La page réalisations.

UNE BATTERIE LITHIUM, FABRICATION OM. 4S - 8P.

Fabrication d'une batterie Lithium : Entre théorie et réalité de terrain !

Comme tout ce que je fais ne fonctionne jamais du premier coup, je me doutais bien que j'allais avoir des soucis. Ça n'a pas raté. J'avais toutes les tensions correctes à la sortie des cellules et sur les points de soudure à l'entrée du BMS, mais rien à la sortie. Je me disais bien aussi, c'était trop simple ! Enfin, je vous explique tout ça plus loin... ou plutôt, c'est Christian (F1VL) qui vous l'expliquera, plus bas.

J'ai donc entrepris de me construire une batterie au lithium pour mes contests, sommets SOTA et autres activations radio en plein air. Après plusieurs visionnages de tutos sur YouTube, je me suis lancé en choisissant les vidéos de Mc Aventure ici. .

Il y explique le principe des séries et des parallèles : c'est la base, mais ce n'est pas si simple que ça dans la réalité.

La phase de récupération et de préparation

Pour construire une batterie lithium, il faut acheter ou récupérer des éléments issus de matériels HS (ordinateurs portables, outillage électroportatif, etc.). Mon objectif était clairement la récupération.

Le processus demande un vrai travail de préparation :

1. Démonter entièrement les blocs de leurs emballages d'origine.

2. Dessouder les éléments les uns des autres.

3. Nettoyer les accus.

4. Mesurer les tensions (car mesurer, c'est savoir !).

Une première vérification au voltmètre permet d'écarter les cellules dont la tension est descendue trop bas (veuillez vous référer à la documentation technique de vos cellules pour les seuils limites).

Le test des capacités

Celles qui passent cette première étape sont nettoyées puis insérées dans un testeur d'accus lithium, capable de les décharger, de les recharger et d'afficher leur réelle capacité.

Pour ma part, j'ai utilisé un appareil de chez Opus, le BT-C3100. Il fournit une foule de renseignements précieux et affiche la capacité exacte de l'accu à la fin des cycles. Une fois le test terminé, je retire l'accu et j'écris directement sa capacité au feutre sur son corps.

Les capacités notées.

Ces capacités sont motées dans un logiciel qui va nous aider à construire un pack bien équilibré. Second live storage, la vidéo est ici. 

Votre pack est à présent construit, il ne vous reste plus qu'à souder les bandes de Nikel (sur aliExpres) sans faire d'érreurs et attention aux courts de circuits, vos cellules sont chargées. Pour cela j'ai utilisé une machine à souder point par point que je réalisé en achetent les articles sur internet, avec un transformateur de micro-ondes modifié. Un exemple ici. Il y en a plein d'autre. 

Votre pack est à présent construit. Il ne vous reste plus qu'à souder les bandes de nickel (trouvées sur AliExpress) en évitant toute erreur... et attention aux courts-circuits, car vos cellules sont chargées !

Pour réaliser cette étape, j'ai utilisé une machine à souder par points que j'ai fabriquée moi-même en commandant les composants sur Internet, à partir d'un transformateur de four à micro-ondes modifié (vous trouverez un exemple ici , mais il y en a plein d'autres sur le net)

Le spot welder. 

Une fois les bandes de Nickel soudées vous obtiendrez ça, recto verso. 

L'autre partie.

Et voilà, c'est presque fini. Il ne reste plus qu'à souder le BMS, Batterie Manager System.

Mais attention, c'est à souder dans l'ordre sinon vous rencontrerez les mêmes soucis que moi. Le soudage du BMS c'est Christian F1VL qui vous le raconte après m'avoir dépanné. Encore une fois.

Très bonne réalisation!

Donc j'ai dans mon entourage des gens , parfois Om , sympas qui me trouvent de l'occupation ..

Il y a qqes jours j'ai eu a dépanner cette carte :

Le fameux BMS.

Il s'agit d'un dispositif " BMS " qui permet de recharger et " sécuriser " des éléments de batterie LIPO_LION ..

En fait il avait câblé le truc et bien sur çà ne fonctionnait pas ...

Il avait acheté trois platines , câblé la deuxième qui ne fonctionnait pas non plus ..


MAis comme il avait acheté trois modules et avant de câbler ce dernier avait décidé d'aller voir le Cricri.



Donc le Cricri mesura et vit que çà ne fonctionnait pas ...

Il connecta son voltmètre en divers endroit et finit par constater que c'était la protection qui était activée les deux gros paquets de MOS n’étant pas " énervés "

et donc : ni charge , ni décharge ..

Le Cricri dé câblât le module fautif et re câblat le module neuf en prenant la précaution de câbler les éléments dans l'ordre du 0V au 16 V , pas dans n’importe quel sens l, 'élément du milieu puis celui du bas, puis etc .. En vrac quoi ..

Et là , miracle , çà tombait en marche ....

L'om est parti tout content avec pour mission de mettre en charge et de regarder comment çà se comportait au niveau équilibrage et tensions , etc ...

Le Cricri se retrouva donc avec le module en panne sur la table de " travail " (????? ) .

