Wattmètre et ROS-mètre QRP à tête séparée
ON4CRD · RK-SWR · R1.1
R1.1 — conception documentée, prototype non construit et non qualifié en laboratoire.

FONCTION ET CIRCUIT
Wattmètre/ROS-mètre sinusoïdal CW ou porteuse stable, domaine à qualifier 1–10 W incident et 1,8–30 MHz. Ce montage n’est pas un wattmètre PEP. Tête RF indépendante de l’afficheur, calibration obligatoire par bande et par sens ; aucune calibration par défaut.

T1 prélève le courant (primaire 1 tour, secondaire 10) et T2 la tension (primaire 10 tours, secondaire 1). Les deux résistances 49,9 Ω terminent le secondaire courant de part et d’autre du point COMMON fourni par T2. FWD_RF≈V/10+49,9I/10 ; REV_RF≈V/10−49,9I/10. Sur 50 Ω, FWD crête≈2√P(W), REV≈0. Les BAT43 détectent la crête, C1/C2 lissent, diviseurs 10 kΩ/10 kΩ ramènent les maxima vers 3,16 V avant chute diode. La réponse réelle des diodes et la directivité se déterminent par calibration.
La charge courant reflétée vaut environ (2×49,9)/10²=0,998 Ω. À 10 W/50 Ω, chaque résistance dissipe environ 0,10 W nominal : composants 0,5 W retenus. Ces calculs n’incluent pas pertes et dispersion des noyaux. Le transformateur de tension reste connecté côté ANT.

BOBINAGES ET CONNECTIQUE
T1/T2 : BN43-202. Un tour complet traverse le premier trou puis revient par le second. T1 primaire : fil 0,8 mm, TX/T1.1 marqué début, ANT/T1.2 fin ; secondaire : 10 tours 0,4 mm, début FWD_RF/T1.3, fin REV_RF/T1.4. T2 primaire : 10 tours 0,4 mm, début ANT/T2.1, fin GND/T2.2 ; secondaire : 1 tour 0,8 mm, début COMMON/T2.3, fin GND/T2.4. Ne jamais relier deux enroulements entre eux en dehors des nets spécifiés. Contrôler au LCR et à l’ohmmètre avant montage. Une inversion de début/fin dégrade ou inverse la directivité.
BNC TX→tête J1.1, masse→J1.2 ; BNC ANT→J2.1, masse→J2.2. Tête J3.1/.2/.3→commande J1.1/.2/.3. Nappe torsadée détection ≤150 mm, indépendante des coax RF. Commande J2.1..16→LCD1.1..16, RW mis à GND sur la carte. J3→potentiomètre bande : +5 V, curseur, GND. J4→poussoir contacts secs ; maintenir pour afficher les codes ADC. USB Mini-B alimente et programme le Nano ; ne pas alimenter VIN.

MICROLOGICIEL ET CALIBRATION
Compiler avec Arduino AVR 1.8.6, fqbn arduino:avr:nano:cpu=atmega328. LCD piloté en 4 bits sans bibliothèque tierce. USB série 115200 bauds. Au démarrage EEPROM invalide, affiche CAL REQUIRED et uniquement les codes bruts.
Bandes b=0..8 : 1,8 / 3,5 / 7 / 10 / 14 / 18 / 21 / 24 / 28 MHz. Points k=0..3 : 50 / 200 / 1000 / 10000 mW. Étalonner en porteuse, charge 50 Ω et wattmètre de référence, mesurer la puissance au plan de référence de la tête. Étalonner le sens F puis retourner la tête pour étalonner le sens R, en vérifiant le plan de référence à chaque fois. Relever chaque code RAW moyenné ; saisir SET b F k adc ou SET b R k adc, puis DUMP et SAVE. Exemple syntaxique SET 2 F 0 35 ; NE PAS utiliser 35 comme valeur de calibration universelle.
Les codes doivent croître strictement, rester dans 3..1018 et être séparés d’au moins 3 points ADC. SAVE écrit un enregistrement CRC16. Interpolation linéaire d’amplitude √P entre points, sans extrapolation. Sous 1 W direct, affichage LOW ; saturation, inversion et hors gamme signalées. Sous le premier point réfléchi de 50 mW, afficher une BORNE SUPÉRIEURE du ROS, pas un ROS exact. ρ=√(Pr/Pf), ROS=(1+ρ)/(1−ρ). Le bouton force le mode RAW.

