Feldstärke Messgerät

3. Juni 2011 (Planung)

Hier soll Schritt für Schritt ein einfaches Feldstärke Messgerät entstehen. Da ich nur stundenweise daran arbeiten kann, wird sich das Projekt vermutlich über einige Zeit hinziehen. Außerdem weiss ich noch nicht welche "Randprobleme" während der Entwicklung so auftreten. Kaum ein Projekt läuft reibungslos ohne vorher nicht erwartete Probleme.

Um Teile dieses Projekts auch zukünftig anderweitig verwenden zu können unterteile ich das Projekt in einzelne Module. Dieses Konzept hat sich in der Vergangenheit sowohl bei Software als auch bei Hardware bewährt.

1. STM32 Controller Board (bereits vorhanden)

2. HF-Frontend (neu)

3. LED-Balkenanzeige (neu)

4. Audio Verstärker (neu)

5. SD-Karten Interface (Dateisystem FAT32, bereits vorhanden)

6. Sprachausgabe (WAV-Player, bereits vorhanden)

7. DCF-77 Funkempfänger (bereits vorhanden)

Dieses modulare Konzept hat außerdem den Vorteil, dass man für eine fliegende Plattform die LED-Balkenanzeige und den Audio Verstärker einfach entfernt. Dann könnte man mit einem solchen Gerät eine Antenne abfliegen und so die Abstrahlcharakteristik erfassen.

Das HF-Frontend wird mit dem logarithmischen Verstärker AD8307 von Analog Devices aufgebaut. Ohne weitere Vorfilter verarbeitet dieses IC Signale von 1 bis 500 MHz im Bereich -75 dBm bis +15 dBm.

Was das Gerät können soll:

1. Optische LED Balkenanzeige

2. Akustische Ausgabe der Modulation

3. Anschluss eines DCF-77 Funkempfängers

4. Aufzeichnung der Feldstärke auf SD-Karte mit Angabe von Datum/Uhrzeit

5. Sprachausgabe

6. Juni 2011 (Schaltbilder und Leiterplatten Layouts)

Die Schaltbilder und Leiterplatten Layouts sind fertig. Nun müssen die Leiterplatten hergestellt werden. Dank einer kleinen CNC-Maschine ist das innerhalb sehr kurzer Zeit möglich.

Schaltbild Logarithmischer Verstärker

 Leiterplatten Layout Logarithmischer Verstärker

 Schaltbild LED-Balkenanzeige

 Leiterplatten Layout LED-Balkenanzeige

Schaltbild Audio Verstärker

 Leiterplatten Layout Audio Verstärker

Leiterplatten für Logarithmischen Verstärker, LED-Balkenanzeige und Audio Verstärker                        (jeweils Vor- und Rückseite) 

Bereits einige Stunden nach Fertigstellung der Layouts sind auch die Leiterplatten fertig. Die Bestückung kann nun beginnen - allerdings fehlen noch einige Bauteile...

7. Juni 2011 (Gehäuse)

Nicht schön - aber selten...

10. Juni 2011 (erster Funktionstest)

Innenleben

Feldstärkemessung auf 144.750MHz mit einem Handfunkgerät in 10m Entfernung und einer Sendeleistung von 200mW.

Noch fehlt der DCF-77 Empfänger.  Ein kleines Video zeigt die Sprachausgabe und die Anzeige. Nicht sichtbar läuft die Datenaufzeichnung auf SD-Karte im Hintergrund. Die Messrate kann zwischen 100 Messungen pro Sekunde bis 1 Messung pro 10 Sekunden eingestellt werden.

14. Juni 2011 (DCF-77 Empfänger, Mathematik für Feldstärkeberechnung (V/m, A/m, W/m²)

Für Transport (vertikal) und Betrieb (horizontal) kann die DCF-77 Antenne geschwenkt werden. Eine Kabel-Zugentlastung aus Nylon und eine Polyamidschraube mit einer zentrischen Bohrung ermöglichen diese einfache Schwenkmechanik. Der DCF-77 Empfänger funktioniert einwandfrei. Somit werden die Daten jetzt mit Zeitmarken aufgezeichnet. Mit der passenden Mathematik werden nun auch die E / H Feldstärken und die Leistungsdichte ausgerechnet und gespeichert (V/m, A/m und W/m²). Wie das so ist mit einer Entwicklung - einige Erkenntnisse kommen während der Arbeit. So auch diesmal. Meine Vorstellung für ein zukünftiges Feldstärkemessgerät hat sich etwas geändert. So sollte das Gerät mit einem kleinen ISM-Transceiver ausgestattet sein und mit einem passenden Gegenstück über einen Computer kommunizieren können. Das würde die Einstellungen des Messgerätes und die Darstellungen der Messergebnisse vereinfachen. DCF-77 und Sprachausgabe könnten dann entfallen. Mal sehen ob ich das noch mache. Zumindest habe ich bis hierhin das Klassenziel erreicht...

 Fortsetzung folgt...