Il câblât quatre éléments Li ion les connecta au module en panne ce avec un connecteur au milieu pour pouvoir connecter déconnecter les éléments lors d'intervention .

Et il mesura ( mesurer c'est savoir !, encore faut il savoir en tirer les bonnes conclusions ... )

Et il mit en évidence que deux transistors petits signaux , ceux qui commandent les Gros MOS avaient décidé de ne plus être d'active .

Remplacement des deux dit transos et, miracle , tout retomba en fonctionnement ...

Là le Cricri ne voulut pas en rester là et il mis l'ensemble sur une alimentation régulée en courant ( vaut mieux prévoir ) et réglée sur 18 V .

Çà chargeât , le Cricri regarda ( mesurât ) les tensions des divers éléments et tout était nominal ..

Ce jusqu'à le courant cessa la batterie étant arrivée ( sous décision du module ) à sa tension de fin de charge .

Ce qui donne 4.11 et 4.12 sur chaque élément .

Donc ce n'est pas mal ce truc !

Et il dispose en plus de la fonction d'équilibrage des éléments ( par décharge des éléments " en avance " ) .

Perso je n'aime pas cette technique .

Je préfère la technique des chargeurs indépendants " empilés " qui chacun s'occupe de son élément et fait ce qu'il doit c'est à dire arrêter la charge à la tension de consigne de l'élément en question .

Moralité : quand c'est en panne : on dépanne et çà permet au p'tit vieux d'avoir une excuse pour ne pas faire ce qu'il devait faire

Et dans le cas présent c'est très vrai car il y a de la peinture à faire et youpieeee ce sera pour DEMAIN ( ??? )

NB : il semblerait donc que lors de la connexion aux éléments de batterie , le faire dans le bon ordre et pas en vrac serait de bon aloi ...




Salutations distinguées




Cricri Alias F1VL

Laurent, F4GLX.

 UN EMETTEUR RECEPTEUR FABRICATION OM. LE BINGO!

Le PDF pour tout vous expliquer. Il est juste-ici.

Deux vidéos des premiers contacts, ici. et l'autre là.

Réaliser par Laurent F4GLX.

BOITE D'ACCORD AUTOMATIQUE

 ATU-100 DE N7DDC.

Réaliser par Laurent F4GLX.

Il y a quelques semaines, j'ai décidé de me lancer dans un nouveau projet : l'achat d'une boîte d'accord automatique pour couvrir la HF de 0 à 50 MHz et qui fonctionne entre 5 et 100 Watts. J'ai opté pour la simplicité en choisissant un modèle populaire sur les sites chinois : l'ATU-100 de N7DDC. Pour moins de 30 €, j'ai reçu le kit, qui comprenait tous les composants à souder, à l'exception des CMS, déjà installés et parfaitement soudés. Pour des raisons d'économie, j'ai choisi la version sans boîtier, car ce dernier coûtait presque autant que la platine. En revanche, je n’ai pas utilisé les fiches SMA à souder sur la platine fournies dans le kit. J’ai préféré prendre des SO239 à visser. Je n'ai pas as utilisé non plus la partie PCB pour les boutons "bypass et auto".

Il ne me restait plus qu'à souder une douzaine de relais, quelques autres composants, et à bobiner les selfs. Une fois les selfs terminées, ce qui représente la majeure partie du travail, la victoire était proche. La partie mécanique, bien que longue en raison du perçage du boîtier, n'était pas compliquée. Après avoir tout monté dans le boîtier, j'ai commencé quelques tests pour évaluer l'efficacité de ma réalisation.

Je dois dire que je ne suis vraiment pas déçu. J'ai effectué les tests avec une antenne particulièrement difficile à régler, l'OULOOK 2000, "-Un tournevis aurait aussi bien fait l'affaire." Un OM m'a dit, ;-) et mon transceiver YAESU FT890D. Les résultats ont été plus qu'encourageants, et je suis très satisfait de cette petite boîte d'accord automatique. Pour utiliser cette boîte d'accord automatique, il vous suffit d'appuyer sur le bouton marche/arrêt, puis de presser le bouton "Tune". L'antenne sera accordée automatiquement après l'émission d'une simple porteuse.

Je vous joins quelques photos de la réalisation ainsi que des liens vers des vidéos.

Le déballage du kit reçu. Bien protégé dans une boite en carton et du papier bulles. Néanmoins, quelques pates sur les relais sont légèrement tordues. L'écran est lui très bien protégé dans une solide petite boîte en plastique.

Les selfs sont prêtes.
Les différents diamètres de fil sont fournis dans le kit. Il ne reste plus qu'à les enrouler sur les tores de ferrite T68-2.  
La self de 0,05 µH comporte 3 spires jointives sur 4 mm de diamètre avec le fil fin de 0,5 mm.
La self de 0,1 µH comporte 4 spires jointives sur 6 mm de diamètre avec le fil de 0,8 mm.

La self de 0,22 µH comporte 7 spires jointives sur 6 mm de diamètre avec le fil de 0,8 mm.

Pour le bobinage des tores T68-2. Les spires de fil 0,8 mm doivent être bien plaquées contre le tore et rassemblées sur les ¾ de la circonférence, 8 spires 0,45 µH et 13 spires 1 µH.

