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.

[rolin]

И самый сложный вопрос: конденсаторы: Пикофарадные, разнокалиберные, рассчитанные хотя-бы на 500 В, и имеющие запас "квАр". Вот их где брать?

Так это не проблема, есть даже несколько вариантов.
Во-первых, есть такие специальные ВЧ конденсаторы с очень качественным диэлектриком серии ATC100, их можно недорого купить на Али беушными и новыми за нормальные деньги, например тут . Четыре таких кондера, два звена по два в параллель обеспечат вам искомую габаритную мощность в киловатт.

Во-вторых, можно поступить еще проще, составив кондеры из высоковольтных керамических SMD конденсаторов с качественным диэлектриком. Например, сейчас в моем тюнере стоят 1206 на 3кВольт кондеры и они держат 100 Ватт. Если взять и составить из 10 штук в параллель из меньшей емкости один кондер, то получим как раз искомую габаритную мощность в киловатт. Конечно, это не будут первые попавшиеся под руку кондеры, но они все равно относительно дешевые. Купить тоже на Али можно, например тут.

Ряд конденсаторов на первый взгляд совсем 'халява'.

Заметили ? Ряд номиналов стандартный и это не просто так. Кроме того, что такие номиналы легко покупаются и недорого стоят, это еще значительно увеличивает диапазон значений. Например, если бы я взял как обычно номиналы от 10пФ и выше как эн в степени двойка, то максимальная емкость тюнера составила бы всего 310 пФ, но благодаря стандартному ряду она уже 400пФ. Конечно, из-за этого шаг установки становится неравномерным, но погрешность в процентном отношении от установленной емкости мала и не сильно влияет на работу автотюнера. С номиналами индуктивностей та же история.

а если разнести ВЧ и цифровую часть, заменить ВЧ компоненты на более мощные, можно поднять мощность до 1кВт? Уж больно алгоритм работы привлекательный, скорость изумительная

Так а чего там разносить ? Правильно развести плату и нормально будет. Тандем матч из отдельных колец сделать и подобрать делитель, чтобы давал на процессор то же напряжение для мощности в 10 раз больше, тогда и прошивку переделывать не нужно, можно дорисовывать нолик в уме.

Там их две, в чем у них отличие? Спасибо.

Китайцы лепят платы для преобразователя I2C для дисплея на чем ни попадя, иногда это PCF8574 с индексом Т, иногда без. Та, что с версией Т, имеет адрес 4Е, а без Т - 7Е.Если не планируете использовать дисплей, то все равно какую шить.
Хотел я сделать автоматическое определение адреса дисплея, да что-то обломался. Может потом.

Дисплей нужно подключать к разьему для программирования процессора. С пинами Vcc и GND все понятно, а вывод DAT подключается к SDA, CLK к SCL. Запутаться тут сложно.

Ребята а печатку заводскую можно где приобрести?

Мне часто пишут в личку и на почту, не мог бы я прислать печатку. Ребята, тут в США, где я живу, стоимость пересылки будет такой, что можно весь тюнер собрать, а не только 10 печаток в Китае заказать.
Короче, заказывайте в Китае.
Есть две крупные фирмы, которые жестко конкурируют между собой, это allpcb.com и jlcpcb.com. В разное время лучшая цена то в одной, то в другой конторе, поэтому перед заказом проверьте цену и там и там. Качество одинаково хорошее.
Сами печатки стоят копейки, доставка больше, но есть бюджетные варианты доставки.
Заказывайте как минимум 10 штук, лишние можно будет продать по месту и компенсировать затраты.

Прикладываю готовые герберы для заказа

[ur7cq]

Хорошее бюджетное решение!
Для тех, кто работает с природы или мобильно, просто то, что нужно, позволяет при минимальном весе и габаритах иметь активную нагрузку для выходного каскада трансивера 50 Ом, что приятно.
В связи с этим, возникают вопросы.
Как управляется тюнер? Например, видит частоту и сам подстраивает? Есть или нет память по настройкам? Или каждый раз нужно заново подстраивать вручную при переходе с диапазона на диапазон? Режим "baypass" как то реализован?

