ExpertRC RF Power Meter

Описание

ExpertRC RF Power Meter - Измеритель мощности радиосигнала от ExpertRC.

Открытый проект на AD8319 + Arduino. Код написан в среде Arduino для платы SparkFun Pro Micro 3,3v 8mhz

Области применения

• Проверка видеопередатчика на соответствие выходной мощности. Это важно сделать в нескольких случаях:
  • после покупки видео-передатчика. Фактическая мощность может оказаться как меньше (что само по себе нехорошо), так и больше заявленной. Например, видеопередатчик может быть отмаркирован как 200 мВт, но иметь мощность 600 мВт, заглушая сигналы передатчиков других пилотов при групповых полётах.
  • в течение длительного использования: мощности излучения передатчика сразу после включения и через полчаса непрерывной работы могут сильно отличаться. Полезно знать, насколько мощность того или иного передатчика меняется со временем работы.
  • после аварии или краша, когда вероятен отрыв антенны при случайном включении видеопередатчика без антенны. В таких случаях вся излуаемая мощность передатчика отражается от конца провода или разъёма и возвращается в передатчик, вызывая сильный нагрев и, в некоторых случаях необратимые физические повреждения его элементной базы, которые, могут повлечь катастрофическое уменьшение мощности.
• Определение наиболее мощного канала видеопередатчика.
• Проведение сравнительных тестов с различными типами антенн.
• Измерение выходной мощности передатчика радиоуправления.
• Построение/оценка диаграмм направленности излучения. Пример
• Настройка самодельных антенн.
• Измерение КСВ антенн, (дополнительно потребуется направленный ответвитель, рассчитанный на нужный диапазон частот).
• Поиск упавшей авиамодели при помощи направленной антенны. Если на упавшей модели продолжает работать видеопередатчик (или телеметрийный передатчик), то можно определить направление на авиамодель, постоянно перемещая направленную антенну, подключенную к измерителю мощности, из стороны в сторону и отмечая в каком направлении наблюдается максимальный уровень сигнала.
• Поиск источника сигнала (например, упавшей модели или «жучка», радиозакладки, скрытой камеры).

Особенности

• Прибор откалиброван с помощью генератора немодулированных сигналов USB-TG124A.
• Экземпляры начиная с 63-го номера (5 партия) на диапазонах 2.4 ГГц и 5.8 ГГц калибруются по ImmersionRC RF Power Meter настоящими видео передатчиками, а не задающим генератором.

• Сначала прибор комплектовался «золотыми» аттенюаторами, но из-за их подорожания и наступившего дефицита в комплекте теперь могут идти «серебряные». Плюсы: маркировка не стирается от времени; характеристики примерно те же, на 5.8 даже чуть ровнее. Минус: т.к. диаметр меньше, то чуть меньше рассеиваемая мощность (хотя заявлены те же 2 Вт).
• Есть защита по питанию: от переполюсовки и от одновременного питания на разъёмах питания и Micro USB.
• Плату можно использовать и для других целей кроме измерения мощности: снизу платы выведены все пины платы Arduino.

Характеристики

• Диапазон частот: 1..8000 МГц (измерения с худшей точностью в диапазоне 0...10ГГц)
• Рекомендуемый уровень входного сигнала: -50..-10 дБ (при этом достигается максимальная точность измерения)
• Максимальный уровень входного сигнала: 10 дБ. Для измерения больших значений необходимо установить аттенюатор с соответствующим затуханием. В комплекте - аттенюатор 30 дБ, позволяющий измерять мощность до 1 Вт (30 дБ).
• Напряжение питания: 5..16 В (через разъём питания или Micro-USB)
• Разъёмы:
  • SMA - для подключения измеряемого источника сигнала. Волновое сопротивление 50 Ом.
  • Micro-USB для питания или обновления прошивки.

