Automatisches S-Match

Hallo in die erlauchte Runde.

Grüble gerade über einen "vernünftigen" Lösungsansatz zum Thema Automatiktuner.
Natürlich habe ich mich schon etwas schlau gemacht, wie das die Industrie macht. Einige der Lösungsansätze gefallen mir,
andere eher nicht. Meist werden L oder Pi Konfigurationen mit Relais verwendet. Damit sind wir schon bei einer Sache die mir nicht gefällt.
Das Schalten mit "normalen" Relais benötigt dauerhaft Strom auf den Spulen, ist aber bezahlbar umzusetzen. Schalten mit bistabilen Relais scheitert an den Kosten (zumindest für mich). Ein weiterer Schönheitsfehler. Alle diese Schaltungen sind Unsymetrisch. Meine Anwendung will aber Symetrie. Da mir Tuner mit wenigen Bedienelementen schon immer gefallen haben, tendiere ich zu Z oder S-Match.
Die Abstimmung sollte über Getriebemotoren erfolgen.
Die Sensorik aus den SGC Tunern erscheint mir sehr durchdacht und ich würde sie auch gerne übernehmen, was mir aber noch recht Problematisch erscheint ist die Umsetzung der Werte in einen vernünftigen und zielstrebigen Algorythmus für die Steuerung.
Bei den SGC Tunern wir recht trickreich das SWR, die Impedanz, die Frequenz und die Phase ermittelt.
Bei einem L-Glied kann ich noch etwa abschätzen, wie ich auf welche Messwerte reagieren muß, bzw. welche Werte ich erhöhen oder verringern muß, bei einem Z oder S-Match ........... ????
Vieleicht kann mir ja jemand einen Weg aus diesem Irrgarten weisen ?

Schon mal im Voraus dankend

Alois

Hallo Holger,

erst einmal die Glückwünsche zur druckfrischen Lizenzurkunde
Danke für Deine Antwort. Ein S-Match habe ich bis dato noch nicht bedient, mein Zweiknopftuner ist z.Z. ein Z-Match.
Bisher hat es mir immer gereicht das ich die Antenne angepasst bekomme, welchen Einfluß dabei das Drehen an dem einen oder Anderen der Knöpfe hat, habe ich dabei nie untersucht.
Vermutlich muß ich mich der Lösung durch Versuch und Irrtum nähern.
Wenn ich versuchen will, durch gewonnene Informationen über Phase, Impedanz, Frequenz und SWR, an ein Ziel zu gelangen, muß ich die nötige Sensorik ohnehin aufbauen. Damit brauche ich vorerst auch keinen Controller.
Einige komplexe Lasten, die so auch in etwa bei der anzupassenden Antenne auftreten, lassen sich nachbilden.
Leider gibt die Senorik ja auch nur Richtungen vor. Ich bekomme also nicht als Information den Realanteil in Ohm sondern eine Info darüber ob ich unter oder über 50 Ohm liege. Genau so ist es mit der Inpedanzinformation. Ich weis nur ob ich induktiv oder kapazitiv bin.
Einzig das SWR lässt sich errechnen.
Ich werde vermutlich mal einen Aufbau der Sensorik starten und mit dem Tuner verbinden.
Durch Abstimmen und Beobachten der Sensordaten lässt sich vieleicht ein sinnvolles Vorgehen bei der Abstimmung ermitteln. Oder, und was viel wichtiger wäre, eine sinnige Erstabstimmung.
Wenn ich die Drehkoachse und die Achse des Variometers mit einem Poti verbinde, kann ich ja auch positionen speichern, damit sollten spätere Abstimmungen zielgerichteter erfolgen, aber was passiert beim ersten mal?
Sicher liese sich einfach mal drauf los drehen, das SWR stetig errechnen, und dabei immer wieder zwischen den beiden Motoren umschalten.
Aber die Lösung finde ich recht unschön. Ich hoffe, das es sich herauskristallisiert, welche der beiden regelbaren Größen den größten Einfluß auf die gemessenen Abweichungen hat. Hat also das drehen am Drehko mehr Einfluß auf den Realanteil oder mehr Einfluß auf den Imaginären .
Macht es Sinn die Geschwindigkeit der Motoren zu reduzieren ? Sehr spitze Abstimmung könnte u.U. eine Regelung nötig machen.
Wenn ich also keinen theoretischen Input zu diesen Tunern bekomme, muß ich der Sache selbst auf den Grund gehen.

