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.
 |
| Versiyon 3 (şema VE1CEN'in şemasından uyarlanmıştır) |
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.
