Birçok malzemem gibi kendi yapmış olduğum hassas LC metreyi de Türkiye'de bırakmış olduğumdan en sonunda kendime en azından bir süre işimi görecek bir LC metre almaya karar verdim ve nispeten makul bir fiyata AliExpress sitesinde sık sık gördüğüm bir modeli ısmarladım. İsimleri farklı olabiliyor, benim aldığım LC-100A modeli idi. Zaten bunların hemen hepsi aynı ilkeye dayalı, devrede 50-60 kHz civarı bir frekansta çalışan bir osilatör var. Bağladığınız bobin ya da sığaya göre, bir mikro işlemci frekanstaki değişmeye bakarak parçanın değerini veriyor.
Kendi yapmış olduğum LC metreden çok memnun olduğum için bunu ısmarlarken de pek tereddüt etmedim. Fakat aygıt elime ulaşıp da ilk denemeleri yapınca şaşırdım kaldım: Ölçüm sonuçları özellikle küçük değerli sığalarda % 40'a kadar hatalı çıkıyordu. Bu nedenle internette biraz araştırma yaptım ve bu devreyi ısmarlamış olan bir çok kişinin aynı sorunu yaşamış olduğunu anladım. Genelde sorunun kaynağı, üreticinin kullanış olduğu sarı toroid nüve oluyordu. Bu nüve (ve tabii üzerine sarılmış olan endüktör) osilatörün parçası olduğu için bir anlamda devre, referansından mahrum kalıyor, hesaplama yanlış sonuç veriyordu. Bu nedenle bu sarı nüveyi bir T-37-43 nüve ile değiştirdim, endüktörü de biraz deneme yanılma yaparak 19 tur olarak sardım. Sonuçta yine kendi yapmış olduğum LC metre kadar doğru ölçüm yapan bir aygıt da elde etmiş olmadım, onu da belirteyim. Ancak pF değerlerinde hata % 3-5 civarına indi. Şimdilik yeterlidir.
K1FM MAGNETIC LOOP ANTENNA - VERSION 3 (REMOTE CONTROLLED - MANUAL)
Tüm unsurlarıyla versiyon 3. Bir sırt çantasına sığabilir.
Kurulu haliyle balkonumda (duvarlara rağmen SWR 2:0'nin altında)
Bu konuyla ilgili son yazımda belirttiğim gibi, otomatik anten ayarından beklediğim performansı alamayınca, en azından anteni uzaktan kolayca elle ayarlayabileceğim bir sisteme sahip olmak istedim. Otomasyon, daha iyi bir mekanik uygulamayla daha sonra da üzerinde çalışabileceğim bir konuydu. İkisi kaba, ikisi ince ayar için olmak üzere toplam 4 düğmeyle kontrol edebileceğim bir sistem şimdilik yeterli olacaktı.
Bu defa yola başka bir motor (NEMA17) ve sürücü (A4988) ile çıkmaya karar verdim. Bunun nedeni, motorla kondansatör arasından ek bir mekanizma kullanmaksızın küçük dönüş açıları ve ayar hassassiyeti sağlayabileceğimi düşünmemdi. Böylece bir önceki denemede kullandığım BYJ motorun kendi içindeki redüktöründen ve kendi eklediğim 1:25 Lego redüktörden kaynaklanan dişli boşluğu sorununu da azaltmak istiyordum. Ayrıca 28BYJ-48, 5V ile çalışan küçük bir motordu ve NEMA17 tip motorlara göre torku çok daha düşüktü. Bunun da adım sayısı hatalarına yol açabileceğinden kuşkulanmıştım.
Böylece bir NEMA17 tip motor, onu sabitlemek için bir L profil montaj parçası ve bir A4988 sürücü modülü elde ettim. Hassas ayar yapabilmek için motor adım sayısını anlık olarak görmek istiyordum, bunun için de minik bir 128 x 64 piksellik bir Oled ekran kullanmaya karar verdim.
