DIY LPAM Antenne Tuner

 

 

 

 

 

 

LPAM Antenne Tuner

We stoppen met studeren en experimenteren (zie DIY Antenne Tuner) en starten met de bouw van de DIY LPAM Antenne Tuner. Immers zo besloot ik mijn inleiding op de DIY Antenne Tuner: ‘The proof of the pudding is in the eating.’  

Een van de eerste praktische vragen is dan een SWR meter inbouwen of een Antennestroom meter?   

 

SWR of Antennestroom meter?

Ga ik een SWR meter, een zogenaamde staande golf meter, inbouwen of een antennestroom meter?  Veel collega’s hanteren de SWR meter maar mijn eigen waarneming is, die experimenten hebben toch wel praktisch nut 😊, dat zo’n SWR meter je flink voor de gek kan houden.

Bij een SWR van 1:1, die als de ideale SWR wordt gezien kan het zomaar zo zijn dat je antennestroom in de aarde verdwijnt in plaats van in je antenne. Waarom dat zo is is voer voor een andere publicatie maar bedenk alvast dat de mantel van je coax aan een antenne counterpart wordt bevestigd. Meestal wordt die counterpart aangeduid met ‘aarde’.

Ahankelijk van je antenne impedantie en je counterpart impedantie kan het zomaar zo zijn dat meer dan 50% van je vermogen in die aarde verdwijnt i.p.v. in je antenne.

Mijn DIY Antenne Tuner voorzie ik daarom van een Antennestroom meter. Hierbij het complete schema. Rechts onderaan de antenne stroom meter.

 

 

LPAM Antenne Tuner schema

 

 

 

 

 

De Antenne stroom meter

Voor het meten van de stroom moest weer wat geexperimenteerd worden. Ik begon met een klein ferriet ringkerntje, de T50-2. 25 windingen dun wikkeldraad daarop en een dikke 2,5 mm draad er door heen. Voor gbruik in de HFbanden (3-30 MC) bleek dat goed te werken.

Helaas doet dit ferriet beneden 2MC niet veel meer en bij 500kHz helemaal erg weinig. De specificaties daarop nagekeken. Dat bleek te kloppen. Voor die lagere frequenties moet je een T50-1 ringkern hebben.

Die T50-1 is moeilijk verkrijgbaar maar via Ebay vond ik er een paar in de USA. Die besteld (kost een vermogen aan verzendkosten op een product van een paar Euries ☹) maar oké. Die ga ik gebruiken in het meetkastje.

meetspoeltje voor antennestroom

 

Dat verzenden en vervoeren gaat niet snel dus ontvangst kan nog wel even op zich laten wachten. Daarom nog even geexperimenteerd met deze ferriet ring. De signaalopbrengst was geweldig. Echter de weerstand die in de zenddraad werd opgewekt eveneens. Schrikken! Gauw weg met dat ding.

 

Voor de DIY LPAM Antenne Tuner heb ik voorlopig, in afwachting van het binnenkomen van die T50-1 ringen, een noodoplossing toegepast door de antennedraad ook 5 maal om de kern van de T50-2 te wikkelen.

De opgewekte spanning wordt gelijkgericht en afgevlakt. De meter is een 100 µA metertje. Met zo’n lage stroom een volle uitslag dan kan de aangeleverde spanning eenvoudig met een gewone potentiometer worden ingesteld. Let op! Het is wel een liniare potentiometer!

Met een wisselschakelaar kan gekozen worden tussen meten in de DIY LPAM Antenne Tuner of meten met een extern meetkastje bij de antenne.

 

 

Een extern antennestroom meetkastje voor de DIY LPAM Antenne Tuner

Een antennestroom meter die in de Antenne Tuner is ingebouwd en dus niet aan de antenne hangt kan je natuurlijk net zo goed bedriegen als een ingebouwde SWR meter.  

Daarom is mijn Antenne Tuner (ATU) voorzien van een meetkastje dat ik bij het voedingspunt van mijn Antenne kan aansluiten en daarvandaan communiceert met de ATU.

Hierbij het schema van dit kastje.

 

meetkastje voor de DIY LPAM Antenne Tuner

 

 

Vanuit de shack meten op het dak

De DIY Antenne Tuner stelt je in staat om vanuit de shack zonder naar buiten te gaan de antennestroom te testen. Maar indien gewenst, als je het even precies wilt weten kun je met dit meetkastje de echte antennestroom op LPAM ATU zichtbaar maken.

Wat wil een mens nog meer! Zoda de T50-1 ringen binnen zijn ga ik dat meetkast ook bouwen.

 

 

Behuizing voor deze DIY LPAM Antenne Tuner

Kunststof of metaal? Metaal dacht ik.  Dat schermt beter af tegen stoorsignalen en omgekeerd kan de ATU met een metalen behuizing ook zelf geen stoorsignalen rondstralen.

behuizing voor de DIY LPAM Antenne Tuner

 

Dit kastje vond ik bij Rsonline.nl en dat leek me wel wat. Ik vond het er professioneel uit zien. Maar, in de praktijk van het monteren is een rechtopstaand frontje misschien toch wel handiger. Al doende leert men 😊.

