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1

Sonntag, 19. November 2017, 09:45

Antennenanalysator von EU1KY

Hallo Funkfreunde,
heute möchte ich Euch etwas zum Basteln empfehlen, einen Antennenanalysator von EU1KY. Er verwendet zur Anzeige und Bedienung einen Touchscreen mit dem STM32F7Disco, mit dessen Anwendung ich mich bereits seit zwei Jahren beschäftige. Die Quellprogramme sind offengelegt.
Aber man kann auch fertig compilierte Software verwenden.

Hier sind Fotos von erfolgreichen Nachbauten:
https://bitbucket.org/kuchura/eu1ky_aa_v3/wiki/Gallery

Die Leiterplatte gibt es hier:
https://www.ebay.de/itm/PCB-for-build-EU…ckAAOSwcLxYFNvQ

... und wer die Mühsal der Teilebeschaffung und des SMD- Lötens scheut, kann auch eine fertig bestückte Leiterplatte erwerben:
https://www.ebay.de/itm/Full-assembled-a…dEAAOSwmZdZi2M9

Auf jeden Fall bleiben noch die Herstellung oder Beschaffung eines passenden Gehäuses und der Zusammenbau.
Der Frequenzbereich ist mit 500 kHz bis 150 MHz angegeben, möglicherweise kann bis 450 MHz gemessen werden.

73, Wolfgang

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2

Sonntag, 19. November 2017, 16:37

Hallo Wolfgang,

das sieht nach einem sehr vielversprechenden Projekt aus. :thumbsup:
Ich habe mir den AQRP Analyzer von von K5BCQ gebaut. Das ist ein ähnliches Teil und geht von 8khz bis 150MHz (mit der neusten Firmware bis 440MHz). Der Analyzer hat mir schon wertvolle Dienste geleistet. Ganz besonders bei Portable Einsatz und zur Optimierung von Antennen bei Urlaubseinsätzen. Aber auch beim Aufbau einer neuen Stationsantenne im OV hat er sich bewährt.

Hast du mal durchgerechnet was der Analyzer kostet wenn man die Bauteile selbst besorgt und aufbaut? Das STM32F7Disco kosten ca EUR 50. Wie sieht es mit dem zusätzlichen RF_FE_V3 Board aus? Hast du das bei Yury bestellt oder selbst geätzt?







vy 73
Uwe

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3

Sonntag, 19. November 2017, 18:20

Hallo Uwe,
der AQRP Analyzer von von K5BCQ ist ein vergleichbares, sehr interessantes Projekt.
Ich stelle mal gegenüber:

AQRP K5BCQ..............................AA EU1KY

STM32F4......................................STM32F7 mit Touchscreen 4,3 Zoll und Audio Codec on board
Touchscreen 3,2 Zoll
Codec TLV320A
Oszillator SI5351.............................ebenfalls
2 Mischer SA612..............................ebenfalls
PCB ohne Bauelemente erhältlich.........dito
Aufbauhinweise, Bedienungsanleitung....ausführliche Anleitungen im Internet (Wiki)
keine Quellen, nur Firmware...............Software (Quellen) offengelegt
107 $ (davon 34 $ Transport)...............116 € (Beschaffungskosten STM32F7 Disco plus komplett
...................................................bestückte Leiterplatte)

Die Bestückung des AA (EU1KY) erfordert eine ruhige Hand, einen spitzen Lötkolben und optische Hilfen, wegen des sehr gedrängten Aufbaus.

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4

Sonntag, 19. November 2017, 18:59

Hallo Wolfgang,

es gibt ein paar Punkte die für den Analyzer von Yury sprechen.

  • Software und Hardware ist Open Source
  • Großer Touchscreen
  • Vorbeistückte Platine erheblich günstiger als die vom AQRP
vy 73
Uwe

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5

Dienstag, 21. November 2017, 09:44

Bestückung 1. Schritt

Das Bestücken war nicht ganz problemlos - dank mangelnder Routine saß ein IC verkehrt herum und musste abgelötet werden...
Nun fehlen noch die HF- Drosseln, der Oszillator- Chip und der Quarz. Sind schon in der Post.
Die 0,2 mm breiten Streifen zwischen den Anschlüssen des SI5351 machen mir etwas Sorge, wahrscheinlich werde ich die Methode
"Verzinnung im Ganzen, Säubern mit Entlötlitze" ausprobieren.
Zur Not habe ich noch Plan B: einen fertigen Baustein (linke Bildhälfte).
Yury schreibt zu den HF- Drosseln: "any". Ich werde es mal mit 5 µH versuchen. (Siehe Schaltbild.)
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6

