Bemærkninger og SOFTWARE til Radioamatør Antenne Analysator


(opdateret 11.06.2018)

Der er nye opdateringer til softwaren, og den seneste version kan hentes herunder.

Seneste version er altid den øverste og indeholder også forrige versioner.

Vær opmærksom på den DDS med AD9850, de findes i flere forskellige afskygninger.


NEWS: Batterierne og ladekontrol... Se her...


Hvad gør man ?

Bemærk, at ´software-filerne er gemt som TXT-filer - Marker hele filen. Kopier og indsæt den i ARDUINO IDE på din PC.
IDE vil spørge, hvor den skal oprette katalog til filen, som du skal svare på, og derefter gemmes filen som en .INO-file.

Endvidere skal bemærkes, at der benyttes en række biblioteker, der er nævnt i starten af programmet, og at der er LINKS 
til de steder på nettet, hvor bibliotekerne kan hentes, men erfaringen siger mig, at disse filer med tiden kan blive opdateret, 
og således kommer til at virke med en anderledes funktionalitet, så derfor har jeg hentet de virkende filer, som kan hentes  
på DOWNLOAD-siden
.

Alle filerne hentes ned, og udpakkes i Arduino IDE's Libraries-bibliotek, der som standard vil have denne sti:

Når filerne er på plads, kan Arduino IDE startes og Antenne_Analysator1.18.x.ino kan hentes ind og UPLOADES til Antenne 
Analysatoren.

                        

                           DEN HELT FÆRDIGE ANTENNE ANALYSATOR


Software-version 2.18.8 - Kodenavn: Charge the Battery

I denne version er der tilføjet en testrutine, som checker batterispændingen.

Hvis batteriet er kommet under 8 Volt, skrives der blot som vist i billedet:

Charge the Battery!

Man må så gå i option for at se hvor galt det står til med batteriet.



Software-version 1.18.7 -
Kodenavn: FREQUENCY
Nu kan man flytte frekvensen i dette billede ved at dreje på Rotatoren.

Frekvensen flyttes 10.000 Hz pr klik, den ene eller den anden vej, og 
målingerne måles umiddelbar og fremstår i henh.v. SWR og RTL.

På denne måde kan et resonanspunkt fastslås, med præcis måleangivelse.

Se iøvrigt DEMO-Videoen, som omhandler alle hidtidige ændringer og 
tilføjelser.

Den 19.02.18 har jeg tilføjet overvågning af batteriet i dette billede, så 
hvis batteriet kommer under 8 volt, vil der blive skrevet nederst i billedet,
" Charge the battery!".

Endvidere er baggrundsfarven ændret i dette billede, for at undgå for meget
flimmer.



Software-version 1.18.6a - Kodenavn: SERIAL

Funktionen SERIAL under OPTION er i denne version bragt til at virke.

Antenne Analysatoren forbindes med USB-forbindelsen til computeren, 
og ARDUINO IDE startes og seneste programversion LOADES ind i IDE 
og UPLOADES.

Serial Monitor aktiveres med hastigheden 9600 baud.

Med Rotary Encoder-knappen vælges Filen der skal DUMPES, og billedet 
til venstre fremkommer. Ved tryk på knappen starter DUMPning.

DATA kan efterfølgende markeres i Serial Monitor, og kopieres til f. eks. 
en .CSV-file som kan gemmes, eller til et EXCEL regneark, hvor de kan 
viderebehandles.

På denne måde kan DATA nemt gemmes i en file på computeren, eller 
porteres til f. eks. et EXCEL Regneark, og som det ses herunder, vil der 
ikke være nogen forskel i grafikken.

Næstbedste metode er at udtage SD-kortet og putte det i din PC.



Software-version 1.18.6 - Kodenavn: Batterytest, ændret den 19.02.2018 i version 1.18.7

Den nye Software-version 1.18.6 er forsynet med en ny OPTIONS til test af batterispændingen.

Der skal, i den anledning, tilføjes 3 modstande, som vist på billedet. Dette kan udføres medens printene er i sin indbygningskasse, idet 
man blot lyfter  displayet af.

De 2 modstande til venstre er 13 K Ohm, lagt i serie = 26 K Ohm.

Alle modstande er som minimum 5% modstande eller bedre.