Placer deux tores l’un contre l’autre pour les inductances suivantes : (On peut les coller avec une colle rapide) 13 spires 1,0 µH 19 spires 2,2 µH. 

Le nid du scarabée !

Ca, c'est fait!

Le coupleur directif. Il se confectionne avec le plus petit fil émaillé qui et fourni avec le kit et du câble 50 ohm de type RG58 (non fourni). Oter la partie isolante noire et la tresse de masse pour ne garder que l'isolant central et l'âme. Couper l'isolant central avec 2 mm de plus que la self binoculaire. Ne pas oublier de bien gratter les fil émaillé pour un parfait soudage. 

Et voilà le "scarabée" mis en place. Il vous faudra un peu de patience pour rentrer toutes les pattes dans les trous. Pour ma part, je me suis concentré sur un côté (quatre trous quand même!) puis les quatre autres.

La réalisation, l'image.

Commencez par souder tous les relais puis les quelques capas, les picots puis les bobines. Bien gratter l'émail sur le fil au niveau des points de soudures. Le régulateur et la diode. Attention à la polarité des composants.

Pour des trous parfaits je me suis servi d'un foret étagé. Des forets normaux aux bons diamètres font également l'affaire bien sûr.

Mise en place d'adhésif pour le repérage et le marquage des trous à effectuer. Des trous avec un foret de 2 mm sont percés tout le tour. Une lime entre ensuite en jeu pour ébavurer. Avant de percer soyez sûr de votre mesure pour l'afficheur. Ne faite pas la même erreur que moi qui ai mesuré la grandeur de l'écran! On s'aperçoit cette erreur sur la toute dernière photo.

Vient ensuite la partie sérigraphie, si vous le souhaitez.

J'ai utilisé un pistolet à colle à chaud surtout pour fixer l'afficheur dont son logement et découpé trop grand, GRRRR !!!
Mais aussi pour solidifier le bouton M/A qui ne se clipse pas comme il faut au boitier trop épais pour lui, et j'en profite pour coller les partie plastiques des fils fournis pour l'écran (fil femelle style Arduino) qui ne tiennent pas comme il faut sur les picots fournis. Il ne faut pas que j'oublie que cette boîte d'accord sera transporté dans les expéditions.  

Les différents points de collages.

La face AV après la mise en route à partir du bouton M/A.

La face AR avec la fiche d'alimentation et les SO239 pour l'antenne et le TX.

J'ai pris des vidéos de toutes les bandes HF y compris le 50 MHz lors des tests mais je ne vous montre que deux. En début de bande (3.5 MHz) et le 50 MHz. Les test sont réalisés avec une puissance de 10 Watts et 90 Watts.

Les vidéos sur 50MHz et sur 80M sont ici pour le 6M et juste là pour le 80M.

Une très bonne réalisation.

                                                                                                                             Laurent, F4GLX.

UNE ALIMENTATION, 3-6-9-12-15 V 3Amp:

Réaliser par Laurent F4GLX.

Le fonctionnement de l’alimentation variable de 5,6,9,12 et 15 Volts à 3 Ampères stabilisée.

 

La tension de 220 volts arrive du secteur et passe par un fusible de 1A et un interrupteur Marche/Arrêt. Un transformateur de 200 Volts en entrée et 17 Volts en sortie et 5 Ampères est nécessaire. Une LED verte s’allume dès la mise sous tension ainsi que l’afficheur. Un pont de diode GBU6G de 6 Ampère est utilisé et est connecté à la sortie du transformateur.

    

A la sortie du pont de diode on obtient une tension double alternance de 17V-1.4V=15.6V. En plaçant un condensateur électrolytique de 6800µf de 25V

à la sortie du pont de diode on lisse cette tension et on obtient une tension continue. Pour calculer la valeur du condensateur il faut faire : 17V-1.4 ce qui nous donne la valeur redressée de 15.6V, puis 15.6/5A et nous avons la valeur de charge de la résistance en Ohm = 3.12Ohm que l’on divise par 20.000. Au résultat trouvé 6410 on prend la valeur standard qui est de 6800µf.  On obtient alors une tension parfaitement continue. Nous venons de passer d’une tension alternative de 17 Volts en une tension continue de 22.5 Volts d’un courant de 5 Ampères. On ajoute une LED verte avec une résistance de 1.2kΩ pour savoir que l’alimentation est sous tension. Pour trouver la valeur de cette résistance il faut savoir, la tension de l’alimentation en Volt (U1=22.5V), la tension de la LED (U2=2.2V) et l’intensité de la LED (0.02A). U=R*I donne R=(U1-U2)/I =R=20.3/0.02=1015Ω = 1200Ω. Une deuxième LED de couleur rouge est ajoutée avec un transistor de commutation NPN boîtier TO-92 par exemple, un BC547 avec une résistance 1KΩ sur sa base avec deux résistance Shunt de 3 Watts et d’une valeur de 0.47Ω chacune. Elle nous préviendra si la charge à la sortie de l’alimentation dépasse les 3 Ampères. A la sortie de ces deux résistances on ajoute un fusible disjoncteur de 4 Ampères. A la sortie du fusible on file directement à la sortie de l’alimentation sur la prise banane noire (-). En parallèle de ce fusible on ajoute une résistance de 1.2kΩ et une troisième LED de couleur orange pour nous dire si le fusible est en état de fonctionnement ou s’il a disjoncté. Un circuit imprimé,