Mittwoch, 22. November 2017, 06:39

Hallo Wolfgnag,

DF8OE hat eine nettes Video dazu bei Youtbe eingestellt. Dabei geht es zwar um den STM32F4, aber die Technik wäre die Gleiche.

https://www.youtube.com/watch?v=6wA8F7sm8VI


Ich habe mittlerweile mehrere von den "Tausendfüsslern" so eingelötet und bis auf ein paar Nachbesserungen hat es immer funktioniert.


vy 73
Uwe

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7

Donnerstag, 23. November 2017, 17:40

Vor der Erstbestromung

Wider Erwarten war das Einlöten des Oszillator- Chips gar nicht so schwierig.
Nun bin ich gespannt, ob alles funktioniert...

Eine weitere Aufgabe: Gehäuse bauen. Wahrscheinlich aus Cevausit (Leiterplattenmaterial).
»DH1AKF« hat folgende Bilder angehängt:
  • Step2.jpg
  • Step3.jpg

8

Donnerstag, 23. November 2017, 23:05

Moin,
Die 0,2 mm breiten Streifen zwischen den Anschlüssen des SI5351 machen mir etwas Sorge, wahrscheinlich werde ich die Methode
"Verzinnung im Ganzen, Säubern mit Entlötlitze" ausprobieren.
Das Saeubern braucht man normalerweise nur, wenn wirklich etwas schief geht. Dave hat dazu ein schoenes Video gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=588iV07nEdM Da er unter anderem auch einen Chip mit Thermalpad einloetet, kann man hier auch mal sehen, warum er fuer diese Aufgabe die JBC Loetstation verwendet. Das erlaeutert er auch im Video.

Wichtig ist auch der Fluxstift (z.B. FL88 FLUX von Reichelt), ein absolutes Muss. Ich verwende im Gegensatz zu Dave eine Hohlkehlenspitze. Da genuegt ein Tropfen Loetzinn in der Hohlkehle und dann zieht man die Spitze einfach quer ueber alle Pins. Das geht aber auch mit der breiten Spitze, die Dave hier verwendet, aber mit der Hohlkehle noch einfacher. Mit etwas Uebung braucht man dann auch keine Entloetlitze, wichtig ist halt der Fluxstift, wie Dave im Video andeutet, lieber mehr, als zu wenig. Dann bleiben auch keine "Faeden" zwischen den Pins.

Ich verwende bei SMD auch nur breite Spitzen, immer ungefaehr so breit, wie die Loetpads sind, muss man halt oefter mal die Spitze wechseln (bei der von Dave verwendeten JBC geht das echt elegant und schnell, https://www.youtube.com/watch?v=IhZORsiawKc ) Ich verzinne auch nie vorher die Pads, denn dann sehen die Loetstellen einfach nur schrecklich aus. Etwas vom Fluxmittel auf die Pads, einen feinen Tropfen Loetzinn an der Spitze, das genuegt vollkommen, um ein SMD Bauteil einzuloeten, da muss man nicht noch extra Loetzinn nachfuehren oder gar die Pads vorab verzinnen.

Dave hat ja irgendso ein Zeug fuer die Reinigung. Diese Fluxmittelstifte gibt es auch als "No Clean", aber so ein paar Rueckstaende bleiben da auch. Ich benutze zur Reinigung meist Kontakt WL Spray oder Isopropanol aus der Apotheke.

73, Tom
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Freitag, 24. November 2017, 10:04

Kalibrierung und erste Messungen

Zunächst ein Dank an Uwe und Tom für ihre hilfreichen Hinweise!
Nach dem Anschließen der Hardware hat nichts geraucht, und so konnte ich die Firmware auf den STM32 übertragen.
Es gibt eine genaue Anleitung, wie die Kalibrierung der Frequenz und Open/Short/Load vorzunehmen ist. Ich fand auch die (versteckten) Einstellungen zur Anhebung der oberen Frequenzgrenze auf 450 MHz. Danach musste ich natürlich nochmals kalibrieren...
Hier ein paar Schnappschüsse von den wichtigsten Menüs. Die SWR- Kurve ist mit einer Discone- Antenne aufgenommen.
73, Wolfgang

P.S.: Durch die Mindestmengen bei RS Components habe ich jetzt 4 - mal SI5351A und 4 Quarze 27,000 MHz übrig und würde sie zum Beschaffungspreis weitergeben.
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  • Mess1.jpg
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10

Freitag, 24. November 2017, 10:44

Hallo Wolfgang,

super, das sieht sehr gut aus!
Hast du die beiden 1N4148 im Eingang an der Buchse montiert?
»dj3fv« hat folgendes Bild angehängt:
  • eingang_4148.jpg
vy 73
Uwe

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Freitag, 24. November 2017, 12:03

Hast du die beiden 1N4148 im Eingang an der Buchse montiert?