Modstanden til højre er 4,7 K Ohm, og er monteret i forlængelse med 
de 2 første, og er stelforbundet til en stel-terminal i højre side af billedet. 
Den kunne også have været tilsluttet benet på spændingsregulatoren, lige 
under de 2 modstande der danner det omvendt V.

Samlingspunktet mellem de 26 K Ohm og 4,7 K Ohm, er ført til Analog 
pin 15 ( talt fra venstre i den øverste dobbeltrække, PIN nr. 8, og yderst 
til venstre i billedet, er modstanden loddet til spændingsregulatorens 
input-terminal.

På denne måde er der oprettet en spændingsdeler, således at konstruktionen 
kan tilføres en MAX-spænding op til 15 Volt, uden at MEGA 2560's analogport 
bliver påtrykt mere end 5 Volt, som den MAX kan tåle.

De efterfølgende billeder viser tilføjelse og virkemåde.
Når spændingen er under 8 Volt, vil teksten "Charge the Battery!!!" stå med 
blinkende HVID farve. RØD tekst ses ikke for godt.

 GRØN og GUL bar.

Den røde BAR betyder IKKE, at Antenne Analysatoren ikke mere virker - den 
fortsætte med at virke til spændingen er under 7 Volt eller lavere, men fra 7,5 
til 7.0 Volt, ændres målingen på en 75 Ohm's LOAD, som viser SWR = 1:1.5, 
til SWR 1: 1.4, med samme kalibrering.

Hvis man skal måle og kun har de 7,5 volt til rådighed, skal der laves en ny 
kalibrering, og hvis der kalibreres om ved 7,5 Volt, bliver resultatet OK. 

Alligevel bør man ikke vente med at sætte batteriet til opladning, når der 
fremkommer GUL BAR, og slet ikke til der kommer RØD BAR.

 


Batterierne er kommet...

...og også batteri-charger-fordeler, som skal beskytte batterierne mod 
over-opladning.

Ses her monteret dobbeltsiddet skumtape og tilsluttet opladeren 
( SORT/RØD ledning.

Batteri-charger-fordeleren virker på den måde, at når batteriet er fuld 
opladet, afbrydes forbindelsen mellem batteriet og strømforsyningen, 
som opladder batteriet, og det virker helt fint.

For at kunne oplade batteriet, skal der tilføres en alternativ indgang til 
den udvendige strømforsyning.

Dette gøre ved at montere en ekstra port, som forbindes direkte til 
Batteri-Charger-fordelerens +/- i venstre side af billedet. 
På den måde kan batteriet genoplades uden at der er tændt for 
tænd/sluk-kontakten til Antenne Analysatoren.

Der skal yderligere monteres en 3-polet afbryder, som afbryder 
forbindelsen til de 3 spændinger 4.2, 8.4 og 12.6 Volt under almindelig 
brug.

3S 10A Li-ion Lithium 18650 Battery Cell Charger 
BMS Protection PCB Board 12.6V

Kan finde på e-bay.com på denne adresse:

... og er præcis lige lavet til at klare denne opgave...

Med AA menes her, at der kan trækkes strøm til Antenne Analysatoren.

Med omskifteren i "CHARGE", kan der tilsluttes en strømforsyning, der 
MAX leverer 1,625 Amp. og MIN 12,6 Volt, for at batterierne bliver fuld 
opladet.

Som nævnt ovenfor, afbryder controller-printet forbindelsen mellem 
strømforsyning og batterierne, når disse er fuld opladet, og beskytter 
dermed batterierne for overopladning.

 

PANASONIC foreskriver, at disse batterier kan genoplades til fuld styrke 
med 1625 mA i 4 timer, hvilket skulle give en spænding til MAX = 12.6 Volt.

Her ses at strømbegrænseren er aktiv (den røde lampe) og har trukket 
spændingen ned til 11,6 Volt, for at holde de 1,61 Amp. som MAX. strøm og 
jeg kan konstatere, at spændingen er svagt stigende efterhånden som 
opladningen foregår...

Nå opladningen når til slutningen, kan den stå og tænde og slukke nogle 
gange, før den er endeligt slukker, hvilket jo tydeligt viser sig ved 
strømforbruget på forsyningen.

