RigExpert ZERO II antenna analyzer module

Začínáme s

Před třemi lety byl analyzátor AA-30.ZERO zařazen do sortimentu společnosti Rig Expert. Jedná se o miniaturní analyzátor, který nemá pouzdro, displej a klávesnici ve formátu shield pro Arduino UNO. Analyzátor má horní pracovní frekvenci 30 MHz (později zvýšenu až na 170) a lze jej připojit k počítači pomocí adaptéru USB-to-UART.

AA-30.ZERO se stal oblíbeným mezi kutily, kteří jej používali jako základ pro vytváření různých návrhů přenosných anténních analyzátorů, tunerů, měřičů výkonu atd.

AA-30.ZERO má jednoduchý a intuitivní systém ovládání a příkazů.

Před dvěma lety jsme vyvinuli speciální knihovnu pro Arduino, která později zjednodušila vývoj náčrtů a programů pro výše uvedený analyzátor.

Přes všechny výhody má AA-30.ZERO řadu nepříjemností. Po prostudování všech zpětných vazeb od našich zákazníků, kteří se s námi podělili o své zkušenosti, jsme vyvinuli druhou verzi analyzátoru a dali jsme jí jednoduchý a jasný název – ZERO II

Nový analyzátor má následující vlastnosti:

• pracovní frekvenční rozsah: od 100 kHz do 1 GHz
• rozměr: 55*35 mm.
• uživatelská rozhraní: HID, UART, I2C, SPI
• USB konektor (pro aktualizace firmwaru, napájení, připojení k gadgetům přes OTG)
• proudová spotřeba: asi 120 mA v režimu měření
• anténní konektor: SMA
• hmotnost: 10 gramů

ZERO II má jedinečnou schopnost připojit se k gadgetům založeným na Androidu a aplikaci AntScope prostřednictvím připojení OTG. S touto funkcí můžete používat pouze chytrý telefon a analyzátor a není potřeba žádný vývoj softwaru pro Arduino, Raspberry Pi nebo jiné mikropočítače.

V tomto článku bych rád uvedl příklad projektu jednoduchého přenosného anténního analyzátoru, kde se používá Arduino UNO, 20*4 I2C indikátor z tekutých krystalů, kodér a naše nová knihovna RigExpert ZeroII_UART.

Odkazy na knihovny použité při vytváření skici.

• RigExpertZeroII_UART
• LiquidCrystal_I2C
• h
• h (standardní knihovny, součástí základní sady)

Nejnovější verzi náčrtu lze stáhnout tady.

Důležité! Aby ZERO II, Arduino a knihovna RigExpertZeroII_UART fungovaly, musí být analyzátor flashován speciální verzí firmwaru. V této verzi byla rychlost výměny dat přes protokol UART snížena z 115200 na 38400 baudů.

Chcete-li stáhnout firmware, přejděte na toto odkaz.

Celková fotka prototypu.

Všechny komponenty pro praktickou práci musí být samozřejmě kompaktně zasazeny do vhodného pouzdra.

Ale opět je tento projekt ukázkou schopností knihoven ZERO II a RigExpert ZeroII_UART. Nikdo a nic nemůže omezit let vaší fantazie!

Připojte všechny komponenty podle tohoto schématu:

Další podrobnosti jsou zde:

• připojte RX pin analyzátoru k 7 pinu Arduino UNO
• připojte TX pin analyzátoru ke 4 pinu Arduino UNO
• připojte resetovací kolík analyzátoru k 6 kolíku Arduino UNO
• připojte SW pin kodéru k 5 pinu Arduino UNO
• připojte DT kolík kodéru ke 3 kolíku Arduino UNO
• připojte pin CLK kodéru k pinu Arduino UNO 2
• připojte kolík SDA obrazovky ke kolíku A4 na Arduino UNO
• připojte kolík SCL obrazovky ke kolíku A5 na Arduino UNO
• připojte všechny +5 voltové vodiče a připojte k odpovídajícímu pinu Arduino UNO
• připojte všechny zemnící vodiče a připojte je k odpovídajícímu pinu Arduino UNO

Po připojení všech komponent připojte Arduino k PC a nahrajte skicu. Předtím se ujistěte, že jste do IDE přidali potřebné knihovny, jinak nebude program zkompilován.

Vezměte v úvahu skutečnost, že podprogram pro zpracování kodéru je již zabudován do těla náčrtu (řádky 34 až 140). Neměňte prosím kód v těchto řádcích. Pokud kodér ve svém projektu nepoužíváte, může být tento kód smazán.

