レーザーディスクでバタフライバリコンを作って MLA に仕立てる

レーザーディスクはアルミ箔をアクリルで挟んだ構造となっている。このアルミ箔を導体として使ってバタフライバリコンを作ってみた。

だいぶ前に秋葉原で1枚 100 円で買った直径 30cm のレーザーディスクをこのようにカットする。一般的なバタフライバリコンはこのような構成でである。

レザーディスクを使って製作したバタフライバリコンはこんなふう。

ステーター側はポリカ板にアルミフォイルを貼り付けてあるが、一般のアルミフォイルの5倍の厚さのものを使用している。容量は 20 ~ 160 pF となった。

これと手持ちの1mアルミ角パイプを使って MLA に仕立てる。四隅をフックボルトで締め付けてループを校正する。

給電部は一般的にはループで構成することが多いのだが、今回はフェライトコアによる給電としてこんなふうになっている。

タップをロータリースイッチで切替えて、最適な給電ポイントをセレクトできるようにしてある。

このような構成で、10 ~ 18MHz をカバーする。最低周波数の 10MHz はこのように、まあまあの特性で Q もそこそこにある。

バリコンが抜けきった 18 MHz では SWR も 1.3 くらいまでしか下がらず Q も低く帯域が広がっている。

パラにコンデンサを抱かせれば低い周波数まで同調できそうなので、7Mhzまで同調を試みてマイカ板に銅板を挟んだ自作のコンデンサを取り付けてみる。このコンデンサは電子レンジに使われている集成マイカを使ったものである。

7MHzまですることができて、このとおりの比較的良い特性となった。

 

さて、今週末はハムフェア 3年ぶりの対面開催となった。残念ながら私は体調不良のため参加できませんが、この MLA は 「 MLA48  J-35 」のブースでこの MLA を展示しますのでお立ち寄りいただければと思います。

PlutoSDR( ADALM-PLUTO ) USB-LAN アダプタでネットワークで使えるようにする

こちらのページで簡単に PlutoSDR をネットワーク対応にできることを知る。

現在、PlutoSDR をアンテナに近い 2F の観測室に置いてあり、

 PlutoSDR → (USB接続)→ PC -->(LAN Remote Desktop 接続)→ Main PC

という形で利用している。これが

 PlutoSDR → (LAN 接続)→ Main PC

このような形で LAN 経由でアクセスできるようになると格段に利便性が増す。

使えるアダプタは Analog Devices のページに指定されているが、一般的なものなら大丈夫だろうと Aliexpress でこのような USB-LAN アダプタを購入。

PlutoSDR に合わせて Micro USB 端子になっていて、電源供給が別途コネクタがでているものを選択。円安になったが送料込みで 1,000 円ちょっと。

設定は前回の Firm Update と同様に USB ドライブ PlutoSDR(F:)を参照する。

このなかの config.txt を編集して、20行目 あたりの [USB_ETHERNET]  ipaddr_eth アドレスを設定する。我が家のプライベート LAN 内の 192.168.20.80 を割り当てる。

必要に応じて gateway も設定しなさいとのこと。

ファイルを保存して、前回の Firm Update のときと同様に「取り出し」でファイルの Update を行う。このようにしないと設定が反映されない。

使用中の PlutoSDR は写真のように金属ケースに入れたもの。丈夫な B TYPE USB コネクタを使うようにしてある。

もう一つのポートは PlutoSDR の電源を入り切りして USB ラインをリセットするもの。他のPC に接続してある PlutoSDR にリモートデスクトップでアクセスしているときにハングアップすることがあったので取り付けた。

これらの回路を外して USB LAN アダプタを接続・組み込みを行う。と言っても USB コネクタを差し込んでケーブルを固定するだけ。

電源はもうひとつの Micro USB ポートに供給する手もあるが USB-LAN アダプタから電源ケーブルが出ているので使わなくなったスマホの充電器に接続する。使用電流は 520 mA 程度である。

アプリで動作確認、SDR# を起動して Source を PlutoSDR に設定、Configure 画面から先ほど設定したアドレスを入力する。

これで「 Connect 」すると、アクセスできてこのように受信できる。画像は NHK-FM 82.5 MHzあたりを受信したもの。

 