ici le LT 1083

et mise en place avec son entrée et sa sortie sur la ligne +. Il faut filtrer la tension de sortie après le LT1083 et pour cela on place sur sa sortie 1 condensateur de 150µf électrolytique polarisé en parallèle avec un autre condensateur de 100nf entre les sortie positives et négative de l’alimentation puis ajouton une résistance de charge de 10kΩ en parallèle avec ces deux derniers condensateurs. Pour plus de sécurité une diode 1N4002 est rajoutée au-dessus du LT 1083 et une autre diode identique entre les broches ADJ et OUT du régulateur et une résistance de 120Ω en parallèle entre cette dernière diode. Cette résistance est le point commun pour réaliser les 5 diviseurs de tensions avec les 5 résistances. Pour une bonne stabilité du LT 1083 on ajoute un condensateur électrolytique de 10µf. Un interrupteur rotatif avec 1 pôle relié à la masse et les cinq autres sorties seront reliées aux résistances calculées pour nos cinq diviseurs de tensions.

         

Vous pouvez mettre un bouton rotatif à beaucoup plus de broches de sorties, il vous suffit de rajouter des résistances calculées aux bonnes valeurs qui vous donneront la bonne tension de sortie au pont diviseurs. A la sortie du commutateur rotatif sur la broche N°1 on connecte une résistance de 361Ω, sur la broche N° 2 une résistance de 459Ω, sur la broche N° 3 une résistance de 750Ω, sur la broche N° 4 une résistance de 1.04KΩ, et sur la broche N° 5 une résistance de 1.32kΩ. Pour l’afficheur je vous en propose deux modèles, le PZM-031 DC 6.5-100V 20A, rétro-éclairage, 4 en 1, Tension, courant, Puissance et compteur d’énergie. Ou le modèle classique avec affichage de la tension et du courant, beaucoup moins cher.

                                                      Le PZM-031   

  

 

 

                                                  Voltmètre numérique 0-100v 10A

        

 

Pour ceux qui préfère beaucoup plus d’amplitude au niveau de la tension, il suffit de remplacer notre diviseur de tension et le commutateur rotatif par un potentiomètre de 2kΩ à une précision de 1% avec une résistance de 174Ω et 5.1kΩ avec une précision de 1% aussi. Nous pourrons faire varier la tension entre 3V et 17V.

La version avec pont diviseur de tensions pour du 5-6-9-12 et 15 Volts.

La version avec le potentiomètre pour des tensions de 3V à 14V.  

       

  

Les valeurs des résistances R2 pour les ponts diviseurs de tensions.

Valeur de R2		Série E	V. out
Théorique	Normalisée
168	169	E96 / E192	3
264	264	E192	4
360	361	E192	5
456	459	E192	6
552	556	E192	7
648	649	E96 / E192	8
744	750	E96 / E192	9
840	845	E96 / E192	10
936	942	E192	11
1032	1032	E192	12
1128	1130	E96 / E192	13
1224	1230	E192	14
1320	1320	E192	15
1416	1420	E192	16
1512	1520	E192	17

  

Source : https://www.youtube.com/watch?v=N47MjXVvKuE&t=2445s

Vidéos:

juste là.

et ici.

Il reste à tester ses compétences.

Très bonne réalisation. Des questions? f4glx82@gmail.com

Laurent, F4GLX.

UN LAMPEMETRE en kit DUOVAC III. 

Réaliser par Jean-Luc F5EIC.

Un PDF pour les caractéristiques juste là. 

Et les photos de cette réalisation.

(photo N°1) La platine principale.

(photo N°2) La connectique.

(photo N°3) La platine prise des tubes.

(photo N° 4) La face arrière.

(photo N° 5) La même platine sous un autre angle.

(photo N° 6) La connectique.

(photo N° 7) La partie alimentation.

(photo N° 8) La mise en place de la platine prises tube avec sa connectique.

(photo N° 9) Encore un peu de câblage.

(photo N° 10) Un peu de câblage, très simple.

(photo N° 11) Positionnement d'une platine avec en arrière plan le nouveau et l'ancien.

 (photo N° 12) La vue arrière.

(photo N° 13) Une vue de face.

(photo N° 14) En fonctionnement. Génial ça fonctionne!

(photo N° 15) La vue complète des deux platine.

(photo N° 16) Gros plan sur l'afficheur.

(photo N° 17) Aïe, c'est chaud! Un superbe appareil, et qui fonctionne.

 Une vidéo lors de l'animation de Jean-Luc au Radio Club: Juste là.

 Et quelques photos:

Les courbes.

Des questions? 

le prof F5EIC. Il nous a régalé.

Branchement de la connectique. Avec le guide qui va bien et qui est indispensable.

