2021年02月27日

衛星自動追尾コントローラ検討

CALSAT32 コントロールパネル2.jpg   CALSAT32 コントロールパネル.jpg
CALSAT32は、JR1HUO OM殿製作のソフトです。

先日、仰角ローテーターのプロトを作り動かしてみましたが、やはり衛星軌道計算アプリに連動して衛星を自動追尾する機能を実現しないとせっかくの能力が活かされないと思いました。
しかし、当局はWindous等PC側で動くアプリケーションソフトに関してはからっきしダメで、自力でなんとかしようにも、何から手を付けたらよいのかさえわかりません。
たまたまではありますが、衛星の軌道を計算してくれるソフトを検索して最初に見つけたのが「CALSAT32」というものです。なんと、このアプリには、市販のローテーターを自動で駆動する機能が搭載されています。
この機能を使って何とかできないかと、検討を始めてみました。
その結果、やっとI/Fが動き始めたのですが、紆余曲折があったので備忘録として記録を残すことにしました。
まずこのCALSAT32から自動追尾をするためのI/Fとして設定されているのが
 @ PICNIC
 (秋月で販売されてた、製造元は、TryState すでに生産終了)
 A USB-FSIO
 (PICによるHIDデバイス。製造元はKm2NetInc 現在も入手可)
このいずれかが必要であり、このI/Fとローテーターとの接続は、
 回転角:0〜5V のアナログ電圧(ローテータからの出力)
     入力角度と電圧範囲は設定可
 回転方向制御:左/右、上/下のスイッチ制御
     (オープンコレクタによるスイッチ)
つまり、ローテーターコントローラーは、アンテナが向いている方向(左/右、上/下)の角度を0〜5Vの範囲で出力し、左/右、上/下の制御するスイッチ入力を持てばいいということになります。
勿論、CALSAT32に接続する@orAのI/F機能も取り込めればいいのですが、まずはI/Fを使って動かせるところまでを検討することにしました。

まずI/Fです。PICNICと聞いて、もしかして持っているのでは? 引越しで捨てたかと思いつつ探したら、出てきました。なんと初代です。20年くらい前? おそらくネットワークを介して何か制御できればと思い買ったのでしょう! 記憶からは、サンプルソフトを動かして終わったような?! PCのソフトを作れませんからね!
説明は、第二世代でやられているので動くのかどうかよくわからなかったのですが、まず初代のPICNICを動かすところから始めました。
なんと2001年1月号のトラ技に解説記事があり、これも自炊したPDFがあったのでこれを参考にやってみました。
PICNICの操作
 @ JP2をショートして BootstarapModeで起動する
  (RS232Cで制御できるようになる)
 A RS232Cは、ストレート接続
 B 秋月のUSB-RS232C変換ケーブルはPL2303を使用しており
   Win10ドライバをメーカーサイトからダウンロードし、
   インストールしないと動かない(偽物対策らしい)
 C 9600ボー、8bit、1stopbit、ノンフロー
 D TeraTermなどで、シリアル接続、起動すると 
   PICNIC> が出る
 E help 下矢印2 で操作ヘルプ
 F cofig 下矢印2 で現在の設定値
 G データの変更は 小文字でヘッドレター = 設定値
   ex. i=192.168.1.15 下矢印2  :IPアドレスの設定
      l=1 下矢印2       :液晶表示 #はいらない

IMG_3691.JPG

PICNICのLAN接続
 @ JP2のショートを外して、ノーマルモードで起動
 A 初代PICNICは、PCとTCP接続ではなく、UDP接続
 B PCのLAN端子とPICNICの接続は、
   直接の場合クロスケーブル(動かなかった?!)
   HUB経由の場合、ストレートケーブル
 C 接続状態の確認は、PICNICに設定したIPアドレスに
   PINGで確認
 D PICNICの液晶表示では、ex.192.168.001.050 となり、
   PINGはこれでOKだが、CALSAT32のコントロール設定に
   このまま入力すると動かない。通信タイムアウトとなる。
 E CALSAT32のIPアドレス欄には、ex.192.168.001.50 と入力すると動作する。

これで、PICNICに入力された方向を示す電圧の値が表示される(何も入れてないので0V)
コントローラーで、方向を指示するボタンを押すとPICNICのそれに相当するビットのLEDが点灯する。

IMG_3692.JPG

ここまで確認できれば、あとは、ローテーターコントローラー側の方向を示す電圧が出せるようになれば
とりあえず自動追尾が可能になると思われ、第一次の検討は完了としました。

