<< |
Magnetische veldsterkte indicator. 2017715 / 1128 |
(C)
The use, copy and modification of all info on this site is
only permitted for non-commercial purposes, and
thereby explicitly mentioning my radio amateur call sign "PA0NHC" as
the original writer / designer / photographer / publisher.
Sets PCBs zijn beschikbaar :
Aanleiding.
Een capacitief afgestemd raam resonerend afstemmen, is door zijn geringere bandbreedte
veelal kritischer dan het afstemmen van breedbandiger antenne systemen zoals een
1/2 lambda dipool. Daarbij
kan een niet-perfect aangepaste coax feeder ongemerkt als frequentie afhankelijke "aanpasser"
reageren.
Met als gevolg dat de frequentie met de bij de zender waargenomen optimale VSWR, niet overeenkomt met de werkelijke resonantie frequentie van het raam.
Het raam is dan niet resonerend afgestemd, met als gevolg een duidelijk merkbaar slechter rendement. Er kan een aanmerkelijke hoeveelheid energie verloren gaan in de transmissielijn en in de aanpas componenten (trafo). Één en ander is afhankelijk van de soort aankoppeling en de symmetrie van het hele antenne systeem.
Mijn conclusie :
1. Eerst moet
de afstem condensator van het raam worden ingesteld voor maximale afstraling.
Daartoe moet de door het raam geproduceerde relatieve magnetische veld sterkte
gemeten kunnen worden.
2. Daarna kan eventueel aanwzige
mis aanpassing mbv. een antenne tuner worden verholpen zonder het raam te
verstemmen.
Algemeen.
Dit breedbandige systeempje geeft een indicatie van de
magnetische "near field" sterkte.
Het antenne deel
ervan wordt opgesteld in de nabijheid van een
raam antenne. Het meterdeel wordt afgelezen bij de zender en is door een 3 draads kabel verbonden. De voeding spanning is 4,5V (3x AA), en de
opgenomen stroomsterkte is 2 - 18mA. Als het geheel alleen tijdens afstemmen is ingeschakeld, kan een
lange batterij levensduur verwacht worden.
|
|
Schema.
Antenne spoel L1 (zelf inductie 50-100uH, Ui=300 of 125) wordt sterk gedempt
door de geringe ingang weerstand van IC1 (225 Ohm) en is daardoor zeer
breedbandig. D1 en D2
begrenzen eventuele te hoge antenne spanningen tot 1,4Vpp, en beveiligen IC1 zo tegen
overbelasting.
IC1 zet deze HF spanning om in een proportionele gelijk spanning, met een omzetting factor van
7,5Vdc/Vrms. Dit IC kan
minimale HF spanningen van 10mV detecteren, en werkt nog bij 3V voeding
spanning.
In deze schakeling is de maximale uitgang spanning van IC1 door de werking van D1 en D2 begrensd tot ca. 3,9V. Door de waarde van R3 is dan volle schaal uitslag ingesteld. Met S2 in de stand QRP wordt de meter gevoeligheid ca. 5x vergroot.
D3 beveiligt de meter dan tegen te grote klemspanning. PI-filters L2 - L7, en C5 - C12 voorkomen beïnvloeding door eventueel op de verbinding kabel geïnduceerde HF signalen. De maximale uitgang stroom van het IC is hier 10mA, de voeding stroom is dan ca. 18mA, en de dissipatie van IC1 ca. 80mW, veilige waardes.
Met S2 in gevoeligheid stand "QRO", en maximaal zend vermogen, moet volle meter uitslag worden verkregen. Hiertoe moet de juiste afstand tussen het raam en de ferriet antenne sensor gevonden worden.
Gebruik :
- Allereerst wordt de zend/ontvanger "zero beat" afgestemd.
- Daarna gezonden met voor de zender veilig laag vermogen van 5W.
- Met de meter in gevoeligheid stand "QRP", wordt als laatste het raam
voor maximale afstraling nageregeld.
Aldus zonder enige hinder voor anderen.
Materialen.
Download de onderdelen
lijst.
Het IC is een SMD SOT23 type met 6 pennen. De condensatoren zijn multi layer types met geringe zelfinductie, behalve C5, een tantalium type. De weerstanden zijn 0,25W metaalfilm. De smoorpoelen zijn miniatuur ferriet types. Gebogen tot steek 7,5mm of 10mm.
Printjes.
Het dubbelzijdige antenne unit printje
bevat 3 gaten :
1 gat om de antenne staaf te fixeren mbv. een tywrap.
2 gaten voor montage in een Hammond 1554BGY behuizing. Een 1554B2GY
behuizing is weer bestendig.
De
Conrad 103538 draaispoel meter en het dubbelzijdige meter printje passen in een Hammond 1554EGY
behuizing. Aansluitingen M- en M+ zijn hier passen voor.
Er is echter ruimte voor het boren van
passende gaten voor andere meters.
Het 3-aderige kabeltje wordt aan de 3 polige schroefklemmen aangesloten.
Het is handig om de verbinding kabel komende van de sensor op de meter aan te sluiten mbv. een 3-polige of 5-polige DIN bus.
IC.
Het SOT-23 6 lead IC AD8361ARTZ
is HIER
te bestellen. Ook verkrijgbaar bij Mouser.com.
Let op dat u de 6 lead ARTZ versie bestelt.
Ferriet staaf.
NB: Een AM omroep radio ferriet staaf is ongeschikt voor frequenties boven
1,5MHz.
Een klein goedkoop 5x80mm ferriet staafje Ui=300 (Conrad 535575) met 42 windingen 1mm dik draad
erop voldoet. De zelfinductie is dan ca. 50uH.