Er moest een rechthoekig gat in dat schuine vlak komen om een een metertje in te monteren. Zo’n rechthoekig gat maken in een metalen gebogen deksel was nog een flinke uitdaging.

Ik ben daar uit gekomen door binnen de vier hoeken van die rechthoek gaten te boren. Vervolgens met de elektrische decoupeerzaag binnen de afgetekende lijnen van gat naar gat gezaagd. Daarna de randen netjes bijgevijld.  

Het metertje bleek daarna toch nog wat wiebelig in het frame te zitten Daarom maar een lijmpistool aangeschaft, die stond toch al enige tijd op mijn verlanglijstje. Met die hete lijm kon ik het metertje eenvoudig vast zetten en ook bijvoorbeeld de T50-2 aan de wand vastmaken.

 

 

Hoe bereken je de componenten van een PI filter?

Die berekeningen hebben me nog heel wat hoofdbrekers gekost maar uiteindelijk vond ik de oplossing. 

De details van die oplossing vind je in het artikel: DIY Antenne Tuner

 

 

 

De DIY LPAM Antenne Tuner spoelen

De spoel en de twee condensatoren van het pi-filter moeten in resonantie kunnen zijn op de frequentie waarop ik wil werken. Merk hierbij op dat zowel de eindbuis als de antenne en de coax kabel een verstoring van die afstemkring kunnen veroorzaken.

Omgekeerd dient dit filter juist om een optimale afstemming te bewerkstelligen tussen de zendbuis en/of rafio ontvanger aan de ene kant en antenne aan de andere kant.

Door met schakelaars te werken kun je zowel bij condensatoren als bij spoelen het bereik fors uitbreiden en bijregelen.

De spoel heb ik in twee delen gesplitst. Een ferriet deel dat vooral dienst doet op de middengolf. Ben je een luisteramateur dan kun je hiervoor gewoon een ferrietstaaf uit een oude transistorradio gebruiken. Daarnaast een luchtspoel.

Die luchtspoel monteerde ik als eerste. Hij kreeg 60 windingen en dat leverde een inductie op van 21 µH. Die spoel is bedoeld als inductiebron voor de HF banden en als inductie fijnafstemming op de middengolf.

 

luchtspoel met hulpstrips vor de DIY LPAM Antenne Tuner

 

 


 

Rechts op de afbeelding zie je de gemonteerde luchtspoel. Links zie je de witte PVC buis die dient als binnenwerk. Op die buis heb ik twee hulpstrips gelijmd. Die lijm is hier op de foto nog nat en daarom worden de strips nog even met tyraps op hun plaats gehouden.

Schuin leunend tegen de buis staat zo’n hulpstrip. Twee strips op de buis gelijmd maken het eenvoudig om de windingen netjes op gelijke afstand van elkaar op hun plaats te houden.  Het is Amerikaans materiaal dat in Nederland niet zo bekend is. Maar een zeer handig hulpmiddel.

Je kunt die strips krijgen bij Mouser in Eindhoven (Doorvoertules en -bussen GROMMET EDGING).

 

Gaten

Je ziet ook dat ik op diverse plaatsen gaten in die buis heb geboord. Die gaten zitten op plaatsen waar ik een aftakking op de spoel wil solderen. Dat gaat nu heel netjes. Zonder die gaten smelt de onderliggende buis en krijg je een knoeiboel.

 


De ferriet spoel

Met de ferriet spoel voor deze DIY LPAM Antenne Tuner heb ik ook nog flink geëxperimenteerd. Ik gebruikte eerst een ferrietstaaf uit de oude doos. Tot mijn verrassing behaalde ik met 60 windingen op die staaf amper een inductie van 60 µH.

Een andere staaf geprobeerd en die bracht netjes 221 µH op.  Er kunnen dus grote verschillen zitten tussen de ene ferrietstaaf en de andere -staaf. Vergelijkbaar met wat we ook al bij de ringkernen zagen.

 

De ferriet spoel

 

 

Voor zenden is ringkern beter

Zoals gezegd, in geval de ATU dienst doet voor luisteren dan kun je zo’n ferrietstaaf prima gebruiken.

ferrietring ft277 210 uH

 

Een staafferrietspoel in een zendtrap is niet zo’n goede oplossing merk ik tijdens mijn experimenten. Die ferrietspoel gaat ook signaal stralen en dat is eigenlijk niet de bedoeling en veroorzaakt allerlei vervelende en niet bedoelde effecten.

Daarom dit spoor weer losgelaten en enkel ringkernferrietten geprobeerd. Ook hierbij zag ik grote verschillen optreden.  

Bijgaand zie je een voorbeeld van een FT277 ring die bij 8 windingen al 210 µH opleverde. Uiteindelijk heeft ook deze de DIY LPAM Antenne Tuner niet gehaald omdat hij veel ruimte nodig had.