ところで、Pluto-SDR のキーデバイスである AD9363 は、受信2、送信2のポートが使用できるようになっている。手持ちの Pluto-SDR は初期のもので Rev. B なので、それぞれ1ポートが引き出されている。

最新のバージョンではこのように基板上に U.FL コネクタが用意されており、SMA-U.FL 変換ケーブルを使って使用することができるようだ。

私がこの PlutoSDR を購入したときにはキャンペーンで $99、 12,000 円ほどだったが、現在 Mouser では 32,000 円くらい。キャンペーンが終わって通常価格になり、円安のせいもあるだろうが、このへんの改良も含まれていることなのだろうか。

 

PlutoSDR( ADALM-PLUTO )の Firm Update

以前に購入した PlutoSDR( ADALM-PLUTO )の Firm の Update してみた。PlutoSDR はきわめて優秀な SDR パッケージと思うのだが、多少高価なこともあり、日本ではあまり使われていないのか、この関連の記事が少ないようなので備誌録メモとして書いておく。

まずは、Firm の Update 、Analog Devices の Pluto/M2k Firmware Updates を参照し、Firm もダウンロードする。
PlutoSDR を PC に接続すると USB 記録デバイスとして見えるようになる。ここにダウンロードした Firm ファイル Pluto.frm をコピーする。

USB コネクタを外さないようにして「 PlutoSDR(F) 」ドライブを右クリックして「取り出し」をする。

 「PlutoSDR(F):」 ドライブ は「リムーバブルディスク」に変り、Firm の Update がスタートする。このとき本体の LED1 が激しく点滅する。Update の最中は USB ケーブルを抜かないように注意する。

点滅が通常状態(1秒に1回程度)になり「リムーバブルディスク」が再度「 PlutoSDR(F): 」に変ったら Update 終了である。

「 PlutoSDR(F): 」フォルダの info.html をクリックするとブラウザに情報を表示する。

このように Update ( 表示では Ver. 0.35 )されていることが確認できる。

ハムフェアの入場券が届く

ハムフェア 2021 自作品コンテストの参加賞として、今年のハムフェア 2022 の入場券と 1000 円分の QUO カードが届いた。もとは 2020 年のコンテストに応募して書類審査・予選通過となったのだが中止になって、そのまま 2021 年に持ち越されて実機整備してを送付してが落選だったもの。

コロナが拡大しているが「まんぼう」などの政府による行動制限が出ていないのでこのまま開催されると思う。今年は例年通りに MLA48 のブースで参加する予定。体調があまり思わしくないので、製作した MLA 作品のみの出展となる。入場券はメンバーにあげることに。

 

 

Massduino UNO Pro でデータ取集ボードを作る

前のエントリで 16 Bit までの A/D コンバーターを確認した Massduino UNO Pro を整備して「データ収集ボード」として組んだ。ブレッドボードで組んでも良いのだが、精密に測定したり、長時間の対応では安定性にかけるところがあるので、このように端子を接続してがっちりと作る。本体側の基板から引き出すデュポンコネクタは手持ちのありものを使ったのでゴチャゴチャした感じになった。天板には、ほこりよけに透明なポリカ板を貼った。

スペックとしては、

 ・Arduino 標準ポートの A/D コンバーター( 入力 0 ~ 4.096 V ) 5 ポート

 ・拡張の A/D コンバーター(入力 0 ~ 16 V / 0 ~ 32 V ) 5 ポート

 ・PWM DAC ( 0 ~ 4.096 V )4 ポート

 ・Arduino 標準 I/O 6 ポート

 ・拡張 Digital I/O  6 ポート

というところ。リレードライバも付けたかったが、あんまり欲張るといつまでも完成しないので使いながら追加していくことに。

電源は USB バスパワーでも足りると思うが AC アダプタを使用する予定。16 bit A/D をフルに使うには、質の良い電源が必要だと思うのでスイッチングではなくシリーズレギュレータを使ったものを用意したい。

このボードに合わせる PC 側のデータ処理アプリは無償で使えるものとして Labview コミュニティ Edition HIOKI Sequence Maker になるだろうが、シリアルポート経由でコマンド、データをやり取りする Firm が必要になる。当面は最低限の機能のシンプルなもので対応することに。

 

この Massduino UNO Pro のボード、それなりに使いやすく安価なので、もう一個予備に買おうと思ったら、残念なことに販売が終了してしまったらしい。

 