蛇足:CALSAT32は、追尾する衛星の方向角、仰角をリアルタイム(数秒置き?)でテキストを吐き出しており、この値をUSB経由シリアルで流せるような中間アプリを作れれば、PICNICなどのH/W I/F無しで、コントローラーでUSBシリアルケーブルだけでダイレクトに角度制御できるようになるのですが、PCアプリを作れないので、まずはH/W I/Fを介して電圧制御、接点制御でトライしてみます。
 もう一つ見つけたKSATという軌道アプリの追尾ソフトは、このKSATから吐き出されたテキストデータをもとにPICNICを制御するコントロールアプリになっているようです。
KSATは、JH3RKB OM殿製作のソフトです。

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2021年02月21日

仰角ローテーター検討(プロト1)

IMG_3665.JPG

いつもお世話になっているOMさんが、衛星通信にトライされGPだと厳しいのでそれ用のヤギを作ってできれば仰角も制御できたらな〜!とささやかれてました。
簡易型ローテーター(Pocke TATOR)を頒布させていただいたときに衛星用に仰角も回せればというご要望もいただいたことがあったのですが、これを実現する構造のイメージができなかったのでそのままにしていました。
その時は、ギヤモーターでシャフトを直接回すことのイメージができなかったのですが、更にギアをかませればできるのではないかと考えてみました。
しかし、それを実現するにもシャフトがスムーズに回転するためのボールベアリングのようなものが必要になります。勿論、ベアリングは購入できるわけですが、20mm、25mm程度の径の物への対応となると高価ですし、重たくなります。
3Dプリンタが活用できないかと考え、ボールには以前購入していたパチンコ球を使用してみることにしました。
普通のベアリングは、外径と内径があって、内径にシャフトを通す穴が開いています。
ボールはどうやって入れるのだろうかとか、試行錯誤の結果、内径はなくしてシャフトが直接当たる形状にして、ボールはサンドイッチ状に挟み込む構造としました。
これが思いの外うまくいって、最初の設計がそのまま活きています。

IMG_3618.JPG

シャフトには、アンテナへの影響がないようにエリアポールという害獣対策用のFRPポールの20mmの物を使用することにしました。

IMG_3619.JPG

ベアリングを支える筒はいつもの塩ビ管です。外径48mmのVU40が丁度使えるサイズでした。

IMG_3620.JPG

このポールがうまく回せるか、ギアも印刷して実験したのでが下の動画です。



この結果をベースに、ギアモーター、ベアリングシャフトを固定するベースを設計し、3Dプリント(なんとこれが6時間もかかる)、組み立てて、頒布したPockeTATORに乗せて回してみたのが下の動画です。



片持ちで2m用の3エレヤギアンテナ(ダミー)を回してみたのですが、思いの他よく回っています。
ここまで来て、アジマス回転は従来のPockeTATORを使用しましたが、これもギアをかませて一体感のある形状にできるのではないかと、仰角ローテーターの形状を縦に使って組みあせたものを作ってみました。
ベアリングも縦方向を支えるためのスラストベアリングが必要になり、先に作ったベアリングをベースに設計し、作ってみました。VU管の下側に装着したスラストベアリングが下の写真です。

IMG_3654.JPG

黄緑の部分がスラストベアリングになっています。ボールは同じパチンコ球を使っています。
アジマス回転ギアは、仰角ローテーターの下側に貼り付けました。

IMG_3655.JPG
ポールに取り付けた様子

IMG_3659.JPG
2m3エレと70cm6エレ(ダミー)を搭載した様子





実際に回転させてみた様子です。
最初のプロト機としてはうまくいっているのではないかと思いました。
しかし、頒布しているPockeTATORは、基本強度を塩ビ管に持たせているのと比較して、今回のプロト機は、ベアリング部は別として構造的に3Dプリンタで作ったベースが強度の基本になっています。
見た目だけでなく実際も強度的には課題があるなあという印象です。
回転トルクは、1:4のギアを追加していますので、ギアが強度的に持つのかは別にして上がっていると思いますが。
コントローラーがPockeTATOR用を使っているので1/4しか回転できず現在90度までですので、ソフトの改良が必要です。また、電線も2本のLANケーブルを接続していますが、できれば一本にしたいと思っています。
これから勉強しなければいけないのですが、衛星追尾ソフトと連動して回転させるインターフェースソフトの開発も必要です。
あらかじめ何点かプリセットしてステップごとに回転させる方法だとスタンドアローンででもできますが、ルートの度にプリセットが必要ですし、せっかくなら自動追尾にしたいところです。

強度の問題だけではなく現在は基本機能のみですので、丸裸の状態ですし、どういう風にケーシングするかも考えなければならないです。ベースとギア、ベアリングで約20時間のプリント時間も課題です。
ケースまでとなると、あと何時間かかるのか?

完成までは遠い道のりのような気がします!






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2021年02月08日

高精度病 再び!

