Generic SARK100 SWR Mode D'emploi

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1. Introduction

L'analyseur SARK100 SWR est encore un autre analyseur d'antenne, mais

disponible sous forme de kit et conçu pour être facile à assembler et à

un prix abordable. Vous apprécierez cette expérience de bricolage qui vous

aidera non seulement à améliorer vos compétences de soudage SMD et à en

apprendre davantage sur les bases de l'analyseur, mais vous obtiendrez

un instrument utile pour votre cabane. De plus, vous aurez la possibilité

de modifier et de mettre à jour le logiciel de l'analyseur via USB à votre

convenance, mais plus encore, une partie du matériel est configurable par

logiciel en raison des fonctionnalités programmables du micro-contrôleur

PSoC. Par exemple, vous pouvez changer le type d'ADC, augmenter ou

diminuer la résolution ou la fréquence d'échantillonnage, etc.; il s'agit

donc

d'un

excellent

kit

formation

pour

l'apprentissage

microcontrôleur PSoC.

Ce kit nécessite des compétences en soudage, donc je ne le recommanderais

pas s'il s'agit de votre première expérience avec le fer à souder. Dans

ce cas, il est préférable de commencer par un kit basé sur des composants

de trou de goulotte. Si vous avez de l'expérience avec le fer à souder

mais que vous êtes nouveau sur le CMS, n'ayez pas peur, il est beaucoup

plus facile qu'il semble utiliser la bonne technique et les outils (de

Sommaire des Matières pour Generic SARK100 SWR

Page 1 1. Introduction L'analyseur SARK100 SWR est encore un autre analyseur d'antenne, mais disponible sous forme de kit et conçu pour être facile à assembler et à un prix abordable. Vous apprécierez cette expérience de bricolage qui vous aidera non seulement à améliorer vos compétences de soudage SMD et à en apprendre davantage sur les bases de l'analyseur, mais vous obtiendrez un instrument utile pour votre cabane.
Page 2 base). Il s'agit d'un kit avec un nombre de composants modéré, donc une fois que vous avez terminé, je suis sûr que vous serez plus confiant pour embrasser la construction de kits CMS plus complexes. Ce manuel comprend tout ce que vous devez savoir sur le SARK100, y compris le guide de montage, les descriptions techniques, le guide d'utilisation et des informations techniques détaillées, y compris des schémas et des diagrammes.
Page 3 Foret 3 ou 4 mm pour le métal Foret à bêche de 13 mm Foret de 13 mm pour le métal Colle de contact Outils pour construire la superposition Si vous décidez de fabriquer les couvertures en utilisant les procédures décrites dans ce manuel, vous aurez besoin du Suivant: Imprimante à...
Page 4 3. Présentation Le kit d'analyseur SARK100 SWR est un instrument de mesure qui détermine les performances du système d'antenne sur les bandes amateurs HF / 6M sans avoir besoin de connecter l'émetteur à l'antenne. Il est idéal pour vérifier la résonance, la bande passante et le SWR de manière simple et...
Page 5 L'analyseur est composé d'une seule carte de circuit imprimé d'imprimante double face (145 mm x 81 mm) contenant tous les composants, les commandes et un écran LCD 2x16 avec rétro-éclairage; le tout à l'intérieur d'une enceinte qui permet une utilisation en main. Le boîtier contient une batterie AAA à...
Page 6 à diode adaptés et des amplificateurs tampons compensés. Les données fournies par le réflectomètre sont numérisées et utilisées par le microcontrôleur pour calculer le SWR et les valeurs d'impédance pour chaque fréquence échantillonnée. L'itération utilisateur fournie écran 2x16 avec rétro-éclairage, un clavier et un buzzer. En mode SCAN, le microcontrôleur balaie le générateur de signaux dans la bande sélectionnée à...
Page 7 fonctionnement de l'instrument o La conception précise et auto-étalonnée du réflectomètre mesure les signaux directs et réfléchis et les données d'impédance Affichage 2x16 avec rétroéclairage en option o Générateur de signaux DDS de précision (AD9851) utilisé comme source de signal o Le port USB se connecte au PC pour un logiciel évolutif sur le terrain et le téléchargement des données de mesure en temps réel o Buzzer...