Tabii bu değişiklikleri yapabilmek için motor sürücü kütüphanesi de değişti ve VE1CEN'in hazırladığı yazılımı uyarlamak gerekliliği de ortaya çıktı. Daha doğrusu ben uyarlamanın yeterli olacağını düşünmüştüm ama yeni motor ve sürücüyü deneyerek komutları doğru kullanmayı öğrenmem düşündüğümden çok zaman aldı (zamanın akmaz gibi geldiği öğrencilik günlerimi 'saygıyla anıyorum'!) En sonunda değişikliklerle, yamalarla falan bu işin olmayacağını görerek oturup baştan bir program yazdım. Zaten basit bir program sayılır, yaptıkları:
Ilk açılışta kondasatörü en küçük değere ulaştığı konuma gelene kadar döndürüpö S1 anahtarına kapatmak ve adım sayacını sıfırlamak
S2-S3 butonlarına her basışta motora saat yönünde veya saat yönünün aksine 1/2 adım attırmak
S4-S5 butonlarına her basışta motora saat yönünde ve saat yönünün aksine 1 adım attırmayı sağlamak
Her adımdan sonra sayacı (ve ekranda görünen sayıyı) güncellemek
Kondansatörün en küçük veya en büyük değerlerine ulaştığında motoru kapatıp dönüşü durdumak ve ekranda uyarı vermek
Eldeki malzemeleri bir 'breadboard' kullanarak geçici olarak bağladım ve yine denemelere başladım. Bizim program çalışmaya çalışıyordu ama başka bir sorun vardı. Ben motora 1/4, 1/8 adım attırarak redüktöre gerek kalmadan çok hassas ayar yapacağımı düşünmüştüm ama, heyhayt. 1/4 adım ve ötesinde, motor kondansatörü döndürmekte zorlanıyordu! Yani 1/1 ya da 1/2 adıma mahkumdum (veya daha güçlü, ve tabii ki daha pahalı bir motor edinecektim). Bu şekilde dönüp geldik mi bizim Lego redüktöre?
Başa gelen çekilir diyerek, motoru, redüktörü ve kondansatörü 'eş eksenli' olarak bağlayıp yerleştirdiğim bir kutu yaptım (indirim marketinde bulduğum MDF türevi plakalarla), boyayınca biraz bir şeye benzedi. Lego redüktörün eksenine takılı bir çarkın üzerine eklediğim küçük bir mil, yine bu montajda da kondansatörün en küçük değerinde S1 anahtarını kapatacak şekilde ayarlandı. Lego redüktörün bir avantajı da şu oldu: Elektriksel olarak stepper motoru ve kondansatörü birbirinden ayırdı (plastik!).
Kumanda bölümü için de siyah plastik bir kutu aldımç Arduino Nano'yu ve motor sürücüsünü bir delikli plakaya monte ederek bağlantıları yaptım, sonra plakayı kutunun tabanına sabitledim. 5 butonu bir delikli plaka üzerinde kutunun kapağına içten bağladım, aynı şekilde Oled ekranı da bir delikli plaka parçasıyla kapağa içten monte ettim. Tabii bunların hepsini Arduino'ya da bağlantılandırdım.
Loop Anten Ayar Kontrol Kutusu
Alttaki 4 düğme kaba/ince ayar, saat yönünde ve ters yönde dönüş komutu vermek için. Üsteki 'yalnız' düğme ileride 'F(fonksiyon)' tuşu yapılmak üzere ayrıldı.
Fotoğraflarda görebileceğiniz gibi, hem DC güç bağlantılarında, hem de RJ-45 konnektörüne giden kablolarda girişimi azaltmak için ferit var. İlk versiyonlarda bunlar olmadan (özellikle SWR yüksek olduğunda) Arduino'nun donup kaldığına tanık olmuştum. Bu versiyonda bu sorunu yaşamadım ama, başka bir yazıda değineceğim gibi, Manyetik Loop toprağı olmayan bir anten olduğundan bu tip önlemler daha da önem kazanıyor. Benim kurduğum haliyle bu sistemde Kumanda kısmıyla, kondansatör kutusu arasındaki bağlantı bir CAT-6 ağ kablosu, RF yalıtımı da olmadığı için aslında anten işlevi de görüyor ve biz gönderme yaptıkça bir miktar RF'i istasyonumuza geri getiriyor.
