Arduino UNO måler dBm, mWatt, dBmVolt og rms mVolt DOWNLOAD SKETCH


HUSET til opbygning af målehovedet - Julen 2016

Endnu en efterredigering.... Sommeren 2016    og NY software: dBm-Maalehoved.ino, kopier indholdet til din ARDUINO IDE.

Efterredigering, nu med målehoved som probe, fremstillingen.... Foråret 2016


Efterredigeret med ny software-version 1.1.0, den 10. dec. 2015.

Denne version af softwaren er udbygget med tilslutning af en POWERTAP - omskifter mellem 40 og 60 dB TAP.
Hertil er benyttet port A4 og A5 - ben 27 og 28 på ATmega328p.

En omskifter med 3 stillinger - en midterstilling, der er STANDARD, og 2 yderstillinger som er henh. 40 og 60 dB stilling. 
Omskifteren krydskobles, med en modstand til STEL - 10 K Ohm - fra portene A4 og A5, og krydskoblingen på omskifteren, således:



 R1 = R2 = 10 K Ohm

Omskifteren jeg har benyttet er en vippe-omskifter med midterstilling, og skifte til hver side.
Med omskifteren i midterstilling (NORMAL) vil begge porte A4 og A5 være lagt til LOGISK 0 via 10 K Ohm. I hver af yderstillingerne, bliver henh.v. den ene port eller den anden, LOGISK 1, og softwaren justerer dermed udlæsningen.

Den, lidt senere i denne artikel beskrevne ANALOGE METER-SKALA, har en forskudt skala på 40 dB, hvilket vil sige, at der kan aflæses effekter op til over 100 Watt = 50 dBm, med en 40 db's Powertap tilsluttet.
Tilsvarende, hvis en 60 dB's Powertap tilsluttes, vil effekter til mere end 1000 Watt kunne vises, ved tillæg af 20 DB på det viste resultat.


Eksperimenter med ARDUINO UNO løste op for udfordringerne i forbindelse med et behov for effektivt, at kunne måle dBm.

Tidligere eksperimenter med PIC-processorer i den retning, har ikke været en umiddelbar succes, men ARDUINO UNO's IDE eller software udviklings miljø, har bragt løsning på tidligere tiders forståelses problematikker.

Behoved for en selv-bygger, strander tit og ofte ved anskaffelse af det dyre måleudstyr, men den moderne tid vi lever i, har gjort det muligt, for en billig penge, at fremstille hjemmelavet målegrej, med en høj grad af nøjagtighed.

I denne artikel vil jeg beskrive et måleinstrument, som nok er beskrevet flere gange, men nu også på dansk.

Grundlaget for måleinstrumentet er et lille hjemmelavet målehoved, baseret på Analog Device's logoritmiske forstærker AD8307, og dennes utrolige følsomhed og lineære forstærkning, som af data-bladet siges at have et dynamikområde på op til 92 dbm.

Da max. input til AD8307 ligger på ca. +17 dbm, skulle den teoretiske følsomhed ligge omkring -75 dbm.

Det her beskrevne målehoved, har netop en følsomhed på ca. -75 dbm, som man kan regne temmeligt præcist med, og i frekvensområdet fra 1 KHz til ca 500 MHz. og effektområdet fra noget der ligner 50 picoWatt, og kan max. vise +17,5 dbm, altså ca 50 milliWatt, i NORMAL-stilling.

Dette kan jo selvfølgelig udviddes med passende power-attenuatorer, hvoraf der i EDR Fr.sund har været bygget både 40 dB's og 60 dB's power-attenuatorer. Disse vil fint kunne kobles foran målehovedet, og dermed vise effekter op til mere end 1000 Watt.

Indgangen er rimeligt godt impedanstilpasset til 50 Ohm med det viste netværk, og SWR er målt til at være bedre end 1:1.05 under 60 MHz.

Diagrammet ser således ud:

Brugen af en halv LM358N til at drive et analog viserinstrument, er med, fordi vi som radioamatører bedst kan trimme til MAX ved at kigge på et viserinstrument.
Efterfølgende kan man jo så kigge på displayet for at få en nøjagtig udlæsning.