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前に高精度病に掛かったのは2014年ころだったようです。
この病から解放されるのに1年ほどかかりましたが、実はこの直近の1年ほど再びお付き合いをさせていただいてました。と、言っても完全にはまったわけではなくあくまでもお付き合いです。
前回の様子は、このブログで紹介していましたが、

http://blog.toshnet.com/article/102455817.html
http://blog.toshnet.com/article/104543388.html
http://blog.toshnet.com/article/109203991.html
http://blog.toshnet.com/article/170983229.html
http://blog.toshnet.com/article/171220100.html
http://blog.toshnet.com/article/171729612.html
http://blog.toshnet.com/article/173628397.html

実は、当局の前の会社の後輩がこのブログをきっかけに自分もやってみたい、但し同じことをやるのではなく自分の知恵を入れた形で実現したいとやり始めたようで、ある程度形になってから、こんなの作ってみたけど性能の評価できませんか?!と突然申し入れがあったのです。
彼は、現役のエンジニアで組み込みマイコンのプロなのですが、コンセプトを聞かせてもらって面白そうだと思い自分もやってみることにしました。ちょうど1年ほど前です。
一応、やるのはいいけど、どんどん深みにはまるし、基準器が欲しくなるし、測る道具も欲しくなるし、奥は深いよ!と忠告をしたうえでスタートしました。引越しもしましたし、間は空きましたが、結局1年経過しています。

結果としては、とても素晴らしいものができたと思います。
しかし、彼は、
@ ダブルオーブンのOCXOとして、評判のいい当局も使用しているMORIONのMV89を入手
A 結果としてHP 53132(高性能周波数カウンタ)を入手
B 開発の手助けに200MHz帯域4cHデジタルオシロを購入
C ルビジウムも入手
という結果になってしまっております。
10mHzを追っかけるのならそこそこでできると思いますが、無謀にも100μHzを追っかけたかったようで、結果としてはまってしまったようです。

肝心のコンセプトですが
@ 通常100μHzを制御しようとすると周波数をカウントするのに10000秒(約2時間47分)かかるところを
  1/10の1000秒(約17分)で制御する
A @を実現するのに、最新式の32bitマイコンSTM32F411を使用する(動作クロック100MHz)
B GPSのPPS信号のカウントのみならず、位相情報も比較して制御する(よく理解できていません)
C 制御した結果として推定周波数を表示する
というものです。
ダブルオーブンのOCXOやルビジウムであっても外気温の変化などによって周波数は動きます。
3時間近くも、100μも動かないことはあり得ません。
従って制御周期が短くなれば、それらの補正制御も緻密になるだろうと考えました。
それによく理解できていないのですが、位相も見て制御するというのも面白いなと思いました。
また、推定発振周波数が表示できるのも面白いと思いました。
この推定周波数表示の妥当性が確認できれば、いちいち基準クロックを持った周波数カウンタで測定する必要もありませんし。
唯一気になったのは、1/10の時間で制御する手段として、マイコンの中に入っているPLLによって制御された100MHzのクロックを基準にするというところでした。
つまり、このPLLのジッターで100μHzの制御には無理があるのではないかということです。
半信半疑の部分もありましたが、とりあえずやってみることにしました。

回路図をもらって、それを蛇の目基板に組んで、ソフトも送ってもらって自分で焼いてとりあえず動かせる状態を作って、毎日毎日、吐き出されるログをTeraTermで読み込んでsのデータを送り返して、まず彼と当局の試験機が同じようなレベルになるように追い込んでいくところからのスタートでした。
理解しようという意識が低かったこともありますが、吐き出されるログデータの数値の意味は今もわかっていません。勿論、推定周波数とDACデータくらいはわかりますが。

2021/2/7 15:32:14, 43.86, 2048, 10000000.00010, 241330, 3935, -105, -378, 1604, 4,11, 43.82, 43.87,
2021/2/7 16:06:23, 43.84, 2048, 10000000.00006, 241326, 3919, -65, -357, 1046, 1,18, 43.84, 43.89,
2021/2/7 16:40:30, 43.56, 2048, 9999999.99998, 241326, 3891, 11, 72, 912, 1,18, 43.56, 43.85,
2021/2/7 17:14:38, 43.25, 2048, 10000000.00003, 241326, 3888, -35, -304, 663, -1,21, 43.24, 43.56,
2021/2/7 17:48:47, 42.73, 2048, 10000000.00004, 241326, 3887, -48, -324, 858, 0,20, 42.73, 43.25,
2021/2/7 18:22:56, 42.55, 2048, 10000000.00002, 241325, 3871, -28, -205, 785, 2,22, 42.55, 42.73,
2021/2/7 18:57:05, 42.35, 2048, 10000000.00006, 241323, 3863, -65, -602, 620, 1,20, 42.35, 42.55,
2021/2/7 19:31:14, 42.27, 2048, 10000000.00001, 241323, 3846, -18, -170, 636, -2,20, 42.26, 42.35,
2021/2/7 20:05:23, 42.11, 2048, 10000000.00006, 241319, 3852, -64, -558, 662, 2,22, 42.10, 42.27,
2021/2/7 20:39:34, 41.88, 2048, 10000000.00003, 241311, 3834, -34, -239, 836, 2,19, 41.88, 42.11,
2021/2/7 21:13:41, 42.08, 2048, 10000000.00017, 241295, 3817, -171, -751, 1311, 2,22, 41.86, 42.09,
2021/2/7 23:30:20, 42.33, 2048, 10000000.00005, 241275, 3752, -54, -481, 654, 3,19, 42.33, 42.62,

