RigExpert ZERO II antenna analyzer module

Começando com

Há três anos, o analisador AA-30.ZERO foi incluído na linha de produtos da empresa Rig Expert. Trata-se de um analisador em miniatura que não possui case, display e teclado no formato shield para Arduino UNO. O analisador tem uma frequência operacional superior de 30 MHz (mais tarde aumentada para 170) e pode ser conectado a um PC por meio de um adaptador USB para UART.

O AA-30.ZERO tornou-se popular entre os amadores DIY que o usaram como base para criar uma variedade de projetos de analisadores de antena portáteis, sintonizadores, medidores de potência, etc.

O AA-30.ZERO possui um sistema de comando de controle simples e intuitivo.

Há dois anos, desenvolvemos uma biblioteca especial para Arduino que posteriormente simplificou o desenvolvimento de sketches e programas para o analisador acima.

Apesar de todas as vantagens, o AA-30.ZERO apresenta vários inconvenientes. Depois de analisar todos os comentários de nossos clientes que compartilharam conosco suas experiências, desenvolvemos uma segunda versão do analisador e demos a ele um nome simples e claro – ZERO II

O novo analisador tem as seguintes características:

• faixa de frequência operacional: de 100 kHz a 1 GHz
• tamanho: 55*35mm.
• interfaces de usuário: HID, UART, I2C, SPI
• Conector USB (para atualizações de firmware, fonte de alimentação, conexão a gadgets via OTG)
• consumo atual: cerca de 120mA no modo de medição
• Conector da antena: SMA
• peso: 10 gramas

O ZERO II tem uma capacidade única de se conectar a dispositivos baseados em Android e ao aplicativo AntScope via conexão OTG. Com esse recurso, você pode usar apenas um smartphone e um analisador, e não é necessário desenvolver nenhum software para Arduino, Raspberry Pi ou qualquer outro microcomputador.

Neste artigo, gostaria de dar um exemplo de um projeto simples de analisador de antena portátil onde são usados Arduino UNO, um indicador de cristal líquido 20*4 I2C, um codificador e nossa nova biblioteca RigExpert ZeroII_UART.

Referências a bibliotecas usadas ao criar o esboço.

• RigExpertZeroII_UART
• LiquidCrystal_I2C
• h
• h (bibliotecas padrão, incluídas no conjunto básico)

A versão mais recente do esboço pode ser baixada aqui.

Importante! Para que o ZERO II, o Arduino e a biblioteca RigExpertZeroII_UART funcionem, o analisador precisa ser atualizado por uma versão de firmware especial. Nesta versão, a taxa de troca de dados via protocolo UART foi reduzida de 115200 para 38400 baud.

Para baixar o firmware, acesse este link.

Foto geral do protótipo.

Todos os componentes para o trabalho prático devem, obviamente, ser encaixados de forma compacta em um alojamento adequado.

Mas, novamente, este projeto é uma demonstração dos recursos da biblioteca ZERO II e RigExpert ZeroII_UART. Ninguém e nada pode limitar o vôo de sua imaginação!

Conecte todos os componentes de acordo com este esquema:

Mais detalhes estão aqui:

• conecte o pino RX do analisador ao pino 7 do Arduino UNO
• conecte o pino TX do analisador ao pino 4 do Arduino UNO
• conecte o pino Reset do analisador ao pino 6 do Arduino UNO
• conecte o pino SW do codificador ao pino 5 do Arduino UNO
• conecte o pino DT do codificador ao pino 3 do Arduino UNO
• conecte o pino CLK do codificador do codificador ao pino UNO 2 do Arduino
• conecte o pino SDA da tela ao pino A4 do Arduino UNO
• conecte o pino SCL da tela ao pino A5 do Arduino UNO
• conecte todos os condutores de +5 volts e conecte ao pino Arduino UNO correspondente
• conecte todos os condutores de terra e conecte ao pino Arduino UNO correspondente

Depois que todos os componentes estiverem conectados, conecte o Arduino ao PC e faça o upload do sketch. Antes disso, certifique-se de adicionar as bibliotecas necessárias ao IDE, caso contrário, o programa não será compilado.

