martes, agosto 13, 2013

La historia del puente de ROE XQ2FOD


Hace algunos años buscando cómo armar mi propio medidor de ROE me encontré este excelente circuito de XQ2FOD (link acá), donde el autor asegura que funciona en todas las bandas populares de Radio Aficionados, desde 80 metros hasta 1.3 Ghz. Sucede que para que funcione en frecuencias altas (y no tan altas también) debe estar bien construido, ya que cualquier error mecánico afecta la lectura del instrumento.

DSC01047b

Este fue la primer versión que armé, hace casi 20 meses, ignorando toda advertencia de XQ2FOD en el artículo inicial. El primer comentario que tuve fue que debía armarlo con los alambres lo más cortitos que se puedan, hasta el punto de que se le podían limar la pintura a las resistencias para no tener los alambres. En efecto, este medidor no servía y marcaba cualquier cosa en el instrumento.

Carga Fantasma 50 Ohm

Luego de armar una versión un poco más compacta (no mucho más), decidí que necesitaba una carga fantasma para poder medir el propio instrumento y ver si efectivamente marcaba 1:1 de ROE con 50 Ohm de carga. La anterior foto fue uno de los intentos de carga, donde la aguja se disparaba marcando bastante ROE. En efecto, la carga estaba muy mal hecha.

Carga Fantasma 50 Ohm - N

Luego de varios intentos, terminé con una carga como la que se puede ver en la foto. Ya con esta carga, la actual versión del puente de ROE hacía que el instrumento marque 1.0 de ROE, ¡todo un avance! Hace algunos meses encontré el blog de LU1AR donde describe una carga fantasma de baja potencia, de muy fácil construcción, que bien armada puede llegar hasta 1.3 Ghz sin problemas (ver acá). Tengo pendiente armar una de estas ya que no tengo una buena carga fantasma.

Puente de ROE XQ2FOD versión 2

Siguiendo con la idea de mantener las distancias de los alambres lo más cortas posible, terminé con un puente como en la imagen anterior. En este caso, el puente marcaba menos de 1.1 de ROE con mi carga artesanal en VHF.

Puente de ROE XQ2FOD versión 2

Además, la siguiente mejora fue, por un lado, reemplazar los diodos 1N34 originales por diodos 1N5711 (azules en la foto), cortesía de un colega Radio Aficionado. En teoría, estos dioditos deberían funcionar bien y sin problemas hasta UHF.

Arduino SWR Meter

Por el otro, otra mejora que le hice al circuito fue reemplazar los medidores de aguja analógicos originales por un microcontrolador (Arduino Atmega328), mostrando el valor del ROE (SWR en inglés) en un display de LCD. Pueden ver detalles de este proyecto acá.

 Esta última fue la versión que tuve armada durante casi un año, hasta que hace unos días decidí armar una mejor, que pueda llegar hasta microondas.

Puente de ROE XQ2FOD versión 3

Tal como comenta XQ2FOD en su artículo, utilizando componentes SMT se puede lograr un puente de ROE que permita medir hasta muy altas frecuencias. Es por esto que decidí armarlo de esta manera, llegando al primer prototipo que se puede ver en la imagen anterior. Usé los mismos diodos de siempre, y las resistencias son seis de 100 Ohm SMT apareadas en paralelo, obtenidas de un viejo circuito de impresora rota. La placa es Epoxy de 1.5mm, y del otro lado (donde no se ven en la foto) es puro cobre de plano a tierra, conectado también al chasis de los conectores.

En la foto se puede ver una linea de transmisión de casi 4 cm, esto fue la primer prueba, me sobró bastante circuito ya que los componentes son pocos, y decidí dejarla ya que me pareció que no iba a molestar. En la práctica esto no es cierto, el circuito debe ser del menor tamaño posible, y a menos que esté muy bien construido recién ahí la línea no debería molestar. Este no fue mi caso, no está bien construido, por lo que el siguiente paso fue reducir el tamaño del circuito. Midiéndolo con un analizador de antenas MFJ prestado de otro colega, el anterior puente marcaba 1.5 de ROE en VHF, un valor bastante alto para lo que debería ser el puente. Es por esto que decidí construirlo nuevamente utilizando la porción del circuito libre.

Puente de ROE XQ2FOD versión 4

En esta nueva versión usé resistencias nuevas (sin reciclar de otro aparato), donde además las resistencias son de mayor tamaño mecánico, permitiendo disipar más calor. Además, en vez de soldarle una carga fantasma de dudoso valor (en la foto anterior se pueden ver dos resistencias normales de 100 Ohm en paralelo en la punta), decidí usar una carga de 50 Ohm profesional. Esta carga de 50 Ohm que me prestaron fue medida profesionalmente y que mostró llegar con un ROE (casi) plano hasta 3 Ghz. Con la carga fantasma profesional, y el medidor de antenas MFJ de siempre, pude ver que mi puente de ROE tiene 1.1 de ROE en VHF. Un dato importante es que al medir el ROE de la carga directamente, el MFJ también marcaba 1.1 de ROE en VHF, por lo que es muy posible y probable que cualquier error que marque el MFJ en mi puente pueda también deberse a la falta de precisión del MFJ en altas frecuencias. Para estar seguro debo conseguir un segundo medidor que me permita medir en UHF, ya que esta versión del medidor MFJ solo llega hasta VHF. Además, le tengo infinita más confianza a la carga de 50 Ohm profesional que al MFJ.

Puente de ROE XQ2FOD versión 4.1

Arriba se puede ver la última versión del puente, donde el único cambio es el recorte del PCB al mínimo tamaño posible.

Puente de ROE XQ2FOD versión 4

Un experimento que decidí hacer fue conectar un acoplador direccional al puente de ROE. En teoría, el acoplador debería generar por la línea acoplada una señal en caso de que haya ROE en lo que esté conectado (el puente en este caso). Mediante mi osciloscopio decidí medir qué llegaba desde esta línea acoplada, y hasta donde pude ver, la pantalla del osciloscopio no se movía, dando a entender que el puente debería estar bien construido. Con el acoplador también se puede construir un medidor de ROE en una antena, sin embargo esto queda para otro momento, ya que a mi me interesaba tener el puente de XQ2FOD funcionando. Si quieren ver la historia completa de construccion del puente de ROE de XQ2FOD, se puede ver la colección de fotos en mi cuenta de Flickr, acá.

73 LU4EXT, Alejandro.

1 comentario:

Julio Cha dijo...

Hola Alejandro
Tu articulo es lo mas parecido a lo que estoy buscando y me pregunto si tu podrías ayudarme.
lo que pretendo es adaptar un viejo medidor (DAIWA CN103L) a un arduino, pero mi sorpresa es que al medir en los hilos que se conectan a los medidores de agujas me da un voltaje muy alto y no me atrevo a conectarlos a un arduino.
Podrias ayudarme en este proyecto?
me llamo Julio
Un saludo