Rien ne prend feu ! ouf.

Un dernier test avec une autre lampe.

Très bonne réalisation. Des questions? f5eic@free.fr

Laurent, F4GLX.

UN VFO POUR VOS APPAREILS.

Je me suis lancé dans la confection d'un VFO plutôt sympathique pour mon vieux FT150DX et je ne le regrette pas. Tout à commencé quand je suis tombé sur cette superbe réalisation de Jean-Luc F1FVJ que j'ai contacté par la suite pour en savoir plus car là ou j'allais avoir quelques soucis c'est sur la partie programmation. Et j'ai eu grandement raison de lui demander s'il voulait bien m'aider si ça venait à ne pas fonctionner. Pour les soudures des quelques composants et le câblage je n'ai eu aucun problème mais pour la programmation, là, ça a été autre chose. Pourtant je suivais scrupuleusement ses recommandations à la lettre mais je n'y arrivais pas. Il m'a fallu plusieurs essais de programmations et deux platines ESP32 pour y arriver et m'apercevoir que l'ESP32 n'était pas en cause. Grâce à son aide très précieuse et ma persévérance nous y sommes enfin arrivés en contournant la programmation dans l'IDE d'Arduino. Il m'a envoyé un petit programme que j'avais rempli toujours grâce à son savoir faire et qui à fini par fonctionner. Le seul souci c'est que j'avais plus accès aux modifications du programme que j'aurai aimé pouvoir modifier, en toute modestie, pour visualiser les changement et en apprendre un peu plus sur l'Arduino qui me passionne mais que je trouve pas trop facile à métriser. Aujourd'hui ça fonctionne bien et j'en suis fier. 

Une petite vidéo de la réalisation.

Le Blog de Jean-Luc pour le VFO : ici  Un immense merci !

Les quelques articles à se procurer :

Un module SI5351, un encodeur optique, deux boutons poussoir, un écran TFT1  st7735 1.8", un model ESP32 DevKit et trois ou quatre composants pour le filtre.

La liste des composants pour le filtre passe bas :  

Un très bonne réalisation! 

Laurent F4GLX

L'antenne de Hertz par Gérard F4DUI.

Antenne de Hertz ou 5-1 de F4DUI avril 2020

L’histoire de la première antenne par le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894).

L'émetteur est un circuit LC oscillant au-delà de la limite de claquage qui produit une série d'arcs électriques.

L'oscillateur comprend deux sphères de cuivre, d'environ 30 cm de diamètre, reliées par un conducteur rectiligne d'environ 3 m , coupé en son milieu par un éclateur constitué de deux petites sphères dont la distance peut être réglée.

Les sphères sont reliées à une bobine de Ruhmkorff (Heinrich Daniel Ruhmkorff, 1803-1877 ) de forte puissance et l'ensemble est isolé de la terre.

Les charges s'accumulent dans les grandes sphères jusqu'au moment ou l'étincelle éclate entre les petites sphères de l'éclateur. La fréquence était déjà de 70 Mhz mais en salves pulsées et Hertz le savait.

Il mettait le courant au milieu des barres et récupérait la tension sur les boules (1/4 d’onde Zi nulle et courant donne Zo infinie comme la tension donc cela rayonne).

Antenne modernisée 5-1 ou de Hertz par F4DUI. Je voulais me faire une antenne HF pour le 80m. J'ai voulu réaliser une antenne du genre de celle de Hertz avec une inductance au centre et 2 capacités aux deux bouts. Cela évite un plan de masse.

Les axes de la bobine et de la capacité sont perpendiculaires. J'ai remplacé les boules de l’oscillateur d’origine, trop difficiles à faire par des boites de conserve format 5-1 (153 x 240 mm et de 4250 ml) d'ou son nom .

J'ai fait avec du matériel de récupération, les boites 5-1 viennent de la cantine municipale.

L'antenne est rotative en son centre, photo N° 2 en position verticale.

La bobine est un bidon plastique, lui aussi de récupération, de 40 cm de diamètre coupé à 15 cm de hauteur ( récupération aussi ).

La partie cylindrique du bidon et entourée de fil de cuivre de1,5 mm² de section, rigide et isolé J’ai fait avec les moyens du bord mais je pense qu’il est préférable d’utiliser du fil souple.

Le tube blanc est en PVC d’un diamètre de 80mm et mesure 24 cm de long. La distance est de 25 cm entre les boites.

On pourrait ajuster la fréquence de résonance en réglant la distance entre les boites mais après quelques essais je trouve ça très peu pratique.

Dans ce tube j'ai mis une demi boite de conserve d’un diamètre de 80mm que j'ai soudé à l'étain aux centres des boites 5-1.

L'ajustage de la fréquence a été fait en jouant sur le nombre de spire de la bobine ( bidon plastique de 40mm ). 13 spires me paraient être la bonne quantité.

L'ajustage de l'impédance à 50 Ohm a été fait en jouant sur les spires du tore noir à 3680 kHz. Le tore est au milieu de la bobine jaune. Voir photo N° 1. ( 13 spires ).

