Простой малогабаритный автотюнер от N7DDC

[rolin]

Предлагаемое устройство, благодаря своим небольшим габаритам, низкой цене и простоте может быть встроено в существующие конструкции с выходной мощностью до 100 Ватт.
Размеры платы всего 100х62 мм. На плате 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.

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.


Автотюнер можно использовать и как внешнее устройство в отдельном корпусе, в том числе удаленно для настройки непосредственно у антенны.

Вложение 296024 Вложение 296025

Устройство позволяет подключать к разъему для программирования процессора стандартный двухстрочный дисплей с шиной управления I2C , на котором отображается наиболее важная информация. Это может быть полезным при использовании тюнера в составе самодельного усилителя или для контроля тюнера, расположенного удаленно.

Характеристи ки устройства:

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: 4мкГн
Минимальный шаг установки индуктивности: 0.1мкГн
Максимальная установленная емкость: 400пФ
Минимальный шаг установки емкости: 10пФ

Видео демонстрация работы тюнера от автора:


Для самостоятельной сборки доступны исходники печатной платы, схема, перечень компонентов, прошивки процессора.

Изменения на 10.01.2019.
Актуальные на данный момент данные для повторения тюнера:
Вариант 5х5 - прошивка Вложение 304466, описание Вложение 304470
Вариант 7x7 - прошивка Вложение 304468, описание Вложение 304471, прошивка 2.6 для 7х7.
Схема Вложение 304469
Самая свежая информация и прошивки по 5х5, 7х7 и схеме - по ссылкам.

Схема тюнера 7х7 тут https://easyeda.com/rolin791/atu-100-7x7

Комментарий модератора

1. UN7RX:
2. Учитывая что тема безусловно вызовет живой интерес, категорически предупреждаю любителей пофлудить, в том числе "псевдо по теме" - тема будет чиститься от таких товарищей и их флуда жестко и без колебаний. Всех предупреждаю - авторские ветки на CQHAM будут модерироваться предельно жестко. Если вам что-то не нравится, вы в них просто не заходите, а за наезды на авторов будут баны вплоть до пожизненных. Никаких шуток!

Для упертых, считайте это правилом темы:

Ну этом предлагаю закончить "высоконаучные теоретические" изыскания, иначе может сложиться впечатление, что некоторые товарищи знают каким должен быть "настоящий правильный" тюнер но нам его почему-то не показывают.

[UA9olb Дима]

при выборе дисплея.

В ячейку 00

[UR4LRG]

Не знаю что и думать. Думаю попробовать на большом поставить конденсаторы в ряд без ошибки - 10-20-40-80... а катушки выпаять и перемерять номиналы чтобы тоже очень точно было без ошибки.

Для определения степени согласования тюнером и его КПД, необходимо измерять мощность в нагрузке. Проще всего это делать "фотометрическим " методом. На выход тюнера подключается лампа накаливания 100 Ватт. Лампа должна быть закреплена в одном положении, на нее смотрит фотодиод, подключенный к микроамперметру. Желательно "откалибровать" этот простейший измеритель, подав постоянное напряжение и контролируя ток. Хотя и на глазок все отлично видно)
При согласовании и при отдаче трансивера в 100 Ватт, лампочка должна светиться в полный накал. Это и является реальным показателем согласования и хорошего КПД тюнера.
Экспериментируя со своим тюнером (по 10 емкостей и индуктивностей), заметил один негативный эффект. На ВЧ диапазонах КСВ после согласования 1-1,3 но лампа светится слабо. При этом средние катушки и контакты соответствующих реле тюнера быстро и сильно нагреваются. Однозначного объяснения я так и не придумал. Полагаю, что длина провода в катушках соизмерима с четвертью длины волны, при этом такую катушку надо рассматривать как свернутую длинную линию. Катушки у меня были все "воздушные", ферритовых колец не применял. При таких неудачных настройках проц вис особенно часто.
Так же, необходимо помнить, что проницаемость феррита на различных частотах разная. Т.е. индуктивность одной и той же катушки на частоте 3.5 мГц и 28 мГц будет отличаться.

Добавлено через 6 минут(ы):

нагрев бинокля трансформатора измерителя чем вызван?

Это один из недостатков Тандем-матч. Достаточно малая индуктивность на феррите включена между сигнальным проводником и землей, через нее течет приличная реактивная мощность, от того и нагрев. Встречал пятикиловаттный измеритель мощности, у которого такая индуктивность на полуторадюймовом кольце обдувалась вентилятором, т.к. быстро и сильно греется. Хотя сам измеритель работал хорошо - показания мощности на всех диапазонах совпадали с тем, что мы измеряли на нагрузке ламповым вольтметром.

[rolin]

Это один из недостатков Тандем-матч. Достаточно малая индуктивность на феррите включена между сигнальным проводником и землей, через нее течет приличная реактивная мощность, от того и нагрев.

105 мкГн расчетное, при 10 витках. Это огромная величина для все рл диапазонов вплоть до 1.8 МГц.

[UA0YAS]

Калькулятор Амидон утверждает о цифре 150. Измеритель индуктивности показывает 170. Применил сразу два бинокля в сердечнике, благо автор предусмотрел место- нагрев пропал. Но и чуть занизились показания мощности.

[Ирек]

Давид, приветствую. Промерил индуктивность между входом и выходом в нейтральном состоянии. Получилось 0,35 микрогенри, что даже больше, чем индуктивность первой катушки (0,1 микрогенри). Есть смысл перемотать все катушки с учетом этого начального значения? Эти значения связаны с алгоритмом работы тюнера?
Напомню, у меня плата сделана Лутом и немного больше чем ваша. Использую треугольник на 80 метров. На 80м КСВ =1 без тюнера. На десятке тюнер строит близко к 1, на 15м и 20м все хуже и хуже. на 40 вообще не строит (остается около 3-х).

[ur4qij]

Это огромная величина

Не огромная. 100мкГн на 4 МГц даст 2400ом, при 50Вт будет 1 Вт нагрева!
50В в квадрате * на2400ом = 1 вт

[rolin]

Применил сразу два бинокля в сердечнике, благо автор предусмотрел место- нагрев пропал.

Автор предусмотрел установку BN43-202, так как они очень распространенные. Мотать только неудобно.

Промерил индуктивность между входом и выходом в нейтральном состоянии. Получилось 0,35 микрогенри, что даже больше, чем индуктивность первой катушки (0,1 микрогенри). Есть смысл перемотать все катушки с учетом этого начального значения? Эти значения связаны с алгоритмом работы тюнера?

Нет, ни в коем случае. Задача катушек обеспечить прирост индуктивности на определенную величину, тогда алгоритм будет работать корректно. Собственная индуктивность тюнера может либо помочь в согласовании либо она будет скомпенсирована емкостью в процессе настройки.

будет 1 Вт нагрева!
50В в квадрате * на2400ом = 1 вт

Ну что вы! Это вы привели расчет для резистивной нагрузки, где вся мощность превращается в тепло. В индуктивностях расчеты сложнее, так как с идеальной индуктивностью тепловыделение будет нулевым, а с реальной будет определятся сопротивлением потерь, как-то потери в феррите, омические за счет скин-эффекта в проводнике и может еще что-то.

[Thomas]

Давид, приветствую. Промерил индуктивность между входом и выходом в нейтральном состоянии. Получилось 0,35 микрогенри, что даже больше, чем индуктивность первой катушки (0,1 микрогенри).

Какой прирост индуктивности, если включать младшие по номиналу индуктивности?

[Ирек]

Прирост примерно на величину индуктивностей этих катушек (0,1 0,22 микрогенри и т.д.).

[Thomas]

У вас "маленький" или "большой", который проблемный?