Değerli arkadaşlar,
Geçtiğimiz yazdan bu yana birçok arkadaşımızın yaptığı anten analizöründen ben de bir tane monte ettim. Bu devre hakkında forumda epeyce yazışma oldu, yapan arkadaşlarımız epeyce bilgi verdi zaten, ancak montajı gerçekleştirmek isteyebilecek diğer arkadaşlar için bazı noktalarda biraz daha ayrıntı vermenin yararlı olabileceğini düşündüm. Benim yaptığım montaj hemen çalışmadı, osilatörde sorun yaşadım ve anten çıkışına yakın bir yerdeki bir kısa devre yüzünden epeyce uğraştım. Benzer sorunlar yaşayabilecek arkadaşlar için yazıyorum. Yazdıklarımda bir yanlış ya da eksiklik görürseniz lütfen düzeltin.
TB5CVN Şükrü Bey’in temin ettiği plaketler aslında VK5JST’nin tasarladığı analizörün, SP2JJH tarafından SMD komponentler kullanılacak şekilde yeniden tasarlanmış hali. (Bu analizör Avustralya’daki Adelaide Hills amatör radyo klübüne gelir sağlamak için kit olarak satılıyor. Bununla beraber, tüm bilgiler açık kaynak, isteyen siteden plaket, yazılım vb. herşeyi indirip kendisi de yapabiliyor). Bunun dışında da bazı farklılıklar var. Asıl devredeki PIXACE işlemci yerine bu devrede 16F628A kullanıyoruz, bir de frekans sayacında kullanılan CD4040 bizim yaptığımız devrede yok. Bu nedenle şemaları tıpatıp aynı değil. Ancak benim yaşadığım gibi bir sorun yaşarsanız, sorunu saptamak ve gidermek için bakılması gereken şeyler aynı. Söz konusu web sayfası:http://www.users.on.net/~endsodds/analsr.htm
Devreyi yapacaksanız, bu sayfadaki şu 3 belgeyi indirmenizi ve montaj süresince el altında bulundurmanızı tavsiye ederim.
1. “The text of the original article” (VK5JST’nin devreyle ilgili makalesi)
2. “A diagram showing the math on which the analyzer is based” (analizörün matematiksel temelinin vektörlerle anlatılması)
3. “DIAGNOSTICS, complete list of system voltages and comments on common mistakes” (teşhis rehberi, sistemdeki gerilimlerin listesi, olası arızalara ilişkin yorumlar)
Ayrıca SP2JJH’nin web sayfasında yine yararlı bilgiler var, bir çeviri motoruyla Türkçe’leştirip bakabilirsiniz ancak buradaki en yararlı ve mutlaka indirilip kağıda basılması gereken belge devre şeması.
Bu metinlerin tümünü dilimize çevirecek zamanım olmadığı için özür dilerim, önemli gördüğüm yerlerini aşağıda aktarıyorum.
-İlk metinden özet:
“Farklı frekanslarda empedans ölçecek basit bir test devresi bulabilmek için etrafta dolanıp epeyce eşelendim. Başlangıç olarak, köprü ve network analizör gibi şeylere baktım. Network analizörleri empedansı ölçmek için tipik olarak 6 girişli sirkülatörler kullanıyor, köprüler ise sonuç almak için genellikle iki değişkenin aynı anda optimize edilmesini gerektiriyor, üstelik de geniş bir frekans aralığında düzgün çalışabilmesi için bir sürü ayarla uğraştırmayı gerektiriyordu. O zaman ne kullanmalıydım? Ne yaparsam yapayım, frekansı ölçmek ve hesap yapmakla uğraşacak bir işlemcinin gerekeceği açıktı.