Avec deux boites j'avais une capacité de 25pF. Pour mesurer la capacité je me suis mis à la résonance et j’ai mesuré f1, j'ai ensuite mis un condensateur d’une valeur de 100pF entre les 2 groupes de boites de conserve 5-1, j'ai mesuré de nouveau la résonance à f2 et f2

J'ai augmenté la capacité en ajoutant 2 boites de conserve 5-1 en haut et en bas. Je suis passé à 36 pF. Il à fallu redimensionner la bobine à 11 spires au lieu de 13 spires.

Le tore est toujours au milieu du bobinage. Une bonne antenne doit avoir son impédance Z à 377 Ohm comme le vide, je pense. J'en ai profité pour mettre une sortie twin lead 450 Ohm car le cable coaxial ne passait pas sous la porte du balcon. N°3

Pour régler les impédances je me mets à la résonance, je règle le générateur HF 50 Ohm à 1 V à vide, U0 puis je charge avec le tore sur l'antenne, si la tension chute Uc de moitié je suis à 50 Ohm sinon je joue avec le nombre de spire (sur la bobine 1 spire pour avoir un courant maxi) Z = 50*Uc/(U0-Uc) en Ohm et U en V.

Le réglage se fait à une spire près mais on peut régler à 1/2 spire près en empilant 2 tores identiques et en passant la 1/2 spire que dans un seul tore.

Si la tension chute de 10% je suis à 450 Ohm toujours à la résonnance car il ne reste que la partie résistive.

Pour tester les tores je fais un transfo 1/1 chargé par 50 Ohm et je mesure sur la charge si il y a trop de perte je passe de 1 spire par enroulement à 2 puis 3. Mais si il y a trop de spire la capacité parasite augmente. (plus il y a de spire plus l'induction B diminue).

J'ai mesuré à l'oscilloscope PeakTech 1190 100MHz qui donne fréquence et tension efficace et un générateur HP 3312A 13MHz et 1W maxi sur 50 Ohm.

Pour passer de 450 à 50 Ohm j’utilise un transformateur. m = 1/3 ( 2 sp et 6 sp ) voir photo N°3.

Mesurer c'est savoir à condition de savoir ce que l'on mesure et comment l’on mesure. Vérifier avec des repères connus (TOS de 2 avec 25 ou 100 Ohm en 50 Ohm) Vérifier les appareils de mesure avec des étalons précis (R à 0,1 ou 1%) !!! Plus précis est la mesure de fréquence, le moins L ou C, tension et puissance 5 à 10%. Il est possible aujourd’hui de trouver chez nos voisins asiatiques des analyseurs de spectre à 50€ environ (en 2020, non testé).

Version N° 2. La sortie et de 50 Ohm, j'ai rebouché les 2 boites du bas verticales avec leur couvercle. Cette antenne serat dehors sur le balcon Est

Version 2. La sortie est de 450 Ohm avec un transformateur de 1/6, donc la résistance de l’antenne est de 450/ 6² = 12,5 Ohm rayonnants.

Version N° 2. Le transformateur, 1/3 sortie 50 Ohm.

Version N° 3 (En cours d'assemblage. ( L’ensemble sera suspendu verticalement à l’extérieur sur le balcon Ouest ).

J'habite en ville dans un immeuble à Montauban dans le département du Tarn et Garonne (82). Mes essais radios se font sur mon balcon Est mes correspondants de côté Est passent bien mais en revanche je reçois très mal, voire pas du tout du côté Ouest avec mon récepteur YEASU FT817 et ses 5W en émission).

Je suis situé au bout du bâtiment du côté Sud et je n’ayant pas d’accès au côté Nord j’ai décidé alors de faire une seconde antenne pour la positionner sur mon balcon côté Ouest.

Le Problème que je rencontre c’est de coupler ces 2 antennes en émission et réception.

J'ai fait un coupleur avec un tore à 3 enroulements avec un primaire 50 Ohm et 7 spires, et 2 secondaires 5 spires (m = 0,707 ) toujours avec 50 Ohm. En émission cela devrait marcher mais en réception mes 2 antennes se mettent en conflit. Il me faudrait donc construire un coupleur de Wilkinson mais alors on perd 3dB en émission. J'ai simulé avec le logiciel gratuit QUCS et au tableur pour l'aide aux calculs.

Version 3

Problème à cause du confinement covid-19 (22 avril 2020) ma source de boites de conserve 5-1 n'est pas accessible. J'ai du grillage à lapin en mailles carrées de 13 mm, et d’une largeur de 50 cm galvanisé.

Je me suis fait 2 cages cylindriques de 50 cm de haut et d’un diamètre 50 cm que j'ai monté à l'intérieur d'une barre de bois de 140 cm de long en 58*58 mm de cotés. (Moins de prise au vent et plus discret). L’Assemblage se fait par soudure à l'étain.

J'ai isolé les cages du bois par du plexiglas de 3 mm d'épaisseur collé sur le bois à la colle néoprène au cas ou le bois serait humide.

La vis de fixation de la cage en plexiglas doit être isolée de la cage centrée sur un carreau (cale en époxy sous tête).

J'ai fait la bobine avec le reste du bidon, la partie haute comme cela j'ai une poignée de transport, j'ai ôté l'autre pour faire la poignée supérieure de suspension. Comme la partie haute est légèrement conique cela pose un problème résolu par la fixation des spires à la colle chaude.

L'antenne sera suspendue verticalement par le bout de bois sur un crochet on pourra la mettre à l'horizontale par l'autre poignée.

Les premières mesures pour 13 spires de diamètre de fil de 1,5 mm² de cuivre isolé, d’un diamètre de 38cm et d’une longueur de 13 cm donnent, f = 11 Mhz à la résonance et C = 2,5 pF que je trouve faible.

Après plusieurs essais avec 6 spires on a 455 Ohm d'impédance ce qui est bon pour attaquer un twin lead. A l'autre bout du twin lead 450 Ohm, le transformateur de 1/3 ( 2-6 spires ) pour câble de 50 Ohm .

Apparemment la capacité des 2 cages est bien plus faible que les boites 5-1 bien que plus volumineuses et plus écartées. Les boites sont en tôle pleine et les cages en grillage à lapins.

Après réflexion j'ai essayé de couvrir de papier d'aluminium de 32 cm de large les cages sur la partie cylindrique pour essayer d'augmenter la capacité pour baisser la fréquence.

La fréquence n'a pas bougé (-10 kHz sur 11MHz la fréquence a baissé un peu).

J'ai mesuré à l'oscilloscope PeakTech 1190 qui donne fréquence et tension efficace et un générateur Rohde&S SMS 0,1-1040, 1V maxi et analyseur de spectre HAMEG HM5005.

Sur les bons conseils de mon ami F1AQS Gérard, j'ai réglé mon antenne au TOS-mètre au minimum de réflexion. Le premier TOS-mètre FS-5S que j'ai utilisé était en panne (ligne coupée). Après dépannage je n’avais toujours aucune mesure. D’'après la notice qu'il a fallu retrouver, il me fallait 7 W mini et j'en avait 1 W seulement sur le HP 3312A et 1 V maxi sur le Rohde&S SMS 0,1-1040.

J'ai trouvé une tête de TOS-mètre WF-2 qui donne 3 tensions DC (direct, inverse et puissance). Après des mesures à 10 Mhz et 1 V 50 Ohm sur une charge non rayonnante de 50 Ohm, j'ai mesuré: Vp = 8mV, Vd = 18 mV et Vi = 0,1 mV. C'est difficilement exploitable car les diodes de détection ont un seuil de 0,17 V. Sur les bons conseils de mon ami F1AQS Gérard (https://pratique-rfcircuits.monsite-orange.fr/), j'ai modifié le WF-2.

Il m'a dit de modifier le circuit de mesure de P réfléchi (coté antenne), d'ôter la diode et de brancher à la place un câble coaxial qui irait jusqu’à l'analyseur de spectre. (1,5m long, d’un diamètre 2mm et de 50 Ohm) ou l’oscilloscope.

Les mesures de TOS se feront à l'analyseur de spectre et à la résonance sur un minimum de puissance réfléchie (ligne de bruit en bas de l'écran).

On note la hauteur de raie Pc puis on débranche l'antenne, on renote la hauteur de raie P0 > Pc , puis on court circuite la sortie antenne avec un bouchon CC, on renote Pcc > Pc ,la puissance réfléchie est: Pc-(P0+Pcc)/2 < 0 en dB. -10 dB donne 10% de réfléchi et -13dB 5% en puissance.

A l'analyseur de spectre 10 dBm = 1 carreau, 0 dBm = 1mW dans 50 Ohm et 224 mV. On peut faire à l'oscilloscope avec des mesures en tension en branchant la sortie réfléchie du TOSmètre, et mesurer les 3 tensions Vc,V0, et Vcc puis convertir les tensions en dBm et calculer comme avec l'analyseur de spectre.

En faisant varier la fréquence on peut facilement trouver la bande passante en résonance parallèle de l'antenne à l'oscilloscope. Si la tension du générateur chute de 30% on trouve la bande passante à -3 dBm (on règle à 10 au maxi la tension à la résonance et on joue sur f pour baisser la tension à 7,07). -3 dBm en tension donne demi puissance pour la mesure de bande passante.

On peut calculer Q le coefficient de surtension b = f * 2* pi / Q.

Rappels:

60 dBm = 1kW dans 50 Ohm et 224 V, 4,47 A.

50 dBm = 100W dans 50 Ohm et 70,7 V, 1,41 A.

40 dBm = 10W dans 50 Ohm et 22,4 V, 0,44 A.

30 dBm = 1W dans 50 Ohm et 7,07 V, 141mA.

20 dBm = 100mW dans 50 Ohm et 2,24 V.

10 dBm = 10mW dans 50 Ohm et 707 mV.

6 dBm = 4mW dans 50 Ohm et 447 mV.

3 dBm = 2mW dans 50 Ohm et 316 mV.

0 dBm = 1mW dans 50 Ohm et 224 mV.

-3 dBm = 0,5mW dans 50 Ohm et 158 mV.

-6 dBm = 0,25mW dans 50 Ohm et 112 mV.

-10 dBm = 0,1mW dans 50 Ohm et 71 mV.

-20 dBm = 10µW dans 50 Ohm et 22,4 mV.

-30 dBm = 1µW dans 50 Ohm et 7,07 mV.

-40 dBm = 0,1µW dans 50 Ohm et 2,24 mV.

-60 dBm = 10nW dans 50 Ohm et 224 µV.

-80 dBm = 0,1nW dans 50 Ohm et 22,4µV.

-100 dBm = 1pW dans 50 Ohm et 2,24µV.

( Pour calculer la sensibilité des récepteurs) En tension X dBm = 20 * log(V/0,224 ) V en Volt sur 50 Ohm Sur 450 Ohm refaire les calculs au tableur.

En puissance 10 dBm c'est 10 fois plus de puissance et -10 dBm c'est 10 fois moins.

En tension 20 dBm c'est 10 fois plus de tension et -20 dBm c'est 10 fois moins.

Pour calculer la tension d’alimentation DC et le courant des amplificateurs de puissance et leur transformateur de sortie :

m = U2/U1 = n2/n1 = I1/I2 , 1 primaire. m² = Z2/Z1

n spires , Z impédance, I courant, U tension ( Volt efficace si Volt crête Ucr = U *1,4142 en sinusoïdal, Ucr² = P * R / 2 . Il est facile à U > 2V de mesurer la tension crête avec une diode Schottky ou germanium et une capacité de filtrage ).

U² = P * R , U en Volt, P en Watt et R, Z en Ohm.

I² = P / R , I en Ampère.

Construire une échelle logarithmique décimale.

Sur du papier quadrillé tracer une ligne horizontale. Au centre repérer l'origine du repère le 1. A 10 carreaux vers la droite repérer le 10, à 10 carreaux vers la gauche repérer le 0,1 et ainsi de suite à gauche ou à droite. Il n'y a pas de zéro, si à moins l'infini.

Pour les nombres négatifs c'est repéré par la phase de 180° ou Pi.

Comme log 2= 0,30103 à 3 carreaux à droite du 1 on place le point 2 et à gauche 0,5.

A 6 carreaux à droite du 1 on place le point 4 et à gauche 0,25 (l'inverse).

A 9 carreaux à droite du 1 on place le point 8 et à gauche 0,125.

+3 carreaux on double vers la droite et vers la gauche moitié.

A 5 carreaux au centre 3,162 arrondi à 3,2, 3 carreaux à droite du 5 le point 6,4 et à gauche 1,6

l'axe est gradué pour les 10 carreaux ou une décade, les autres décades c'est pareil.

C'est la série Renard R10 qui sert aussi pour les valeurs des calibres des fusibles et section des fils électriques, la raison de la série R10 est 10^0,1 = 1,2589 arrondi à 1,25. On a 10 valeurs par décade en R10. La série R20 existe sa raison est 10^(1/20) = 1,122, la série R5 existe aussi.

C’est une progression géométrique, le rang suivant est multiplié par la raison.

Sur le même principe on a les séries E3, E6, E12, E24... pour les valeurs des composants électroniques la raison de la série E6 est 10^(1/6) = 1,468 arrondi à 1,5 et 6 valeurs par décade.

La décade est un rapport de 10 et l'octave un rapport de 2.

Rappels:10^3 = 1000 et 2^10 = 1024 l'erreur est faible, 10 octaves = 3 décades .

C'est pratique pour tracer des échelles log-log type diagramme de Bode en x l'échelle log de la fréquence et en y la puissance en dBm (0 dBm = 1mW = 224mV dans 50 Ohm).

Pour un 1er ordre (circuit RC, RL) on trouve des pentes de 20 dB par décade ou 6 dB par octave. Pour un 2ème (circuit RLC) ordre on trouve des pentes de 40 dB par décade ou 12 dB par octave. Pour un ordre 0 (circuit R) pas pente. Pour un ordre 1/2 la pente est 10dB/décade ou 3 dB/octave (cascade de circuits RC passe haut et bas, bien ajustés, pente moyenne).

Pour un filtre idéal l’ordre est infini et calé sur les polynômes de Newton dont les coefficients sont donnés par le triangle de Pascal, l’infini étant un peu grand on prend l’ordre 10 environ. Pour un filtre 2ème ordre sélectif à résonance parallèle f pointue la bande passante est b = 2 * pi * f / Q Avec Q le coefficient de surtension (b en Hertz).

Version N° 3 dehors sur balcon côté Ouest.

Version N° 4 dehors sur balcon côté Ouest.

Version 4 J'ai refait la bobine avec plus de spire pour baisser la fréquence de résonance. Comme la partie haute est légèrement conique cela pose un problème résolu autrement que par la fixation des spires à la colle chaude.

J'ai utilisé la technique « fond de panier » qui tient bien les spires si le nombre d'encoche est impair. L’autre avantage du fond de panier, est une plus petite capacité parasite entre spires.

J'ai taillé à la cisaille 7 encoches de 11 mm de large pour bien passer de dessus à dessous .

Bonne réalisation: pour plus d'infos, mécatronique

Gérard, F4DUI.

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