Sistemin kullanımı basit. Güç verdiğinizde, kontrol ünitesi kondansatörü minimum noktasına kadar döndürüp duruyor ve ekranda '0' rakamı görünüyor. Ondan sonra çalışmak istediğiniz frekansta düşük güç ile çıkış yaparak, en düşük SWR değerini bulana kadar butonlarla ayar yapıyorsunuz (evet iyi bir SWR metre olmadan çok zor, tavsiyem çift ibreli olan bir tane ile çalışmanız). Yalnız bunu hızlı yapabilmeniz için antenin kabaca hangi bantta, hangi adım değerinde ayarlanabildiğiniz bilmeniz gerek. Bu nedenle ilk başlangıçta yapmanız gereken bir şey var, o da farklı bantlarda seçeceğiniz bir frekansta anteni tune edip, adım sayısını not etmek. Örneğin anteni 20m ve 30m bantları için yaptınız, o zaman mesela 14.050 KHz ve 10.120 KHz'te tune olduğunda kaç sayacın kaç adımda olduğunu aklınızın bir köşesinde tutup, sonraki ayarlamalarda doğrudan bu konumlarda başlayabilirsiniz. Örneğin ben şu değerlerle ayara başlıyorum: 14.000 KHz-100 adım, 10.100 KHz-400 adım, 7.000 KHz-1000 adım. İşe bu noktalarda başlayınca, istediğim frekans için anteni ayarlamam 3-4 saniyeden fazla sürmüyor.
Şimdi bu haliyle antenin performansına bir bakalım. İkinci tablodaki SWR ve empedans değerleri bir NanoVNA ile ölçülmüştür. Son sütundaki etkinlik değerleri ise boşluktaki bir dipol antene (free-space dipole) kıyasla yüzde olarak hesaplanmıştır:
En başta da belirttiğim gibi, eğer yarışmalara katılmak gibi bir nedenle kullandığınız antenden yüksek performans bekliyorsanız, bu anten size uygun değil. Ama benim gibi binanızın çatısına, bahçesine erişiminiz yoksa, balkon gibi kısıtlı bir alandan nisbeten düşük güçle çalışacaksanız, ve zaman zaman küçük bir paket halinde her yere taşıyabileceğiniz bir anten istiyorsanız bundan iyisini bulabileğinizi sanmıyorum. Bana göre "ayak izi"ne kıyasla en verimli anten, öneririm.
Bu bir proje sayılmaz ama yine de bir uygulama örneği olarak arşivlemek istedim. Severek kullandığım anten tuner'ın göstergesini loş ışıkta okumakta zorlanıyordum. Aydınlatma vardı ancak hem dışarıdan 12V DC istiyordu, hem de eski tip bir ampul kullanılmış olduğu için zayıf oluyordu. Bu nedenle DC girişini söktüm, yerine epoksiyle bir açma-kapama düğmesi yerleştirdim. Beyaz bir led ve AAA boy pil yatağıyla da devreyi tamamladım.
Manyetik Loop (ML) antenimi kullamaya başladıktan bir süre sonra, özellikle çıkış gücünü 50W'ın üzerine yükselttiğimde bazı sorunlar çıkmaya başladığını gözledim. Zaman zaman SWR aşırı yükseliyor, telsiz korumaya geçiyordu. Stepper motorun kumanda devresinin de bazen donup kaldığını görüyordum. Kendi yaptığım bir detektörüm vardı, onunla da kontrol ettim. Hem RF hattı, hem de kumanda bağlantı kablosu üzerinden RF istasyona geri geliyordu. Bir defasında tuner'dan hafifçe çarpılınca artık tamam deyip sorunu gidermek için ne yapabileceğimi araştırmaya başladım (neyse ki sabrı olanlar için kaynak sıkıntısı olmayan bir konu).