[rolin]

В связи с этим, возникают вопросы.
Как управляется тюнер? Например, видит частоту и сам подстраивает? Есть или нет память по настройкам?

Тюнер ничего не видит, памяти не имеет, каждый цикл настройки начинается с нуля, то есть со сброса в начальное состояние, поэтому каждый раз после перехода на другой диапазон придется нажимать кнопочку. Настройка очень быстрая, сильно бесить это не должно.

Режим "baypass" как то реализован?

При нажатии на кнопку настройки при нулевой мощности или мощности менее 1 Ватт на входе, тюнер сбрасывается в нулевое состояние. Это и есть байпас.

[ur7cq]

Тюнер ничего не видит, памяти не имеет, каждый цикл настройки начинается с нуля, то есть со сброса в начальное состояние, поэтому каждый раз после перехода на другой диапазон придется нажимать кнопочку.

Тогда напрашивается вывод двух светодиодов, красный, это начальное состояние, зелёный, это минимум КСВ ( настройка произведена). Для тех, кто не будет дисплей использовать. Или сразу двухцветный один светодиод.
На днях работал из заповедника, и уже представляю эту маленькую коробочку ( в карман легко влезет), для таких вот выездных мероприятий. Минимум места в багаже занимать будет, при смешном весе. Полезная штука.

[rolin]

Тогда напрашивается вывод двух светодиодов, красный, это начальное состояние, зелёный, это минимум КСВ ( настройка произведена). Для тех, кто не будет дисплей использовать.

Это все неоднозначно, на практике просто нажимается кнопочка, КСВ контролировать можно и по шкале трансивера.
Если в трансивере нет шкалы КСВ, однозначно нужно дисплей использовать, светодиодики не помогут.

Кстати, есть дисплеи такие, работающие на отраженном свете без подсветки, потребляют очень мало тока. Хотя, тюнер с дисплеем с подсветкой на байпасе всего 20-30 мА потребляет.

[ur7cq]

Хотя, тюнер с дисплеем с подсветкой на байпасе всего 20-30 мА потребляет.

Когда с собой есть только один акум 7А/ч , при этом, в дали от всего, каждый мА ценен. Дисплей в таких случаях не нужен принципиально. Разве нет ножек свободных у контроллера, чтобы просто и наглядно было даже без дисплея с самодельным QRP трансивером?
Этим и ценен такой тюнер, чтобы при портативной работе был минимум потребления. Не понимаю, что мешает светодиод вывести, просто на фронт-панели кнопка и светодиод, больше ничего не нужно для не стационарной работы.

[rolin]

Когда с собой есть только один акум 7А/ч , при этом, в дали от всего, каждый мА ценен

Тогда вам придется переделать плату под какие-то другие, более экономичные реле. С этими ток потребления тюнера типично 150 мА, но может быть еще выше.

Лишние ножки есть, светодиоды можно вывести, я просто не уверен в необходимости этого.
Гораздо более важным было бы переделать под работу со стабильными реле, тогда ток потребления в неактивном режиме был бы равен практическому нулю. А потом уже и светодиоды.
Жаль, релюхи эти дорогие. Управление можно было бы сделать как у элекрафтовского Т1

[Kia2700d]

неплохо чтобы ктото расшарил печатную плату на ошпарке

залил зип файл и получилось 48 долл за 3 платы вкл пересылку. слишком большая площадь для ошпарки..

[ur7cq]

Гораздо более важным было бы переделать под работу со стабильными реле, тогда ток потребления в неактивном режиме был бы равен практическому нулю. А потом уже и светодиоды.
Жаль, релюхи эти дорогие. Управление можно было бы сделать как у элекрафтовского Т1

Дорогие... всё относительно, но такая переделка того стоит, однозначно.

Платы, видимо, нужно не менее 10 шт заказывать, тогда цена ниже.

[rolin]

На jlc.com десяток плат будет стоить 16 долларов с медленной доставкой, причем цена плат тут всего 2 доллара