Инструкция по сборке аппаратного комплекса TMAS-1.0 для автоматизации (Страница 57 из 117)

В данном случае мы не получим никакой антенны, в том виде что на рисунке печатной платы мы получим обычную катушку индуктивности.

...фторопласте. Идеально - ДА, но не обязательно. Мы не занимаемся изучением радиоизлучения космоса и антенными решетками в радарах Су-35.   

Самое простое и оптимальное, это на плате оставить фольгу и заземлить её, на удалении 20-21мм от фольги разместить зигзагообразную антенну Харченко со стороной квадрата 30-31мм. Направленность и усиление 8-10дБ гарантированы.

тогда нужно плату вертикально ставить и зигзагом направлять в сторону приемника.8-10 дБи может и получится.но в любом случае лучше пипетки будет.

Не все, тут есть антенна от ноута Bluetooth термометр своими руками за 30 минут

Яж тебе давно предлагал ... format c: и никаких проблем

Smog56, зачетно запилил!   

Smog56, Я бы сказал, вариант "микро". Отлично сделано!

Поставь мосфет, места в коробке хватит. Только придется либо 12 вольтовый блок еще ставить, либо маленький преобразователь 5/12 вольт, тоже поместиться наверно.

Или у тебя клапан на переменку?

Этому буку больше 10 лет.

817 это опто пара Вам нужно MOC30**

МОС для переменки,мне надо 5в коммутировать

Первый вариант так и планировал:-питание 12в.2а общее питание,внутри стабилизаторы 5в и 3.3в,на клапан мосфет 12в...Пока воплощал замысел, китайцы прислали uart 1202,а на нём и гнездо питания универсальное и стабилизатор 3.3в и задача стояла не управлять а мониторить.понимаю,мониторить не задача для данной разработки,но первое это проверить работоспособность,а второе собрал для товарища на Д.Р. а он работает без клапана отбора(.

Проба прошла успешно,некоторым понравилось,даже похвалили)...Теперь о рабочей версии для себя. ТЭНами управляю РМ-2,для защиты -УЗО. Всё собрано в стандартной 8-ми поз. Коробке на ДИН рейке,туда же интегрирую TMAS с тремя МОС 30**. Первый будет управлять симистором клапана отбора 220в(обычная розетка,если надо 12в,то понижающий блок питания в неё), второй аварийным отключением УЗО по перегреву на выходе охлаждения(под вопросом,подумаю),третий разгонный в параллель РМ-2 от верхнего датчика. Как то так...

Дошли и у меня руки до TMA. Компоненты были заказаны уже давно. Как было время собрал всё в имеющийся корпус. Хотелось всё сделать как можно компактней. Особенно  не нравилась идея внешнего блока питания или адаптера. Поэтому нашёл подходящий адаптер на 12В и 2А, избавил его от громоздкого корпуса и начинка отлично поместилась в мою коробку. Arduino, HC-05 и BMP180 жёстко спаяны между собой частично проводами, частично отдельными контактами от коннекторов из комплекта Ардуины. Выглядит всё гораздо хуже, чем есть на самом деле и жёсткость конструкции из этих плат отличная. Когда первый раз собрал всё "на соплях", для проверки работоспособности системы, умудрился спалить преобразователь напряжения, который на ардуине. Пришлось приладить на отдельной плате DC-DC конвертер RECOM R-78C5.0-1.0   
Для подключения термодатчиков поставил USB разъём, выдранный из старой материнки. В планах доставить ещё МОСФЕТ для управления клапаном отбора, но это позже. На данном этапе очень уж хотелось следить за изменением атмосферного давления и как это влияет на температуру в колонне. Програмную часть поставил на старенький лаптоп под седьмой виндой. Очень было интересно запилить всё под линукс, но лаптоп 32bit, поэтому с линуксом не срослось (библиотека ТМА под линукс только для 64bit). Все процедуры прошивки/настройки прошли быстро и без проблем по инструкции из первого поста.
Программа заработала отлично, все датчики мониторятся, все настройки работают, на сколько это удалось проверить без колонны "на сухую".
Моя благодарность всем участникам этого проекта и отдельно d.styler-у

Ещё хочу отдельно остановиться на внешней антенне для Bluetouth. То что антенна на модуле HC-05 не очень эффективна понять не трудно – достаточно сделать замеры сигнала (приложений для смартфона хватает) То что проще всего на внешнюю антенну сосватать антенну от роутера тоже ясно (сразу в первом посте написано) Но в теме мелькали и другие решения, не слишком оптимальные (просто длинный кабель, например)
Я сделал некоторые эксперименты и замеры, которые могут быть интересны для расширения кругозора. Сразу оговорюсь – я не радиоинженер, теорию глубоко не знаю. Но нас же интересует практическая часть вопроса и желание что-то смастерить