Sonuç olarak ortaya çıkan, bir direncin seri olarak sinyal jeneratörüyle yük arasına yerleştirildiği basit bir devre oldu. Jeneratör çıkışındaki gerilim, seri dirençteki gerilim ve yükteki gerilim ölçülüyor. Bu bilgiler yük direncini ve yükün reaktansının BÜYÜKLÜĞÜNÜ (türünü değil) hesaplamak için yeterli. Geriye seri yükün reaktansının endüktif (L) mi yoksa kapasitif (C) mi olduğunu saptamak konusu kalıyor. Bunun çözümü, kullanıcının frekansı yavaşça değiştirmesi. Eğer seri reaktansın büyüklüğü frekans arttırıldığında artıyorsa o zaman seri reaktans bir endüktördür. Kondansatör için de tam tersidir.”
Bir ekleme yapayım, “sirkülatör” bir porttan gelen sinyali bir sonraki porta yönlendiren bir devre (bir nevi elektronik dönel kavşak); “köprü analizör” tipine ise mesela F6BQU Luc Pistorious’un ANTAN analizör devresi örnek gösterilebilir.
Onunla da sürekli olarak iki potla oynayarak ölçüm yapmak gerekiyor (grid-dip metre gibi).
Yine birinci metinden özetleyerek devam ediyorum: Analizörün çalışma şekli şöyle (SP2JJH tarafından çizilen şemadan takip ederek): Sol üstte gördüğümüz osilatör (L1-L6 ve 160 pF varyabl kondansatör) istenilen frekansta sinyal üretiyor, kondansatör frekansın kaba ayarı, diyotlara bağlı çok turlu pot da ince ayarını yapmamızı sağlıyor. Osilatörden gelen sinyal Q3-Q4 transistörlerince güçlendiriliyor, Q5 ve Q6 transistörleri ise sinyal düzeyinin hep aynı kalmasını sağlıyor (AGC, automatic gain control) Bu iyi çalışan bir AGC devresi, onun sayesinde tepeden tepeye 600 mV genlikli, kararlı bir sinyal elde ediyoruz (Q7 transistörünün emetöründen ölçülecek) Q8’den başlayarak güçlendirilen sinyal, Q11-Q12’den(amplifikatör) maksimum seviyesine ulaşmış olarak sonraki kısma (test) giriyor. Bu arada Q9’dan 74SL04 entegresine bir yol görüyoruz, o da frekans ölçümü için. Test bölümde, 3 noktada germanyum diyotlarla doğrultulan sinyal, IC1-IC2 olarak gösterilmiş LM324 entegrelerine gidiyor. Bunlar, sinyal jeneratöründen gelen gerilim, devrenin kendi üzerindeki 50 Ω yükün üstündeki gerilim ve bizim çıkışa bağladığımız yükün (antenimiz vb.) üzerindeki gerilim. LM324’ler, bu gerilimleri kuvvetlendirip 16F628A’ya iletiyor. Bu PIC türü entegre, gelen gerilimleri (analog bilgi), sayısal bilgiye dönüştürüp karşılaştırıyor, sonuçları, frekans sayacından gelen bilgiyle birlikte LCD ekrana yazıyor.
Bu bilgilerin şemayı yorumlamakta yeterli olacağını sanıyorum. Şimdi, benim devreyi yaparken not aldığım konuları belirteyim:
- SMD’lerin montajında dikkat. Büyüteçli bir gözlük kullanmama rağmen bir noktada kısa devre yapacak şekilde birkaç lehim köprüsü yapmışım. Bunlardan bir tanesinin, üstelik kabaca plaketin neresinde olduğunu bulmama karşın, tam yerini saptayamadım. En sonunda sıkılıp o bölümdeki 10-15 komponentin hepsini değiştirdim, sorun düzeldi.
- Kullandığım SMD’ler 6-7 yıl önce ebay’dan aldığım Çin SMD’leri. Bunların üzerlerinde yazan değerlerde olmama olasılığı yüksek olduğu için kullanacağım her parçayı ölçtüm. Örneğin setteki 1nF’ların hiçbiri 1 nF değildi... Her 25’lik paketten, istenilen değere en yakın olanları kenara ayırarak kullandım.