Page 8 o Estimer les paramètres des cristaux de quartz o Mesurer la résonance de boucle magnétique et SWR 5. Spécifications Génération et contrôle de fréquence: o 1 - 60 Mhz o Impédance de la source: 50 Ohms o Stabilité: +/- 100 ppm o Pureté...
Page 9 Les composants sont fournis dans des sachets individuels, y compris l'étiquette avec leur identification complète, y compris la référence utilisée pour identifier le composant sur la sérigraphie de la carte de circuit imprimé. Les composants passifs: résistances, condensateurs et inductances sont fournis attachés aux cartes comme indiqué...
Page 10 Liste des pièces SARK100:...
Page 12 Remarque: les composants suivants ne sont pas fournis et il n'est pas nécessaire de les assembler: • JP3, R42, R48, R49, R50, R51 Solder Flux peut être fourni sous forme de stylo ou de bouteille (15 ml) avec un pinceau d'application: 7.
Page 13 Il faudra ensuite préparer l'enceinte avant l'assemblage de la carte. A cet effet, il est fourni les modèles de coupe imprimés sur un papier autocollant qui doivent être apposés sur le boîtier et les panneaux et il aidera grandement à faire les coupes. Une fois le boîtier usiné, vous assemblerez la carte et les supports de batterie.
Page 14 7.2 Installation des composants de montage en surface 7.2.1 Préparation au travail La clé du succès de tout projet de construction est de sélectionner et d'utiliser les outils appropriés. Pour les projets utilisant SMT (Surface Mount Technology), les outils sont faciles à trouver. Une loupe (ou des loupes) est indispensable pour un travail en gros plan bien éclairé...
Page 15 Une surface de travail propre est d'une importance primordiale car les composants SMT ont souvent tendance à s'envoler même lorsqu'ils sont tenus avec le plus grand soin dans une pince à épiler - vous aurez les meilleures chances de récupérer votre pièce capricieuse si votre table est claire. Lorsque l'inévitable se produit, malgré...
Page 16 suffit de saisir une mèche de soudure et de l'utiliser pour retirer l'excès de soudure, qui devrait être assez facile et propre en raison du masque de soudure sur le PCB. Une fois que vous avez terminé, la fixation des composants suivants sera un jeu d'enfant.
Page 17 Figure 3, orientation U3 Figure 4, D5, D6, D7 Orientation...
Page 18 Figure 5, orientation C38 La technique de soudure est similaire à celle utilisée pour les circuits intégrés, appliquez le flux de soudure sur les plots de composants, pré-soudez l'un des plots sur la carte où le composant ira, maintenez le composant en place avec des pincettes sur le tampon étamé, réchauffez le tampon et composant étamés pour refusionner la soudure sur le fil du composant, maintenant ainsi le composant en place;...
Page 19 Après avoir terminé l'assemblage de toutes les pièces du côté des composants, vous allez ensuite monter les boutons du côté opposé, en prenant soin de respecter la polarité. L'encoche marquée sur la sérigraphie de la plaque doit correspondre au côté plat du bouton. Le dernier composant à...
Page 20 7.4 Mise sous tension et tests Préparez-vous aux tests Une fois que vous êtes prêt à connecter l'alimentation au SARK100, placez la carte (hors du boîtier) orientée avec l'écran et les commandes vers le haut. Nous vous recommandons d'utiliser une alimentation avec limitation de courant pour les premiers contrôles.
Page 21 impédance complexe, capacité, inductance et arrêt. Si vous connectez une charge ou une antenne, vous verrez les résultats de mesure de différentes manières. Laissez le mode d'impédance sélectionné pour les tests suivants. Appuyez sur les boutons fléchés pour modifier la fréquence En appuyant sur les boutons poussoirs de fréquence vers le haut ou vers le bas, la fréquence augmentera ou diminuera selon la valeur programmée du pas de fréquence.
