АСУ ATU 100 mini разработанное Девидом N7DDC

Обсуждение, разработка, доработки радиолюбительской аппаратуры: трансиверов, усилителей мощности, измерительных приборов, аудиотехники и т.п..

АСУ ATU 100 mini разработанное Девидом N7DDC

Сообщение R4NBB » 20 мар 2019, 11:49

_________________________________________________ATU 100 mini _____________________________________________
Изображение
Предлагаемое устройство разработанного Девидом N7DDC, благодаря своим небольшим габаритам своим небольшим габаритам, низкой цене и простоте может быть встроено в существующие конструкции с выходной мощностью до 100 Ватт.
Размеры платы версии 5x5 100х62 мм и платы 7х7 120х62 мм. На плате 5x5 установлены микропроцессор управления, пять индуктивностей, пять высоковольтных конденсаторов, реле для их переключения, транзисторы управления реле и схема измерения прямой и обратной мощности типа "тандем-матч". Используется обычная "Г-образная" схема согласования. Авто тюнер можно использовать и как внешнее устройство в отдельном корпусе, в том числе удаленно для настройки непосредственно у антенны.
Для старта процесса согласования достаточно нажать на кнопку, подключенную к соответствующему разъему или замкнуть вывод с помощью транзистора, если есть возможность управлять тюнером из трансивера. Уникальный умный алгоритм, используемый в устройстве позволяет в большинстве случаев произвести настройку за 0.1 - 0.5 секунд а максимальное время, потраченное на поиск наилучшей комбинации не превышает 2-х секунд. Таким образом, нет необходимости в каких-то дополнительных мерах для ускорения работы, что обуславливает предельную простоту и надежность устройства.
Устройство позволяет подключать к разъему для программирования процессора стандартный двухстрочный дисплей с шиной управления I2C , на котором отображается наиболее важная информация (выходная мощность, КСВ и установленные в процессе согласования номиналы емкости и индуктивности). Предусмотрен вариант упрощенной трёхуровневой светодиодной индикации результата согласования антенны (КСВ<1.1, КСВ<1.5 и КСВ>1.5). Это может быть полезным при использовании тюнера в составе самодельного усилителя или для контроля тюнера, расположенного удаленно.
В тюнере предусмотрены 3 кнопки управления - кроме основной кнопки "TUNE" (она же при коротком нажатии кнопка сброса RESET) теперь добавлены ещё две кнопки которые можно вынести на переднюю панель, это кнопка "AUTO" (режим автоматической настройки тюнера) и "BYPASS" (Обход).Тюнер запоминает последние настройки и восстанавливает их после включения питания.При подаче питания на устройство со всеми тремя нажатыми кнопками Tune, Bypass и Auto, включается режим Fast Test. В этом режиме устройство подает питание на все реле, что позволяет быстро определить неисправности связанные с транзисторными ключами или недостатками пайки.При подаче питания на устройство с нажатыми кнопками Bypass и Auto, устройство переходит в тестовый режим Test Mode. В этом режиме можно вручную, пошагово, с помощью кнопок Bypass и Auto изменять значение емкости или индуктивности. Длинное нажатие на кнопку Tune позволяет выбрать какие элементы будут перебираться в данный момент, а короткое нажатие изменяет точку подключения конденсатора. В этом режиме сохраняется возможность измерять входную мощность и КСВ в линии. Весь процесс сопровождается понятной индикацией.
Есть возможность реализации управления тюнером при помощи трансивера , когда в трансивере не установлен тюнер ,но трансивер может управлять подключенным тюнером к разъему на задней панели,для этого реализован сигнал Tx request RA7, для управления тюнером от трансивера, сигнал переходит в высокое состояние пока нажата кнопка настройки авто тюнера.
Так же реализована возможность производить настройку при любом типе выходного сигнала трансивера, теперь не нужно подавать именно непрерывную несущую от трансивера для настройки. Можно «алёкать» в микрофон, дуть в него, давать серию точек или тире или же просто работать как обычно, тюнер будет ждать подходящего сигнала и будет производить настройку по мере его поступления. То если у вас нет возможности подключиться к трансиверу, чтобы он по запросу выдавал несущую (привет владельцам Yaesu), теперь это совершенно не проблема. Можно и не подключаться.Чтобы этот режим нормально работал в SSB пришлось, поднять порог минимальной мощности для настройки до 5 Ватт.

