie schema. De brug bestraat uit drie geleiders, die zijn ge-etst op een dubbelzijdige printplaat.

De maat van de geleiders is kritisch, en heeft een Imp. van 50 Ohm mits de print uit 1,5mm Epoxy is gemaakt.

De beide meetlussen zijn aan een zijde afgesloten met een inductie arme 50 Ohm weerstand, in feite twee SMD type's van 100 Ohm die parallel staan.

De Bat85 diode heeft een lage voorwaardsspanning van 0,2Volt, de diode richt de opgenomen spanning gelijk, de 100 Ohm weerstand in serie met de diode beperkt het ontstaan van harmonischen.

De in de meetlussen geinduceerde spanning is deels inductief en deels capacitief en daardoor neemt de spanning toe met stijgende Frequentie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Inmiddels heb ik ook een HF swrbrug gemaakt die tot 50MHz bruikbaar is.

De print past in een klein blikken of aluminium doosje, en kan als Remote-sensor met een 3 aderig snoer ergens in de Shack een plaatsje vinden. Er is ook een print voor gemaakt , een Foto staat aan het eind van deze pagina.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Deze HF brug heb ik getest van 3 tot 55MHz en met 1 tot 100 Watt vermogen, De Ringkernen zijn van 4C6 materiaal en zijn 15 bij 5 mm met een 7mm gat er kan ook de FT50-61 worden gebruikt, en voor T2 worden er 2 kernen op elkaar gelegd en als een kern bewikkeld.        Hierdoor wordt de zelfinductie bij lagere freq. groter.
De meetdraden (RG58) moeten met de afscherming aan een zijde met aarde worden verbonden. (Faraday shield )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De Print voor de SWR/Watt meter is gemaakt voor het YMS 162 01 Lcd Display en kan met een 16 Pol. Header pin en bus achter op het Display worden gestoken, printsporen zijden naar elkaar toe gekeerd. Voor een ander type Display zoals die op de Foto boven aan deze pagina, u zult dan draden als verbinding moeten gebruiken.(  -YMS16201-   vanDijken Electronica)

De gebruikte PIC 16F88 is vrij nieuw en heeft een stabiele Osc. aan boord, zodat een Kristal of Keramisch resonator overbodig is, en er tevens weer 2 extra I/O pennen vrij komen waar we weer leuke dingen mee kunnen doen zoals het inschakelen van de Backlit tijdens het zenden , maar ook bij het inschakelen en tijdens het kalibreren wordt de Backlit ingeschakeld.

De OpAmp TS912 of 942 is lastig? verkrijgbaar, dit is een type dat op een enkele voeding spanning werkt, en een Rail to Rail ( 0 tot 5V ) uitgangs spanning levert, een LM258 werkt ook, maar heeft een Max. uitgang spanning van 0 tot 3,5V en dit beperkt het Max. te meten vermogen. De diode BAT85 heeft een drempel spanning van 0,2V .

 

Het schema van de Digitale Swr-Watt meter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De Componenten opstelling

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De SWR Brug.

De 2/70 SWR Brug is als dubbelzijdige print uitgevoerd, op een zijde liggen de koperbanen voor de doorlopende midden geleider, die door de koperzijde aan de andere kant van de print een 50 Ohm Imp. heeft, en de meetgeleiders voor de Voorwaards en Gereflecteerde spanning plus de koperbanen die de overige onderdelen met elkaar verbinden. Deze onderdelen zijn, behalve de Diode , in SMD uitvoering. hierdoor krijgen wij korte verbidingen met weinig zelfinductie.

<

Het solderen van Smd componenten vergt wel enige aandacht, een beetje soldeertin is al gauw een Berg vergeleken met de weerstanden en vooral de condensatoren, als je dan de weerstand of condensator op het soldeer legt, glijt die alle kanten op, wat het aanbrengen moeilijk maakt. Ik doe het als volgt, vertin de soldeerpunt, die echt heel klein moet zijn ,spits dus als een naald, en veeg de punt af aan een nat sponsje. Met deze punt waar nog een dun huidje tin op zit, wrijf ik over het koperspoor zodat het licht grijs wordt door de tin, lukt dit niet in een keer, dan nog eens proberen. Plaats nu het te solderen onderdeel, en druk het met een dunne schroevendraaier vast op de print. Vertin nogmaals de punt en soldeer nu het onderdeel aan een zijde vast, het lijkt niks, maar het onderdeel blijft zitten, door de tin die er aan zit.

Soldeer nu met DUNNE tin van 0,7mm de andere zijde vast en daarna de kant die wij al provisorisch hadden vast gezet.

 

 

Deze print is dubbelzijdig , dus met een massavlak aan de achterzijde. Maar enkelzijdig kan ook , als je de print op een vlakke metalen ondergrond monteerd. De Nconn worden met M2,5 bout en moertje bevestigd, de Nconn moeten een vlakke achterkant hebben.Voor de massa draden voor Fwd en Refl een gaatje boren , en aan beide zijden van de print aan het massavlak solderen , de boutjes van de N con. verbinden de resterende massavlakken voldoende.
 

Ik heb Software nog aangepast , tijdens het Zenden gaat de Backlit in het LCD aan , en als je tijdens het Zenden op de UP toets drukt dan schakelt de Balk om naar Voorwaarts vermogen , en omgekeerd.

Calibratie en het Zendvermogen. Wanneer wij niet weten hoeveel vermogen de Zender levert , dan kan dit met een Dummyload en een diode als detector worden gemeten. Bij 5 tot 20W vermogen is de meting vrij nauwkeurig , gebruik wel een Digitale Voltmeter.

Normaal delen we door 50 (Ohm) maar omdat de diode de peak spanning meet delen we door 100. Wel moeten we de spanningsval over de diode bij de gemeten spanning optellen.

Ook moeten we de zender in een Mode zetten die een constante output geeft zoals FM of CW , neem eerst met de Drive het vermogen terug tot minimaal of Nul , draai dan langzaam het vermogen op. Bij 5 Watt is de gemeten spanning 22,3V , bij 10 Watt is de gemeten spanning 31.6V en bij 20 Watt is de gemeten spanning 44,7V .

 

 

Een foto van de opnemers in hun behuizing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De Software en Layout's vind je .hier