Page 22 Appuyez sur le bouton CONFIG pour accéder aux menus de configuration Le bouton CONFIG permet d'accéder aux menus de configuration et aux fonctions étendues. Vous pouvez voir les options disponibles en appuyant successivement sur le bouton. Pour sélectionner l'une ou l'autre option, appuyez sur le bouton VAL et sur le bouton CAN pour quitter.
Page 23 Vous pouvez commencer le travail en perçant les trous pour les boutons-poussoirs à l'aide de la perceuse à main et d'une mèche plate de 13 mm. Vous devez marquer le point central de chacun des forets, par exemple, en utilisant la pointe chaude de la soudure dans le but de diriger le foret et de le maintenir en place.
Page 24 Les panneaux seront préparés d'une manière similaire, en appliquant d'abord les motifs d'autocollants sur les deux panneaux, puis effectuez les découpes. Pour le trou du connecteur BNC, vous aurez besoin de la perceuse à main et d'un foret de 13 mm pour le métal. Pour les autres découpes, vous aurez besoin du foret à...
Page 26 7.7 Fabrication des superpositions Il est maintenant temps d'améliorer l'apparence de l'instrument. Cette conception donne la conception artistique pour créer des superpositions pour la couverture avant et éventuellement pour les panneaux. Vous pouvez utiliser ce design tel quel ou comme modèle pour personnaliser le design selon vos goûts personnels.
Page 27 Après le temps de séchage, vous procéderez à l'enduction du papier pour donner une plus grande consistance et résister aux conditions d'utilisation. Vous utiliserez une laque acrylique transparente sous forme de spray, qui est normalement utilisée pour le modelisme, la décoration ou l'artisanat.
Page 28 Une bonne recommandation avant de faire tout le processus est de faire un test d'impression sur du papier ordinaire, d'appliquer les coupes et de voir à quoi cela ressemble sur la boîte. Cela servira également de formation et vous assurera que vous utilisez les bons paramètres d'impression et que les mesures sont correctement observées.
Page 29 1. MODE: sélectionne le mode de fonctionnement: impédance (par défaut), impédance complexe, capacité et inductance 2. BAND: sélectionne la bande parmi toutes les bandes disponibles: 160M à 6M 3. CONFIG: Fournit un menu pour les configurations et les fonctions étendues: liaison PC, réglage de la taille des pas, réglage du délai d'attente, étalonnage et mise à...
Page 30 1. USB: connecteur USB MINI-B 2.Power ControI 3. prise d'alimentation externe: prise de 2,1 mm, centre positif, 13,8-20 V CC 9. Fonctionnement de l'analyseur d'antenne Allumer Le SARK100 est mis sous tension en faisant glisser l'interrupteur situé sur le panneau inférieur. Après la mise sous tension, l'appareil affichera pendant une demi-seconde le message de bienvenue suivant: Analyseur SARK100 (c) EA4FRB 10 V11...
Page 31 Interface utilisateur L'interface utilisateur se compose de six boutons, quatre destinés à sélectionner fonctions disponibles deux sont utilisés principalement pour sélectionner la fréquence mais ont respectivement la double fonction d'annulation et de validation. Toutes les fonctions sont résumées dans l'annexe J: Réglage de la fréquence La fréquence est modifiée en ajustant un seul chiffre indiqué...
Page 32 En appuyant successivement sur le bouton MODE, vous pouvez sélectionner l'un des modes de fonctionnement du SARK100: impédance (amplitude), impédance complexe, capacité, inductance et arrêt. Mode d'impédance (amplitude) C'est le mode principal de l'instrument et mesure le SWR et l'amplitude de l'impédance.
Page 33 l'analyseur est de 2000 Ω, l'écran affichera une valeur numérique uniquement lorsque la réactance est inférieure à cette valeur. La formule pour calculer la capacité est la suivante: Mode d'inductance Ce mode permet la mesure de l'inductance. Un exemple d'écran est le suivant: IND 14,100,000 L = 7,8 uH •...