Önce bu konularda bilgisine en güvendiğim kişinin, rahmetli TA2J Fazıl Ağabey'in Amatör Radyo Teknik ve İşletme El Kitabı eserine bir göz attım, diyordu ki:
"Blendajlı bir kablodaki işaret akımları kablonun içindeki iletkenlerden ve blendajın iç yüzeyinden akar. RF işaretlerinin bulunduğu ortamlarda adeta bir anten gibi işlev gören bu kabloların blendajının dış kısmından da (!) bazı yüksek frekanslı akımlar akarak istenmeyen etkileşimlere neden olabilir." (sf.377)
Aslında sıkıntının kaynağı üzerine bir düşüncem vardı. ML antenlerin örneğin bir dikey çubuk antenin radyalleri gibi toprak veya "dengeleyici" (counterpoise) işlevi görecek ayrı bir unsuru yok. Dolayısıyla hassas ayar yapamazsanız SWR zaten çabucak yükseliyor, bir de eşeksenli kablonun örgüsünün dış tarafından RF geri dönünce sorun iyice büyüyordu. Büyük olasılıkla RF'in geri geldiği tek yol o da değildi. Balkondaki anten bütün elektrik kabloları tarafından taşınıyordu. Ayrıca oturduğumuz eski, çok katlı binanın toprağına da çok güvenmiyordum.
Fazıl Ağabey'in söylediği gibi, bu işaretleri bastırmanın bir yolu uygun özelliklerde ferrit nüve kullanarak bir bobin yapmaktı, çünkü: "bu amaçla kullanılan ferrit malzemeler hem (dış) blendaj iletkeninin endüktansını (L) arttırarak hem de yüksek frekanslarda kayıplar getirerek etkileşimlerin önlenmesine yardımcı olur. "(s.377)
Ve: "...Yüksek frekanslı bazı uygulamalarda kullanılan nüvelerin kayıplı olması tercih edilir (örneğin, bazı RF şok bobinleri için olduğu gibi). (...) Nüve malzemelerinden kaynaklanan bu kayıp çekirdek kaybı (core loss) olarak nitelenir. Çalışma frekansında kaybı yüksek olan bir nüve birlikte kullanılmış olduğu bobinin kalite katsayısını (Q) düşürür. Harcanarak kaybedilen güç nüvede ısıya dönüşür (...) (s.156)
Kablo blendajının dışından akan bu istenmeyen akıma teknik olarak İngilizce'de "common mode current", bu akımı azaltmaya yarayan bobinlere de "common-mode choke" deniliyordu. Aslında doğru çevirisi "boğma bobini" ya da "boğucu bobin" olabilir ama nedense oradaki "choke" gelmiş bizde olmuş "şok" :) Aslında bobinin işlevi blendajın dışının empedansını 2000-3000 kΩ gibi yüksek bir değere getirerek yüksek frekanslar için "direnç" yaratmak olduğundan, "boğmak" daha uygun bir deyiş. Her neyse, sonuçta hangi ferrit nüveyle nasıl bir bobin yapabilirim diye bakındım.
K.Amerika'da özellikle RF girişimini (enterferans) azaltmakta kullanılacak malzemelerin ticaretini yapan Palomar Engineers firmasının hem hazır şok bobinleri, hem de şok bobinleri yapmak üzere ferit nüveler sattığını gördüm. Bu sitede, nüvelerin özelliklerine ve istediğiniz uygulama için nasıl nüve seçileceğine dair bilgilendirmeler de var. Bunlardan çok yararlandım. Bir de K9YC'nin "Amatörün RF Girişim, Ferritler, Balunlar ve Audio Arayüz Hazırlama Rehberi" açıklayıcı oldu. K9YC'nin web sayfasını mutlaka incelemenizi öneririm.
"Snap-on", geçme nüve. Fotoğraf Palomar Engineers web sayfasından.