-Osilatörde, şemada belirtilenlerden farklı değerde bobinler kullandım, çünkü o frekans aralıklarını başka türlü elde edemedim. Özellikle de en yüksek frekansların olduğu bantta. Kullanacağım değerleri 1/2π√LC formülüyle hesaplamaya çalıştım ama gerçek hayat hesaba uymuyor tabii... Bu nedenle her aralık için en uygun bobini deneyerek buldum (biraz zahmetli ama değiyor). Mesela son aralık için önce 0,47µH, sonra 0,22 µH kullandım, olmadı. 50 MHz civarında kalıyordu. Zamanında bir televizyondan söktüğüm açık sarım bir bobini kullanarak 68 MHz’e kadar çıkarabildim. (65 MHz'den sonra genlik azalıyor ve sinüs bozulmaya başlıyor)
-Bizim piyasada bulduğumuz plastik komütatörler maalesef kalitesiz. Bir de arka tarafındaki deliğe o çıkıntılı pulu oturtarak kontak sayısını sınırlamak gibi bir işle uğraşmak gerekiyor. Sonra kullanılmayan kontakları topraklamak vb...Havya değdiği anda kontakların etrafındaki plastik hemen eriyor, içeride deformasyon oluyor, sonra da takılmalar başlıyor... Keza ben de hurdacıdan bulmuş olduğum eski 1x6’yı kullandım. Bulabilirseniz iyi kalite olanını tercih edin, piyasadaki 2x6’lar zorunluluk değil.
-Bluemavi’den aldığım ve piyasada en çok bulunan germanyum diyotlardan memnun kalmadım (üzerinde kod bulunmayanlar). Bunlar 2,7 – 2,8 V’tan sonra iletime geçiyorlardı. Araya araya AA113 diyotlarını buldum, bunların ileri iletim voltajı 2,3-2,4 V. Çok kritik bir fark değil belki ama ne kadar düşük olursa, hassasiyet o kadar artacağı için düşük olanı tercih etmekte yarar var.
-Kutu olarak Altınkaya’dan aldığım PR-240’ı kullandım. Fakat varyabl kondansatörü yandan çıkan bir düğme ile kullanmak istemedim. Plakette varyablin şaftına denk gelen yeri deldim. Şaftı, 1x6 anahtarın şaftıyla aynı yönde olacak şekilde delikten geçirdim ve varyabl konsansatörü de anahtarın yanına gelecek şekilde “ön” taraftan vidaladım. Varyabl’in daha önceden metal-epoksi yapıştırıcı ile eski bir havya ucunu yapıştırarak uzatmıştım.
-PR-240 plastik olduğu için RF ekranlaması yoktu. Altınkaya’daki metal kutular arasında da PR-240 kadar küçük olanların hiçbiri bu devreyi alamıyor. Ben de ekranlama için kutunun içini alüminyum folyo ile kapladım, folyoyu da şaseyle irtibatladım. Kulağa gülünç geliyor ama, işe yarıyor. Bu işe yapılmış kendinden yapışkanlı bakır veya alüminyum bantla var ama fiyatlarını pahalı buluyorum. Besleme olarak AA boy Alkalin pil tercih ettim. 8 pil alan bir pil yatağı kullandım (yine Altınkaya’dan). Devre, özellikle de LCD’nin aydınlatması kapalıysa çok az akım çekiyor. İyi kalite bir alkalin pille en az 10 saat...
-LCD’nin aydınlatmasını açıp-kapatmak için bir anahtar ekledim. Bunun nedeni yukarıda belirttiğim gibi enerji tasarrufu. Özellikle çatıda, arazide, balkonda gündüz vakti ölçüm yaparken aydınlatmanın hiçbir faydası yok.
-Benim yaptığım haliyle, çıkıştaki konnektör kutunun tabanına denk geliyordu, ben ise üst kenarda olmasını istedim. 15 cm kadar RG-178 kablo ile devreye bağladım. Bu konu forumda daha önce yazıldı ama tekrar altını çizeyim. İşlemcideki yazılım, hesapları konnektörün plakete bağlı olduğu durum için yapıyor. Plaketteki çıkıştan sonra eklenen her unsur, yük olarak algılanıp sonuçları değiştiriyor. Benim eklediğim 15cm yüzünden şu anda 5 MHz’den sonra, yük bağlı değilken vermesi gereken “OPEN CIRCUIT” (açık devre) uyarısını vermiyor. Ancak 50 Ω’luk bir RF iletim hattı kullanıyorsanız, sonuçta bu 15 cm, iletim hattınıza eklenen 15 cm oluyor, ölçüme etkisi yok. Fakat farklı empedansa sahip bir anten kablosu olan bir sistemde ölçüm yapıyorsanız, sonuçlar hatalı olacaktır.