Характеристики устройств:

Основные характеристики авто тюнера ATU-100 MINI 5x5:
Работает на частотах 7-10мгц
Диапазон допустимых питающих напряжений: 10 - 15 Вольт постоянного тока
Максимальный ток потребления: 300 мА
Максимальная рабочая проходная мощность: 100 Ватт
Максимально возможная измеренная мощность: 150 Ватт
Минимальная мощность, необходимая для начала настройки: 1 Ватт
Минимально возможная измеренная мощность: 0, 1 Ватт
Шаг измерения при мощности до 10 Ватт: 0, 1 Ватт
Шаг измерения при мощности выше 10 Ватт: 1 Ватт
Точность измерения мощности: 10%
Максимальная установленная индуктивность: 4 мкГн
Минимальный шаг установки индуктивности: 0, 1 мкГн
Максимальная установленная емкость: 400 пФ
Минимальный шаг установки емкости: 10 пФ

Основные характеристики авто тюнера ATU-100 MINI 7х7:
Работает на частотах 1.8-50мгц
Диапазон допустимых питающих напряжений: 10 - 15 Вольт постоянного тока
Максимальный ток потребления: 300 мА
Максимальная рабочая проходная мощность: 100 Ватт
Максимально возможная измеренная мощность: 150 Ватт
Минимальная мощность, необходимая для начала настройки: 1 Ватт
Минимально возможная измеренная мощность: 0, 1 Ватт
Шаг измерения при мощности до 10 Ватт: 0, 1 Ватт
Шаг измерения при мощности выше 10 Ватт: 1 Ватт
Точность измерения мощности: 10%
Максимальная установленная индуктивность: 8, 4 мкГн
Минимальный шаг установки индуктивности: 0, 05 мкГн
Максимальная установленная емкость: 1870 пФ
Минимальный шаг установки емкости: 10 пФ

Видео демонстрация работы тюнера от автора:

phpBB [media]


Видео демонстрация работы от пользователей которые собрали конструкцию

phpBB [media]

phpBB [media]


Сборка устройства:
Начинается все с печатной платы заказать изготовить ее можно в Китае,ну или купить плату в интернете или весь набор целиком.
Схема тюнера:
СХЕМА ATU-100 MINI 5x5
заказать кольца AMIDON
Контроллер PIC16F1938-DIP-20 корпус DIP
Реле: http://ali.ski/8yFyB
Дисплей: 128X64 1,3 дюйма
128X32 0,91 дюйма
дисплей 1602 + I2C
Конденсаторы 0805: http://ali.ski/DL2W4
Транзисторы 2N7002:2N7000-TO92-MOSFET

намотка индуктивностей:

Число витков приведено в схеме .

Изображение
Изображение
Изображение

Программирование контроллера:

программирование микроконтроллера осуществляется при помощи программатора PIC контроллеров пример( pickit 2 pickit 3) заливается весь код изначально, далее нужно исправить некоторые параметры в EEprom.

Разберем основные параметры программирования ячеек памяти EEPRom:

Ячейка 00 значение 4E – адрес для шины I2C используемого дисплея, в моем варианте это двухстрочный индикатор 1602 на контроллере HD44780.

Ячейка 01 значение 01 – тип используемого дисплея, автором заложено пять вариантов:

01 – 1602;
02 – OLED 128*32;
03 – OLED 128*32 изображение повернутое на 180 градусов;
04 – OLED 128*64;
05 – OLED 128*64 изображение повернутое на 180 градусов.
Ячейка 02 значение 01 – активация автоматического режима, авто тюнер будет автоматически подстраиваться при КСВ > 1.3.

