RF GÜÇÖLÇER (VATMETRE)

ve

 MODİFİKASYONLARI

 

vatmetre görünüş
Gerçekleştirdiğim devrenin önpanel görünüşü

Thomas Scherrer (OZ2CPU) tarafından tasarlanan ve ingilizce Elektor Dergisinin Ekim 2002 sayısında da neşrolunan RF vatmetre projesi, amatör telsizciler için oldukça önemli bir cihaz. Herhangi bir zayıflatıcı kullanmadan 1nW'tan 1W'a kadar güçleri ölçebilen vatmetre, 1 kHz ile 500 MHz arasında kalibre edilebilmekde ve kullanılabilmekdedir. 1 MHz ile 450 MHz arasında kalibre edilmeden doğruluğu +/- 1dB'dir. Belli bir hata payı kabûl edilerek devre 900 MHZ'e kadar kullanılabilmekdedir.
RF vatmetrenin devre şeması, baskı devre ve yerleştirme plânı, malzeme listesi ve derlenmiş programı (hex) bu web sayfasından temin edilebilir. Ayrıca programın kaynak kodları (source code) Elektor web sitesinden temin edilebilir.
Devre, PIC 16F876 işlemcisi için tasarlanmıştır ve RF işaretinin gücünü ölçerek gerilime çevirme görevi Analog Devices firmasınca üretilen AD8307 tümdevresince yerine getirilmekdedir. Elektor sitesinde, yazılımın 1.03 sürümü ve kaynak kodları bulunmaktadır. Yazarın sayfasında ise yazlımın 1.04 sürümü de bulunmaktadır.


MODİFİKASYONLAR:
1) Menü seçimi:

Vatmetrenin menü seçiminde Bourns firmasınca üretilmiş olan ve 3315Y-1-016 tipinde bir kodlayıcı eleman (encoder) kullanılmakdadır. Devreyi yaptığım yıllarda bu eleman, temini zor ve görece pahalı bir malzeme idi. Bu yüzden aşağıdaki modifikasyonu yapmıştım; ancak, artık bu encoder'lar oldukça ucuz.

encoderin görünüşü

3315 tip encoder

Kodlayıcı eleman yerine 2 anahtar ve 1 bipolar kondansatör kullanmak sûretiyle devrede modifikasyon yaptım. Sonuçta menü seçimi, (aşağıdaki resimde görüleceği üzere) bir aşağı ve bir yukarı anahtarı ile yapılır hâle geldi.


menü tuşları
Pahalı bir kodlayıcı eleman yerine 2 adet tuş ile yukarı ve aşağı menü işlem seçimi yapılabilir.

 

menu seçimi şeması
Anahtar ile menü seçimi devresinin şeması


Devrede kullanılan kondansatör
bipolar olmakla birlikte yerine nonpolar kondansatör de kullanılanılabilir.

 

2) Referans voltajı:
İkinci modifikasyon ise PIC 16F876'nın A/D dönüştürücüsü için gerekli olan referans voltajı kısmında yapıldı. Orijinal devrede, 2.5 V'luk referans voltajı, herbirisi 1 k değerinde ve %1 toleranslı iki dirençden (R26 ve R27 ) oluşan bir gerilim bölücü tarafından oluşturulmakdadır. Bu gerilim bölücü devrenin yerine, -daha yüksek bir doğruluk elde etmek üzere- Maxim firmasınca üretilen 2.5V'luk voltaj referansı tümdevresi MX580 kullanılmıştır.
MX580'in TO52 kılıfında metal ve SO kılıfında SMD küçük plâstik kılıflı versiyonları mevcut olup; soneklerine (suffix) göre bu entegre devrenin toleransı değişmekdedir. En düşük tolerans (+/-10mV) TO52 metal kılıf için
LH veyâ MH sonekli; SO kılıf için LCSA sonekli olanlarıdır. Elbette bu voltaj referans tümdevresinin yerine başka 2.5V'luk referans tümdevreleri de -data sheet'lerindeki bilgilere bağlı kalınarak- kullanılabilir.

NOT: %1 toleranslı metal film direnç kullanırsanız, iyi bir doğruluk elde edersiniz.




referans voltajı devresi
Orijinal devredeki referans voltajı oluşturma kısmı



mx580 li devre
MX580 ile hazırlanan voltaj referans devresi


Bu devre, 20 milivoltluk adımlarla hassas bir şekilde 20 V'a kadar voltaj ölçümü de yapabilmekdedir. Devreye takılacak bir anahtar ile devrenin besleme gerilimi (veyâ devre bir doldurulabilir pil grubu ile de besleniyorsa bu pillerin gerilimi) de ölçülebilir.


girişler
Frekans ve gerilim girişleri



voltaj göstergesi
Güçölçer ile devrenin besleme geriliminin ölçülmesi



gösterge
Güç ölçümünde gösterge


GERÇEKLEŞTİRMEYE HAZIR DEVRE

Yukarıda anlatılan ve resimleri bulunan devre, tarafımdan tasarlanan yeni bir baskı devrede gerçekleştirilmişdir. Devrenin yapımında SMD tekniği büyük ölçüde kullanılmışdır. Ancak, iyi netice vermekle birlikde amatörlerce SMD tekniğinin tatbiki zordur. Ayrıca kablo bağlantılarının en aza indirilmesi yapım kolaylığı ve çalıştırma güvenliği açısından önemlidir. Bu sebeplerle, hem SMD tekniği ve hem de normal eleman ile montaja izin veren yeni bir baskı devre hazırladım.