Режимы работы

Режим заполнения экрана

• CM – Continuous Mode – измеритель постоянно пересчитывает мощность и обновляет экран 3 раза в секунду.
• AM – Avarage Mode – измеритель берёт накопленное усреднённое значение за 10 замеров и обновляет экран 3 раза в секунду.
• MM – Maximum Mode – прибор показывает максимальное значение за 1000 измерений. В этом режиме рекомендуется измерять передатчики с пакетной передачей данных.
• Режим заполнения экрана (для входа необходимо нажать Ent при подаче питания). В этом режиме устройство показывает уровень сигнала в виде осциллограммы с разрешением 10 полей в секунду. Например, можно наблюдать пакеты радиоаппаратуры управления или WiFi-оборудования.

Отображаемые параметры

На главном экране доступны следующие параметры:

• 433 - частота
• CM - текущий режим работы
• Attn dB 30 - текущий параметр затухания (установлен аттенюатор на 30 dB)
• dB=3.04 - текущие значения мощности (дБ или мВт)

Зайдя в меню по кнопке ENT можно поменять все эти значения, настроив прибор на нужные условия работы.

Режим поиска

Режим поиска служит для звукового отображения изменения мощности сигнала. Полезен при поиск источника сигнала, например, упавшей модели или «жучка», радиозакладки, скрытой камеры и т.п.

Гейгер-эффект позволяет услышать разницу в сигнале мощностью 10дб. С его помощью можно искать любые передатчики в диапазоне от 1..8 МГц. Рекомендуется использовать направленную антенну соответствующего диапазона.

Для входа в режим нужно подать питание на прибор и при появлении логотипа нажать и удерживать кнопку «вниз» до появления надписи FIND MODE.

Принцип поиска следующий. Например, нам нужно найти источник сигнала с частотой 5.8 ГГц. Для этого необходимо накрутить на прибор направленную антенну 5.8ГГц без аттенюатора, направить её, например, в землю и установить ноль, нажав ENT. После этого, опираясь на изменения частоты зуммера, идти в направлении наибольшей частоты. Как только частота зуммера будет слабо меняться, еще раз установить ноль, найти направление с большей частотой и так шагами идти до источника сигнала.

Калибровка

Каждый экземпляр прибора откалиброван (с помощью USB-TG124A) индивидуально для измерения на частотах 27 144 433 868 915 1200 2400 5800 МГц. Все калибровочные данные занесены в энергонезависимую память (EEPROM). Все их можно посмотреть и при необходимости изменить.

При использовании меню калибровки следует быть очень осторожным: все данные в нём нигде не дублированы, и при неправильном их изменении прибор будет измерять не верно.

Для входа в меню нужно подать питание на прибор и при появления логотипа нажать и удерживать кнопки «вверх» и «вниз» до появления надписи CALL MENU. После этого необходимо открыть терминал (например, TeraTerm Pro Web) подключиться к соответствующему COM-порту (к устройству "SparkFun Pro Micro (COMx)") на скорости 57600 и нажать Enter. Появится MENU, меню калибровки.

——————
Reg 10 a27=8.50000
Reg 15 b27=18.71000
Reg 20 a144=9.00010
Reg 25 b144=15.43000
Reg 30 a433=9.03333
Reg 35 b433=14.90000
Reg 40 a868=9.00200
Reg 45 b868=15.40000
Reg 50 a915=9.00000
Reg 55 b915=15.40000
Reg 60 a1200=8.69999
Reg 65 b1200=16.63000
Reg 70 a2400=8.40000
Reg 75 b2400=15.48000
Reg 80 a5800=9.80000
Reg 85 b5800=18.91000
——————
Enter Reg

Внимание! Если такая таблица не появилась в терминалке после первого нажатия на ENT, значит что-то не так. Не следует нажимать ENT ещё раз! Лучше переподключить питание и попробовать ещё раз, проверив правильность выбранного COM-порта, скорость подключения и другие параметры.

Для каждой частоты занесены: один коэффициент и поправка, a и b соответственно (Slope и Intercept).