 

Meerdere ringkernen beter dan een spoel met aftakkingen

Een serie ringkernspoelen in de lpam antenne tuner

 

Een veel kleinere rinkern die met 8 windingen zelfs 280  µH scoort werd het in eerste instantie wel. 

Zoals ik in het artikel over de DIY Antenne Tuner heb toegelicht blijkt in de praktijk een ferriet spoel met aftakkingen veel nadelen te kennen. Daarom dus gekozen voor een groep kleine ferrietspoeltjes die samen de gewenste inductie leveren en zonder problemen en zonder neveneffecten uitschakelaar zijn. 

Een kwestie van experimenteren dus en uiteindelijk kiezen wat het beste functioneert en in de beoogde behuizing past.

 

Fijnafstemming

Na de nodige experimenten heb ik nog twee schakelaars bijgeplaatst. Zie rood omsingeld op onderstaand schema.

Eén schakelaar die me in staat stelt in elke stand van de inductieschakelaar 10 µH bij te schakelen. Plus een schakelaar die me in staat stelt in elke stand van de inductieschakelaar 10 µH af te schakelen.

 

proces van O.J. Simpson

 

 

 

 

 

De afstemcondensatoren

Je ziet dat ik in deze DIY LPAM Antenne Tuner gewone afstemcondensatoren toepas met een bereik van ruweg 15-400 pf. Die afstemcondensatoren zijn nog vlot verkrijgbaar. Kijk anders even op mijn waar vind je die radio onderdelen pagina.

enkelvoudige variabele condensator afstem condensator

 

Om een goede afstemming te verkrijgen in diverse omstandigheden en op een breed scala van frequenties is een veel groter bereik van die afstemcondensatoren nodig.

Daar waar je bij de spoelen, met behulp van een stappenschakelaar en aftakkingen op de spoel, delen van die spoel kunt uitschakelen, werk je bij de condensatoren juist andersom. Met behulp van stappenschakelaars kun je capaciteit bijschakelen.

Naast de stappenschakelaar gebruik ik aan beide kanten ook nog twee enkelvoudige schakelaars.

 

 

Een voorbeeld voor hoe dat werkt bij deze DIY LPAM Antenne Tuner

afstemcondensator met schakelaars

 

De enkelvoudige schakelaars geven de afstemcondensator een bereik tussen 15 en 1150pf.

Met de stappenschakelaar kan daar naar wens 300 of 1000, 2000 of 3000 aan toe worden gevoegd.

Bijvoorbeeld voor afstemming bij 0,5MC en 50 ohm heb ik 3800pf nodig.

Met de stappenschakelaar op 3000pf en de twee schakelaars aan heb je 3770pf te pakkn. De afstemcondensator stel je de resterende 30 pf bij en die condensator geeft je daarbij speelruimte. Je kunt indien gewenst ook onder de 3770 pf dalen door de schakelaar met 300pf uit te zetten en de afstemcondensator verder in te draaien.

 

Het gebruik van deze DIY LPAM Antenne Tuner

Voor grote vermogens is dit ontwerp niet bedoeld. Wel voor LPAM- en QRP-zendertjes van maximaal 10 watt PEP.

Een LPAM-experiment rond de 500-600kHz. Dat project werd de finale ‘proof of the pudding’.

 

Lessen uit de praktijk van deze LPAM Antenne Tuner zijn:

Impedantie die de antenne inrichting van 675 kHZ aan de zender aanbiedtImpedantie die antenne inrichting van 675 kHZ aan zender aanbied

 

  1. De EL84 buis blijkt op hogere frequenties veel minder interne impedantie te bezitten dan bij gebruik in een audio omgeving. De Antenne Tuner leerde me dat de EL84 op de middengolf ongeveer 1250 Ω aanpassing vroeg.

  2. Met een ohmse weerstand als dummy load was flink wat capaciteit in de PI kring nodig om afstemming op 50 Ω te krijgen (meer dan 3000 pf).

    Bij gebruik van een echte antenne gevoed via 15 meter coax kabel was in behoefte aan capaciteit aan de antenne kant van de PI kring praktisch nihil geworden. 

-
Koos Overbeeke

 

Terug van DIY LPAM Antenne Tuner naar de radio amateur zenders

 

 

Reageren of een vraag stellen over DIY LPAM Antenne tuner? Dat kan hieronder!

 

Niels

Koos hoe bevalt die Voltcraft inductiemeter die ik op de afbeelding zie? Kun je die aanbevelen?

..Koos

Nee Niels, eigenlijk niet. Het bereik is beperkt en hij is ook niet erg nauwkeurig. Ik vind het een miskoop. Ik heb nu een EXTECH LCR200 inductie en capaciteit meter gekocht. Die is wat duurder maar bevalt veel beter.  

 

 

Jouw reactie en/of vraag
Je persoonlijke gegevens zoals email adres worden niet op de site vermeldt!