Ячейка 03 значение 15 – временная задержка, в миллисекундах, для срабатывания реле и на период установки напряжения на ВЧ детекторе КСВ метра.

Ячейка 04 значение 13 – нижний порог значения КСВ, при значении КСВ выше указанного порога тюнер включает автоматическую настройку.

Ячейка 05 значение 05 – нижний порог значения мощности в ваттах, при котором тюнер начинает настройку в ручном или автоматическом режимах.

Ячейка 06 значение 00 – верхний порог значения мощности в ваттах, до которого тюнер будет производить настройку в ручном или автоматическом режимах. Если подаваемая мощность на тюнер будет выше, то настройка производится не будет. 00 – значение по умолчанию, т.е. без ограничений.

Ячейки 07/08 значения 01/02 – смещение строк вниз и влево при использовании OLED дисплеев. В моем случае не используются.

Ячейка 09 значение 00 – верхний порог значения КСВ, при значении КСВ выше указанного порога тюнер не будет начинать настройку.

Ячейки 10-19 – указываем значения установленных индуктивностей в цепях согласования, в моем случае (а я выбрал вариант для НЧ):

L1 – 0.1 uH
L2 – 0.22 uH
L3 – 0.45 uH
L4 – 1.00 uH
L5 – 2.2 uH
Да, все верно, я эти значения при программировании не указал, надо исправить. Но на работу тюнера это не влияет, так как носит чисто информативный характер, т.е. в моем случае тюнер просто не верно отображает на дисплее данные используемой индуктивности.

Ячейки 20-29 – указываем значения установленных емкостей в цепях согласования, в моем случае:

С1 – 10 пф
С2 – 22 пф
С3 – 47 пф
С4 – 100 пф
С5 – 220 пф

Эти действия можно прочитать в Мануале .

Чтобы конструкция была завершенной, её можно разместить вкорпусе G761 с размерами 95х158х47 мм.
Изображение
Изображение
Если у кого то имеется 3D принтер можно корпус сделать самому , или у знакомого попросить (на ваше усмотрение).
Модель корпуса для 3D принтера
Изображение


Удачной сборки и пользования.!!!

Схема сборки устройства ATU-100 MINI 7х7 аналогична приведенной выше .

Возможен вариант переделки тюнера 5х5 на низкочастотные диапазоны Это делается увеличением разряда значений ёмкостей и индуктивностей на две ступени выше, вся остальная конструкции при этом остается без изменений. Алгоритму отвечающему за настройку КСВ без разницы, какими значениями реактивностей он оперирует,а вот индикация правильных значений емкостей и индуктивностей при этом пострадает. ее нужно будет вручную исправить в EEPRom , как править также будет описано в мануале.
В файлах приведенных ниже будут все/
_____________________***___________________________P.S.:
Кто-то скажет что 100 ватт тюнер это всего ли ж игрушка, мы киловаттами работаем , и для вас я скажу что, такие же как вы любители больших мощностей разрабатывают плату тюнера для коммутации и работы с такими мощностями. Автор конструкции EU2AV, пишет что конструкция рассчитана на работу до 1.2кВатт.
Схема:ATU 0.3-1.2kw.pdf
Перечень компонентов:Bom(5x5)ATU-0.3-1.2Kw _.docx
Файл Гербер(сверловка) для заказа платы с Китая:Gerber-ATU 03-1.2kw.rar
Сообщение из: eu2av
Внимание могут возникнуть проблемы с распаковкой Gerber файла!!! Архив за архивирован последними версиями Win-Rar-64, 7Zip-64. Ссылка для скачивания, с официального сайта на WinRar-64.

Скажу от себя ,я распаковывал программой 7-zip встроенной в total commander.