RECETTE
Vérifier le LCD et le +5 V sans RF ; RV1 règle le contraste. Injecter les voies ADC depuis une source DC limitée pour contrôler polarité et saturation. À faible RF, vérifier que F monte et R reste faible sur charge ; inverser T1 secondaire si nécessaire seulement après contrôle du câblage. Répéter calibration sur neuf bandes. Mesurer directivité, pertes d’insertion, écart au wattmètre de référence et dérive après 10 min. Essayer charges connues 25/50/100 Ω à faible puissance, puis monter progressivement jusqu’à 10 W sur charge adaptée, couvercle fermé. Archiver températures et incertitudes. Ne pas extrapoler au-delà de 10 W, ni aux puissances 1000/3000 W des autres kits.

ROBUSTESSE DU FIRMWARE R1.1
Les commandes SET sont analysées avec bornes explicites et refus des suffixes non valides. La sélection de bande est munie d’une hystérésis ADC de 12 points ; une valeur de ROS calculée au-delà de 99,9 est affichée comme dépassement, sans allonger le tampon de conversion. Ces protections ne remplacent pas la calibration RF.


INTERFACE RF
Le primaire de T2 relie la ligne RF à la masse en continu. Employer une ligne sans alimentation DC ni bias-tee ; ce montage ne doit pas court-circuiter une alimentation d’antenne.


FICHIERS ET VALIDATION
Schémas KiCad 8 éditables, symboles embarqués et bibliothèque locale ; PDF/SVG de lecture ; cartes KiCad routées, empreintes natives, Gerber deux couches et perçages Excellon. Nomenclature de chaque projet et six BOM du présélecteur. Boîtier paramétrique OpenSCAD, faces SVG/DXF 1:1, implantation intérieure et coordonnées JSON.
Le contrôle KiCad DRC couvre le routage et ses dégagements ; ERC et comparaison schéma/PCB sont joints. Les symboles de modules et CI sont définis par numéros et noms de broches, avec types passifs : l’ERC contrôle la connectivité, pas la compatibilité électrique des modules. Les contrôles logiciels ne valident pas les performances RF, thermiques ou l’ajustement mécanique réel.
Pour fabriquer un prototype : consulter fabrication/ de chaque carte ; commander FR4 1,6 mm, 2 couches, 35 µm, masque deux faces. Les CMS 0805/1206 sont soudables manuellement. Aucun assemblage automatique n’est prescrit. Utiliser assembly.svg pour les repères et pin 1 ; les fichiers KiCad restent la référence de polarité.

BOÎTIER ET FACE AVANT
Voir cases/swr/ : enclosure.scad, front.svg/dxf, rear.svg/dxf, interior.svg et dimensions.json. Lire cases/README-fr.txt pour les fixations, l’isolation et les blindages. En OpenSCAD : part="base" puis part="lid" ; F6 puis export STL. Les fichiers décrivent les pièces complètes, mais aucun emboîtement imprimé n’a été mesuré.