Mal sehen was ich noch so zu lesen bekomme.

Bis dahin sei der TUX mit Dir

72 de Alois

Lbr HaJo lbr Holger,

ich werde die beiden Antworten mal in der Reihenfolge ihres Eingangs bearbeiten.

Mit reichlich Informationen hast Du durchaus recht Holger, in wie weit sie mir aber bei der Lösung des Problems helfen oder eher im Weg stehen wird sich erst noch zeigen. Das da ein Controller rein muß war nie die Frage. Ich hatte in meinem vorangegangenen Posting auch nur gemeint das ich den Controller zum testen des Abstimmverhaltens vorerst nicht brauche. Dachte an einen ATmega8 für die Steuerung.
Verknüpfungen zwischen SWR und Werten für eine Geschwindigkeitsregelung durch PWM sind momentan noch nicht mein Problem
Das mit der Drehrichtung ist noch nicht so sicher. Zumindest aus der Tendenz des SWR's lässt sich das ermitteln.
Wie ich das in eine Simulation einfliesen lassen soll, ist mir leider nicht klar. Leider ist mir völlig unklar wie ich den dicke Ringkern in die Simulation einbringen soll.
Was die Mathematik angeht, leider ist da mein Wissen etwas eingestaubt. Sicher wäre das wieder zu entstauben, ob das aber in dieser Anwendung schnell zum Ziel führt weiss ich nicht. Zumal die Umsetzung in Software u.U. den Controller überfordert.
Was die Nutzbarkeit von Tabellen angeht, ich denke mal, das wird enger als Du denkst. Die Umwelteinflüsse sind schon schlecht zu überblicken wenn der Draht im Freien hängt, aber unter der Dachhaut ????
Eine art Tabelle ist sicher kein schlechter Ansatz. Das bringt zumindest einen Startwert der eine Abstimmung erlaubt.
Du kennst sicher solche "Anpassversuche" bei denen das SWR-Meter rechts klebt. Wenn ich eine solche "unendlich" Situation habe, bekomme ich aus dem SWR u.U. keine Richtungsinformation mehr, da ein leichtes Verstimmen nach höheren oder niedrigeren Werten keine Veränderung bringt. Zumindest eine der veränderlichen Größen auf einen sicheren Wert einzustellen hätte da schon Vorteile.
Die Vorversuche werden mich sicher auf einen Weg bringen der zu einem schnellen Abstimvorgang führt.
Die Erfahrungen mit dem Z-Match zeigten mir z.B. das ich in einem bestimmten Bereich des Drehkos am Eingang immer einen Dip am prallel Drehko ereichen kann. Mal sehen was die Versuche ergeben.

Doch nun weiter mit der Antwort zu den Anmerkungen von HaJo.