...habe ich glatt vergessen! Danke!
Aber jetzt warte ich erst mal auf das Pultgehäuse und weiteres Kleinmaterial.

12

Freitag, 24. November 2017, 13:14

Moin Wolfgang,

auf den Fotos sieht das so aus, als ob da zwischen den Bauteilepins Flussmittelrueckstaende kleben. Wenn die Luftfeuchtgkeit hoch ist, kann das eine klebrige Schicht werden, die Dir auch die HF Eigenschaften beintraechtigen kann. Besser ist es, die Platine noch zu reinigen.

Das dies so massiv aussieht (zumindest auf den Fotos) kann auch am Loetzinn liegen. Ich empfehle fuer verbleites Lot 11L436, fuer bleifreies Lot 11L2648, beides von Felder.

https://www.buerklin.com/de/loetdraht/p/11l436
https://www.buerklin.com/de/loetdraht-bleifrei/p/11l2648

Je nach Geschmack auch als 0,5mm Draht.

Die sind beide frei von Halogenen, das ist gesuender:

http://www.edaboard.de/loetdraht-mit-ohn…gen-t20582.html
"Fuer Dich und die Schaltung. Ansonsten korrodieren Dir die Salzanteile des Flussmittelreste das Kupfer der Schaltung mit der Zeit weg. "


73, Tom
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13

Dienstag, 28. November 2017, 09:00

Weiterführende Gedanken

Hallo Funkfreunde!
Bisher ist es nur eine Idee, aber vielleicht könnte ich das seinerzeit abgebrochene Projekt "Antennenkoppler mit PSoC5" wieder in Angriff nehmen, diesmal mit der STM32F7- Baugruppe als Zentrale:

http://www.qrpforum.de/index.php?page=Th…86216#post86216

Es müssten noch erarbeitet werden:
- 1. Frequenzmessung (auf 10 kHz genau reicht)
- 2. Berechnung der Einstellwerte für das L- Glied aus den gemessenen Antennendaten
- 3. Suchverfahren für den Feinabgleich

Zu Punkt 2 bin ich bereits fündig geworden auf den Seiten
http://leleivre.com/rf_lcmatch.html und
https://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs0…/maltcher2.html
Die zugrunde liegenden Programme (Javascript) habe ich zum Test in eine EXCEL- Tabelle eingebaut, und das funktioniert.

Die Arbeitsweise des geplanten Geräts stelle ich mir folgendermaßen vor:
(einmalig bzw. bei Antennenwechsel: )
- Messung der Antennendaten, Berechnung und Speicherung der Einstellwerte in den interessierenden Frequenzbereichen,
- Beim Abstimmen des Senders wird die Frequenz gemessen und die zugehörigen Einstellwerte werden aus den gespeicherten Daten entnommen.
- Feinabgleich auf optimales SWR.

HW?

14

Dienstag, 28. November 2017, 17:29

Woher bekomme ich die fertig complierte Software?

der STM32F7Disco ist schon vorhanden, auf das HF-Frontend warte ich bereits.

Die zip-Datei mit dem Quellcode habe ich vorliegen, doch wo finde ich die fertig compilierte Software und eine weitergehende Anleitung für "Dummies"?

vy 73 de Peter, DK4BF

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15

Dienstag, 28. November 2017, 18:05

Hallo Peter,
man braucht das STM32 Link Utility:
http://www.st.com/en/development-tools/stsw-link004.html

Damit wird die Datei F7Discovery.bin auf das STM- Board übertragen.

Eine (russische) Anleitung zur Kalibrierung gibt es hier:
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php…l=1#post1313644 Google oder Google Chrome übersetzen das in brauchbares Deutsch.

73+55, Wolfgang

Noch eine Anmerkung, weil jemand danach fragte: Die Stromaufnahme beträgt bei 5V maximal 430 mA. Vielleicht lässt sich ein Stromspar- Modus (dunkler Bildschirm) implementieren...

16

Dienstag, 28. November 2017, 18:42



Damit wird die Datei F7Discovery.bin auf das STM- Board übertragen.



Danke Wolfgang,

aber wo finde ich denn F7Discovery.bin?

In kuchura-eu1ky_aa_v3-2556270f4e7c.zip habe ich das nicht entdecken können, da finde >>ich<< nur, was wie Quellcode aussieht und ein F7Discovery.ebp.