Yine Palomar Engineers web sayfasından, örnek aldığım şok bobini
Okuduklarımdan yola çıkarak, Mix-31 olarak adlandırılan malzemeyi seçtim. K9YC'ye göre 31 tipi karışım, hem 1,5-150 MHz arasında etkiliydi (benim bütün haberleşmemin 0-30 MHz arasında olduğunu düşünürsek hem temel hem de harmonik işaretleri bastıracağını düşündüm). Maliyetin düşük olması için, büyükçe bir halka nüve alıp kabloyu içinden 8-10 defa geçirmeye karar verdim. Aslında İngilizce'de "snap-on" (geçirme) denilen nüvelerden kullanmak da mümkün. İstediğiniz bastırma düzeyine varana kadar kabloya tur attırarak nüvenin içinden geçirmeye devam etmek yerine, tur sayısı kadar nüveyi kablonun üzerine takabilirsiniz. Ancak 10-15 "geçirme" nüvenin maliyeti, bir halka nüveden 3-4 defa daha pahalı, bir de o koca nüveler üzerine geçirilince kablo yılana benziyor :)
Uzatmayayım. Digikey'de istediğim büyüklükte bir 31 Mix nüve buldum, ısmarladım. Nüve gelince, iki ucunda da blendaja birer SMA konnektör lehimlediğim, 1,5m kadar uzunluktaki RG-58 kabloyla deneylere başladım. Kablonun bir ucunu NanoVNA'dan ayırmadan, diğer ucunu nüveden geçirip tekrar NanoVNA'ya bağlayarak 0-30 MHz arasında her turda ne kadar kayıp meydana geldiğini izlemeye başladım. Fotoğraflarda da görebileceğiniz gibi, 15 turda yaklasık 33-35 dB zayıflatma elde ettim.
15. turdan sonra artık hem kabloya zarar vermeden sarım yapmak zorlaştı (zaten bükülme yarıçapını zorlamıştım) hem de fazladan yaptırdığım geçişler zayıflatmada büyük bir fark yaratmadı. Ardından bobini elimdeki eski bir plastik kutuya, BNC konnektörlerle yerleştirdim ve harket etmeyecek şekilde sabitledim. Cihaz ve tunerin arasına girecek şekilde bağlantıları yaptım ve kullanmaya başladım.
K1FM MAGNETIC LOOP ANTENNA - VERSION 2 (REMOTE CONTROLLED - AUTO)
ABD'den Kanada'ya taşınırken bir kutuya giren bizim loop anten, küresel salgın, lojistikte aksamalar, sokağa çıkma yasakları falan derken 2020 sonuna kadar parçalarına ayrılmış olarak bir çekmecede kaldı. Nihayet yılbaşına yaklaşırken işlerin yavaşlamasıyla biraz amatör çalışma yapmaya karar verdim. Önceleri dinlemekle yetindim, sonra dayanamadım duyduğum Amerikan istasyonlarına çağrı yapmaya karar verdim ve hayretle gördüm ki, odanın içinde, 5W gibi bir güçle bile Florida, Georgia gibi uzak eyaletlerden beni duyuyorlar...
Montreal'de bir bina ve 10. katta "minimalist " bir istasyon
Tabii bir sonraki hevesim anteni dairenin balkonuna çıkarmak ve daha yüksek güçlerde çalışmak oldu. Ama bir sorun vardı. Önceki yazımda da belirtmiş oldğum gibi, bu anten frekansı biraz kaydırınca (örneğin 20m bandında 20-30 kHz) yeniden ayar gerektiriyordu. Bana bir metre mesafedeki anteni ayarlamak bile zor gelirken (gözlerim SWR metrede, sol elimi arkaya uzatıp bakmadan ayar mekanizmasıyla oynuyor, sağ elimle de PTT düğmesine basıyorum) anten balkonda olunca nasıl ayar yapacaktım?
Tahmin edebileceğiniz gibi Internet'te sayfadan sayfaya birkaç gün gezdim ve anladım ki bunun kolay bir yolu yoktu. İlk fikrim, kondansatörü düşük devirli basit bir DC motora bağlamak ve onun aracılığıyla ayar yapmaktı. Olumsuz yanları yüzünden bu fikirden çabucak vazgeçtim: Anahtarlamada ve motorun devreye girip-çıkmasındaki gecikmeler yüzünden, hassas bir ayar yapmak için sürekli ileri-geri hareket vermem gerekecekti. Kondansatörün minimum ve maksimum konumlarında motor hareketini durdurmak da bir sorundu, bir de çok yavaş devirli bir motor kullanınca bant değişikliklerinde istediğim konuma gitmek çok uzun sürecekti, vb.
