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Für den Funkbetrieb auf Kurzwelle und dem Selbstbau von Antennen ist ein Stehwellen-Messgerät erforderlich. Viele Kurzwellen-Transceiver haben dieses zwar eingebaut, aber die Anzeige-Elemente werden oft auch für andere Messwerte benötigt. Spätestens jedoch bei der Verwendung eines Selbstbaugerätes, Senderverstärkers oder eines externen Tuners ist oft ein externes SWR-Meter notwendig.
Billige, fertige Analog-Geräte sind für ca. 50€ zu haben. Ein hochwertigerer Selbstbau auf Basis eines Mikrocontrollers ist jedoch nicht nur weit günstiger, sondern ließe sich um viele weitere Funktionen und Komponenten erweitern, wie z.B. eine serielle Ausgabe von Sendeleistung und SWR-Wert oder das Autotuning einer MagLoop-Antenne.

Das hier vorgestellte SWR-Meter besteht aus zwei Komponenten:

• SWR-Messbrücke:
  für verschiedene Leistungen anzupassen, gibt nur zwei analoge Spannungen aus.
• Arduino Nano mit I²C-Textdisplay:
  misst am ADC-Eingang die analogen Spannung und gibt die errechneten Werte auf dem Display und seriell aus.

Beide Komponenten sind beliebig austauschbar, so dass sich z.B. die SWR-Messbrücke auch an einem bereits vorhandenem Micocontroller-Projekt verwenden lässt.

Ein Zip-Archiv mit Arduino-Code, Bestückungsanleitung, Fritzing-Projekt und Ätzvorlagen ist hier zu finden: hshb-swr-meter.zip

Für die Teile der SWR-Messbrücke gibt es einen Reichelt-Warenkorb.
Dazu wird nur noch ein beliebiger „Arduino Nano V3“, ein Textdisplay mit I2C-Adapter und ein Steckbrett benötigt. Das Gehäuse kann dafür beliebig selbst gebaut werden (auch aus Kunststoff).
Die gesamten Materialkosten liegen bei ca. 25€

Der Aufbau dieses SWR-Meters basiert auf der "SWR-Messbrücke mit Software-Korrektur der Diodenkennlinie" von Georg Latzel, DL6GL.
Da unser SWR-Meter jedoch auch mit 5V betrieben werden soll (=Arduino-VCC, USB-Spannung), haben wir ein paar Schaltungsänderungen gemacht:

• Der OpAmp TLC272 wird nur mit 5V betrieben (3.8V Arbeitsbereich an den Eingängen)
• Die 10k-Ohm-Widerstände an den invertierenden Eingängen haben wir entfernt.
  Der Ausgang der beiden OpAmps wird direkt auf den invertierenden Eingang gelegt (=Impedanzwandler). Durch die Impedanzwandlung wird der Messkreis weniger gedämoft, es sind längere Verbindungsleitungen verwendbar und der Arduino-ADC-Eingang bleibt durch Überspannungen geschützt.
• Ergänzen von 100kOhm-„Pulldowns“ als Spannungsteiler an den nicht-invertierenden Eingängen.
  Da der Arbeitsbereich des OpAmps durch die geringere Betriebsspannung eingeschränkt ist, wird die Messspannung (max 5V) halbiert. Da der OpAmp jedoch nicht nur bis 2.5V, sondern bis 3.8V verstärken kann, erhöht sich damit auch die maximal zu messende Leistung um ca. das 1,5fache. Das wird zwar im Arduino-Code nicht weiter umgerechnet, erhöht aber dennoch den maximalen möglichen Leistungsbereich.
• Entfernen des 4,7kOhm-Serienwiderstands am Ausgang. Da die Betriebsspannung halbiert wurde, ist eine Spannungsteilung für den darauf folgenden Microcontroller-Eingang nicht erforderlich und erhöht die Messgenauigkeit des AD-Wandlers.

Der Schaltplan, die Platine und die Bestückung sind hier zusammengefasst: hshb-swr-koppler.pdf

TODO: Fotos vom mechanischen Aufbau des Messkopplers

Am Arduino sind der SWR-Koppler und das I2C-Textdisplay wie folgt anzuschließen: