Verdrahtung im Chip mittels Software: die PSoC- Technologie macht’s möglich

 

An einem Beispielprojekt wird gezeigt, wie man die Hardwareentwicklung durch Software ergänzen bzw. ersetzen kann.

Es soll ein SWR- und Leistungsmesser mit dem Messkopf nach DL4JAL entwickelt werden.

Folgende Anschlüsse führen nach außen:

 


Die benötigten Baugruppen werden im Computer ausgewählt, angeordnet und verschaltet:

Damit im Zusammenhang werden die vorgefertigten Software- Bausteine angepasst und das Steuerprogramm entworfen.

 

 

Das Messgerät soll folgende Werte liefern:

-         die Vorlaufleistung in mW bzw. Watt bis maximal 800W

-         die Rücklaufleistung

-         das Stehwellenverhältnis

Wahlweise soll das SWR bzw. die Vorlaufleistung  akustisch ausgegeben werden, als Abstimmhilfe oder für Abgleichzwecke.

Die Vorlaufleistung wird zusätzlich als Balkendiagramm dargestellt. Außerdem solldie Spitzenwerte der Leistung angezeigt werden.

 

Hier ein Beispielfoto: Vorlaufleistung 110,7W Rücklauf 4W SWR 1,08

 

So sieht der Messkopf aus:

 

Mit weniger als 5 mW kann damit die Anpassung einer Antenne (oder einer beliebigen Last) gemessen werden.


Das Prinzip des mit 2 Transformatoren gebildeten Richtkopplers geht auf ein US-Patent von Sontheimer/Fredrick (1969) zurück. Hier die Abbildung von D. Stockton, G4ZNQ.
Ich habe anstelle der bisher üblichen Dioden zwei logarithmische Detektoren AD8307 eingesetzt und erhalte damit eine Vergrößerung des Meßbereichs, von 1 Milliwatt bis ca. 800W.

Die Zentrale ist ein Mikrocontroller der PSoC5LP- Familie (Hersteller:die US-Firma Cypress Semiconductors), auf einem Mini- Board namens FreeSoC Explorer, (welches von einem amerikanischen Studenten entwickelt und vertrieben wird).

Weil in der Zentrale noch genügend Platz war, wurde zusätzlich ein DDS- Baustein eingebaut, der ein Testsignal liefert. Es handelt sich um eine bei eBay billig erhältliche Baugruppe mit dem Schaltkreis AD9850.
 
Das Programm und die periphere Schaltung mussten ergänzt werden:

Nun kann der Antennentuner mit dem eingebauten DDS- Generator abgestimmt werden.

Das Display zeigt z. B. Folgendes an:


Ergänzung (6.8.) Grafische Darstellung des SWR- Verlaufs: am Beispiel einer 10m- Antenne
Angezeigt werden das maximale und minimale SWR, die untere Eckfrequenz, die mittlere Frequenz sowie die Obergrenze des Sweeps



 

Sollte Interesse an einem Nachbau bestehen, stelle ich die Quellen hier zur Verfügung:

Das Hauptprogramm findet man hier.

Eine Liste der benötigten Baugruppen:

http://www.dl4jal.eu/palcdswr/messkopf.pdf    Der Messkopf nach DL4JAL, mit Bauanleitung

http://www.rtk-service.de/shop/index.htm   hier nach MK8307 suchen    2 Stück werden benötigt, wobei man die nicht benötigten Spannungsregler mit der Laubsäge entfernen muß, (oder man nimmt ein größeres Gehäuse für den Meßkopf.)

Die Software- Entwicklung erfolgt mit dem PSoC- Creator 2.2 (kostenlos): http://www.cypress.com/?id=2494

Als Zentrale fungiert eine Mikrocontroller- Baugruppe, der freesoc Explorer:  http://freesoc.myshopify.com



Der DDS- Generator:  http://www.ebay.de/sch/i.html?_trksid=p2050601.m570.l1313&_nkw=ad9850&_sacat=0&_from=R40

Ansonsten werden noch ein 4 * 20 LCD Display, Tastschalter, Buchsen, Drehgeber und diverse Kleinteile benötigt.

 

Wolfgang Kiefer, DH1AKF   Aug. 2013/ Jan 2014