Leve em consideração o fato de que a sub-rotina de processamento do encoder já está embutida no corpo do esboço (linhas 34 a 140). Por favor, não altere o código nestas linhas. Se você não usar o codificador em seu projeto, esse código poderá ser excluído.

Depois de carregar com sucesso o código do programa no Arduino, o texto deve ser exibido na tela LCD.

4 telas de informação são implementadas neste projeto.

A primeira tela exibe uma inscrição de boas-vindas, a versão do firmware e o número de série do analisador.

A segunda tela só aparece se o Arduino não conseguir se comunicar com o ZERO II. A cada 1 segundo o Arduino estará tentando novamente fazê-lo.

Certifique-se de ter conectado todos os condutores corretamente. Certifique-se de que o analisador está ligado. Certifique-se de que o dip switch do interruptor da fonte de alimentação esteja na posição superior.

A terceira tela aparece após a inicialização bem-sucedida do analisador. Essa tela exibe a frequência de medição definida, bem como um convite para pressionar o botão do codificador para iniciar a medição.

Quando ativado pela primeira vez, a frequência de operação será 0. Posteriormente, a frequência atual será lembrada.

A frequência pode ser alterada girando o botão do codificador.

A rotação normal altera o valor da frequência em +- 10 kHz.

A rotação com o pressionamento simultâneo do botão muda o valor da frequência em +- 1 MHz (necessário para uma mudança rápida da frequência de operação).

Obviamente, inserir a frequência no teclado é muito mais conveniente.

Mas implementar esse processo já é uma “tarefa de casa” para você 

A quarta tela exibe o resultado final da medição.

Neste caso, vemos o valor da frequência de operação, SWR, Z, R, X, Return Loss e Rho (magnitude do coeficiente de reflexão).

Mas esta não é uma lista completa de parâmetros que podem ser obtidos e exibidos na tela.

Segue abaixo uma lista de comandos e parâmetros que o ZERO II pode retornar:

ZERO.getFwVersion();

ZERO.getMajorVersion();

ZERO.getMinorVersion();

ZERO.getHwRevision();

ZERO.getSerialNumber();

ZERO.getR();

ZERO.getRp();

ZERO.getX();

ZERO.getXp();

ZERO.getXp();

ZERO.getRL();

ZERO.getZ();

ZERO.getPhase();

ZERO.getRho();

ZERO.getZ0();

Além disso, o comando ZERO.setZ0(duplo Z0) pode definir o valor da impedância do sistema.

Referências aos componentes usados:

• Arduino UNO: Amazonas ou Ali Express
• Visor LCD I2C: Amazonas ou Ali Express
• Codificador rotativo: Amazonas ou Ali Express

Os problemas que podem surgir durante a implementação deste projeto.

Uma tentativa fracassada de compilar um esboço.

Verifique se você adicionou todas as bibliotecas necessárias. Verifique a seleção correta do tipo de modelo do Arduino e número da porta serial nas configurações do IDE.

Depois de carregar o esboço, nada aparece na tela LCD.

Há um resistor de ajuste na parte de trás da tela que ajusta o contraste da tela. O contraste pode exigir algum ajuste.

Dependendo do tipo de controlador de tela LCD usado, o endereço I2C pode ser diferente. Verifique o valor do endereço com o fabricante da tela. Via de regra, o valor base é 0x27 O endereço está escrito nesta linha:

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

Quando o codificador gira, o valor da frequência operacional não muda / muda incorretamente.

Dependendo do fabricante, o encoder pode ter um de dois tipos e duas opções para ler o sentido de rotação.

Tente alterar os dois últimos parâmetros aqui (0 ou 1):

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

O nome da biblioteca indica diretamente que a troca de dados do analisador e do Arduino é realizada via protocolo UART. O ZERO II também possui outras interfaces de usuário.

Estamos planejando desenvolver uma biblioteca para o protocolo I2C também.

Ao contrário do AA-30.ZERO (que possui comandos em formato de texto), o analisador ZERO II possui todos os comandos e dados em formato de bits.

Você pode encontrar o formato de dados do analisador e ler sobre outros detalhes técnicos em este manual e exemplos para STM32.

Todas as suas perguntas são bem-vindas. Você sempre pode nos encontrar em: support@rigexpert.com , https://www.facebook.com/RigExpertUkraineLtd