NXP LPC

現在計画中の無線機は,受信部はアナログフロントエンド+SDR,送信部はDDS/PLLという最近では一般的な?な構成を予定しています.
そのためのお手軽なマイコンとしては,NXPのLPCかSTMicroのNucleo関連がメジャーです.開発環境については,NXPはユーザ登録すれば実用上問題無い程度の規模制限付きで入手できます.一方STMicroの方は,最初から規模制限は無い?様です.高速ADCが内蔵されたARM-M4(DSP拡張されている)ベースのチップがあるために,LPC4370をSDRに用いるという記事も散見されます(CQ出版のインタフェースなど).
受信がCWのみの場合,SDRは若干牛刀な雰囲気も否めませんが(笑),練習と思ってゆっくりと進めようかと.

KiCad

最近,いろいろな工作の希望が並走していて,とっ散らかっているのですが,表面実装部品も多くなってきたこともあり,プリント基板の自作を考えたいと思っています.最終的に安定したところでは,基板会社に頼めば便利なのですが,実験レベルでは,自分でもエッチングをやってみたいところです.
どちらにしろ,基板CADが必要になります.巷では,EAGLEが鉄板だったのですが,契約条件が色々あり,趣味用途では,基板サイズが限られているのと,商売に使ってはいけない,という制限があります.特に,ビジネスにするつもりは無いのですが,実費で配布しても文句を言われそうな気がしたので.
一方,ここ数年,CQ出版が一押しにしている基板CADはKiCadです.何よりも楽しいのは,ソースも開示されていて,Linux版もあることです.自分でソースをいじることは無いとは思いますが,古い人間としては,なんとなく安心感があります.また,最近の版では,ライブラリをgithubでworld wideで共有,配布する方向になってきており,それも便利そうに感じている次第です.
とりあえず,トラ技スペシャルをながめてサンプルを試そうとしていますが,あれは旧い版のKiCadをベースにしているので,注意が必要ですね.

ATS-4b再調整

先週の菰釣山SOTAで,21MHzで世界中に強力な信号を展開しながら,受信フィルタの調整ミスというお粗末な原因で,皆さんのコールを取れないという失態を演じてしまいました.
今まで数多くの無線機を組み立てながらも,受信フィルタがそんなに遮断特性が良かった経験がなく,調整を甘く見ていたのが敗因です.
早速,FT-450の出力を5[W]に絞り,Diamondのダミーロードを接続して,パドルで送信し,ATS-4bの受信フィルタを調整.
低い周波数のバンドほど,フィルタとしてはブロードというか,多少ずれていても信号が聞こえないということは無いのですが,ハイバンドになると意外とクリティカルなことがわかりました.
問題の21MHzについては,予想通り全く聞こえない状況になっており,二つのトリマーを交互に調整して,とてもよく聞こえる状況になりました.次の週末にでもテストしようと思います.

菰釣山SOTA (JA/KN-005)

桝形山無線倶楽部の皆さんと,菰釣山(こもつるしやま)にアクティベーションに行きました.
先日変更申請が終わったばかりのATS-4bの実験,21MHzのEFHWの実験,ハムフェアでゲットしたリチウムイオン電池で作った電源の屋外初運用など,初物尽くしの実験です.
山頂までは,時間はそれほど長くはかからないのですが,急な上り坂が連続するため,結構疲れるというか息が上がります.
前もってATS-4bのキーメモリーにコールサインやSOTAの情報を入れておいたので,21MHz様にEFHWアンテナ(7mのビニール線)を釣竿で設置後,ひたすら送信するも全く応答が聞こえず,「コンディションが悪いのかなぁ」,と考え,その後JL1NIEさんがspotしてくださったのですが,それでも全く応答が得られず.次第に山頂の寒さが身に応え始め,あきらめかけていたところ,JL1NIEさんが,「7M4EZBは信号は強いが全然応答しない」とWebサイトに書かれていると教えて下さり,どうもATS-4bの受信がうまくいっていないことがわかり始めました.おそらく受信フィルタの調整が誤っていると推測されます.
自宅のアンテナは14MHzと7MHzしかないため,21MHzの受信フィルタは,ノイズを頼りに調整しただけでした.
コンディションは結構良かった様で,ZLからも強い信号と言われていたそうで.私の信号に一生懸命応答してくださった皆様,本当に申し訳ございませんでした.
9月に製作し,10月中に変更申請が間に合い,あとはアンテナという具合にあまり余裕の無いスケジュールのしわ寄せがこんな形で表れてしまいました.せめてもの救いは,皆様のおかげで,作り立てホヤホヤのリグで遠くまで信号が届くことを確認できたことです.どうもありがとうございました.
これからリグを再調整して,次回に備えたいと思います.