 

Massuino UNO Pro の A/D コンバーターを確認する

前回のエントリで紹介した Massduino UNO Pro 、A/D コンバーターの動作を確認してみることに。

まずは Arduino IDE にボードを登録することから。これがけっこう難渋した。IDE のボードマネージャーでは確認できない。メーカーのホームページのダウンロードサイトから Arduino-Massduino_Support_Package_V51 パッケージを得てファイル、ドキュメントを確認。その中の For Arduino-1.6.6-Later 一式をダイレクトに Appdata¥Local¥Arduino15 以下の該当フォルダに書き込むことでなんとか動かせるようになった。

これも Arduino 1.8.8 でなんとか OK になって、最新の IDE 2.0 では追加できなかった。ファイルパッケージから Board を追加するやりかたがどこかに書いてあると思うのだが、これで動くようになったので深追いしない。

このボードを選んだのは A/D コンバーターの分解能が良いこと。オリジナルの Arduino の A/D コンバーターは 10 bit だが、この Massduino は 10 ~ 16 bit まで選択できる。

Ref 電圧を 2.048 V に設定すると、以下のような解像度になる

 10bit :  2 mV/bit

 12bit :  0.5 mV

 14bit :  0.125

 16bit :  0..031

Arduino のスケッチでは

  // 10bit read 
          ADValue = analogRead (A0) ; 

  // 12bit read 
          ADValue = analogRead_12bits (A0) ; 

こんなふうに指定する。

そこで、ブレッドボードに写真のようにセットして確認してみた。

ボードの 3.3V を分圧して アナログポートに入力してそれぞれの Bit 解像度で A/D する。電圧を細かく変えられるように多回転のヘリカル VR を使った。2秒間隔で連続測定した結果である。

パラに Advantest R6552 マルチメーターで測定して比較。

たぶんこちらが正しい値だと思う。Massduino ではすこし高い値が出ている。+0.3 % くらいの誤差というところか。

一方、Bit 解像度を見ると 10 bit では 2 mV/bit なので mV 以下の値は出てこない。それに対して 12 Bit 以上になると mV 以下の値が出ており、bit 解像度が上がっていることがわかる。

というわけで Massduino は 16 bit A/D コンバータをもつ Arduino UNO として機能することがわかった。

このようにサンプリングレートはさほど速くはないが十分に実用になると思う。

 

 

 

7月に入って

正確には明日 7月3日とのことだが今年も半分が終わった。近況をいろいろと。

 

コロナワクチン4回目の接種券がとどいた。静かな年金生活者はあまり外に出ることもないので感染のリスクも低いと思うが、今後のことを考えると接種したほうが良いことは間違いない。

前3回をやってもらったところが土日の対応なこともあり、今月末くらいだろうか。

続いてはアマチュア無線局の再免許状。前に書いたが私のリグは 旧技適機器、新スプリアスなど、何の指摘もなく審査終了、着払いの配達を指定して昨日到着。

旧免許状と比較すると

 ・1.9 MHz 帯の電波形式が A1A から 3VA になり SSB 通信ができるようになった。

 ・1200 MHz 帯の1次業務優先の記述が入った。

10月になると電波使用料支払いの通知が来るのでこれを払って5年運用となる。

もうひとつ Aliexpress からも荷物が届いた。左は RP2040 ボード、つまりは Raspberry Pi Pico 互換ボード。Ras Pi Pico は、高速処理が必要なものは ESP32、STM32 ボードで足りているので、そんなに使う気にはならなかったのだが Aliexpress で互換ボードが安いのを見て発注。5個頼んで送料込みで国内でオリジナルの Ras Pi Pico を2個買うより安かった。

右のボードは Inhaos 社の Arduino UNO の上位互換機 Massduino UNO Pro 。このボードは MD-3248P という Atmel Atmega328P CPU の上位互換 CHIP を採用したもので、ADC まわりが強化されている。15 Bit ADC(ちょっと変則)、DAC ポート、Digital IO ポートが引き出されていて使いやすそう。LabView でのコンパクトなデーター収集器を検討していて、たどりついた。

前述の Pas Pi Pico 互換ボードも合わせて L チカを越えて、積み基板にならないようにしゃなくちゃ。