入れ替え実施したルビジウムGPSDOのログサンプル



途中で、OCXOの温度データも取るようにして温度変化の影響を見たりしながら追っかけて行きました。
だいぶ変動が少なくなってきましたが、時々数mHzほど表示周波数が飛びます。
しかし、ルビジウム基準の周波数カウンタで見ていてもそんな飛びはありません。
推定周波数の算出のところに問題というか、課題があるのではという議論をしてきました。

そうこうしているうちに、GPSモジュールの性能によってこの辺りに違いが出るのではないかということになり、それまではU-BLOXのM6を使用していましたが、秋月で販売されているみちびき対応のがいいということになり入手したのですが、当局はなぜか2個もつぶしてしまいずっとM6で評価していました。
そのうちM8がいいのではなり、Aliに頼んだら中華製互換品のATGM332Dというのが到着し、これが意外とよくて今までM6だと衛星が5,6個だったのが10個以上場合によっては15個も捕捉でき飛び現象も一気によくなったとのこと、当局にも送ってもらい、またDACも当初は手持ちにあったNEC製の16bit版を使用していましたがBBのPCM5102 32bit版も送ってもらい入れ替えました。
確かに安定度は増しましたが、当局の場合はまだ少し飛びの現象が残っていました。
同時に、当局はATGM336Hという百斗も受信できるというGPSモジュールを手配していて、到着して入れ替えてみるとなんと、20以上普通に25個くらい、最大30個の衛星を捕捉できているではありませんか。
更に安定度が増したのは言うまでもありません。

ここまできたら、これまで基準器として使用していたルビジウムを信号源として制御していた前に作ったルビジウムGPSDOの制御を入れ替えてみたくなりました。
基準をいじることに懸念はありますが、基準の性能が上げられそうならぜひやってみたいと一気に組み立ててみました。勿論、今までの制御基板にすぐ戻せるようにI/Fは合わせて作りました。
実験の様子です。この状態でログを取ってみると実に安定しています。

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これは入れ替えるしかないと考え、これまで16文字2行だった液晶が20文字4行になるのでケース加工も必要となりますが、入れ替えを実施しました。

C0478EFF-678A-4344-84DC-11F66CAACC8F.JPG
入れ替えて実装した内部

IMG_3597.JPG
これまでの制御基板 8bitマイコンでDACはPWM方式
GPSモジュールも当時aitendoで仕入れた初期の物

こうしてダブルオーブンのOCXO、ルビジウム 両方動かしているのが最初の写真です。
写真では、ルビジウム信号源GPSDOを基準クロックとして、ダブルオーブンOCXOGPSDOの周波数をカウントしています。
この推定周波数表示は、10μHzまで表示しています。確からしさは知る由もないですが慣れてくるとこの桁が気になり始めます。完全に高精度病です。測る手段はセシウム信号源しかありません。

中華製を含め、雑誌の製作記事など多くのGPSDOがありますが、JA9TTT 加藤さんが製作されたトラ技のGPSDOを除いて1mHzレベルの安定度を評価した結果を掲載したものはなかなか見当たりません。
勿論、そのレベルの必要性がどこにあるのかという点においては、おそらくないと思いますが、当局を含め一般的に中古レベルで手に入れられる測定器、ルビジウム、ダブルオーブンのOCXOなどで実現できる限界と思われる性能(周波数精度と安定度)が得られる、この方式は素晴らしいと思いました。
回路は簡単ですし、ALIで手に入るGPSモジュール、DAC基板、マイコンボードで再現性は高いと思います。
残念ながら、信号源であるダブルオーブンのOCXO、もしくはルビジウムは結構高価ですし、なかなか手に入らなくなっていますが。

まだまだ評価は続くと思いますが、懸念されたPLLの問題も心配することもなかったようで、十分実用になる、この素晴らしい方式を考え作ってくれた後輩に感謝したいと思います。