NOMENCLATURE
swr-head.J1 ; 1 ; 2 x 2.54 mm ; Samtec TSW-102-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
swr-head.J2 ; 1 ; 2 x 2.54 mm ; Samtec TSW-102-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
swr-head.T1 ; 1 ; 1:10 courant ; Amidon BN43-202 + bobinage indiqué ; ON4CRD:BN43_202
swr-head.T2 ; 1 ; 10:1 tension ; Amidon BN43-202 + bobinage indiqué ; ON4CRD:BN43_202
swr-head.R1 ; 1 ; 49.9R 0.5W ; Vishay CRCW120649R9FKEAHP ; Resistor_SMD:R_1206_3216Metric
swr-head.R2 ; 1 ; 49.9R 0.5W ; Vishay CRCW120649R9FKEAHP ; Resistor_SMD:R_1206_3216Metric
swr-head.D1 ; 1 ; Vishay BAT43-TR ; Vishay BAT43-TR ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-head.D2 ; 1 ; Vishay BAT43-TR ; Vishay BAT43-TR ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-head.C1 ; 1 ; 10nF ; KEMET C0805C103J5GACTU ; Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric
swr-head.R3 ; 1 ; 10K ; Yageo RC0805FR-0710KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-head.R5 ; 1 ; 10K ; Yageo RC0805FR-0710KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-head.C2 ; 1 ; 10nF ; KEMET C0805C103J5GACTU ; Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric
swr-head.R4 ; 1 ; 10K ; Yageo RC0805FR-0710KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-head.R6 ; 1 ; 10K ; Yageo RC0805FR-0710KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-head.J3 ; 1 ; 3 x 2.54 mm ; Samtec TSW-103-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
swr-head.PCB ; 1 ; 90x65 mm, FR4 1.6 mm, 2 couches cuivre 35 um ; ON4CRD-RK-R1.1 ; Gerber + Excellon
swr-control.U1 ; 1 ; Nano classic ATmega328P 5V 16MHz ; Arduino A000005 ; Module:Arduino_Nano
swr-control.J1 ; 1 ; 3 x 2.54 mm ; Samtec TSW-103-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
swr-control.R1 ; 1 ; 1K ; Yageo RC0805FR-071KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-control.R2 ; 1 ; 1K ; Yageo RC0805FR-071KL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-control.C1 ; 1 ; 100nF ; KEMET C0805C104K5RACTU ; Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric
swr-control.C2 ; 1 ; 100nF ; KEMET C0805C104K5RACTU ; Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric
swr-control.D1 ; 1 ; Vishay 1N4148-TAP ; Vishay 1N4148-TAP ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-control.D2 ; 1 ; Vishay 1N4148-TAP ; Vishay 1N4148-TAP ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-control.D3 ; 1 ; Vishay 1N4148-TAP ; Vishay 1N4148-TAP ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-control.D4 ; 1 ; Vishay 1N4148-TAP ; Vishay 1N4148-TAP ; Diode_THT:D_DO-35_SOD27_P7.62mm_Horizontal
swr-control.J2 ; 1 ; 16 x 2.54 mm ; Samtec TSW-116-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x16_P2.54mm_Vertical
swr-control.RV1 ; 1 ; 10K ; Yageo RC0805FR-0710KL ; Potentiometer_THT:Potentiometer_Bourns_3296W_Vertical
swr-control.R3 ; 1 ; 100R ; Yageo RC0805FR-07100RL ; Resistor_SMD:R_0805_2012Metric
swr-control.J3 ; 1 ; 3 x 2.54 mm ; Samtec TSW-103-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
swr-control.J4 ; 1 ; 2 x 2.54 mm ; Samtec TSW-102-07-G-S ; Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
swr-control.C3 ; 1 ; 100nF ; KEMET C0805C104K5RACTU ; Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric
swr-control.PCB ; 1 ; 100x70 mm, FR4 1.6 mm, 2 couches cuivre 35 um ; ON4CRD-RK-R1.1 ; Gerber + Excellon
BOX1 ; 1 ; Boîtier PETG selon enclosure.scad, parois 3 mm ; Fabrication locale ; cases/
FIX-LID ; 4 ; Vis M3x12 + rondelles ISO 7089 M3 ; ISO 7045 / ISO 7089 ; M3
FIX-PCB ; 8 ; Vis M3x6 + rondelles isolantes ; ISO 7045 M3x6 ; M3
INS1 ; 1 ; Feuille isolante PET 0,25 mm sous cartes ; PET découpé selon plan intérieur ; 
BNC ; 2 ; BNC femelle 50 Ω isolée à souder, montage panneau ; Amphenol RF 031-10-RFX ; Perçage rond Ø9,8 mm pour filetage 3/8-24 ; rondelle éventail, vérifier le dessin de la pièce achetée
SOCK1 ; 2 ; Support femelle Nano, 1×15, pas 2,54 mm ; Samtec SSW-115-01-G-S ; SIL15
LCD1 ; 1 ; LCD 16×2 parallèle 5 V, 80×36 mm ; Winstar WH1602B-TMI-JT# ; 16 broches
RV2 ; 1 ; 10 kΩ linéaire ; Bourns PDB181-K420K-103B ; Ø7,2 mm
S1 ; 1 ; Poussoir normalement ouvert panneau ; E-Switch PS1024ANE ; Ø6,5 mm
USB1 ; 1 ; Câble USB-A vers Mini-B pour Nano ; StarTech USB2HABM1 ; 1 m
WIRE1 ; 1 ; Coaxial 50 Ω 0,4 m ; Belden 83284 RG316/U ; 
WIRE2 ; 1 ; Fil émaillé 0,4 mm 1 m + 0,8 mm 0,2 m ; Cuivre classe 155, double émail ; 
FOIL1 ; 1 ; Cuivre adhésif conducteur 0,05 mm, 0,15 m² ; 3M 1181 ; 
PART1 ; 1 ; Cloison RF 109×50 mm ; FR4 cuivré 1,6 mm ; 
LCD-FIX ; 4 ; Vis M2,5x20 + entretoise M2,5 10 mm + écrou ; ISO 7045 / ISO 4032 ; 
CABLE1 ; 1 ; Nappe LCD 16 fils 150 mm + connecteurs femelles ; Samtec SSW-116-01-G-S ×2 ; 2,54 mm
BRAID1 ; 1 ; Tresse cuivre étamé 3 mm, 0,5 m ; Cuivre étamé ; liaison blindage/masse BNC
LCD-HDR1 ; 1 ; Barrette mâle 1×16 à souder sur LCD ; Samtec TSW-116-07-G-S ; LCD1 broches 1..16
TIE1,TIE2 ; 2 ; Collier nylon 2,5×100 mm ; HellermannTyton T18R ; retenue du câble USB
FEET1-FEET4 ; 4 ; Pieds adhésifs silicone ; 3M Bumpon SJ5302 ; sous boîtier