Po úspěšném načtení programového kódu do Arduina by se měl text zobrazit na LCD obrazovce.

V tomto projektu jsou realizovány 4 informační obrazovky.

Na první obrazovce se zobrazí uvítací nápis, verze firmwaru a sériové číslo analyzátoru.

Druhá obrazovka se objeví pouze v případě, že Arduino nekomunikuje s ZERO II. Každou 1 sekundu se o to Arduino pokusí znovu.

Ujistěte se, že jste správně zapojili všechny vodiče. Ujistěte se, že je analyzátor zapnutý. Ujistěte se, že přepínač DIP na přepínači zdroje napájení je v horní poloze.

Třetí obrazovka se objeví po úspěšné inicializaci analyzátoru. Tato obrazovka zobrazuje nastavenou frekvenci měření a také výzvu ke spuštění měření stisknutím knoflíku kodéru.

Při první aktivaci bude provozní frekvence 0. Později bude aktuální frekvence zapamatována.

Frekvenci lze změnit otáčením knoflíku kodéru.

Normální rotace mění hodnotu frekvence o +- 10 kHz.

Otočením při současném stisknutí knoflíku se změní hodnota frekvence o +- 1 MHz (nutné pro rychlou změnu pracovní frekvence).

Zadávání frekvence na klávesnici je samozřejmě mnohem pohodlnější.

Ale implementace tohoto procesu je pro vás již „domácím úkolem“. 

Čtvrtá obrazovka zobrazuje hotový výsledek měření.

V tomto případě vidíme hodnotu pracovní frekvence, SWR, Z, R, X, Return Loss a Rho (velikost koeficientu odrazu).

Toto však není úplný seznam parametrů, které lze získat a zobrazit na obrazovce.

Níže je uveden seznam příkazů a parametrů, které může ZERO II vrátit:

ZERO.getFwVersion();

ZERO.getMajorVersion();

ZERO.getMinorVersion();

ZERO.getHwRevision();

ZERO.getSerialNumber();

NULA.getR();

NULA.getRp();

ZERO.getX();

ZERO.getXp();

ZERO.getXp();

ZERO.getRL();

ZERO.getZ();

ZERO.getPhase();

ZERO.getRho();

NULA.getZ0();

Kromě toho lze příkazem ZERO.setZ0(double Z0) nastavit hodnotu impedance systému.

Odkazy na použité komponenty:

• Arduino UNO: Amazonka nebo Aliexpress
• LCD I2C displej: Amazonka nebo Aliexpress
• Otočný kodér: Amazonka nebo Aliexpress

Problémy, které mohou nastat při realizaci tohoto projektu.

Nepovedený pokus o sestavení náčrtu.

Zkontrolujte, zda jste přidali všechny potřebné knihovny. Zkontrolujte správný výběr typu modelu Arduino a čísla sériového portu v nastavení IDE.

Po načtení skici se na obrazovce LCD nic nezobrazí.

Na zadní straně obrazovky je ladicí odpor, který upravuje kontrast obrazovky. Kontrast může vyžadovat určitou úpravu.

V závislosti na typu použitého ovladače obrazovky LCD se adresa I2C může lišit. Zkontrolujte hodnotu adresy u výrobce obrazovky. Zpravidla je základní hodnota 0x27 Adresa je napsána v tomto řádku:

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

Když se kodér otáčí, hodnota provozní frekvence se nemění / mění se nesprávně.

V závislosti na výrobci může mít kodér jeden ze dvou typů a dvě možnosti čtení směru otáčení.

Zkuste změnit poslední dva parametry zde (0 nebo 1):

encMinim enc(CLK, DT, SW, 1, 0);

Název knihovny přímo naznačuje, že výměna dat analyzátoru a Arduina probíhá přes protokol UART. ZERO II má také další uživatelská rozhraní.

Plánujeme také vývoj knihovny pro protokol I2C.

Na rozdíl od AA-30.ZERO (který má textový formát příkazů) má analyzátor ZERO II všechny příkazy a data v bitovém formátu.

Formát dat analyzátoru a další technické podrobnosti najdete v tento manuál a příklady pro STM32.

Jakékoli vaše dotazy jsou vítány. Vždy nás najdete na: support@rigexpert.com, https://www.facebook.com/RigExpertUkraineLtd