Witam!
Na początku tej części dopowiem, że adresacja układu PCF8574 mieści się w granicach od 64 do 78 (40-4E hexadecymalnie) i zależy od stanu zwor A2-A1-A0 na płytce konwertera. Domyślnie sygnały te mają (przynajmniej na kilku wyświetlaczach jakie mam) adres 111 co oznacza, że do sterowania należy używać adresu 78 (4E hex).
Wyświetlacz I2C ma dodatkowo tą miłą (pewnie chińską) cechę, że otwory mocujące mają fabrycznie rozmiar 3mm a nie jak w typowych wyświetlaczach LCD 2x16 ok. 2.5mm.
Na początek kilka słów na temat algorytmu pomiaru mocy.
Klasycznie, taki uproszczony system pomiarowy zakłada dwa ważne warunki:
- mierzony sygnał jest czysto sinusoidalny
- zależność mierzonej mocy od sygnału z detektora ma charakter kwadratowy
Od spełnienia obu tych warunków zależy dokładność pomiaru mocy i od razu można powiedzieć, że często wskazania mocy mogą odbiegać od rzeczywistości wskutek zniekształconego sygnału mierzonego ale także ze względu na niedokładności pomiarowe detektora.
Ale, o ile czystość sygnału nie zależy od układu pomiarowego, to sprawa charakterystyki może mieć znaczenie, szczególnie dla pomiaru mniejszych mocy.
Do pomiaru mocy wykorzystywany jest tor pomiarowy fali padającej.
Jak wiadomo, dioda nie jest idealnym półprzewodnikiem i po pierwsze ma próg działania. Używając diod Schottky a nawet germanowych udaje się zmniejszyć istotnie taki próg co zapewnia zwiększenie czułości detektora dla małych sygnałów.
Z drugiej strony, o ile dla mocy rzędu watów lub dziesiątek watów, dioda ,może z dużym przybliżeniem zachowywać się jak idealny detektor liniowy i spełniać przy pomiarze zasadę kwadratowej zalezności mocy od napięcia detekcji, o tyle mój układ przeznaczony jest raczej dla niewielkich mocy, rzędu pojedynczych, lub kilkunastu watów co narzuca większe wymagania na dobór algorytmu pomiaru mocy
Na rysunku pokazałem wstępny pomiar mojego detektora fali padającej wyrażony w osi poziomej w jednostkach pomiarowych przetwornika A/D mikroprocesora (1 jedn. = ok. 49mV) a w osi pionowej znajdują się wartości odpowiadające mierzonej mocy. Pomiar odbywał się w warunkach dopasowania obciążenia a skala osi x nie jest liniowa.
Czułość detektora szacuję na 0.1W (ok. 2.15V nap. skutecznego na obciążeniu 50 omów). Pomiar SWR ma sens dla mocy ok. 1W (ok. 7V nap. skutecznnego).
Charakterystyka detektora, szczególnie w zakresie małych mocy jest nieliniowa dlatego zdecydowałem się na wprowadzenie do procedury pomiarowej przybliżenia za pomocą funkcji kwadratowej. W tym celu przewiduję w procedurze setup możliwość zdjęcia serii pomiarowej zawierającej dane o jednostkach przetwarzania A/D dla zadanej mocy. Oczywiście, układ dostarczy jedynie tej pierwszej wartości, moc należy kontrolować w inny sposób (oscyloskop, miernik mocy).
Uzyskaną serię pomiarową poddaję regresji kwadratowej za pomocą dostępnego kalkulatora online
kalkulator regresji on line
Ten kalkulator pozwala na uzyskanie różnego typu regresji, od liniowej przez kwadratową do potęgowych i wykładniczych ale w tym przypadku wydaje się, że regresja kwadratowa będzie wystarczająco dobra do zakładanego celu.
Z przeprowadzonej analizy udało mi się ustalić, że równanie kwadratowe najlepiej opisujące moje wyniki pomiarowe od 0 do ok. 10W są dobrze opisane krzywą:
P = ax^2 + bx +c
P[W]= 0.0002*U^2 + 0.183*U +0.0666 -> U oznacza jednostki pomiaru A/D
Procedura, nazwijmy ją serwisowa, pozwoli na indywidualny pomiar zależności P od U a uzyskane za pomocą kalkulatora wartości a, b i c będzie można wprowadzić do każdego z układów oddzielnie.
Zakładam również wstępnie, że układ zmontowany w sposób żbliżony do opisywanego przeze mnie działał będzie poprawnie na wartościch domyślnych, które w każdej chwili można będzie wprowadzić do systemu pomiarowego za pomocą odpowiedniego klawisza użytego podczas włączenia zasilania.
Opisaną procedurę doboru wartości regresji wystarczy wykonać jedynie raz o ile zaprogramowane domyślne wartośći będą niewystarczające.
L.J.