Page 34 ANALYSE Appuyez sur le bouton-poussoir SCAN pour balayer automatiquement le signal de test de l'analyseur d'antenne sur la plage de bande précédemment sélectionnée, en incrémentant de la limite de fréquence inférieure à la limite de fréquence supérieure, par étapes en fonction de la valeur d'étape programmée.
Page 35 appuyé sur n'importe quelle touche, l'instrument passera en mode d'impédance avec la fréquence réglée sur la valeur de fréquence correspondant au point SWR minimum. BW 35.000 appuyez sur une touche Si vous ne trouvez pas de point de résonance, l'appareil affichera le message d'erreur suivant à...
Page 36 suivantes sont disponibles: 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz et 100 kHz. Suspendre le délai d'expiration Cette fonction vous permet de programmer le temps d'inactivité de l'utilisateur pour la fonction d'économie d'énergie automatique. En appuyant successivement sur le bouton CONFIG, vous pouvez sélectionner l'une des valeurs de temps d'inactivité.
Page 37 obtenir le meilleur SWR sur l'analyseur. 10.3 Mesurer les pertes au sol Avec de courtes antennes verticales, la mesure de l'impédance directement au point d'alimentation permet d'estimer la perte au sol ou la perte de la bobine de charge. Par exemple, une verticale ¼ d'onde aura une résistance d'environ 36 ohms à...
Page 38 Figure 6 Pour mesurer la capacité par la deuxième méthode, connectez les composants comme indiqué sur la figure 6. Réglez ensuite la fréquence de fonctionnement pour le SWR le plus bas et enregistrez la fréquence. Vous pouvez maintenant calculer la capacité en utilisant la formule: Où...
Page 39 10.6 Mesurer l'inductance Q Le Q d'une inductance RF peut être mesuré avec une configuration très simple. Mesurez d'abord la réactance inductive XL de l'inductance et enregistrez cette valeur. Connectez-le maintenant à l'analyseur comme illustré ci-dessous dans la figure 7. Figure 7 Le condensateur C doit être choisi pour résonner avec L à...
Page 40 L'impédance caractéristique des lignes d'alimentation coaxiales, à paire torsadée, à fil ouvert ou à ruban peut être estimée à l'aide du SARK100. Les mesures pratiques sont mieux effectuées dans la plage de réglage intermédiaire de l'instrument où la précision est optimale et les longueurs de ligne d'alimentation sont raisonnables;...
Page 41 périodiquement la perte. La mesure est simple. Tout ce que vous avez à faire est de supprimer la charge, de court-circuiter l'extrémité éloignée de la ligne d'alimentation, puis de connecter l'extrémité proche au connecteur de sortie RF de l'analyseur. Mesurer le SWR et se référer au tableau ci-dessous pour la perte correspondante approximative.
Page 42 du facteur de vitesse approprié. Le facteur de vitesse des lignes d'alimentation courantes est disponible dans la documentation du fabricant ou dans des références telles que le livre d'antennes ARRL. Si vous ne trouvez pas la valeur ou si vous utilisez un type de ligne d'alimentation personnalisé, la section «Mesure du facteur de vitesse»...
Page 43 tronçons quart et demi-onde. La procédure peut être effectuée à n'importe quelle fréquence que le SARK100 accorde mais elle est plus pratique au voisinage de 10 MHz où les longueurs de ligne sont raisonnables et la précision de l'instrument est optimale. Une longueur d'onde quart ou demi-onde peut être utilisée;...
Page 44 Figure 9, Détermination de la longueur d'un talon demi-onde Figure 10, Mesure de condensateur ou d'inductance Figure 11, Détermination de l'impédance caractéristique de la ligne d'alimentation...
Page 45 Figure 12, Détermination du facteur de vitesse de la ligne d'alimentation 11. Logiciel PC Le SARK100 est contrôlable à partir du PC et permet à la collecte de mesures d'être traitée par un programme d'analyse. Sur le site Web du projet, vous pouvez trouver un programme de ligne de commande simple, PCC-SARK100, qui effectue le contrôle et la capture de données à...