В эксперименте участвовало 6 антенн и так же были сделаны замеры мощности сигнала антенны на модуле HC-05

Небольшое отступление. Эффективность антенны, ровно как и эффективность РК зависит он разных вещей.
Прежде всего это тип(конструкция)антенны. От этого зависит направленная это антенна или излучает сигнал во все стороны.
Опять же от конструкции (и не только) зависит пассивное усиление антенны (Gain)
И ещё важный момент это согласование антенны. Если по простому, то полное сопротивление антенны должно быть таким же как и полное сопротивление источника сигнала. Это будет влиять на то, какая часть мощности сигнала уйдёт из антенны "в воздух" к приёмнику, а какая часть отразится обратно к передатчику.
Я конечно намешал тут всё в кучу, но для углубления во все тонкости в интернете инфы предостаточно. Здесь просто "бытовые" моменты.

Чтобы сравнить много разнотипных антенн надо проделать большое количество замеров. Поскольку мои эксперименты носят больше ознакомительно-развлекательный характер, то будем считать, что все использованные антенны одного типа – как антенна от роутера (на английском они называются Rubber Ducky Antenna, могу ошибаться, но кажется это просто короткая монопольная антенна) Одновременно договоримся, что пассивное усиление у всех этих антенн тоже одинаковое. Всё что нас интересует это как сделать на коленке подобную антенну и на второй коленке её согласовать.

Итак согласование антенны. Нас интересует количество отражённого сигнала и мы хотим сделать его минимальным (для нашего диапазона частоты) Для подобных измерений используют как простой измеритель коэффициента стоящей волны (читал, что это не очень эффективный инструмент), так и VNA (vector network analyzer) из которого можно получить много больше интересной инфы. Я использовал VNA (правда про проффесианализм этого использования промолчу) На основе параметра S11, отвечающего за коеффициент отражения, замерял VSWR (коффициент стоящей волны в вольтах) и Return loss (отраженая мощность в децибелах) Обе эти величины завязаны между собой. Нас в результате удовлетворит процентное значение отражённой (читай потерянной) мощности. В самом конце будет небольшая таблица по переводу значений.

Считается, что для антенны приемлемый VSWR от 1.1 до 2 (2 это 11% потерянной мощности) и для return loss -10dB и меньше (-10dB это 10% и чем меньше число dB, тем меньше потерь) Идеальных антенн нет, потери есть всегда. Помимо согласования надо для уменьшения потерь надо сократить рассояние от передатчика до антенны (минимальный кабель). Ну и для этой антенны оптимальное положение – строго вертикально.

С занудством покончено, теперь результаты экспериментов.

(1) Антенна на 2,4Ghz снятая с какой-то системы/прибора. Пришлось приделать коннектор, поскольку до этого антенна была не съёмная. Но это штамповка, поэтому в данном эксперименте она будет как "Антенна с роутера". На картинке изображены так же несколько разных внутренностей из таких же антенн, чтобы знать что там внутри. Маркеры M1 и M2 установлены на границах нашего диапазона (2,402Ghz - 2,480Ghz диапазон bluetooth ) Используя таблицу выше можно считать с графика, что диапазон находится ниже -10dB, соответственное потери мощности сигнала меньше 10% (для простоты будем смотреть только точки-маркеры) Согласование не идеальное, но на очень высоком уровне.
Pic01

(2) 300мм многожильный кабель идущий напрямую к коннектору (был такой вариант в теме) -4,2dB это потери мощности уже 42%. Хреновенько.
Pic02

(3) 30мм многожильный кабель идущий напрямую к коннектору(тоже вариант из темы) -3,6dB потери около 44% тоже не фонтан.
Pic03

Отличие от штамповочной антенны заметили? В роутерной антенне присутствует "противовес" – металлическая часть, направленная вниз, являющаяся продолжением оплётки коаксиального кабеля. Она и отвечает за писутствет резонанса на нашем диапазоне частот. Этот противовес в идеале должем быть равен верхнему участку антенны, а тот в свою очередь четверти длины волны в нашем диапазоне (это около 30мм). В реальности всё сложнее. На антенну (как на эту, так и на любую другую) влияет всё подряд – матерьял самой антенны, матерьял корпуса антенны, близость разных предметов. Далее идёт антенна, которую я сделал по типу роутерной.