Okudukça ben de gerçekleştirebileceğim en uygun çözümün, bir mikro-işlemci aracılığıyla kontrol edilecek ve kondansatörü döndürecek bir stepper motor kullanmak olduğuna ikna oldum. Internet'te başka amatörlerin projelerini incelerken, gözüme VE1CEN'in çalışması ilişti. Daha basitti ancak uygulanması daha kolaydı, üstelik otomatik ayar imkanı da sunuyordu, bu nedenle denemek istedim.
VE1CEN Loop Anten Uzaktan Ayar Devresi
Şemada da görebileceğiniz gibi VE1CEN'in devresi Arduino ile tasarlanmış. Loop antenin yakınına yerleştirilen bir anten, bir miktar RF gerilimini Arduino'ya taşıyor. D9 gerilimi doğrultuyor, diğer 8 diyot ise modüle ulaşan gerilimin 5V'u aşmasını engelliyor (Arduino'nun kabul edebileceği en yüksek gerilim). Arduino bu gerilimi dijital bir değere dönüştürüyor, onu da ölçme ve karşılaştırma için kullanıyor.
S2-S6 düğmelerin ikisi elle ayar için motoru saat yönünde ve aksi yönde çevirmek için. Üçüncüsü belirli bir ayar noktasını hafızaya yazmak, dördüncüsü ise o ayar noktasına ait değeri geri çağırmak için. Beşinci düğme ise ayar işlemini başlatıyor. Doğal olarak, stepper motor ile arduino arasında bir sürücü modülü var. Bir de ayar işlemi için referans noktası oluşabilmesi için kullandığımız bir anahtar var (S1).
VE1CEN, yapım ve işleyişi ile ilgili tüm ayrıntılarıyla açıklamış olduğu için uzun yazmayacağım, şuradan özgün belgeye bakabilirsiniz. Genel olarak işleyişi anlatayım. Çalışmak istediğiniz her bantta, uygun buldugunuz bir frekansa gidip motoru elle kontrol ederek anteni tune ediyorsunuz. En iyi ayarın olduğu konum stepper motor için belirli bir adım sayısına denk geliyor. Bu değeri hafızaya alıyorsunuz. Bundan sonra söz konusu bantta haberleşme yapmak istediğinizde, bu değeri geri çağırıp cihazınızda mandala basarken (FM ya da AM) 'ayarla' komutu veren düğmeye basmanız yeterli oluyor. Arduino, önce motoru o adım sayısı kadar 'yürütüyor'.
Hafızadaki konuma varınca önce saat yönünde sonra da karşı yönde belirli bir adım sayısı kadar döndürüyor, bir yandan da antenden gelen gerilimi ölçüyor ve sonra da en yüksek çıkış gücünü (en düşük SWR oranını) bulduğu konuma motoru geri getiriyor. Kulağa uzun gelebilir ama bütün bunlar bir-iki saniyeden fazla sürmüyor. Şunu da ekleyeyim, her defasında aynı konumu bulabilmek için bir referans noktası gerekli (sıfırıncı adım). Onu da kondansatörün aksına bağladığınız bir parçanın, bir anahtarı kapatmasıyla elde ediyorsunuz. Devreye ilk gerilim verdiğinizde, Arduino motoru döndürüp anahtarı kapatıyor ve sayacı sıfırlıyor.
Gördüğünüz gibi burada bir geri-bildirim döngüsü var. Başka projelerde bu geri bildirim, RF hattı üzerindeki bir örnekleyici sayesinde elde edilen SWR değerine dayalı. Bu projede ise, antenin etkin çıkış düzeyi kullanılıyor. Bu arada, kaç tane ayar konumunun hafızaya alınabileceği, ayar sırasında motorun kaç adım ileri-geri gideceği gibi birçok değer, programdan değiştirilebiliyor. Yine kullandığınız motor ve sürücü devresine uyarlamak için de programda değişiklikler yapabilirsiniz.
Ben daha ciddi bir yapıma girişmeden önce elimdeki Arduino setinin parçası olan küçük bir stepper motor (28BYJ) ve ULN2003 sürücü ile bir deneme yapmak istedim. Ortaya fotoğraflarda gördüğünüz montaj çıktı. Elbette yine elimdeki Lego parçalarını değerlendirdim.