Lbr HaJo, über diese Lösung haben wir uns schon mal vor ein Paar Jahren auf der HAM-Radio unterhalten und ich habe sie zu Hälfte auch schon mal umgesetzt. Dabei ging es um die Anpassung einer recht kurzen und dadurch schmalbandigen Antenne. Damals habe ich angenommen das der Realanteil de Strahlungswiderstandes im Band ja recht konstant bleibt, der Blindanteil aber galopiert. Du hattest mir da mal eine Anleitung zum Bau eines Phasendetektors gegeben den ich mit einem Leistungs-OpAmp verbunden habe und der mir einen Getriebemotor gesteuert hat. Das funktioniert mit einer geradezu affenartigen Geschwindigkeit
In dieser Anordnung konntest Du den Phasenfehler kaum so schnell erzeugen wie er auch schon wieder ausgeregelt wurde.
Bei einem Tuner, der so zackig abstimmt, kommt der Verdacht auf das SWR-Meter sei defekt.
Was die Art der Anpassung angeht, da bin ich offen. Ich will nur nicht unbedingt den BalUn zwischen Tuner und Antenne.
Erinnere mich da noch an eine längere Diskusion in diesem Forum. (da hab ich es noch als Mail bekommen und war dadurch viel öfter zu lesen) Da wurde über das recht unübersichtliche Verhalten von BalUns bei unhandlichem Real und Blindanteilen diskutiert.
Damals wurde der Balun unter solch ominösen Bedingungen als böse befunden.
Um möglichst wenig Blindkomponenten zu verbauen, würde sich in meinem Anwendungsfall ein L Glied anbieten.
Damit die Symetrie gewahrt bleibt, das ganze mal zwei.
Wenn ich mich nicht auf dem Holzweg befinde, ist es dabei ja egal wo sich L und C befinden.
Die Oberwellenunterdrückung und Vorselektion gehört in den TRX.
Wenn ich also die Induktivität parallel und die Drehkondensatoren in Serie zur Speiseleitung lege, bekomme ich damit einige andere Probleme in den Griff. Traditionell werden ja Tuner nach diesem Strickmuster mit zwei Rollspulen aufgebaut. Das C liegt dabei parallel zur Speiseleitung.
Da ich keine Rollspulen durchkurbeln möchte, schon wegen der Abstimmdauer, bringen die Kondensatoren an deren Stelle Segen.
Mit einem Kugelvariometer und zwei Drehkondensatoren habe ich damit Abstimmelemente die einen Drehwinkel von 180° haben. Für meine Idee der Abstimmung mit Motoren ideal.
Ich weis ja nicht ob ich da auf dem Holzweg bin, aber damit sollte doch auch der Rückschluß auf die Drehrichtung übersichtlicher werden.
Vieleicht könntest Du mir dazu Deine Gedanken mitteilen.

Gespannt auf die Antworten

72 de Alois

Nachtrag zum Straubinger QTH,

neue Liebe, neues qth

Liebe Grüße

Alois

Lbr HaJo, Lbr Rainer,

ich antworte wieder in der Reihenfolge der eingehenden Antworten.

Lbr Rainer, das die Abstimmung der Bedienelemente, auch beim S-Match nicht immer eine leichte erkennbare Tendenz zeigt, ist schon mal gut zu wissen. Da der Tuner nur für eine einzige Antenne gebaut wird, wäre eine Speicherung von Voreinstellwerten sicher recht sinnvoll. Das ich dabei aber u.U. die Antenne parallel zum Drehko schalten muß bringt damit leider auch keinen großen Vorteil gegenüber anderen Tunern. Deine Erfahrungen bringen mich duchaus weiter. Hab vielen Dank dafür.

