【恒例の】2019年を振り返るもうあっという間に大晦日になってしまいました。年齢を重ねると時の経つのがだんだん早くなるというのは本当ですね。今年もアマチュア無線を中心に印象に残ったエピソードを纏めてみました。1.アマチュアキットクリエイターズ(AKC)立ち上げとイベント参加いままでは個人的にブースのスペースをお借りしたり、通信頒布でオリジナルキットの頒布活動をしていましたが、あのCWインベーダーで世界征服を着々と進めているJQ1SRN武村OMのお声がけで集まった、私を含めた6名で同人ハードウエアキット製作集団のアマチュアキットクリエイターズ(AKC)を立ち上げるに至りました。(現在10名構成)今年は関西アマチュア無線フェスティバルとハムフェア2019にブースを設け、メンバー思い思いのオリジナルキットを頒布しました。AKCの活動理念と言えば大袈裟かもしれませんが、基本はキットを通じた技術交流だと思っています。関する敷居がかなり低くなってきており、部品自体も性能や供給状況も常に刻々と変化してきています。この状況は自分のアイディアが比較的楽に具現化できるようになってきたということで、これを利用しない手はないと思っています。同じ思いのAKCメンバー各々がユニークなアイディアを持っていてそれをキットとして拡げ、かつ享受することでまた次の新しいアイディアに繋がっていくという流れを作る土台になっているような気がします。これからも何らかの形でかかわっていけたらなと思っています。Mini-V2とVNシリーズ(4002,3002,2002)では、回路図をBsch3V、基板CADをPCBEを利用しガーバーデータ(基板製造データ)を作製していました。Bsch3Vの回路図を目で確認しながらPCBEでパターンを描くというやり方で、2つのソフト間のPC上のデータ連携を持たないため間違いが多く、何度も基板製造発注をやり直したりしていました。KiCADはフリーウエアでありながらネットリストを通じた連携機能など本格的な統合ソフトであり、自分も乗り換えようと思ってもなんとなく取っつきにくそうでなかなか腰が上がりませでした。そこでKiCADが5にメジャーバージョンアップされたこともあり、QPM-01という通過型VSWR計を企画するにあたって一念発起し乗り換えてみました。実際導入してみると、フットプリント作成などもパーツのデータシートを見ながら割合簡単に作成が可能で、何より回路図との連携やパターン修正後のグラウンドベタ塗りの自動修正機能が非常に便利で作業効率が格段に上がり、パターン間違いも非常に少なくなりました。QSO成功135kHzの運用の実際は、所有敷地が大きい場合を除き移動運用がほとんどでした。135kHz帯開放当初アクティブに活動されていたJH1GVY森岡OMのアンテナシステム実践理論の解説を参考にし、自分なりのアンテナシステムを構築して5年前だったかのローカルコンテストで初めて運用し5局もQSO出来たことは今でも胸が高鳴る思いです。その後も同じアンテナシステムを使い移動による長波帯運用を行ってきました。そのためか自宅での運用はあまり考えていませんでした。今年は千葉県を中心にした台風15号19号の影響を鑑み、今までの車での運用でなく一度自宅でやってみようということで車での運用スタイルを継承した形で自宅の屋上で構築してみました。アンテナエレメント自体は問題なく展開することはできますが、問題はアースです。幸いにして手すりがうまい具合にアースに繋がっているのか、接続ボルトにアース端子を繋げるとアンテナ入力が75Ω前後と十分運用が可能な程度の低さだったため、ローディングコイルとインピーダンス変換トランスを経由して送受信機にアンテナにつなげてみると十分VSWRが下がり、高レベルのノイズの中からCW信号が聞こえ、2局とQSOすることが出来ました。アンテナエレメント高は12mに及ぶため常設は不可能ですが、自宅からでも十分長波帯通信が楽しめることが分かりました。受信アンテナを送信と別にループ系にするなどいろいろと今後も工夫してみたいと考えています。ありそうですが一応こんなところで。今年もいろいろとお世話になりました。来年もよろしくお願いします。徒然2019年12月21日土曜日ローバンド用新VNシリーズの試作あっという間に2019年も終わりに近づいてきていますね。自作界隈ではいろいろとありました。それは後ほど年末の総括で振り返ることにして、モノバンドCWトランシーバキットVNシリーズにたくさんの方が興味を持っていただいたことに感謝するとともにそろそろ新しい展開をということで、次の展開として下のバンド160mと80m用のトランシーバーを進めることにしました。2年ほど前に160mと2200m用のE級パワーアンプの実験を行ってきましたが、その後いったんストップしていました。今年になって今までの回路、基板CAD関係をKiCADver.5に移行しまず手習いとしてデジタルVSWRメーターの回路基板設計をおこない、次に11月ごろからローバンド用のトランシーバーの回路基板設計と試作を再開しました。KiCADは部品やフットプリントライブラリをそろえることがやや大変ですが、リストにないものはデータシートを見て最初作ってしまえば流用がいくらでもできるので、あとあと楽になります。回路図と基板レイアウトがネットリストで連携していることと、ベタ塗りの更新が非常に楽なところで今までの環境(PCBE)より圧倒的に作業効率が高くなります。