Page 46 graphique Smith. Dans les pages suivantes, vous trouverez des exemples de graphiques ZPlots. Le manuel complet du programme original est disponible sur le site web du projet. 12. Développement PSoC L'un des avantages de l'analyseur SARK100 est que le logiciel est entièrement évolutif via USB, le code est ouvert et programmé...
Page 47 contribuer à l'amélioration du produit. En fonction de vos compétences, vous pouvez personnaliser les messages à partir de l'écran (par exemple programmer vos appels dans l'écran d'accueil), ajouter de nouvelles fonctionnalités ou modifier celles existantes, en gardant toujours à l'esprit les limites de l'appareil. Les utilisateurs plus avancés pourraient ajouter / améliorer les fonctions SARK100 à...
Page 48 Figure 13, concepteur PSoC 5. Dans menu "Build", sélectionnez l'option Build Project 'SARK100_SwrAnalyzer_BL'. Vous pouvez également appeler cette fonction en appuyant sur F7. 6. Si tout s'est bien passé dans la fenêtre "Sortie", cela indiquera que le projet a été compilé sans erreur 7.
Page 49 les signaux de l'analyseur et cela vous sera d'une grande aide en cas de problème. Mais si vous n'en avez pas, le minimum requis est un multimètre capable de mesurer les tensions et résistances CC. Il sera utile de construire une sonde RF, au cas où vous ne l'auriez pas, avec des matériaux très faciles à...
Page 50 la carte et notez également que le régulateur devient très chaud. Vous devrez couper l'alimentation et rechercher la cause du problème, probablement une courte boîte de conserve dans n'importe quel composant ou connecteur avec les bornes rapprochées. 13.1 Problèmes spécifiques Problème Solution L'écran LCD affiche le texte suivant...
Page 51 sortie RF. Si tout se passe bien, mesure le signal VF, broche 14 de U5. Le niveau de ce signal doit être supérieur à 1,5 V. Le SARK100 s'éteint automatiquement C'est tout à fait normal puisque après 90 secondes l'instrument est automatiquement mis en mode basse consommation pour autonomie prolongée...
Page 52 soldat ou en court-circuit. L'écran n'affiche aucun message Vérifiez d'abord que toutes les fournitures carte sont correctes, y compris l'alimentation de l'écran. Une cause possible est que le microcontrôleur PSoC n'est correctement programmé ou a perdu la programmation, par exemple, après mise à...
Page 53 Figure 14, AD9851 Le DDS est programmé à partir du microcontrôleur à l'aide d'une commande série via les signaux DDS_DATA, DDS_LOAD et DDS_CLK. Le contrôle est effectué en chargeant un registre de contrôle de 40 bits qui contrôle la phase, la sélection du multiplicateur, le contrôle du mode de faible puissance et le registre de contrôle de fréquence de 32 bits.
Page 54 La sortie DDS est connectée à un filtre elliptique du cinquième ordre pour réduire les composants haute fréquence indésirables et donc améliorer la pureté du signal. Étant donné que le signal généré par le DDS a une faible amplitude, il est amplifié à l'aide d'un amplificateur haute vitesse, AD8008, à...
Page 55 ont été implémentées: Une fonction Type La description ADCINC12 ADC incrémental 12 bits Il s'agit du composant de base pour la mesure branches réflectomètre. Convertit le niveau de tension de la branche sélectionnée du pont et converti en une valeur numérique.
Page 56 PGA_ADC Amplificateur de gain Cet amplificateur est programmable placé entre multiplexeur analogique et l'ADC et permet conditionnement niveau du signal du réflectomètre à pleine échelle l'ADC. Les branches VF, sont amplifiées avec niveau de 2,67 et la branche avec niveau de 5,33 (double comme autres branches).
Page 57 kHz. UART UART Il est utilisé pour la communication avec le PC via le convertisseur série USB. La source d'horloge directement l'horloge système, 24 MHz, et un diviseur pour générer la vitesse de 57600. La carte fournit le connecteur JP3 pour permettre la programmation en circuit.
Page 58 sélectionnée. Le réflectomètre est un pont de Wheatstone composé de résistances de 50 Ω étant l'antenne de l'impédance inconnue du pont. Lorsque l'antenne est en résonance, c'est-à-dire avec une impédance résistive de 50 Ω et sans réactance, le pont est équilibré et les tensions alternatives de chaque côté...
