Практические схемы, трудности их реализации и советы из собственного опыта.

Всем известно, что такое КСВ-метры и они есть практически у каждого радиолюбителя. КСВ-метры бывают встроенные в аппаратуру, самостоятельные устройства промышленного производства и самодельные. Все они широко обсуждаются, приобретаются или повторяются радиолюбителями.

Предлагаю рассмотреть для повторения еще один вариант КСВ-метра с использованием современных технологий.

Основная идея это простота изготовления и бюджетность. В последнее время появилось много разных радиолюбительских устройств на базе дешевого микроконтроллера из сери и Arduino. Применение этого микроконтроллера позволяет выводить в удобной форме достаточно точные значения параметров согласования аппаратуры с антеннами, при этом КСВ-метр получается достаточно небольшим и очень даже бюджетным.

КСВ-метр на базе Arduino Nano.

Схема, детали, сборка.

При создании блока я руководствовался прежде всего возможностью повторения этого устройства другими радиолюбителями даже при не очень больших познаниях в микропроцессорной технике. Второе - возможность быстро что-то изменить в КСВ-метре без применения паяльника. Схема получилась не очень сложная, надежная и вполне повторяемая. Детали приобретены на AliExpress и взяты из старой радиоаппаратуры.

Детали:
• микроконтроллер Arduino Nano - 1 шт.
• ЖК-индикатор LCD 1602 I2C - 1 шт.
• ферритовые кольца FT114-43 (размер 29х19х7,5 не ниже 850НН) - 2 шт.
• диод Д9Б - 2 шт.
• стабилитрон КС156 - 2 шт.
• микросхема стабилизатор напряжения L7805CV - 1 шт.
• резисторы, конденсаторы.

Для изготовления ВЧ трансформаторов можно использовать ферритовые кольца магнитной проницаемостью 1000НН типоразмера близкого к указанному - 29х19х7,5. Количество витков зависит от максимальной мощности, на которую рассчитывается устройство. Если выходная мощность будет до 100 Ватт то нужно намотать 10-12 витков, при мощности до 1000 Ватт нужно будет намотать 30 витков, провод - ПЭЛ диаметром 0,35 - 0,5. Ферритовые кольца можно заменить "биноклем" или ферритовыми бочонками от провода для монитора. Разница в характеристиках этих вариантов трансформатора будет незначительная.

вариант с двумя "биноклями"	с использованием колец	с использованием "бочонков"

Резисторы R1 и R3 должны быть ровно 50 Ом, но такие номинала крайне сложно найти, поэтому вместо одного на 50 Ом можно ставить параллельно два резистора по 100 Ом. Если у вас используется коаксиальный кабель и антенны с волновым сопротивлением 75 Ом, то R1 и R3 должны быть по 75 Ом.

Диоды Д9Б можно заменить диодами Д18 с лучшими показателями. Стабилитроны КС156 модно заменить на КС152 или 2С152, для микроконтроллера Ардуино такая замена будет лучше, но стабилитроны должны быть обязательно одинаковые.

Микросхема L7805CV - это стабилизатор напряжения на 5V, ее можно заменить любой подобной, например 142ЕН5.

Микроконтроллер Arduino Nano можно купить на AliExpress тут. Цена устройства - 250 р.

ЖК модуль LCD 1602 I2C можно купить на AliExpress тут. Цена индикатора - 171 р.

Цены указана на момент публикации этой статьи. Итого, если не считать работу и деталей, которые взяты из старой аппаратуры или своих коробок, то цена всего устройства получилась примерно 500 р. Для сравнения - готовый подобный КСВ-метр будет стоить от 5000 р.

КСВ-метр. Вид изнутри сверху.

Загрузка программы в Ардуино.

Загрузка программы в Ардуино или прошивка микроконтроллера выполняется из программы Arduino IDE. Это бесплатный компилятор, загрузчик прошивок в микроконтроллеры линейка Ардуино созданный на основе языка С++. Его нужно скачать из Интернета и установить на компьютер. При скачивании не забудьте выбрать вашу версию операционной системы. Установку рекомендую делать по умолчанию, тогда программа установится на системном диске в папку "Program Files (x86)" в папку "Arduino".

Архив с программой (прошивкой) для Ардуино можно скачать с моего сайта. Программа не сложная, кто хоть немного имел дело с языком программирования С++ быстро в ней разберется, там достаточно комментариев. В архиве еще есть библиотека для Ардуино, она обеспечивает работу микроконтроллера с ЖК-индикатором. Без этой библиотеки ЖК индикатор информацию показывать не будет.
Библиотека, т.е. папка LiquidCrystal_I2C со всем содержимым должна быть скопирована в каталог "libraries". См. рисунок ниже:

Теперь можно приступать к загрузке прошивки в Ардуино. Первое, что нужно, это соединить Блок Ардуино с компьютером при помощи кабеля "USB - Mini-USB". Может подойти кабель от старого сотового телефона. Чтобы быстрее понять как это делать посмотрите видео:

Настройка показаний КСВ-метра.

Все настройки нужно делать на диапазоне 20 М. Прежде всего нужно выставить показания выходной мощности (падающая волна) подстроечным резистором R5. Если у вас промышленный трансивер, то в нем установите выходную мощность, например 100 ватт, подключите вместо антенны эквивалент нагрузки 50 Ом, включите трансивер на передачу в режиме RTTY и резистором R5 выставите показания мощности КСВ-метра на значение 100. Резистор R6 поставить в такое же положение как и R5. С нагрузкой в 50 Ом КСВ должно быть равно 1. Подстроечником R6 устанавливаем показания уровня КСВ. Откорректируйте резистором R6 показание КСВ прибора на нагрузке 100 Ом, оно должно быть равно 2, на нагрузке 150 Ом КСВ должно быть равно 3.

Как альтернативный вариант, установку показания мощности можно сделать при помощи промышленного (фирменного) КСВ-метра.

Эти способы не гарантируют абсолютно точной настройки прибора. Если, при использовании киловаттного ПА, вам не нужно знать выходную мощность с точностью до 1 ватта то на этом настройку КСВ-метра можно закончить. Более точную настройку нужно делать измерением выходного сигнала ВЧ вольтметром и расчетом значения.

КСВ-метр достаточно долго использовалась с трансиверами Icom IC-706MKII и ПА с выходной мощностью 750 ватт. При выходной мощности 750 ватт начинал греться ферритовый "бинокль" в ВЧ трансформаторах. После замены маломощного "бинокля" на ферритовые кольца эта проблема исчезла, но пришлось повторно регулировать показания резисторами R5 и R6.

Обновления прошивки Ардуино будет выкладываться в обсуждениях.

 

Есть вопросы или предложения? Пишите в обсуждениях ниже.