ExpertRC RF Power Meter
Содержание
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 с комплектами 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
- 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. 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 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
Для каждой частоты занесены: один коэффициент и поправка, a и b соответственно (Slope и Intercept).
Для их изменения нужно:
- ввести номер ячейки памяти (регистра) и нажать Enter. Например, для частоты 433 МГц в ячейке 30 расположен коэффициент а в ячейке 35 - поправка).
- затем ввести необходимое новое значение и нажать Enter
- затем программа запомнит новые значения и отобразить ещё раз все данные
- 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).