Page 59 L'interface USB est fournie par un convertisseur USB vers série de FTDI, le FT232RL. La puce ne nécessite pratiquement aucun composant externe, la conception est donc extrêmement simple. Dans cette conception a choisi de ne pas être alimenté par le bus USB. 15.
Page 60 sont surveillées essentiellement, la détection du temps d'inactivité de l'utilisateur et le temps entre les mesures. DDS.c Ce module fournit le pilote DDS. Ce module attend la valeur de fréquence en Hertz et le pilote programme les registres DDS en conséquence. La traduction de la valeur de fréquence en mot de contrôle DDS nécessite une précision étendue, de sorte que ce pilote implémente des routines de multiplication et de division 64 bits.
Page 61 (+ j). Si la valeur de réactance est inférieure, la plus probable est une réactance capacitive (-j). Calibrate_reflectometer.c Il met en œuvre les procédures d'étalonnage. L'étalonnage est nécessaire pour compenser la non linéarité des détecteurs à diodes, les valeurs de décalage entre les jambes du pont et les effets dépendants de la fréquence des composants du pont.
Page 62 Sleep_timer.c Interruption périodique qui s'exécute 8 fois par seconde. Met à jour les temporisateurs de la boucle principale et des routines equipad. Storage.c Gère le stockage des facteurs d'étalonnage et des paramètres de configuration de l'instrument dans l'EEPROM. Glb_data.c Centralise toutes les données globales. Msg_eng.c Comprend tous les textes à...
Page 64 Annexe B: Liste des pièces...
Page 65 Annexe C: Disposition des composants...
Page 67 Annexe D: Schémas de boîtier...
Page 71 Annexe E: Installation du pilote USB Le SARK100 intègre une interface USB pour la connexion PC. Cette interface est implémentée par la puce FTDI Chip FT232R qui nécessite l'installation préalable d'un pilote "Virtual COM Port (VCP) disponible sur le lien suivant: http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm Ce pilote est disponible pour plusieurs systèmes d'exploitation sur...
Page 72 utilisation. Procédure 1. Téléchargez depuis le site Web du projet le fichier du firmware dans un répertoire connu, par ex. le bureau Windows. Si vous avez créé le logiciel avec PSoC Designer, vous le trouverez dans le répertoire racine du projet 2.
Page 73 7. Maintenant, dans le SARK100, allez dans le menu CONF et sélectionnez l'option "Charger le logiciel" et cliquez sur VAL. Vous serez invité à confirmer et après avoir confirmé en appuyant sur VAL, le programme PC devrait détecter la synchronisation et afficher le texte "Connecté" à droite du bouton [CONNECTER] 7.
Page 74 résistances dans des connecteurs RCA, car il s'agit d'un montage bon marché et facile de résistances, comme indiqué dans l'illustration suivante: L'instrument normalise les gains des quatre jambes du pont pour les différentes bandes de fonctionnement, créant les valeurs de correction à...
Page 75 résistive à la fréquence de résonance. L'antenne factice peut être utilisée à la place d'une véritable antenne lors du test initial de l'instrument. L'antenne factice se compose d'une résistance, d'une inductance et d'un condensateur dans un circuit série, construit à l'extrémité d'un connecteur BNC qui peut être connecté...
Page 76 Arguments Réponse D'accord Réponse d'erreur Exemple >> éteint D'accord Commander freq La description Définit la fréquence DDS Arguments {fréquence} Fréquence en Hertz Réponse D'accord Réponse d'erreur Erreur: fréquence non valide Exemple >> freq 14070000 D'accord Commander lutin La description Obtenez des valeurs d'impédance Arguments Réponse {SWR},{R},{X},{Z}...
Page 77 Réponse d'erreur Erreur: valeur freq attendue Erreur: étape attendue val Exemple >> scan Début 1.05,52,10,51 1.05,52,10,51 Commander Scanr La description Scanne de la fréquence de début à la spécifiée obtient tensions de pont brutes Arguments {freq_start} Démarrez freq. en Hz {freq_end} Fin de la fréquence.