最初に書きましたように、当局はいまだに原理を理解できておりません。いわれるがままに模倣して作って評価しただけです。
あまり表にしていないようですが、本人の許可をもらいましたので、詳細(まだ纏めがないですが)は作者のサイトをご参照ください。

http://triode.dip.jp/honkytonk/2020/06/electronicworks/gpsdo10mhz_1.html



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2021年02月04日

終端型パワー計の製作

IMG_3582.JPG

先日、中華製ダミーロードの修理を行いましたが、見ているうちにせっかくだからパワー計を組み合わせてみたくなりました。
それというのも、AKCメンバーのOMさんがダミーロードにメーター型のパワーメーターが一体化されているものをお持ちで、いつ見てもいいな〜と思っていたからです。
お持ちの物は四角型ですが、当局が修理したものは丸形です。
これに合うラジケータを探してみたら何とか使えそうなものが見つかりました。
それなら作るしかないと、とりあえず現物合わせでステップバイステップで始めました。
まず、電力検出部です。基本的にはFCZ研究所で発売されていたQRPパワーメーターと同じ回路を採用しました。
基本的にというのは、使用しているメーターが違うので測れる範囲が違うだろうということで、現物合わせで進めたからです。

IMG_3576.JPG  

この検出部に、メーターと半固定VRとスイッチを組み合わせ、まずバラックの状態で測定範囲を決めるために定数の検討をしてみました。

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このダミーロードはもともと5W用ですのでヒートシンクは小さいのですが、先日の修理でダミー抵抗は30W用を使用したので、短時間なら大丈夫だろうと20Wまでの測定範囲としました。
ローパワー側は、最大0.5Wとして、それぞれ、センターが2.5W、0,1Wと通常使う範囲としては適当に良い測定範囲が得られました。
メーターの目盛りも作成して、元の目盛りの上に貼り付けました。

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次は、ダミーロードとドッキングするケースです。
最近は、3Dプリンタを活用しているので、今回も3Dプリンタで現物合わせで寸法を測って3DCADでエイヤット図面を書いて、まず第一回目の出力をしました。
20分ほどで設計した割には結構うまくいっていて、ダミーロードとの篏合の部分のストッパの位置の寸法を間違えていたのを直して2回目で完成させました。

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出来上がった終端型パワーメーターです。

IMG_3583.JPG   IMG_3584.JPG

とりあえず出来上がったものの、先日の結果では、430MHz帯でも十分使えるダミーロードでしたが、検出部分を無理やりつけたので、その影響が気になるところでした。
そこで先日を同じようにリターンロスブリッジで測ってみました。

IMG_3585.JPG  IMG_3586.JPG

案の定、430MHzが大幅に悪化し、-14dBほどしか取れていません。144MHz帯は-25dBほど取れていますので十分使えそうです。
チューニングすればという思いもありますが、144MHzまで使えればいいやと思い終了としました。
FT-817に接続して測ってみましたが、バンド間での表示の差もほとんどなく仕上がってました。
メーターは若干小さいですが、かねてより願望であったパワーメーター付きのダミーロードが手に入りました。





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2021年02月02日

ダミーロードの修理と特性比較

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以前、5Wの中華製ダミーロードに間違えて50Wを加えてしまって破壊してしまっていました。
50Wのダミーロードもあるのですが、手軽に使うには大きすぎでした。

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壊れてしまった5Wのヒートシンクだけでも使えないかと思案しておりましたが、コネクタを取り外す方法がわかりませんでした。
ねじ込みなのか、圧入なのか、接着なのか、わかれば対応法もあるだろうと思ってはみたもののわからずじまいでそのままになっておりました。

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先日、お世話になっているOMさんが、同じような構造の通過型のアッテネータを過大入力で焼損したようだとのことをツイッターで報告されており、ばらし方わかりませんかとお尋ねしたら、すぐにトライしていただきねじ込み型であることが判明しました。
それではと、改めて見てみると当局保有のダミーロードには回すための掴みしろがありませんでした。
結局、どうせコネクタ部分は壊すのだからとドリルで穴をあけ、回すためのひっかけを作って回してヒートシンクから外すことができました。

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コネクタの外側はどのようにはめ込んでいるのかわかりませんでしたが、これもドリルで数個の穴をあけて周りを切り取って無理やり外しました。

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破損したダミーロードチップです。よく見ると薄くはがれていました。断線でした。

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コネクタは、N型から当局が標準で使っているBNC型に変えました。
どういうつけ方にするか悩みましたが、もともとのベースをやすり掛けし、接合面を平らにしてBNCの各座と半田付けで結合しました。

IMG_3545.JPG   IMG_3546.JPG

取り替えたダミーロードは、おそらく数十年前に秋月で300円で2個購入していたものです。1個は終端型のパワー計に使って、残っていた1個です。

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さらに各座のネジ穴と、ヒートシンクをネジでとも締めしようかとも思いましたが、結果としてやらなくても大丈夫だろうとそのままにしてあります。
お陰で、コンパクトで使い勝手のよさそうなダミーロードが復元できました。
使えるようになると、どのくらいの周波数まで使えるのか気になりましたので、図ってみることにしました。リターンロスブリッジを使っての測定です。
どうせ測るならと、手持ちのダミーロードをすべて測ってみました。