Her ses diagrammet af charger og hvordan 
batterierne forbindes med en 3-polet omskifter, 
for at kunne skifte mellem forbrug og opladning.

Batterierne er nu endeligt bestilt

Nu afventes de endelige batterier fra Holland, 3,7 * 3 = 11.1 Volt 
som udgangspunkt, med kapacitet på 3350 mA, og skulle nok kunne 
give 8 -9 timers drift - ...og så kan de være i kassen. Jeg har bestilt 
batterierne forsynet med loddeflige, således at de kan serieforbindes 
ved lodning, og de kan bestilles, på LINKET til NKON.nl på billedet 
herunder.

Denne side beskriver lidt om disse batteriers fortræffeligheder:

Hvis man bruger andre batterier end ovennævnte, kan specifikationerne 
være anderledes, idet nogle batterier af samme type 18650, er 
specificeret som 3.7 Volt, andre som 4.2 Volt, altså som MIN og MAX, 
og hvorfor den forskel, kan ligge i rent markedsføring, og har nok ikke
noget med levetid eller ladetid at gøre.



Software-version 1.18.5 -
Kodenavn: Calibration

Dette er først version af softwaren til Antenne Analysatoren, som er ombygget til at benytte en AD8307 som detektor.

Princippet for måling med AD8307 er, at der som udgangspunkt ikke måles FORWARD power, idet man laver en kalibrerings-tabel, 
som gemmes i EEPROM på ATMEGA 2560.
Dernæst måles der kun på den reflekterede effekt med AD8307, og forskellen mellem tabellens FORWARD og den målte REFLEKT, 
begge i dBm, giver resultatet i RETURNLOSS. Returnloss kan derefter omregnes ved hjælp af at beregne Reflektionskoefficienten, 
som indsættes i den almindelige SWR-beregning.

Derfor ses også, at ved måling på en frekvens herunder ( 3. billede ), er RETURNLOSS en del af resultatet, sammen med VSWR.

START Kalibrering

Medens dette billede er på og der nedtælles ( tiden er sat til 9 
sekunder ), trykkes på knappen på Rotary Encoder og knappen 
holdes nede, indtil billedet forsvinder. 

Dette vil starte kalibrering af Antenne Analysatoren, som skal 
være uden tilslutning af DUT
.

Denne kalibrering er i princippet kun nødvendig første gang 
Analysatoren startes, eller hvis der arbejdes under større 
temperatursvingninger, f. eks. udendørs om vinteren.

Det kan være nødvendigt at re-kalibrere, hvis spændingen på 
batteriet kommer under 7 Volt.

Kalibreringen gennemløber hele spektret fra 600 KHz til 29990 KHz, 
med spring af 100 KHz, og gemmer data i EEPROM i ADMEGA 2560. 

Kalibreringen noterer FORWARD signalet i en tabel, og er nødvendigt 
fordi generatorens (Oscillatoren) output falder ved stigende frekvens, 
og derfor ikke er ens ved alle frekvenser.

FORWARDsignalet blive kaldt igen, når programmet skal bruge dem 
ved beregning af VSWR og Returnloss.

Ved at betragte kalibreringsdata medens kalibreringen kører, ses DATA 
som Negative tal.

Oscillatoren måles med ubelastet DUT, som noteres i tabellen, og en 
antenne tilsluttet DUT, vil reflektere den del af signalet den for tilført, 
som RETURNLOSS i dBm.

Kalibreringstallene er udtryk for følsomheden af den ubelastede DUT på 
AD8307 ved den givne frekvens, og i billedets eksempel, -84.66 er 
udtrykt i dBm.

Ved en måling på f. eks en antenne, tages en tilsvarende måling som 
viser f. eks. -70.72 dBm, er forskelsberegningen således:

 ( -84.66 ) - ( -70.72 ) = -13.94,  som er dBm RETURNLOSS

der kan omregnes til:

VSWR ca. = 1:1.50                                         

...svarende til en LOAD på 33/75 Ohm.

 

Den her beskrevne målemetode, er uhyre nøjagtig.

Sweep-billedet er med de nye farver kommet til at se således ud.

Det røde kryds i RESONANS-punktet er frekvensen øverst i billedet.

Her ses de nye farver i båndoversigten, med bedste SWR på 60 meter 
båndet som 1:1.00.