Son olarak, VK5JST’nin DIAGNOSTICS (teşhis) metninden yararlanarak sorun tespiti ve cihazın ilk kullanımdan önce ayarlanması için gereken bilgileri vermek istiyorum. Montaj bittikten ve kısa devre vb. sorun olmadığına emin olduktan sonra:
- Entegreleri soketlerine yerleştirmeden bunlara gelen besleme voltajlarına bakın LM324’ler için 4 numaralı bacakta +12V olması gerek, 11 numaralı bacak ise toprak. 16F873A’da ise 20 numaralı bacakta +5 V olmalı, 8 numaralı bacak ise toprak. 74SL04’ün 14 no’lu bacağı +5 V, 7 numaralı bacak toprak; aynı şekilde 74LS93’ün 5’inci bacağında da +5V olması gerek. 2,3 ve 10. bacaklar toprağa gidiyor.
- DIAGNOSTICS rehberine göre entegreler yerleştirip devre çalıştıktan sonra yaklaşık şu gerilim değerlerinin olup olmadığına bakmak gerekiyor:
IC1a bacak 13,14 1.55VDC
IC2a bacak 12,13 1.55VDC
IC2a bacak 14 6.7VDC
IC1b bacak 8,9 0.75VDC
IC2b bacak 5,6 0.75VDC
IC2b bacak 7 3.25VDC
IC1c bacak 7,6 0.75VDC
IC2c bacak 10,9 0.75VDC
IC2c bacak 8 3.25VDC
- Benim yaptığım montajda bu değerler epeyce farklıydı ama iki devre arasındaki farklılıklar düşünülünce olağan:
IC1a bacak 13,14 1.486 / 1.674 VDC
IC2a bacak 12,13 1,672 / 1,689 VDC
IC2a bacak 14 7,2 VDC
IC1b bacak 8,9 0,88 / 0,71 VDC
IC2b bacak 5,6 0,79 / 0,81 VDC
IC2b bacak 7 3,47 VDC
IC1c bacak 7,6 0,86 / 0,72 VDC
IC2c bacak 10,9 0,79 / 0,81 VDC
IC2c bacak 8 3,43 VDC
- Sorununuz varsa, benim yaptığımı yapıp, osilatörden PIC'e kadar gerilimlerl ölçerek sıkıntının ne olduğunu bulabilirsiniz. Ben kendi montajımda BC245 değil J310 kullandım. Onun dışında kullandığım transistörler, forumda daha önce verilen malzeme listesindekiler. (Onur Bey ve Ali Bey sağolsunlar). Sağlıklı çalıştığından emin olduktan sonra devrede yaptığım ölçümleri şemanın üzerinde not ettim. Bu üzerine not alınmış şemayı ekte PDF olarak bulacaksınız, dosya adı “ANALIZOR_TA2UH”. Umarım bir sorununuz olduğunda bu şema size yol gösterir. Sizdeki değerler ufak tefek (0,2 – 0,3 V gibi) değişiklikler gösterebilir. Benim ölçtüğüm değerler bir referans değil. Ama eğer benim 1,8 V ölçmüş olduğum olması gereken yerde 0,5 V görüyorsanız şüphelenin. Eğer bir osiloskopla bakma şansınız varsa, frekansı 2 MHz’e ayarlayıp Q7’nin emetöründe tepeden tepeye 600 mV genlikli temiz bir sinüs görmeniz lazım, aynı şekilde bir sorun yoksa Q12’den sonra TP1 noktasında tepeden tepeye 3V genlikli bir sinyal göreceksiniz
- Kalibrasyon ise şu şekilde yapılıyor, 50 Ω’luk suni yük bağladıktan sonra en çok ölçüm yapacağınızı düşündüğünüz frekansı ayarlayın. Ben 7-14-21 MHz çalışabildiğim için, kalibrasyonu 14 MHz’e göre yaptım (Aslında kullanılan suni yükün farklı frekanslarda empedansı küçük değişiklikler göstereceği için, 2-4 MHz gibi alçak bir frekansta kalibrasyon yapılması daha uygun. Ama ben cihazın suni yükün direncini 14 MHz civarında 50 Ω olarak “okumasını” tercih ediyorum).
