pátek 15. července 2022

TinyHA: měření elektroměru a vodoměru

Elektroměr má na sobě červenou LEDku s poznámkou 500 impulzů / kWh. Vodoměr ještě nedávno disponoval viditelným kovovým kolečkem, které se otáčelo tempem jedné otáčky na litr vody.

Navržené snímače jsou neinvazivní, tedy pouze ze zvenku připojí na příslušný měřič. U elektroměru využívám fotoodporu (GL5539 nebo něco podobného) a snímám bliknutí zmíněné LED.  Fotoodpor je zapojen v děliči s rezistorem volitelně 10kohm nebo 470ohm, čímž lze dále nastavit rozsah. AD převod je spouštěn periodicky, udělá se průměr ze 4 hodnot a následně porovná s hraniční hodnotou s uvažováním hystereze. Konkrétně pro elektroměr mám AD převod spouštěný po 4ms a nalezené AD hodnoty jsou <190 zhasnuto, >200 svítí. Pro zjištění hodnot je implementovaný příkaz MEAS_SENSOR.

Funkce vodoměru byla o něco zajímavější, vycházel jsem z řešení Petra Stehlíka, který měl stejný vodoměr Sensus 420 a od kterého jsem získal také STL model přípravku pro přichycení senzoru. Pro měření využívám stejný hardware jako u elektroměru, použité čidlo je typu TCRT5000L. Každých 100ms na něj na 500us posvítím LEDkou a změřím AD vstup ze snímače. S hranicemi <170 ne, >190 ano dokážu spolehlivě detekovat přítomnost odrazivé části terčíku vodoměru. Počítání otáček terčíku už je na firmwaru AVRka.

A teď ta negativa. U elektroměru zatím vše funkční, ale v extra slunných dnech zřejmě prosvítá slunko přes nedokonale těsnící dvířka skříně elektroměru, takže kolem pravého poledne měření zlobí. Nicméně to bude jistě řešitelné drobnou úpravou rozhodovacích úrovní.

U vodoměru je to horší. Jednoho dne zazvonil technik z vodáren, že jde měnit vodoměr a instalovat dálkový odečet. Bohužel přesně stejným způsobem, jako jsem používal já, tedy optickým snímáním terčíku. Systém SMART vodoměrů zakoupený BVK je zcela uzavřený, využívá řešení francouzské firmy SUEZ Smart Solutions. Podařilo se mi dohledat použití komunikace v pásmu 169 MHz, protokol Wize je end-to-end šifrovaný AES, navíc odečet probíhá pouze několikrát denně, takže nic snadno přístupného pro vlastní zpracování. Webové rozhraní nic moc, API pro získání stavu vodoměru neexistuje. A cvaknout se na kabel od jejich snímače jsem zatím neměl odvahu :-)


   

  

 


pondělí 24. ledna 2022

Anténa Cobweb pro pásma 14 až 28 MHz

Článek vyšel v časopise OK QRP INFO - OQI 119. Příspěvek je zkrácenou verzí článku, jehož úplná kopie vč. detailního popisu, měření a rozměrů je dostupná ke stažení.

Pro své QTH s velmi malým pozemkem jsem vybíral vhodnou anténu na krátké vlny. Dipóly, delta loopy a dlouhý drát (LW) jsem vzhledem k prostorovým požadavkům vyloučil rovnou. Typickým řešením jsou vertikály, zejm. Diamond CP-6. Nicméně chuť bastlit převážila, zejména po zjištění aktuální ceny CP-6, jejíž mechanické provedení stejně není právě dokonalé.

Na internetu jsem objevil „sušák na prádlo“, neboli anténu označovanou jako Cobweb. Jedná se o multiband pro pásma 20m až 10m, existuje i extra velká verze pro pásma od 40m. Původní anténa typu Cobwebb (se dvěma „b“) byla vyvinuta Steve Webbem G3TPW a prodávána komerčně. Její impedanční přizpůsobení na 50Ω bylo řešeno systémem skládaných dipólů, což značně komplikuje její výrobu a zejména ladění v amatérských podmínkách. Novější konstrukce včetně komerčních MFJ vycházejí z návrhu, jehož autorem byl Steve Hunt G3TXQ. Základním zdrojem informací je jeho stránka o Cobweb anténě.

Cobweb je tvořený pěti paralelně spojenými dipóly ohnutými do tvaru čtverce, které jsou napnuty na nosné konstrukci ze sklolaminátových tyčí. Celkový rozměr je na krátkovlnnou anténu velmi kompaktní, cca 2,7×2,7m. Vlivem úpravy dipólů do tvaru čtverce je vyzařovací charakteristika téměř všesměrová, napájecí impedance antény v rezonanci však klesá na cca 12Ω. Přizpůsobení je řešeno impedanční transformací 1:4 pomocí proudového balunu.

Při konstrukci antény jsem využil sklolaminátové tyče, primárně určené k rajčatům či elektrickým ohradníkům, označené Extol Premium 82524. V balení za cca 800Kč je 10ks tyčí průměru 12mm a délky cca 2m, pro konstrukci využijeme 5ks. Drát, kterým jsou jednotlivé dipóly natažené, musí mít zejména izolaci dlouhodobě odolnou UV záření. Průřez pro běžné výkony není kritický, volí se kompromis mezi hmotností a měkkostí. Využil jsem HELUTHERM 145 – pocínované měděné lanko 1mm^2 s izolací z polyolefinu v černé barvě, který je nehořlavý, odolný vůči působení UV záření a ozonu a jako bonus se výborně pájí. Pro ladění antény na jednotlivých pásmech se využívá změna délky příslušného dipólu. Dipóly se navzájem ovlivňují, ale pouze minimálně. Konce jednotlivých dipólů se sbíhají do dvou společných bodů, všech pět dipolů je tedy zapojeno paralelně.

Důležitým prvkem pro přizpůsobení antény je správně vyrobený impedanční transformátor, zde proudový balun s transformací 1:4. Balun se skládá ze dvou částí, každá z nich je namotaná paralelně spojenou dvojicí miniaturního koaxu RG316 (impedance 25Ω) na feritovém jádru, jedna strana koaxů je spojena sériově (50Ω), druhá paralelně (12,5Ω). Ačkoliv lze balun namotat i s využitím kabelu RG174, důrazně to nedoporučuji. S RG316 lze teoreticky využít vyšších vysílacích výkonů, ale zejména se s ním nesrovnatelně lépe pracuje, protože je vyrobený z teflonového materiálu, který se při pájení netaví. Feritová jádra Amidon FT140-61 lze nahradit v Evropě dostupnějším ekvivalentním typem FERROXCUBE TX36/23/15-4C65.

Anténa typu Cobweb je velmi dobře zhotovitelná v amatérských podmínkách. Na krátkovlnnou anténu vyniká prostorovou nenáročností a variabilitou instalační výšky. Jelikož jednotlivým pásmům odpovídají konkrétní dipóly, není ladění antény záležitostí magie jako u jiných konstrukcí, ale s vhodným měřícím vybavením příjemnou činností s opakovatelným výsledkem.