Field Strength Meter FSM with Side Tone

Leif /MCD har som ide att vid årets (2012) fieldday på Stenåsa /Öland ha ett tema med fälstyrkemetrar, FSM. Passiva FSM:s känslighet beror på vilket vridspoleinstrument som användes. Och vridspoleinstrument under 100µA är inte lätta att hitta till rimliga priser.

Alternativet är då att blanda in transistorer som kan driva ”tyngre” instrument. Men då behövs batterier och en strömbrytare. Problemet med strömbrytaren, är att den inte stängs av. Jag funderade då att blanda in en µ-processor för att sköta detta. Processorer kostar mindre än en mekanisk strömbrytare! Och de jobbar villigt från 2V upp till ca 5,5V. Så två 1,5V batterier av minsta sorten får ett långt liv.

Men, om nu en µ-processor är inblandad, varför inte låta fältstyrkevärdet läsas in på en analogingång? Och när nu värdet finns inne i processorn, varför då inte låta det komma ut på en PWM-utgång? PIC12F683 har både analoga ingångar och en PWM-utgång. Kretsen har 8 ben, 2 för strömförsörjningen resterande 6 ben är fria för in eller utgångar. Internt finns en kristallklocka på flera frekvenser. Här användes 4MHz. Kretsen har en ”sleepfunktion” där den går ner i nästan fullständig vila. Strömförbrukningen är då ca 2nA… mindre än egenurladdningen av batterierna. Det är här vi kan skapa en automatisk avstängning av kretsen. Programmässigt kan vi välja hur kretsen skall väckas till arbete igen. Pinne 4/GP3 är lite udda, den används vid programmeringen av kretsen och är därför enbart en ingång. Den passar utmärkt att anslutas till en tryckknapp som väcker liv i kretsen.

När vi nu har en analogingång som läser av fältstyrkevärdet så är det en enkel sak att kopiera över det värdet till PWM-funktionen. Puls Width Modulated. Funktionen jobbar i bakgrunden i en egen modul i kretsen och lägger ut pulserna på pinne 5/GP2. En komplicerad impedansomvandlare är nu skapad. Från den höga ingångs impedansen på massor av M-ohm kan nu ett vridspoleinstrument upp till ca 5mA drivas.

Sidetone

Tre ben är fortfarande lediga på µ-processorn! Så kan det inte va'. Varför inte skapa en Sidetone. Analogingången använder 10 bitar, men har reducerats till 8 bitar, 256 steg, vilket räcker gott i denna funktionen och är enklare att hantera eftersom det är en 8-bitars processor. Vid värdet över ”10” av 255 så sätts en flagga som triggar igång en oscillator vilken togglar två utgångar. Utgångarna är kapabla att driva en högohmig (100…300 ohm) högtalare direkt. Så fort FSM värdet är 10 eller mer så tutar det i högtalaren, en sidetone är skapad. Analogingången behöver dämpas lite med ett 1M motstånd för att sidetonen skall stänga snabbt.

Nästa grill i huve't…. varför inte låta sidetonens frekvens ändras med fältstyrkevärdet?? Nu kan örat användas när sändaren avstämmes. Det behövs inga glasögon för att fånga in den tunna nålen på instrumentet! Eller instrumentet kan flyttas längre bort från sändaren. Om FSM går upp i max så ”beepar” högtalaren som indikation.

Själv håller jag bara på med QRP, vilket ger svaga fältstyrkevärden. Kretsen förstärker inte FSM-signalen. Jag fick en ide via George/G3RJV om att lägga lite spänning på dioderna för att komma över framledningströskeln. Denna spänning måste matas via en utgång om den automatiska avstängningen skall fungera. En LED i serie ger en indikation på att kretsen är i arbete. Ca 0,1V är tillräckligt för att instrumentnålen skall börja att lyfta.

Injustering

Den enda justering som behövs är att vid värdet ”255” skall instrumentet visa fullt utslag.

Tryckknappen skall nu hantera flera funktioner! Först väcka liv i kretsen. Men när knappen intryckes så lägges värdet ”255” ut. Sen togglas funktionen Sidetone och tonändrande Sidetone varannan gång knappen tryckes in.