山頂が寒くて写真をほとんど撮らなかったのですが,少しだけ.
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ATS-4bの申請完了

TSS経由で申請しました.紙ベースの方が速いという情報を各方面から得て,試してみました.TSSのサイトに置いてあるExcelは意外とよく出来ています.
それに記入し,お金を振り込んでTSS宛に送付したのが9月末頃.なにも音沙汰がなかったので,その二週間後くらいにTSSへ電話したところ,書類が届いて翌日くらいにはすぐに総通へ送付したとのこと(確認の際にコールサインをスマフォのマイクにフォネティックコードで言ったのが新鮮でした).
待つこと数日で紙の局免とシールが郵送されてきました.TSSへ送って正味3週間くらい.確かに電子申請よりも速いかも知れません.
秋のSOTAに間に合ったのが何よりも嬉しい!

シールを貼って出撃準備万端のATS-4b

シールを貼って出撃準備万端のATS-4b

ATS-4b作りました

ATS-4bの基板,ほぼ完成状態.

ATS-4bの基板,ほぼ完成状態.

KD1JVさんがMountain Topper Radioの前に開発していたのがATS-4bです.最近,JA4AZSさんから未開封のキットを譲っていただき,秋のSOTAで21MHzでデビューするために?,急遽作成しました.JA4AZSさん,貴重なキットをお譲りいただき,ありがとうございました.無事,作成,稼働した様です.
基本構成は,80m, 40m, 30m, 20m, 15mの5バンドで,切り替えが送信フィルタ,受信フィルタ,マイコンへの指定の3種類ある点,ファイナルがBS170である点など,基本設計はそっくりです.7セグメントLEDのみの Mountain Topperと比べると液晶ディスプレイの表示情報量が極めて多く,音量調整のボリュームがあったり,色々多機能で,Mountain Topperのスーパーセットという感じです.
言い換えると,Mountain Topperは,ATS-4bから色々削ぎ落とした,割り切った設計と言えます.
とりあえず,周波数のキャリブレーションをして,出力電力を測定しました.電源は,最初は,NiMHの006Pを用いたのですが,うまく動いていることがわかった後で,単3エネループ8本に変更しました.電圧は,10.1[V]くらい(ATS-4bの液晶で表示された電圧).
この状態で低いバンドから順に2.9[W], 2.7[W], 2.7[W], 2.3[W], 2.3[W]くらいです.ハイバンドほど出力が下がるという傾向です.
ただし,ダミーロード相手に電波を出力している間に,かなり電圧が下がり,7[V]台になることもあるので,今度,例のLiイオン電池+三端子レギュレータで測定をやり直そうと考えています.
その前に,受信側のフィルタの調整もやらないといけませんね.

初SOTA

かなり時間が経ってからの報告になりますが,今年の夏8月14日に初めてSOTA (Summit On The Air) というものに挑戦しました.既にSOTAを楽しまれているJL1NIEさん,JG1GPYさんに連れられて,山梨県の大菩薩嶺(JA/YN-024)に登り,Mountain Topperに活躍してもらいました.

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リグ,アンテナ用釣竿,頂いたパドル他もろもろ

この写真が,山頂で「お店を広げた」状況です.
山頂は意外と気温が低く,レインウェアの上着を着ながら,寄ってくるハエと闘いながらの運用は,なかなか忙しないものでしたが,JG1GPYさんから頂いた小型パドルのおかげで,無事4名の方と交信することができました.つたないキー操作のお相手をしてくださった皆様,どうもありがとうございました.
マイクロスイッチで作った自作小型パドルも試したのですが,スイッチのOn/Offストロークが深く,なかなかテンポよく打鍵?することが難しかった印象です.

アンテナは,14MHz用の自作ダイポールで,バランは,QRPに特化してコアはFB-801を使い,バルサをくりぬき,中に埋め込む超軽量なものにしました.なので,普通の釣竿でもそれほど垂れ下がらずに設置できることが売りなのですが,いかんせん,4,5mの釣竿では地上高が低いみたいで,信号強度が弱いというレポートを更新した皆さんからいただきました.次回までに改善したいと思います.