Lbr HaJo, wie könnte ich die Phänomenalen Ergebnisse vergessen.
Der Motor war nicht zu schnell, hat sich vieleicht so gelesen, er war einfach super schnell. ich hätte nie geglaubt, das ich mit einem Getriebemotor und einem Variometer so eine gigantisch schnelle Abstimmung ereichen kann. Das einzige Problem war dabei nur die Abschaltung beim Empfang. Die hohe Empfindlichkeit des Verstärkers sorgte dabei immer für eine Verstimmung ohne Signal. aber da hilft ja eine HF.Vox.
Da die Abstimmung ja nicht freilaufend erfolgen muß, sondern über den Prozessor gesteuert brauche ich da nicht extra auf unterschiedliche Geschwindigkeiten oder dergleichen achten.
Den Lastdetektor könnte ich unter Umständen bei SGC entleihen
Die benutzen eine Schaltung die man als solchen bezeichnen könnte, um zu erkennen ob die Last größer oder kleiner 50 Ohm ist.
Dabei wird die den Strom representierende Spannung als negative und die kabelspannung positiv gleichgerichtet und über zwei widerstände summiert. Bei 50 Ohm ist die Summe NULL.
Um es etwas übersichtlicher zu machen. Die Beschreibung der Antenne.
Für die Antenne habe ich einen Dachboden zur Verfügung der etwa 30 Meter lang ist. In diesem Dachboden wollte ich die ca. 40m Draht für einen 80m Dipol spannen. rund 50% der Länge (symetrisch zur Mitte) wollte ich dabei in einem Winkel von ca. 120 ° Spannen, die verbleibende Länge in Gegenrichtung zum Ende des Dachbodens. Dadurch entsteht etwa die Form eines M oder W. Um den Problem der hohen widerstände im Speisepunkt aus dem Weg zu gehen, wollte ich an den Speisepunkt noch einige Meter Hühnerleiter anschliesen.
Da ich noch nicht die Zeit hatte den Draht aufzuhängen, habe ich den Aufbau mal simuliert. Bei günstiger Wahl der Leitungslänge für die Hühnerleiter bekomme ich auf allen Bändern, von 10 ..... 80 m einen Realanteil von > 50 und < 500 Ohm. Damit wäre der Tuner auch nur in eine Transformationsrichtung nötig. Für den 160m Betrieb müßt ich aber umschalten.
Ob ich auf dieses Band verzichte, oder den Tuner umschalte, ist noch ungewiss.
Für das Kugelvariometer würde halt die schnelle Abstimmung sprechen. Die Anfangsinduktivität wäre in den Griff zu bekommen, die Verluste nicht. Ich möchte auch nicht zu lange abstimmen, da ich nicht ausschliesen kann das der Tuner unabgestimmt mit einer Leistung zwischen 100 und 200 Watt beaufschlagt wird.
Ich denke ich hänge den Draht mal in den Dachboden und messe. Mit den Ergebnissen kann ich auch mal die Anforderungen an den Tuner durchrechnen. Die Simulation kann ja doch recht weit in den Wald führen.

In freudiger Erwartung ob der Antworten die da kommen

72 de alois dl8ram

Lbr HaJo,

nach Deinem Posting von gestern hab ich mir ja schon fast Sorgen gemacht. Erstellt um 14:47 Uhr und dabei kenne ich Dich doch als Eule Hi.

Ich denke ich werde mal in ungefär dieser Reihenfolge vorgehen.

Draht in den Speicher hängen, Messen und Schnipseln bis ich auf die gewünschten Ergebnisse komme, die wahre Geometrie der Antenne in die Simulation übertragen (nicht das ich dem Rechner mehr vertraue als den Messungen, ich möchte nur mal gerne wissen wie weit beides abweicht.
Danach mit den Messergebnissen zu rechnen beginnen um erst mal zu sehen was ich an C und delta C bzw. L und delta L brauche um das abdecken zu können und in der Bastelkiste wühlen.
Zwei gleich große Drehkos mit ordendlich Plattenabstand sind da. Ein Kugelvariometer hätte ich, und auch an einer Rollspule soll es nicht scheitern. Danach alles so auf ein Brett das es bedienbar ist und nicht zur Automation noch mal umbedingt umgebaut werden muß. Und dann
Testen Testen Testen.
Mal sehen ob sich schöne Regeln für die Software erstellen lassen und ich zweideutigkeiten in der Abstimmung umschiffen kann.
Wenn Du noch irgenwelche Tips für mich hast, nur her damit !

Liebe Grüße

Alois

Lbr HaJo,

ich werde das machen, sobald ich endlich einen Schlüssel habe um in diesen Dachboden zu kommen, und es meine Zeit zulässt.
Hab leider reichlich um die Ohren. Letzte Woche einen Geburtstag, gestern einen 80ten, Samstag eine Überraschungsparty zu diesem 80ten.
Und mein Auto soll ich Tüv-Fertig machen. Bei einer Kiste mit 17Jahren und 321000 km bestimmt auch ein klein wenig zu tun.
Mit den offenen Baustellen die ich so ja auch noch habe wird das mal noch ein paar Tage dauern .......leider.
Gegen Deine Idee mit dem BalUn hätte ich nichts einzuwenden. Du müsstest mir nur verraten bis wann Du den wieder brauchst bzw. wenn da eine Änderung der Eigentumsverhältnisse geplant ist, wie ich mich erkenntlich zeigen kann.

Liebe Grüße aus Straubing

Alois

p.s. da ich nicht sagen kann, ob die Netzagentur mich richtig gespeichert hat, bekommst Du eine PM.