Voor 100uH zelfinductie het aantal
windingen vermenigvuldigen met 1,41.
Voor 25uH zelfinductie het aantal windingen vermenigvuldigen met
0,71.
Ferriet
staven van #61 materiaal (Ui=125) zijn optimaal. Dit
materiaal is vermoedelijk beter geschikt voor hogere KG frequenties.
Dergelijke staven zijn oa.
te bestellen bij amidon.de. Deze staven kosten echter veel meer,
en vergen grotere en veel kostbaarder behuizingen.
Wikkel voorbeelden op #61 ferriet staven voor ca. 50uH zelfinductie :
Amidon R61-025-400 : 42 windingen
(Amidon R61-037-300 : 38 windingen)
(Amidon R61-050-400 : 33 windingen)
(Amidon R61-050-400 : 31 windingen)
Samenstellen.
Antenne eenheid.
Buig eventueel aansluit draden van
RM5 componenten recht tot RM2,5 .
Alle condensatoren met de kortst mogelijke aansluitdraden solderen !
- Met het IC uitgezonderd, soldeert u alle componenten op het antenne printje.
- Wikkel de antenne spoel op
de ferriet staaf. Op het 8x50mm staafje
passen 42 windingen 1mm dik geïsoleerd draad (gebruik bij voorbeeld een ader uit een
stuk CAT5 kabel).
- Verdeel eventueel de windingen gelijkmatig over de volle lengte van de staaf.
- Fixeer de spoel einden aan de staaf dmv. thermische lijm.
- Bevestig de antenne staaf
mbv.
een wurgbadje aan het printje en soldeer zijn aansluitingen.
IC.
Neem hierna
anti-statische maatregelen om schade aan het IC te voorkomen.
De kleine merktekens op het
IC en op het printje, geven de locatie van ICpen1 aan.
De soldeer eilandjes voor het IC aan de onderzijde van het printje heb ik langer
gemaakt dan het datasheet voor dit IC aangeeft. Dit vergemakkelijkt het
voorverwarmen van elk soldeerpunt, en daarmee het vlot vloeien van het tin aan
het IC.
Pas op voor lostrekken van soldeerpunten, de originele vertinning laat makkelijk
los.
Vertin de soldeerpunten van het printje eerst dun.
Probeer het IC zelf zo weinig mogelijk te verwarmen om schade te voorkomen.
|
|
De volgende werkwijze bleek het makkelijkst :
- Vertin met weinig tin alle zes soldeer punten voor het IC.
- Positioneer het IC op de soldeer punten.
- Vloei eerst alleen pen2 van het IC vast.
- Controleer de juiste positie van de IC pennen boven de soldeer punten.
- Vloei pen 4 vast.
- Soldeer snel en met zo weinig mogelijk tin pennen 1-3 aan elkaar. Laat
afkoelen.
- Soldeer snel en met zo weinig mogelijk tin pennen 4-6 aan elkaar. Laat
afkoelen.
- Verwijder snel mbv. de-soldeer-litze de overtollige tin tussen pennen 1-3.
Laat afkoelen.
- Verwijder snel mbv. de-soldeer-litze de overtollige tin tussen pennen 4-6.
- Controleer eventueel de soldeer verbindingen en sluiting tussen pennen mbv.
een digitale ohmmeter (NIET in stand "diode").
Inbouw.
Let hierna op de gewenste stand van de ferriet staaf
in relatie tot de stand
van uw raam antenne. Zie tekening =>.
Dit bepaalt wat de onderste zijde van het doosje
is, en de plaats van de kabel doorvoer tule daarin. Zie foto.
- Boor in de
laagste zijde van het doosje een (8,5mm) gat voor de doorvoer tule van de verbinding kabel.
- Bevestig het antenne printje mbv. twee 4mm schroeven.
Meter eenheid.
- Boor met behulp van een 10mm boor de bovenste twee montage bussen
weg tot vlakke bodem.
- Boor de twee 6mm gaten voor de schakelaars, en het 5mm gat voor de LED.
- Maak in de behuizing het grote 38mm gat en de vier kleine 2,5mm gaten voor de
draaispoel meter, en een
(18,1 mm) gat voor de (3 polige DIN) kabel aansluitbus. Zie de bij de draaispoel
meter geleverde documentatie.
- Monteer alle onderdelen.
- Soldeer de draden eraan.
|
|
- Monteer alle componenten op het meter printje.
- Soldeer de draden aan het printje.
- Bevestig het printje met de schroeven op de aansluit punten van de meter.
- Sluit de DIN bus aders op de 3
polige schroefklem aan.
Verbinding.
Gebruik een dunne, soepele getwiste 3 aderige verbinding
kabel.
Testen.
Houdt het uiteinde van de spoel van een dipmeter dicht tegen het geaarde uiteinde
van.de ferriet staaf aan, en in het verlengde
ervan.
Stel de sterkte van het dip meter signaal op maximaal in. De meter op de meter unit zal
dan uitslaan.
Bij het prototype was zo tussen 1,5 MHz en 70 MHz een duidelijke meter uitslag te zien. Dit suggereert een bruikbare gevoeligheid van het antennetje over het hele KG gebied.
Opstellen.
Zie de afbeelding voor de oriëntatie van de ferriet antenne ten opzichte van
het raam.
Laat de meter verbindingskabel loodrecht ten opzichte van de onderzijde van het raam weg lopen, om minimale HF inductie op de verbinding kabel te verkrijgen.
Experimenteer met de afstand en
hoogte van het antennetje om vast te stellen waar, bij maximaal vermogen en
gevoeligheid stand QRO, de
meter uitslag ongeveer volle schaal is.
Begin ongeveer in het midden van de onderzijde van het raam.