Все файлы всех конструкций , схемы ,документацию выложил ниже . Всем Спасибо R4NBB. До встречи в эфире 73!

https://drive.google.com/drive/folders/ ... Dqss9T08zX -мой источник
https://github.com/Dfinitski/N7DDC-ATU- ... ded-boards -на другой сервере
Аватара пользователя
R4NBB
 
Сообщения: 144
Зарегистрирован: 01 мар 2017, 23:14
Откуда: Киров
Has thanked: 44 times
Been thanked: 65 times
Позывной: R4NBB-Михаил
Оборудование: KENWOOD TS-440S
Баллы репутации: 1

Re: АНСУ ATU 100 mini разработанного Девидом N7DDC

Сообщение R4NBB » 21 мар 2019, 23:06

Работа тюнера от команды трансивера.
phpBB [media]
Аватара пользователя
R4NBB
 
Сообщения: 144
Зарегистрирован: 01 мар 2017, 23:14
Откуда: Киров
Has thanked: 44 times
Been thanked: 65 times
Позывной: R4NBB-Михаил
Оборудование: KENWOOD TS-440S
Баллы репутации: 1

Re: АНСУ ATU 100 mini разработанного Девидом N7DDC

Сообщение UA4NDX » 22 мар 2019, 19:38

Михаил, приветствую. Работа устройства ,по приложенным видео, в общем понравилась, конечно. Меня интересует работа тюнера в "удалённом " варианте. Т.е. кабель РК 50 до крыши, там тюнер, и далее -произвольная антенна . Предполагаю, что дисплей понадобится, но временно ,на период настройки? Просто грозовые требования в этом варианте очень жёсткие, как бы никакие порты процессора - нельзя просто так подать в многожильный кабель , и успокоится ? Придётся явно добавлять реле ,которое закорачивает и отсоединяет антенну при отсутствии работы. Ну когда не работаешь в эфире и напряжение снято 12 в . Расположить тюнер в водонепроницаемой коробке - это уже моя проблема, опыт был. (автоподогрев зимой- делается легко, а вот сброс тепла летом -уже труднее, герметичной коробки,тем более... Прошу ответить , как много проводов управления (кроме питания) потребуется в этом варианте ?? Не надо ли их на опторазвязку переводить,или достаточно мощных стабилитронов на 5 вольт на портах?
(Планируется обычная "витая пара " 8 жил, для управления и отдельный пультик с выпрямителем, с хорошей изоляцией от сети,и минимальной индикацией ,2-3 светодиода, 1-3 кнопки ) Интересуют, кстати НЧ диапазоны, 160м , и сколько получится выше .... 73!
73!
Аватара пользователя
UA4NDX
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 16 дек 2012, 10:43
Has thanked: 2445 times
Been thanked: 824 times
Позывной: UA4NDX- Владимир
Оборудование: TEN-TEC OMNI-V, GP DL2KQ, LW 85m ,FT-817+Yagi 11 el
Баллы репутации: 62

Re: АНСУ ATU 100 mini разработанного Девидом N7DDC

Сообщение R4NBB » 22 мар 2019, 22:35

UA4NDX писал(а):Михаил, приветствую. Работа устройства ,по приложенным видео, в общем понравилась, конечно. Меня интересует работа тюнера в "удалённом " варианте. Т.е. кабель РК 50 до крыши, там тюнер, и далее -произвольная антенна . Предполагаю, что дисплей понадобится, но временно ,на период настройки? Просто грозовые требования в этом варианте очень жёсткие, как бы никакие порты процессора - нельзя просто так подать в многожильный кабель , и успокоится ? Придётся явно добавлять реле ,которое закорачивает и отсоединяет антенну при отсутствии работы. Ну когда не работаешь в эфире и напряжение снято 12 в . Расположить тюнер в водонепроницаемой коробке - это уже моя проблема, опыт был. (автоподогрев зимой- делается легко, а вот сброс тепла летом -уже труднее, герметичной коробки,тем более... Прошу ответить , как много проводов управления (кроме питания) потребуется в этом варианте ?? Не надо ли их на опторазвязку переводить,или достаточно мощных стабилитронов на 5 вольт на портах?
(Планируется обычная "витая пара " 8 жил, для управления и отдельный пультик с выпрямителем, с хорошей изоляцией от сети,и минимальной индикацией ,2-3 светодиода, 1-3 кнопки ) Интересуют, кстати НЧ диапазоны, 160м , и сколько получится выше .... 73!