Peter

Nachtrag: ich habe es jetzt doch selber gefunden :thumbsup:
https://bitbucket.org/kuchura/eu1ky_aa_v…ary_rev_317.zip

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Dienstag, 28. November 2017, 19:47

Ich habe mal die Anleitung in Deutsch und Englisch angehangen.
»dj3fv« hat folgende Dateien angehängt:
  • eu1ky_de.pdf (26,34 kB - 219 mal heruntergeladen - zuletzt: 18. Juli 2018, 06:12)
  • eu1ky_en.pdf (28,17 kB - 107 mal heruntergeladen - zuletzt: Gestern, 19:24)
vy 73
Uwe

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Dienstag, 28. November 2017, 21:17

LC Anpassunsglied wird bereits berechnet!

Beim Durchsehen der Quellprogramme fand ich einen Abschnitt, der die Berechnung eines LC- Anpassungsgliedes beinhaltet, genau das, was ich brauche!
Man kann diesen Programmteil aktivieren, indem man im Menü "Messung" auf das Smith- Diagramm tippt. Siehe Bild.
Finde ich toll...
»DH1AKF« hat folgendes Bild angehängt:
  • MessLC_Match.jpg

19

Mittwoch, 29. November 2017, 09:04

Genauigkeit?

Hallo Analyzer-Bastler,

mich würde mal interessieren, welche Genauigkeit man mit diesem Gerät erreicht. Bunte Displays und schöne Zahlenwerte sind ja das eine, aber für mich wären auch die gemessenen Werte interessant. Und ein Vergleich mit den bekannten, käuflichen Analyzern wäre nicht schlecht. Gibts Vielleicht schon im Web, hab ich auf die Schnelle aber nicht gefunden.
Was auch viele Analyzer-Hersteller nicht dazu sagen: starke Signale an einer Antenne können das Messergebnis derart beeinflussen, dass es praktisch unbrauchbar wird. Eine abendliche Messung an einer guten 40m-Antenne kann z.B. solche Effekte erzeugen. Je nach Messkonzept.

73

Mark

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Sonntag, 3. Dezember 2017, 09:16

Hallo Markus,
Du hast eine interessante Frage aufgeworfen. Einige Gedanken zur Genauigkeit:

- Bei Messgeräten wird meist die Abweichung in Teilen vom Skalenendwert angegeben, z.B. 0,5 % von 1000 Ohm bei einem Multimeter.
Aber welche Werte könnte man bei einem Antennenanalysator als "Maximalwerte" ansetzen? Ich habe hier ein Gerät AA-600 von RigExpert. Sowohl im Datenblatt als auch auf der Website des Herstellers findet man keine Angaben über dessen Genauigkeit. Auch bei anderen Geräten habe ich nichts dazu gefunden.

- Welche Genauigkeit ist denn überhaupt anzustreben?
Meine geplante Erweiterung zum automatischen Antennentuner erfordert die Kenntnis aller Induktivitäts- und Kapazitätswerte des LC- Gliedes, und zwar "möglichst genau". Und: Man kann wegen zu erwartender Toleranzen nicht einfach die Stufung in Zweierpotenzen vorsehen, sondern muss einen Sicherheitsfaktor vorsehen, z.B. statt 2,0 nur 1,8. Daraus ergibt sich ein Überlappungsbereich. DL1SNG macht es in seinen Tunern ebenso.

- Den Antennenbauer interessiert eigentlich nur, ob seine Antenne zu lang oder zu kurz ist, und um wieviel. Und natürlich die Bandbreite.
- Wer einen manuellen Tuner zum ersten Mal an einer (neuen) Antenne betreibt, findet in den berechneten L/C- Werten gute Richtwerte.
Diese nützen etwas, wenn in µH und pF ablesbare Skalen vorhanden sind. (Habe ich z.B. bei der Rollspule mit Zählwerk und Tabelle erledigt.)

Zum Messprinzip nur soviel: Es wird das Superhetprinzip verwendet, wobei zwei Testfrequenzen im Abstand von ca. 1 kHz miteinander gemischt werden. Dadurch entstehen das Mess- Signal und das Referenzsignal. Nach analogem Tiefpass und digitaler Filterung (Goertzel) erfolgt die Auswertung. Die Phasenverschiebung und das Amplitudenverhältnis dienen zur Berechnung der gesuchten Impedanz.
Es handelt sich also um ein relativ störsicheres Schmalband- Verfahren.
73, schönen Advent!
Wolfgang