1) 今回改造した5Wダミーロード
2) 中華製50Wダミーロード
3) 市販50Ω1Wと称するBNC型ダミーロード
4) 昔、LANの終端に使われていたと思われる1Wダミーロード
5) おそらく1200MHHzハンドブックか何かに乗っていた自作QRPダミーロード
6) 酸金150Ω抵抗を並列接続したダミーロード(ひげアンテナ)

の6種類です。以下結果を写真で示します。

1) 今回改造した5Wダミーロード
IMG_3562.JPG   IMG_3548.JPG

2) 中華製50Wダミーロード
IMG_3560.JPG   IMG_3561.JPG

3) 市販50Ω1Wと称するBNC型ダミーロード
IMG_3553.JPG   IMG_3554.JPG

4) 昔、LANの終端に使われていたと思われる1Wダミーロード
IMG_3556.JPG   IMG_3557.JPG

5) おそらく1200MHHzハンドブックか何かに乗っていた自作QRPダミーロード
IMG_3555.JPG   IMG_3552.JPG

6) 酸金150Ω抵抗を並列接続したダミーロード(ひげアンテナ)
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測定に使った基準ダミーロードはHP製の高級品ですが、リターンロスブリッジは、中華製の安いものです。
従って、測定値そのものの精度の信頼度は高くありませんが、比較という点においては十分参考になる結果だと思います。

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リターンロスが20dBでVSWRは1.222ですので、この辺りが使える範囲かなと思い見てみると、LAN用終端と酸金抵抗ダミーロード以外は、430MHzまでは使えそうです。
中華製の50Wは3GHzまで使えることになっていますが、測定系の問題もあり判断が難しいですが、今回の測定範囲は1.5GHzまでとしましたので1.2GHzでも使えることになります。
1200MHzハンドブックか何かで作ったQRPダミーロードもうねりはありますが、1.2GHzでも20dBを確保しており使えるものかと思いました。(昔、スミスチャート表示するインピーダンスアナライザで測定したときはもっといい値だったと記憶しています)
酸金ダミーロードは、144MHあたりまでが実用範囲かと思います。

ついでに、自作アンテナアナライザーの校正用に作った、100Ωと150Ωのダミーロードの特性を図ってみました。

100Ω
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150Ω
IMG_3566.JPG   IMG_3567.JPG

それぞれ、はぼ10dB、6dBとなっており、周波数特性もフラットで思いの外使えるものになっているなと改めて感じました。BNCコネクタで最短で対称形にチップ抵抗を配置した構造が功を奏しているのかなと思いました。

以上、備忘録としてまとめてみました。
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2021年01月16日

FT-817 PCインターフェース

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最近は、FT-8等デジタルモードでの運用が人気のようです。QRPでもDXとのQSOができるのも魅力の一つではないかと思います。
最近のリグにはUSBケーブル1本の接続で運用が可能となるインターフェースがついていますし、ICOMさんは、自動で設定を行うファームとアプリを出すと発表されたようです。
残念ながら往年の名器であるFT-817系は設計が古くそのようなインターフェースは装備されていません。
その昔にインターフェースを作って使ったりしていたのですが、最近のリグのようにケーブル1本というわけにはいかず、PCとインターフェースでUSBケーブル2本、インターフェースとリグもまた2本(CWも含めると3本)のケーブルが必要となり、せっかく小型でスマートなリグの特徴が活かせない接続となっていました。
過去からこの手のインターフェースは何度となく作っていたのですが、今回、FT-817の背面にドッキングして、PCとはUSBケーブル1本の接続でデジタルモードの運用が可能なインターフェースができましたので紹介したいと思います。

今回の原型になったものは、2016年に作っていたようです。

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http://blog.toshnet.com/article/177571699.html

これ以前にも、PSK31用にPCのRS-232C端子に接続するインターフェースを作っていたのですが、資料が残っていませんでした。

次に検討を開始したのが、2018年末でした。 3Dプリンタを導入し色々遊んでいた様子が見て取れます。

http://blog.toshnet.com/article/185379888.html

いかにFT-817にスマートにインターフェースを纏めるかという思想でやっていたようですが、基本構造は変わっていません。
2019年3月には、基板を起こして、ケースは3Dプリンタで作って、というところまで進んでいました。
FT-817の背面のミニDINもそのままケーブルを作ると奥にかさばるので、専用基板を作って後ろの接続もすっきりさせました。

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http://blog.toshnet.com/article/185759663.html
http://blog.toshnet.com/article/185821496.html