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山頂で運用中の軽量バラン

Liイオン電池で楽しむ

山と無線で知り合ったJA1CTCさんにリチウムイオン電池の保護回路基板をいくつも分けて頂いたので,ハムフェアで入手した3本パックをバラして使いやすくすることにしました.3本パックは,まとめて管理する保護回路がついていますが,個々のセルのバラつきを念入りに面倒見てくれるわけではありません.そのため,保護基板をはずし,各セルから配線を取り出し,個別に充電できるようにしました.但し,保護回路は,過充電,過放電防止に重要なので,1セル単位で機能するものが必要になります.そこで譲っていただいた基板が役に立ちます.

本来は,電池にべったりとくっつけ,セルが高温になった時の検出用サーミスタも有効利用すべきですが,今回は温度管理はしないので,とりあえず,別基板で保護回路を構成しました.まず,保護回路基板に錫メッキ線をくっつけて基板につけやすくします.

実装用にメッキ線を付けた様子

実装用にメッキ線を付けた様子

次に,3本パック用に,保護回路基板3枚を実装した回路を製作します.また,Mountain Topperは9V動作なので,三端子レギュレータボードも作成します(STMicroのレギュレータ付でaitendoで99円でした).

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Liイオン電池3本パック用保護回路セットと9V用レギュレータ

コネクタの4本端子に対し,1セル毎に間違いなく充電するために,2.1mmの充電用ジャックを3連にしたものを作成しました.ボーっとしていると逆接続して火災を起こしそうなので,こういう部分はフェールセーフにしておきます.

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3本パック充電用ジャック

実験用正負可変シリーズ電源とデジタルオシロ

負荷に対する特性を色々測定してみました.トランスが1[A],レギュレータ317/337が1.5Aの仕様なので,トランスがネックになりそうです.トランス能力の半分から7割りくらいと思った方が良いです.細かい数値をいろいろ測定しましたが,ざっくり言うと,±15[V],0.7[A]というスペックであれば,最大負荷時に出力が1%ダウン,リップルは正負のどちらも6-8[mV]程度で思ったより優秀でした.

測定していてデジタルオシロの秘密?に気が付きました.使いこなされている人はご存知かと思いますが,プローブをx10にすると,微小電圧の誤差が大きくなります.x10にしたことで,プローブからの信号は1/10に弱くなります.デジタルオシロ側は表示を10倍にするために内部で計測値を10倍にしているのですが,これがアンプのゲインを10倍にするのではなく,ADCの値に10を掛けているのでしょう.そのため,微小な電圧に関して不自然に大きな,というか粗い数値になるみたいです.デジタルオシロでは1GHzとかの高速サンプリングが必要なので,量子化誤差の小さい多ビットのADCを使うのは難しいと思うので,仕方ないのかもしれません.

学生の頃,実験でx10にした方が回路に与える影響が少なくて良い,となんとなく言われ続けたので,x10を使いたくなってしまうのですが,注意が必要です(それでなくても内部ノイズが多いデジタルオシロですし).

話を電源に戻しますが,こんなに優秀ならば,無線機の電源にも使いたくなります.でもFT-450は50[W]出力だと15[A]くらい欲しいんだよなぁ.

PCにアンプとスピーカーが欲しい

発熱,低消費電力が気になり,自宅のメインのPCをノート型に変えたのですが,内蔵スピーカの音が貧相なので,簡単でも良いから外付けスピーカを付けることにしました.TA8207KLという東芝のICのセカンドソースを使ったキットが秋月から700円で売られていたのでそれを活用.スピーカーは,何年か前に雑誌ステレオの付録でついていたFostex P800Kを使うことに.この付録は,スピーカー自体を作るので結構大変ですが面白いです.基本的には接着剤作業で,一番の山場はコーンをボイスコイルにうまく接着する部分でしょうか?これが曲がってしまうとコイルが磁石とこすれてうまく動かないかも知れません.カプトンテープみたいな材質の薄い板が入っていてこれを丸めてスペーサーとすることでうまく位置合わせするようになっています.スピーカー表面に接着剤の後が見えるので,気になる人は腕の見せ所ですが,うちのはいかにも手作りになってしまいました.アンプキットはとても簡単なのではんだ付けを済ませ,適当なアルミケースに組込み,同じく秋月の12V1A ACアダプターを接続して完成.さすがに音がとても良くなり,今まで聞こえてなかった音の情報がとても多かったことに気付かされました.おすすめです.