Aksa takılı olan çarkın üzerindeki gri parça, sıfırlamayı sağlayan anahtarı kapatmaya yarıyor.
Kumanda 'paneli'
Sistem en yüksek çıkış noktasını ararken ekrandan durumu izleyebilirsiniz (serial monitor ile)
Bu sistemi çeşitli parametreleri değiştirerek bir süre denedim. Bir yandan ayar komutu veriyor, bir yandan da bağladığım SWRmetre'de sonucu gözlüyordum. Gördüm ki mikrodenetleyici her zaman en düşük SWR/en yüksek çıkış noktasını bulamıyor ve kondansatörü olması gerekenden farklı bir noktada bırakıyordu. Bir örnekle anlatırsam daha kolay olacak. Diyelim ki benim hafızaya 7050 KHz için aldığım ayar başlangıç noktası adım 1000 olsun. 'Ayarla' komutunu veriyorum, mandala basıyorum. Arduino, stepper motoru 1000 adım ilerletiyor. Sonra 950. adıma geri gidiyor, peşisıra 1050. adıma kadar ilerliyor ve RF gücünü ölçüyor. Bu arada en yüksek çıkışın örneğin 1022. adımda olduğunu saptamışsa, tekrar 1022. adıma gidip duruyor. İşte bu konumda normalde en düşük SWR'yi görmem gerekirken, her zaman görmüyordum. Bu durumda elle birkaç adım ileri veya geri yaptırmam gerekiyordu.
Bir-iki hafta bu sorun üzerinde çalıştıktan sonra anladım ki 'backlash', yani diş boşluğu sorunu yaşıyordum... Bizim stepper motorun içinde bir dişli çark kutusu vardı, ayrıca motor da yumuşak/esnek malzemeden bir mil ile 2 Lego çarkı döndürüyordu. Dişlerin arasında bol bol boşluk oluşması için gerekli koşullar fazlasıyla mevcuttu. Motor bir yönde belirli bir adımda katettiği mesafeyi, aksi yönde aynı adım sayısında kat edemiyordu. Bir yöne doğru dönerken sıkışan dişliler, aksi yöne döndürülünce hemen harekete geçmiyor, önce çok az da olsa boşta dönüyorlardı. Muhtemelen mil de esniyordu. Bu nedenle de ilk birkaç ayarlamadan sonra, sistem anteni verimli biçimde tune edemiyordu. Ancak ne yalan söyleyeyim, aşağıdaki filmde görebileceğiniz gibi çalışınca da gayet güzel sonuç veriyordu. Filmde 2 farklı frekansta en yüksek güç noktasını arama işlemi sırasında ibrelerin nasıl inip kalktığını, sonra da 1:1.2 gibi bir SWR değerinde nasıl sabitlendiğini fark edeceksiniz.
Alttaki filmde de aynı arama işlemi sırasında kondansatör kutusunda ne olup bittiğini görebilirsiniz.
Bu diş boşluğu sorununu mekanik olarak çözmem elimdeki araçlarla mümkün olmayacağından yazılımda bazı değişiklikler yaparak gidermeye çalıştım. Örneğin en yüksek güç noktasını arama işlemi bittikten sonra, saptanan noktaya değil ama birkaç adım ilerisi veya gerisine dönmek, her ayar komutu geldiğinde önce referans noktasına gidip adım sayısını sıfırlamak gibi çözümleri denedim. Bunlar ne yazık ki çok büyük bir fark yaratmadı. Bu nedenle de daha iyi (ve pahalı) malzemelere bütçe ayırabileceğim bir zamana kadar, loop antenimi uzaktan tune etmek fikrini değil ama bu otomatik ayar işlevini bir kenara bırakmaya karar verdim. Bir sonraki aşama, bu projede stepper motor kontrolü hakkında öğrendiklerimi uygulayarak elle ayar yapabilmemi sağlayacak bir mekanizma yapmak oldu: Versiyon 3. Onu da şu sayfada okuyabilirsiniz.