この状態で、ローカルさんに評価をいただいたら、あっさりとUSBケーブルを2本もつなぐのはどうかと!できればHUBを積んでUSBケーブル1本にしたらどうかと!逆提案を受けてしまいました。
当時HUBをどのように構成したらいいのかも知らなかったので、そこでストップ、またしてもお蔵入りしてしまっていました。
しかし、全く放置していたわけではなくHUB用のICにどんなものがあるかを調べたりはしていました。
たまたま、aitendoさんで安価なHUB用IC(ただし表面実装)を見つけたので一応購入はしておきました。

やっと、本題です。
昨年の暮れ(2020年12月)に急に思い立って、前に起こしたミニDIN用の基板とHUB用のIC、シリアルインターフェース用のIC、USBサウンドスティック用の基板のみを組み合わせて、FT-817の背面に直接ドッキングできるインターフェースができるのではないかと、検討を始め蛇の目基板で作ってみました。
そして出来上がったのが次の写真です。

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以前のインターフェースとの比較です。

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FT-817にドッキングした状態が次の写真です。

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この状態で実用になるのか、しばらく実運用に使ってみました。結果は特に問題はなさそうで、この状態でツイッターに投稿したら、想定以上の反響があり、当局自身が驚いてしまいました。
一台きりならこのまま使っていればいいわけですが、空中配線的なところもありずっと使ってゆくために、基板化しようと年末に基板設計をして発注しました。年末年始をまたぐので時間がかかるだろうと思っていましたが、意外と早く基板が出来上がり、組み上げるとともにケースも設計して3Dプリンタで作ってみました。

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リグとの接続は、ミニDIN、ミニジャックだけではなく、アース端子を活用したネジでのとも締めをしているため比較的しっかりとドッキングできています。
基板の裏側がむき出しですが、リグの背面に隠れるところなのでご愛敬でしょう!

動作するソフトも、WSJT-X、JTDX、DigitalSoundCW、CWGet/Typeなど一応動作が確認できましたし、ずっと使っていけそうなものが出来上がったと喜んでいます。
厳しいコメントとご指南をいただいたローカルさんにもきっと気に入ってもらえるだろうと思っております。逆にここまでに仕上げることができたことを感謝いたしております。

この状態での評価をOMさんにお願いしてやっていただきましたが、WSJT-Xの最新バージョン(2.2.2)では動作しなくて焦りました。
これは最新バージョンでのFT-817制御が動かなくなっているという既知問題で、リグ設定をFT-857にすると動くということが判明しました。
但し、当局の環境ではバージョン2.1.2では問題ないのに、2.2.2にするとパワーが出ないという問題にも遭遇しました。FT-817のDIGI MICのレベルを上げても最大パワーになりませんでした。
これは、PCを変えると全く問題が起きませんでした。PCとソフトとの相性があるようですが、これは原因がわかっていません。
そういう意味では、すべての環境で万能ではなさそうですが、そこそこ使えるものには仕上がったと思っております。

  
posted by ja6irk at 14:18| Comment(4) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2021年01月13日

TS-130 VFO アナデジ化

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2012年ころ、TS-130のVFOのDDS化を検討していました。
DDS化すれば周波数安定度が良くなり、当時やり始めたデジタルモードで使えるだろうと思ったからです。
当時、安価に入手できたAD9850ユニットを使用して何とか実装するところまでは仕上がりました。

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http://blog.toshnet.com/article/52817886.html
http://blog.toshnet.com/article/53249363.html
http://blog.toshnet.com/article/101363031.html
http://blog.toshnet.com/article/101659716.html
http://blog.toshnet.com/article/102455817.html

しかし、調整をする段階になり、数百Hz程度の精度しかない自作の周波数カウンタしかなく、精度病にはまってしまう遠回りとなり、肝心のVFOのDDS化は放置されることになってしまいました。
改めてみてみると、最初に検討を始めたのが2012年で、その次が2014年、そして今回が2021年と8年がかりの改造作業となってしまいました。その間、引越しが4回(京都→南品川→西大井→大阪→千葉)でこれらの残骸を持ち歩いていたことになります。

今回、今更再び作業となったのは、昨年の2月頃に、JF3HZB 上保さんがカラー液晶を使用してアナログの円盤スケールをマイコン制御で実現され、それに強い興味を持っていたからです。

https://tj-lab.org/

残念ながら、その当時すぐには取り掛からず相変わらず色々なことで遠回りをしていた結果として、取り組むことにしました。
サイトの情報を眺めていたら、マイコンはPICかと思っていたのですがESP32を使用してArduinoで開発されていて、これなら自分にもできそうだと思えたからということもあります。