FICHE DE RECETTE À RENSEIGNER
Constructeur / date / numéro de carte : __________________
Références des appareils de mesure et date d’étalonnage : __________________
Conditions alimentation, fréquence, charge, température : __________________
Contrôles électriques / RF / mécanique / observations : __________________
Résultat et corrections éventuelles, signature : __________________

SOURCES ET ORIGINALITÉ
Kit source, contexte fonctionnel : https://radio-kits.ucoz.ru/index/universalnyj_kontroller_quot_swr_uni_quot_izmeritelja_ksv_i_moshhnosti/0-117
Conception ON4CRD originale ; aucun schéma/image/firmware tiers du kit n’est redistribué.
NE555 pinout et astable : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555.pdf
T50-2 AL=4.9 nH/tour² : https://www.amidoncorp.com/2-material-iron-powder-toroids/
Nano classique : https://docs.arduino.cc/hardware/nano
Nano numérotation physique : https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoNanoManual.pdf
VO617A : https://www.vishay.com/docs/83430/vo617a.pdf
WH1602B : https://www.winstar.com.tw/zh-tw/products/lcd-display/character-lcd-display-module/lcd-display-16x2.html
BNC 031-10-RFX, dessin de montage : https://www.amphenolrf.com/en-us/assets/file/4065787930/
Jack 35FM3, dessin de montage : https://www.switchcraft.com/assets/1/24/35FM3_Series_CD.PDF
Commutateur CK : https://lorlinelectronics.co.uk/?product=ck


Mention de non-responsabilité

Ces dossiers sont fournis en l’état, à des fins pédagogiques et expérimentales. Les calculs, simulations et contrôles des fichiers ne constituent ni des performances mesurées, ni une certification, ni la qualification du montage réalisé.

La personne qui construit ou utilise le montage doit vérifier les schémas, composants, connexions et protections, respecter les notices des fabricants et la réglementation applicable, et faire valider sa réalisation avant utilisation. Selon le montage, les tensions électriques, la radiofréquence et la chaleur peuvent provoquer électrocution, brûlures ou incendie. Les essais doivent être réalisés par une personne compétente, en commençant à faible puissance et avec les protections adaptées.

Dans les limites autorisées par la loi, ON4CRD et les contributeurs ne garantissent ni l’aptitude à un usage particulier ni les résultats, et déclinent leur responsabilité pour les dommages résultant de la construction, de la modification ou de l’utilisation. Cette mention ne limite aucun droit impératif ni aucune responsabilité que la loi interdit d’exclure.