Plaketin üzerinde TP (test point) yazan noktaları göreceksiniz, şemada da aynı şekilde adlandırılmış. Bunlarda ölçtüğümüz gerilimleri hemen yanlarındaki çok turlu trimmer dirençlerle ayarlıyoruz.
IC1’in 12. bacağındaki gerilimi, yanındaki 50 kΩ trimer ile 1,485 V’a,
TP2'deki gerilimi önündeki trimmer ile 4,5 V’a,
TP3'teki gerilim önündeki trimmer ile 2,16 V’a
TP4'teki gerilim önündeki trimmer ile 2,16 V’a ayarlanacak.
- Cihaz açılırken 1 sn. kadar süreyle besleme gerilimini gösteriyor. Çok hassas ölçmese de ve kalibrasyon yapılan gerilim düzeyinden uzaklaştıkça hata payı artsa da, faydalı bir özellik. Bu işlevi kalibre etmek için önce güvenilir bir mültimetre ile batarya gerilimini ölçüyoruz. Sonra da 16F873A’nın baş tarafına yakın duran trimmer ile, her açılışta cihazın gösterdiği gerilimi ölçtüğümüz gerilimle aynı yapana kadar ayar yapıyoruz. Bunu yaparken ne yazık ki cihazı defalarca açıp kapatmak gerekiyor.
Bu adımların hepsinden sağ salim çıktıysanız, hayırlı olsun.
Bitirirken, projeyi yapmak isteyenler için bir uyarıda bulunayım. Hem maliyet bakımdan, hem de emek (zaman) bakımından değerlendirilince, bu analizörü yapmak büyük bir tasarruf yapmak anlamına gelmiyor. Ben plaket, komponentler, kutu vb falan derken 150 Lira kadar harcadığımı hesapladım. Malzeme almak, SMD’leri ölçmek, lehimlemek, arıza aramak-bulmak, test etmek, kutuyu delmek, boyamak, verniklemek falan derken 50 saat kadar zaman harcadım (bu iş için yolda geçirdiğim zamanlar da dahil) Daha özensiz olsaydım da 30 saatten az olmazdı... Üstelik bu, işlev bakımından çok basit bir analizör... Halbuki ebay’a vb. bakarsanız, 1-60 MHz arası çalışan üstelik grafik falan çizen el kadar analizörleri zaten 80-90 dolara bulmak mümkün. Dolayısıyla “ekonomik olacak” diye girişilecek bir proje değil.
Keza, nereden temin ederseniz edin, anten analizörü zaten yılın her günü kullanılan bir cihaz da değil... Yani 5 amatör birleşip bunu en pahalısını alsak, hatta 10 amatör birleşip network analizör alsak, ortak kullansak çok daha verimli ve ekonomik olur... (her klüpte bir tane olmalı mesela).
O zaman neden? Yanıt basit, öğrenmek için... Kendini geliştirmek için. Bu devre beni örneğin AGC hakkında birşeyler öğrenmeye zorladı, hatta AGC devresinin bir kopyasını şu anda başka bir projeye adapte ettim (sonuçlar istikrarlı olursa onu da burada anlatacağım) kullanıyorum... Şemayı kullanarak hata aramak konusunda becerimi arttırdım. Şu anda devreyi iyi tanıyorum (yazılım hariç) ileride bir sorun olursa rahatlıkla kendim onarabilirim. Bu sonuncusu da önemli bir avantaj.
73.