(4) RG316 антенна с "противовесом" (название условное) Изготовлена на основе коаксиального кабеля RG316 (на самом деле тут важно только то, что это 50ом кабель с диаметром 2,5мм) Антенна с корпусом от шариковой ручки, помещённая в термоусадку с клеем. Сделана и согласована мной с учётом корпуса и термоусадки. Сам вариант дизайна не моя разработка. Для того чтобы согласовать эту антенну можно менять три параметра: длины А и В и угол альфа (отмечено на рисунке ниже) Чтобы уменьшить количество этих параметров, сразу засунул антенну в корпус от ручки и зафиксировал угол альфа. По идее он должен быть 45 градусов. Но можно согласовать и с меньшим углом. Длины при настройке менялись следующим образом: без корпуса А27/В26мм с корпусом  А24/В26мм с корпусом и термоусадкой А24/В24мм Результат -20dB в худшем месте. Это около 1% потерь мощности. Очень даже неплохо.
Pic04

Хуже то, что на повторяемость влияет много факторов. Смотрим дальше.

(5) RG223 антенна с "противовесом" (коаксиальный кабель 50ом диаметр 5,4мм) Эта антенна так же сделана мной по примеру (4) для того чтобы показать, что изменение любого составляющего антенны (включая матерьял и размеры корпуса) влечёт за собой изменения согласования. Антенна сделана с теми же размерами (единственное угол альфа чутка другой) и используется более толстый кабель. На картинке видно, что резонанс уплыл вправо к более высоким частотам. Размеры А24/В24мм слишком короткие. Надо бы подлиннее. Но я всё оставил как есть для конечных испытаний. Потери 22%
Pic05

Продолжение в следующем посте

Продолжение

(6)RG316-2 антенна с "противовесом". Антенна такая же как и (4). Только для согласования я использовал Bluetouth Signal Strength Meter (приложение для смартфона. Думаю подойдёт любое) Метод следующий – делается заготовка антенны (4) с размерами  А30/В30мм и углом альфа в 45 градусов (ну или какой корпус позволит) Подключаем антенну к TMA, включаем ТМА, включаем приложение на телефоне, кладём телефон рядом с ТМА, меняем параметры А, В и угол альфа, добиваемся максимальной мощности сигнала. Если потом на антенну ставится корпус, то мощность сигнала стоит проверить ещё раз. Мощность сигнала указывается в dBm. Учитываем, что это отношение через десятичный логарифм. И каждые 3dBm это изменение в 2 раза а 10dBm изменение в 10 раз. Другими словами -40dBm лучше чем  -43dBm в два раза. Подробнее по децибелам можно глянуть в интернете. Так что каждый децибелл на счету
Антенну (6) я настроил по этому методу, получив размеры  А29/В28мм и угол около 30. Потом посмотрел на спектроанализаторе. На картинке (верхняя часть) видно, что я немного промахнулся и резонанс "не доехал" до моего диапазона. Но тем не мение худший маркер показывает -12dB что значит отражённая мощность около 6%. Потом, не отключая антенну я просто уменьшил угол альфа и получил -18dB или около 2% потерь. Это для наглядности влияния параметров.
Pic06

И финальный тест. Используя то же самое приложение для изменения уровня сигнала я по очереди втыкал в ТМА каждую антенну и делал замеры в одинаковых точках. Каждый раз стоял одинаково повернувгись к антенне, мобильник держал в руке тоже одинаково, антенна находилась в прямой видимости. Но побочные влияния по любому имеются. Так что результаты скорее для отслеживания тенденции. Данные в таблице ниже указаны в dBm. Точных данных, какой именно уровень сигнала для блутуса считать хорошим, а какой совсем плохим я не нашёл. Нашёл много разной протеворичивой информации. Думаю тут тоже всё зависит от приёмника и передатчика. Если взять примерно то -50dBm и выше считается хорошим (100%)  -75dBm средним (50%)  -85dBm низким (30%)  -100dBm (0%)  Я замерял пока ТМА определялся, ну и дальше 30 метров уйти не смог – стена
Pic09

Картинка со всеми параметрами, полученными при замерах выше. Для сравнения.
Pic07

Небольшая таблица по переводу значений
Pic08

P.S. Роутерная антенна стоит на китайских рынках меньше доллара. Удовольствие от создание чего-то своими руками бесценно
Конец рассказа