я думаю так, что , кроме питания нужно будет не дисплей выводить вниз к трансиверу , а 3-х цветный светодиод (RGB- красная зеленая синяя или RGY- красная зеленая желтая ) сделать через оптопару будет безопаснее для контроллера , индикация к примеру зеленый КСВ менее 1.5 , желтый КСВ менее 2.5 и красный КСВ более 2.5. А с методом удаленной настройки поэксперементировать , попробовать сначало включить авто режим, если он будет постаянно прыгать перестраивать то тогда перейти просто на кнопку. в итоге получим задействованных 6 проводов( питание 12вольт, 3 провода на светодиоды,кнопка,земля.)

Интересуют, кстати НЧ диапазоны, 160м , и сколько получится выше .... 73!


ну для диапазона 160м-6м подойдет тюнер 7-7 .
Аватара пользователя
R4NBB
 
Сообщения: 144
Зарегистрирован: 01 мар 2017, 23:14
Откуда: Киров
Has thanked: 44 times
Been thanked: 65 times
Позывной: R4NBB-Михаил
Оборудование: KENWOOD TS-440S
Баллы репутации: 1

Re: АНСУ ATU 100 mini разработанного Девидом N7DDC

Сообщение UA4NDX » 23 мар 2019, 14:42

Михаил, благодарю за ответ. Подумал,что мне-то в общем и "домашний тюнер " подойдёт, поскольку НЧ антенны заходят прямо в окно....(а на ВЧ штырь новый ставлю- там тюнер в составе конструкции) Но на крышу- многим бы пригодился.... UA4OM, да многим ещё..
Хочу просто пригласить тебя в свободный часок проверить,справится ли 5 ступенчатый тюнер с моим лучом, т.к. на 160 м - луч почти четверть волны, и явно не потребует большой индуктивности. Так что от варианта 7 ступеней, до эксперимента, пока отказался.... 73!
73!
Аватара пользователя
UA4NDX
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 16 дек 2012, 10:43
Has thanked: 2445 times
Been thanked: 824 times
Позывной: UA4NDX- Владимир
Оборудование: TEN-TEC OMNI-V, GP DL2KQ, LW 85m ,FT-817+Yagi 11 el
Баллы репутации: 62

Re: АСУ ATU 100 mini разработанное Девидом N7DDC

Сообщение roman_bus » 25 мар 2019, 16:21

Результаты эксперимента с лучом попрошу представить в этой теме.
roman_bus
 
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 25 сен 2017, 17:51
Откуда: Киров
Has thanked: 76 times
Been thanked: 19 times
Позывной: R4NBC
Оборудование: SW2017, LW
Баллы репутации: 0

Re: АСУ ATU 100 mini разработанное Девидом N7DDC

Сообщение R4NBB » 25 мар 2019, 19:16

roman_bus писал(а):Результаты эксперимента с лучом попрошу представить в этой теме.

С каким лучем?
Аватара пользователя
R4NBB
 
Сообщения: 144
Зарегистрирован: 01 мар 2017, 23:14
Откуда: Киров
Has thanked: 44 times
Been thanked: 65 times
Позывной: R4NBB-Михаил
Оборудование: KENWOOD TS-440S
Баллы репутации: 1

Re: АСУ ATU 100 mini разработанное Девидом N7DDC

Сообщение UA4NDX » 25 мар 2019, 19:39

с моим лучом. 40м
73!
Аватара пользователя
UA4NDX
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 16 дек 2012, 10:43
Has thanked: 2445 times
Been thanked: 824 times
Позывной: UA4NDX- Владимир
Оборудование: TEN-TEC OMNI-V, GP DL2KQ, LW 85m ,FT-817+Yagi 11 el
Баллы репутации: 62


Вернуться в Радиолюбительская аппаратура

Сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

Яндекс.Метрика