Для их изменения нужно:

1. ввести номер ячейки памяти (регистра) и нажать Enter. Например, для частоты 433 МГц в ячейке 30 расположен коэффициент а в ячейке 35 - поправка).
2. затем ввести необходимое новое значение и нажать Enter
3. затем программа запомнит новые значения и отобразить ещё раз все данные
4. для завершения нужно просто отключить питание.

Комплектация

• Прибор ExpertRC RF Power Meter
• Атеннюатор с затуханием 30 дБ
• Удлинитель SMA-SMA гайка-гайка
• Переходник SMA/RP-SMA гайка-винт.

FAQ

Измеряемая мощность постепенно снижается

Это происходит из-за нагрева передатчика. Для снятия рабочих показаний мощности следует дождаться полного нагрева передатчика (когда показания перестанут снижаться).

Как узнать на какой частоте работает передатчик

С помощью данного прибора нет возможности узнать на какой частоте работает подключенный передатчик даже приблизительно.

На каком расстоянии работает режим поиска

Зависит от используемой антенны, частоты работы передатчика и его мощности. Например, при использовании антенны Яги на частоте 1.2 ГГц поиск будет эффективным (хватит чувствительности) на расстоянии 500 м. На частоте 5.8 ГГц и мощности передатчика 200 мВт дальность обнаружения антенной Helix будет 200..300 м.

Полезно знать

• Чем выше частота, на которой производится измерение мощности, тем сильнее влияние внешних помех. Например, на частоте 5.8 ГГц на показания очень сильно влияет положение рук, и особенно - при прикосновении к антенным разъёмам, например.
• Нужно учитывать, что в видеопередатчиках много гармоник, которые влиюят на показания измерений прибором. По идее, должна делаться поправка, реальную мощность нужно делить на столько то, чтобы были адекватные значения.
• Видеосигнал модулирован, т.е. на показания мощности видеопередатчиков будут влиять даже изменения картинки с камеры.
• Сильное влияние на измерения оказывает сила затяжки антенных разъёмов SMA/RP-SMA. Особенно это заметно в диапазоне частот 5.8 ГГц. Будьте внимательны, закручивайте посильней, но без фанатизма. И держите разъёмы в чистоте!
• В некоторых экземплярах ExpertRC RF Power Meter применена Arduino 16MHz 5V вместо 8MHz 3.3V. В схеме прибора предусмотрен такой вариант замены и внутреннее опорное напряжение изначально 2.5 вольта, по этому разницы в эксплуатации никакой. Но следует иметь ввиду, что если снизу маркером написано 16 то это 16MHz 5V, и именно эту версию платы нужно выбирать в среде Arduino при необходимости сменить прошивку. Ещё можно замерить напряжение на любой кнопке, там буде 3.3 или 5 вольт соответственно.

Внимание! Опасность!

При измерении мощности передатчиков «в поле» следует быть весьма осторожным. Несмотря на отсутствие в системе измерений антенны как таковой, система не является замкнутой. Передатчик без металлического корпуса будет излучать в пространство сигнал с практически тем же уровнем, что и с антенной! Даже если используется аттенюатор.

Если поблизости находятся пилоты, управляющие ЛА по FPV и принимающие видеосигнал в том же диапазоне (1.2ГГц, 2.4ГГц или 5.8ГГц), в котором производятся измерения, то при переборе каналов измеряемого передатчика неизбежно случится коллизия и изображение с борта будет потеряно.

Поэтому измерения следует проводить либо в удалении от FPV-пилотов, либо по согласованию с ними, в промежутке времени, когда полёты не проводятся.

Обзоры

• Видео-обзор от автора прибора. В нём же есть небольшое сравнение с ImmersionRC RF Power Meter (о том, что последний слегка завышает показатели).
• Видео-обзор от Юлиана.

Ссылки

• Сайт производителя
• Драйвер Arduino для подключения к компьютеру. Устройство должно определиться как "SparkFun Pro Micro (COMx)".
• Обсуждение на fpv1.ru

См. также

• Измерение КСВ антенн
• Направленный ответвитель мощности
• Другие измерители мощности