Et viserinstrument kan shuntes således at det viser 0 dBm ved 80 procent udslag, og derefter vil det kunne vise fra -70 dBm ved ca. 10 procent udslag, gennem -30 dBm ved 50 procent, og til +17,5 dBm ved ca. 95 procent udslag. 
Med en kalibreret målesender, er det en nem sag, at lave en skala på sådan et viserinstrument.

Dette er slut-skalaen på mit Milli-Watt-meter. Vær opmærksom på, at dBm-skalaen er LINEAR, og ikke logoritmisk på viserinstrumentets skala.
Dette skyldes jo det forhold, at AD8307 tager sig af alt det der logaritmiske, så det ser vi ikke.

Skalaudlæsningen har en dBm-skala = NORMAL, men også en Volt_effektiv værdiskala
Denne sidste, kan dog kun aflæses korrekt i NORMAL-stilling, og ikke ved indskydning af f. eks. en 40 dB's POWERTAB.

dBm til watts tabel

Power (dBm) Power (W)
-30 dBm 0.0000010 W
-20 dBm 0.0000100 W
-10 dBm 0.0001000 W
0 dBm 0.0010000 W
1 dBm 0.0012589 W
2 dBm 0.0015849 W
3 dBm 0.0019953 W
4 dBm 0.0025119 W
5 dBm 0.0031628 W
6 dBm 0.0039811 W
7 dBm 0.0050119 W
8 dBm 0.0063096 W
9 dBm  0.0079433 W
10 dBm 0.0100000 W
20 dBm 0.1000000 W
30 dBm 1.0000000 W
40 dBm 10.0000000 W
50 dBm  100.0000000 W
60 dBm 1000.0000000 W

 

Ovenviste skala er lavet med det franske program GALVA, skrevet af F5BU - LINK

DATA-filen til denne skala kan hentes her - Milli-Wattmeter.DAT - Filens efternavn .TXT ændres til .DAT. Tryk på LINKET, og kopier teksten over i en file under GALVA, og giv den et navn, f.eks.  xxx.dat.

Denne DEMO af liniariteten mellem den digitale udlæsning og den analoge instrument-udlæsning, viser også et eksempel på, hvis der indskydes en 40 dB's  POWERTAB i måle-ledningen.  DEMO-LINKET her omhandeler MilliWattmeteret tilsluttet målesenderen.

Her er en DEMO ( DEMOLINK ) af tilslutningen via en hjemmelavet POWERTAB til DUMMYLOAD, og styret af en IC 756 Pro 2. 

Man kan osse blot tilslutte sit DVOM til terminal TP3 og TP4. Her vil man ved -70 dBm se ca. 0,835 Volt stigende til 3,28 Volt ved -30 dBm, og ca. 6,378 Volt ved +17 dBm, eller MAX udslag, 

Her er printudlægget og komponentplacering:

Jeg har valgt at bruge SMD-komponenter, der hvor det var muligt, og da jeg have både AD8307, LM358N og MV78L05 liggende i alm. DIL og standard transistor udgaver, blev det således, at SMD-komponenterne blev monteret på printsiden, med de 3 kredse på den modsatte side, og det fungerer fint.

Printet kan tilpasses, så det kan være i en blikæske på 56 x 37 x 30 m.m. udvendig mål, ved at fjerne nogle millimeter i venstre ende af printet.

ARDUINO UNO blev brugt som programmer af CPU'en ATmega329P, men da jeg ikke vil bruge min ARDUINO UNO, har jeg i stedet brugt et i forvejen udviklet print, som er designet til en CW-decoder, med fjernelse af et par modstande og en kondensator i porten A1,

HUSK at se rettelsen fra foråret 2016, øverst

Programmet fylder ikke meget, så der er plads til udviddelser...
Sketch'en er gemt som TXT-file, så er den nemmere at læse her. Marker hele teksten, kopier og SætInd i din ARDUINO IDE, med "CTRL V", gem den i din SKETCH-mappe.

Foreløbig ser det således ud: