Antenna Tuner Controller

Einleitung

Dieses Programm ist ein intelligenter Antennentuner-Controller für Amateurfunk-Anwendungen. Es steuert einen Schrittmotor über einen ESP32 (via TCP) und misst das SWR (Stehwellenverhältnis) mit einem NanoVNA. Die Tuner-Position wird automatisch optimiert basierend auf der Frequenz, Interpolation und Echtzeit-SWR-Messungen. Es ist speziell für Bänder wie 160m, 60m und 40m angepasst, mit band-spezifischen Parametern für grobe und feine Bewegungen.

Features

• Automatisches Tuning: Berechnet Zielposition, fährt grob hin und scannt fein bis zum besten SWR.
• Band-spezifische Optimierung:
  • 160m (1.8–2.0 MHz): 90% grobe Bewegung, feiner Scan (2 Schritte), Ziel-SWR 3.0.
  • 60m (5.0–5.5 MHz): 15% grobe Bewegung.
  • 40m (7.0–7.3 MHz): 50% grobe Bewegung.
  • Andere Bänder: Default 75%.
• Persistente TCP-Verbindung zum ESP32: Öffnet einmal und hält sie während des Tunings.
• CSV-Logging: Speichert beste Positionen in tuner_positions.csv für schnelle Wiederverwendung.
• Fehlerbehandlung: Automatisches Reconnect zu NanoVNA und ESP32.
• Konfigurierbar: Alle Parameter über #define anpassbar (neu kompilieren nach Änderung).
• Debug-Ausgaben: Detaillierte Logs für Befehle und Entscheidungen.

Hardware-Anforderungen

• Host-System: Raspberry Pi oder Linux-PC mit serieller Schnittstelle (z. B. /dev/ttyACM0).
• NanoVNA: Via USB für SWR-Messungen.
• ESP32: Als TCP-Server (Port 75), steuert den Schrittmotor.
• Schrittmotor: Am Tuner montiert, kompatibel mit Befehlen wie "hoch", "tief".
• Netzwerk: Host und ESP32 im selben LAN.

Installation

1. Abhängigkeiten installieren (Debian/Raspberry Pi OS):

text

sudo apt update

sudo apt install gcc libpthread-stubs0-dev libm-dev

1. Code speichern: Kopiere tuner.c in ein Verzeichnis.
2. Kompilieren:

text

gcc -o tuner tuner.c -lpthread -lm

1. Ausführen (Beispiel: 1.885 MHz):

text

./tuner 1.885

Konfiguration

Ändere die #define-Direktiven in tuner.c und kompiliere neu.

Wichtige Parameter

• ESP32_IP: IP des ESP32 (Standard: "192.168.1.29").
• SERIAL_PORT: NanoVNA-Port (Standard: "/dev/ttyACM0").
• GROB_PROZENT_160M: Grober Anteil für 160m (0.90).
• GROB_PROZENT_60M: Für 60m (0.15).
• GROB_PROZENT_40M: Für 40m (0.50).
• SCAN_STEP_SIZE_160M: Feine Schritte für 160m (2).
• NO_IMPROVEMENT_LIMIT_160M: Stopp nach Schritten ohne Besserung (50).
• SWR_TARGET_160M: Ziel-SWR für 160m (3.0).
• CSV_FILE: Speicherort der CSV (tuner_positions.csv).

Interpolationstabelle

Bearbeite freq_points[] für deine Kalibrierung:

text

{1.8, 0000}, {1.85, 920}, // etc.

Workflow

1. Lädt letzte Position aus CSV (bei gutem SWR).
2. Berechnet Ziel via Interpolation.
3. Grobe Bewegung (band-spezifisch, z. B. 90% für 160m).
4. Feintuning: Scannt, misst SWR, stoppt bei Optimum oder Stillstand, fährt zurück.
5. Speichert Ergebnis in CSV.

Beispiel-Log (160m)

text

INFO: Tuning für 1.8850 MHz

INFO: Grobe Bewegung: 638 Schritte hoch (90% von 709)

INFO: Starte Scan in Richtung hoch mit Schrittgröße 2

INFO: Scan Schritt 98: SWR 1.86 (Pos 709)

INFO: Besser! Neues bestes SWR 1.86 bei Pos 709

INFO: Ziel-SWR erreicht – stoppe

INFO: Position gespeichert in CSV: 1.8850 MHz bei Pos 709 mit SWR 1.86

Tuning erfolgreich

Fehlerbehebung

• NanoVNA nicht erreichbar: USB prüfen, Rechte setzen (sudo chmod 666 /dev/ttyACM0).
• ESP32 antwortet nicht: IP pingen, Firmware prüfen.
• SWR hoch: Antenne/Kabel testen.
• Motor still: Logs prüfen, Geschwindigkeit anpassen.
• CSV-Probleme: Datei löschen – wird neu erstellt.

Lizenz

MIT License – Freie Nutzung erlaubt.

ESP

• Arduino Software im esp direktory.

Hardware

Einzelheiten mailto:friedrich(at)riedhammer.net

73 – Viel Erfolg beim Tunen!