YENİ PCB'nin GETİRDİĞİ İMKÂNLAR, DEĞİŞİKLİKLER ve DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

* LCD modül hemen ana baskı devrenin üstüne monte edilmekdedir. Böylece LCD modül için bir sürü kablo bağlantısı ortadan kalkmışdır.
* Doğrultma devresi baskı devre üzerine kurulmuşdur. Dolayısı ile, doğrudan bir transformatörün AC gerilimi ile devre beslenebilir.
* Devenin, bir PC'ye bağlanılması ve -meselâ bir kaynağın gücünün- sürekli olarak kayıt yapılabilmesi için bir seri çıkışı mevcuttur. http://www.oz8jyl.dk/byg_selv/mw_logger/ adresinde bulunan program bu işi yapmakdadır. Bunun için devrede MAX232 ile kurulmuş bir RS232 seri iletişim tümdevresi mevcutdur. Bu tümdevre birçok firma tarafından üretilmekdedir. Maxim tarafından üretilen MAX232 tümdevresinde 4 adet 1uF'lık kondansatör kullanılmakdadır. Eğer MAX232A kullanılırsa 4 adet 100 nF'lık kondansatör kullanılması kâfidir. Bu seçimlik devrede kullanılan tümdevreye göre hem 1uF'lık elektrolitik ve hem de 100 nF'lık diğer tür kondansatörlerin monte edilebilmesi için baskı devre buna uygun hâle getirilmişdir.
* Orijinal devrede 16F876 için 4MHZ'lik bir seramik rezonatör kullanılmışdır. Seramik rezonatör bulunmaması hâlinde devrede 4MHz'lik bir kuvars kristalin de kullanılabilmesini teminen baskı devre ona göre hazırlanmışdır. Kristal kullanılması hâlinde osilatör devresinde 2 adet 22pF'lık konsansatör bulunmalıdır.
* Devrede, MAX232 tümdevresinin beslenmesi için ayrı bir regülatör vardır. (78L05) Eğer bu kısmı da devrenin genel beslemesi ile beslemek isterseniz, 78L05 tümdevresi ile bu tümdevrenin girişinde bulunan kondansatörü kullanmayın ve J2 jumper'ını kullanın.
(78L05 kullanıyorsanız J2 jumper'ı kullanılmayacakdır!!; eğer seri iletişim devresi kullanılmayacaksa 78L05'e de gerek yokdur)
*
RF güçölçer (vatmetre) devresinin giriş modülü ve ana baskı devresinin birer yüzleri groundplane olarak tamamen bakırlıdır. Şasi potansiyelinde olan eleman bacaklarını her iki tarafdan da lehimleyin.
* 7805 gerilim regülatörünü monte ederken baskı devre yerleştirme plânındaki 1. bacak işaretine dikkat edin. Bu regülatör mutlaka bir soğutucuya bağlanmalıdır.
* Eğer 16F876 tümdevresini yerinden çıkarmadan programlamak isterseniz, PGM. soketini kullanmanız gerekecekdir. Şâyet programlayıcı devrenizde +5V yok ise, J1 jumper'ını kullanın.
* Orijinal devrede, -yukarıda da belirtildiği gibi- bir kodlayıcı eleman kullanılmış iken, bu kısım tarafımdan modifiye edilmiş ve menülerde gezinmek için 2 adet normal tuş kullanılmışdır. Yukarı ve Aşağı tuşlarını, baskı devredeki "yu-as" soketine bağlamanız gerekmekdedir. Bu bağlantıyı yaparken, her iki tele birer adet 1k. direnci seri olarak bağlayın.
* Hem Thomas Scherrer tarafından çizilen devrede ve hem de ELEKTOR dergisinde neşrolunan devrede 16F876'nın ADC'ü için iki adet dirençden oluşan bir referans devresi kâfi görülmüşdür. Devrenin -yukarıda anlatılan- gerçekleştirmesinde, bir voltaj referans tümdevresi kullanılmışsa da, orijinal devredeki referans sisteminin yeterli olduğu görülerek voltaj referans tümdevresi kullanılmasından vazgeçilmişdir.
* Devredeki FB, küçük ferrit borucukdur.
* OZ2CPU'nun sayfasında, 16F876 için program kodu HEX olarak bulunmakdadır. Eğer, güçölçer devresinin açılışında kendi çağrı işâretinizin görünmesini istiyorsanız, programın kaynak kodları (source code) üzerinde -sâhibinden izin almak kaydıyla- değişiklik yapabilirsiniz.



Devrenin baskı devre plânları (PDF olarak)
ÜST YÜZ
ALT YÜZ
GİRİŞ DEVRESİ

Yerleştirme plânları:
GİRİŞ DEVRESİ
ANA DEVRE (gif olarak)
ANA DEVRE (pdf olarak)