前置きが長くなりましたが、まずブレッドボード上でプログラムをインストールし、手持ちのカラー液晶を動かすところから始め、なんとか動き始めたところで、TS-130のVFOユニットに取付が可能かどうかを検討しました。
やはり、小型の液晶を使ったにもかかわらずあちこちが当たってしまってすんなりとは入らず、結果としてはVFOユニットの取付窓部分を削って何とか取り付けられました。勿論、取付のためのネジ穴などありませんので、ボンドで固定してあります。

ツイッターで紹介させていただきましたが、その時の動画です。



通常だとこの辺りでまた放置してしまうのですが、投稿した当局の方が驚くほど反響があり、調子に乗って改造したVFOユニットを本体に実装するところまでやってみました。
次の動画が、その時の様子です。
6年前にやった時に、すでにバンド切り替えの信号を引き出しヘッダーコネクタにしていましたので、バンド切り替えに連動して周波数表示と、バンド毎の帯域制限も組み込むことができました。



せっかくここまで改造したので、調整して使用できるところまで進めようと思ったのですが、受信音が全く聞こえません。40年前のリグで6年前は動いていたとは言え、6年間の放置が災いしたようです。
しかし原因はすぐにわかりました。
AFアンプの動作からテストし、VR以降は音が出ていましたがそれ以前がNGでした。外観上は全く問題がないのですが、VRにつながっているシールド線の被覆の中で断線が発生していました。そんなに動く部分ではないのに!?というところですが、ここを接続して受信できるようになりました。
あとは入手していたサービスマニュアルを見ながら、電源電圧、AGC電圧の調整、局初の周波数合わせ(やっと高精度病で遠回りした成果が活かせました)をやって、おそらく当時と同じくらいの受信性能になったかと思っています。コイル類の調整は、とても面倒なのでやっていません。
ノイズも少なく、音質も最近のリグと比較してトリオらしい聞きやすい音質だとあらためて感じました。

送信部は、特に問題なく10W出力しており、マイクを使った音声信号もモニターする限りは特に問題はなさそうでした。
それならばと、早速PC⇔リグインターフェースを接続して、当初の目的であるデジタルモード(現在はFT-8)で運用してみました。音声の入出力端子は、すでに6年前に裏側に穴をあけてミニジャックを取り付けて配線してあり、接続は簡単でした。
時間的に、3.5MHzしか開けてなかったので3.5MHz国内バンドでの運用でしたが、当局は3.5MHzでの運用が少なかったせいか、立て続けに呼んでいていただき、20局ほどQSOさせていただきました。
今朝は7MHzでの運用でしたが、こちらも10局ほど立て続けにQSOいただきました。
受信信号を見ていても、周波数のふらつきは見られず実用範囲かなと思っております。
なお、このTS-130は6年前にTSS殿に保証認定いただき、デジタルモード接続での運用も含めて当局の設備として免許されているものです。

以降、VFOの出力信号波形、内部の写真などを掲載します。

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定K型LPF2段フィルタの後、エミフォロバッファーで出力

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                バンド信号入力

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フィルタとバッファーアンプ   VFOユニットの出力端子

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本体との接続、ユニットの電源、VFO出力、バンド信号入力の3ケーブル

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本体に実装した、表側と裏側の様子

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PCとの音声入出力I/F端子      I/Fとの接続の様子



posted by ja6irk at 14:25| Comment(2) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2021年01月01日

今年もよろしくお願いします

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今年一年素晴らしい年でありますように!



posted by ja6irk at 07:01| Comment(1) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2020年12月31日

今年もお世話になりました。

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コロナ一色の一年でした。
オリンピックの延期を筆頭に、色々なイベントが中止、延期、縮小となり本当に大変な一年でした。
そうした中で、現役を引退し、引越しもして、モチベーションが下がってなかなか進まなかった頒布活動も12月に入って何とか新しいアイテムも含めて実施でき、沢山の方に入手していただきました。
大変ありがとうございました。
2020年最後の今日、風は冷たく強い日となりましたが、大好きな富士山を眺めながらアンテナを回すことができたことに感謝をしたいと思います。

posted by ja6irk at 10:43| Comment(2) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2020年12月01日

頒布開始

今年もいよいよあとひと月となりました。
春先の少しの期間を除けば、コロナに始まり、終わらないコロナで暮れてしまいそうです。
無線関係のイベントもことごとく中止になり、アイボールイベント頒布会に参加できたのは、2月の関西ハムシンポジウムだけでした。
大阪から東京への転勤、引越しも手伝い、以降、モチベーションも下がり準備がなかなかできていませんでしたが、それぞれ少量ですが、頒布を再開しました。

簡易型小型ローテーター Pocke TATOR
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小型簡易アンテナアナライザー Pocke Antenna Analyzer
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小型収納型パドル Pocke Paddle U
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小型4chメモリー付きエレキー Pocke Elekey
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詳細は、頒布品のページをご参照ください。
http://pocke.tech/頒布品

posted by ja6irk at 16:56| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew