Беспроводной антенный переключатель WiFi на четыре КВ антенны

Совсем недавно я получил лицензию радиолюбителя и начал активную работу в эфире. Из-за отсутствия пространства на открытом воздухе мне пришлось довольствоваться установкой моего диполя с центральным питанием на чердаке (у меня длинный чердак), но я быстро понял, что мне нужно больше одной антенны. 80 mtr, 40 mtr, 20 mtr .... И я не хотел запускать несколько линий на чердак, поэтому необходим переключатель антенны.

Я купил 4-позиционный ручной переключатель антенны и очень быстро понял, что это не выход. И что еще более важно, я не хотел запускать другой набор кабелей для управления проводным пультом дистанционного управления. У меня возникла идея сделать управление беспроводным. Нашел ESP8266, модуль WIFI, маленький, дешевый  и полностью программируемый. Комбинируя этот модуль со стандартной схемой релейного переключателя возникло решение. Давайте посмотрим на схему.

Схема

ESP8266 - очень маленький микроконтроллер с поддержкой WIFI. Он может быть запрограммирован на C, прожигая его с помощью комплекта разработчика программного обеспечения (Espressif) (SDK). Но он также может быть запрограммирован в LUA с помощью NodeMCU SDK (с открытым исходным кодом, просто от Google или GitHub). LUA - это язык сценариев, широко используемый в игровой индустрии, и я выбрал его для программирования ESP8266 из-за компактности, очень высокого уровня и быстрого прототипирования. ESP8266 действует как точка доступа и / или станция WIFI, поэтому, как только он настроен, он получает IP-адрес, а затем вы можете связываться с ним через веб-браузер или TCP-соединение (телефон, планшет, компьютер и т. д.).

ESP8266-01, используемый в этом проекте, имеет 2 GPIO, GPIO0 и GPIO2, это означает, что мы можем запрограммировать модуль, чтобы он мог читать и писать материал на этих GPIO. Идеально подходит для управления светодиодами или реле и делает их открытыми или закрытыми в соответствии с какой-либо логикой и управляющими сигналами в модуле, так и инструкциями через сеть или TCP-сервер. Ключевым моментом является то, что вам понадобится USB-модуль для последовательного соединения, чтобы сначала поговорить с ESP8266, быть знакомым с последовательной связью и способным программировать некоторые сценарии. Для USB-подойдет любой FTDI232 модуль. Я использую CoolTerm в основном на Mac. Кроме того, когда вы начинаете копировать код LUA в модуль, CoolTerm делает отличную работу. Посмотрел несколько типов реле, что могли бы обрабатывать 100-300 Ватт. Я начал с 4-позиционного переключателя, поэтому мне нужно было управлять 4 маломощными реле с малым током. У ESP8266 есть два GPIO (общего назначения IO), GPIO0 и GPIO2, но всего два GPIO, не смогут управлять 4-мя реле, мне нужна была некоторая логика. Я решил попробовать линейный декодер от 3 до 8 микросхему74HC238. Решил разделить 8 выходов ULN2803 на 2 группы по 4, одна группа питает реле, а другая - светодиоды.

На рисунке 1 показана таблица истинности  для GPIO и реле. Теперь для достижения этой логики я подключил GPIO0 к входу A0 74HC238 и GPIO2 к входу A1. Как упоминалось выше, A2 соединен с землей. Эта схема дает мне правильную логику вывода из 74HC238, которую я теперь могу подключить к ULN2803. Для удобства добавил переключатель кнопки сброса и переключатель прожига на случай, если мне понадобится сбросить плату по какой-либо причине, или мигать, если у меня новая прошивка. ESP8266-01 требует 3,3 В, и не более того. Остальной плате потребовалось 5В, поэтому мне нужен стабилизатор напряжения 3,3 В LM1117, чтобы снизить напряжение и сохранить его стабильным. 4 светодиода показывают, какая из антенн активна, и 4 реле выполняют переключение согласно схеме. Входными и выходными разъемами являются стандартная панель UHF female SO-239.  Для безопасности я включил варисторы в точку питания реле.

Собираем все вместе

Я запрограммировал ESP8266, чтобы его можно было настроить через веб-браузер для подключения к маршрутизатору WIFI. После настройки модуль получает IP-адрес, а затем я могу общаться по протоколу TCP. Модуль реагирует на простые команды 1, 2, 3, 4 для переключения между антеннами. Команды TCP могут быть отправлены с ноутбука или компьютера с помощью простой утилиты, написанной на Python, например. При использовании мобильного устройства есть приложения, которые отправляют и получают команды TCP. Но еще лучше, я пошел вперед и написал приложение для iPhone, которое специально парно красиво с антенным переключателем. На рисунке 2 показан дамп экрана приложения (который должен быть доступен бесплатно в магазине приложений Apple в AntennaSwitch).

На рисунках показана конечная печатная плата и компоненты. Может быть легко установлена ​​в металлической коробке для обеспечения безопасности и удобства. Для этого требуется только небольшое напряжение 5 В пост. Тока (250 мА). На рисунке показана схема коммутатора.

Готовый комплект антенного переключателя

Сведения об авторе: Горацио Бузас - KG5DTX