今回のローバンド用のトランシーバーですが基本的には従来のVNシリーズの構成を継承しています。ローバンド用として送信部を強化(パワーUP)し、安定して20Wクラスの出力が出せるようなものにしてみました。それでも基板サイズは60x80mmというコンパクトサイズにこだわりました。いうわけで、この記事では強化した送信部を中心にプチ解説します。回路自体は2年ほど前に公開したものを流用しています。CTRL部からの送信用3.3Vロジック信号をロジックICのバッファで受け、5V信号にレベル変換したのちC1でDCカットしT1のトランスで180°位相差信号とします。FKI10531を駆動します。そのあとC5,6,L1,2で構成するE級ネットワークを経てインピーダンス変換トランスT2でインピーダンス変換したのち定K2段のLPFを通して出力としています。このICは8個のバッファが入っていて、最初の2つのバッファで5Vレベル変換、残りの6つでゲートドライバとしています。timeが6.0nsと高速なため短波帯までの10W級スイッチングPAには十分適応できるデバイスだと思われます。秋月で1個40円くらいで安いですし使わない手はないのではと。(ただ"D"マークがついちゃっているのが残念)LPFは定K型2段構成ですが、プッシュプルで偶数次の高調波が抑えられており2次高調波の周波数で-20dB台でも送信波の測定では-60dBc近くまで2次高調波を抑える事が出来ています。MOSFETを2つパラレルにして実装しています。-4.0Aと結構大きいので数A程度の電源制御に好んで使っています。CADに転送してパターンづくり、ガーバーデータ生成、PCB業者にアップロードして1週間程度で基板が送られてきます(なんという便利な世の中なのかと実感する瞬間(笑)。パワーMOSFETの一つは裏側に装着していますがいずれもヒートシンクレスです。出力は13.8Vで20W前後、リチウムイオン電池2個直列の7.4Vでは約5WのQRPとなりました。効率は全体のシステムで75%程度とまずまずでした。3枚重ねとして試作機が完成しました。E級ネットワークとLPFの定数変更で対応可能ですまだ修正や追加実装などを経て基板を再発注し、最終的な試作機が完成したら年明けのどこかのイベントで展示できるかもしれません。キットとしての頒布はまだその後ですね。キット頒布終了します2019年ももうすぐ終わりになります。今年もVNシリーズをはじめ、拙キット楽しんでいただきましてありがとうございます。忙しくなる時期に来ましたので、本年のキット頒布はこの投稿をもって終了とさせていただきます。頒布希望をいただいている方は準備完了まで今しばらくお待ちください。Labs社製のSi5351Aはすっかりアマチュア無線自作関連では定番となりました。マイコンと組み合わせればVFOとして十分実用になるし安価に手に入るため、お手軽な発振器として従来のDDSにとって代わってしまったようです。自分もVNシリーズの発振源として重宝していますが、そろそろ新しいプロジェクトということで高い周波数の発振テストを行いました。以前50MHz台のテストを行い問題なく設定周波数で発振したのを確認したので今度は144MHz帯を狙いテストしたところ、なぜか90MHz台と設定値と異なる出力周波数でした。設定周波数を変えながら検証していくと、どうやら80MHz以上を設定した場合ダメらしいことが分かりました。そこで原因を探るべくまずはSi5351Aの設定パラメータの関係と、周波数設定の考え方について以前の記事をみながら再度おさらいすることにしました。値は8以上でないとダメだということです。0にすると、d値は8以下を設定できないことになります。これは気が付きませんでした。いままでの設定アルゴリズムでは80MHz以上の場合d値が5と設定できない値であったため、期待どおりの周波数が出力されなかったというわけですね。80MHz以上設定するにはどうしたらいいでしょうか?解は下のほうの記述にありました。この設定でd値を4とすることによって200MHzまで設定が可能になるということです。以上を踏まえ改定版設定表を作ってみました。MSx_DIV4=3に設定この設定表を基にコードを書き直し実機でテストしてみました。(144.10000MHzに設定)というわけで、設定どおりの周波数で出力できました。久しぶりの135kHz運用・初めての自宅からのQRV先日10月20日恒例のオール千葉コンテストが行われたのですけれども、当初千葉県内に移動して運用するつもりでしたが、今月初めに痛めた左肩がまだ完治していなかったため大事をとって断念しました。このオール千葉コンテスト(略称:千葉コン)は135kHz部門が存在するほぼ唯一のコンテスト(四国のローカルコンテストであったような記憶がありましたが、詳細不明)であり、いまだ数少ないLFerがQRVする機会なのです。135kHzはいつも車での移動運用だけでしたが、せっかくの機会ですし当時の気候も穏やかでほとんど風もない良いコンディションだったことから、以前から試してみたかった自宅からのQRVにチャレンジしてみました。エレメントは従来のアルミ線がボロボロになってしまったので、以前購入した超軽量のアンテナ線を使用しました。銅線の撚り線ですが被覆が軽いので全体的に軽量です。42mほどあるので、垂直エレメントとして12m、容量冠エレメント10m2本を切り出して両端をそれぞれ加工しいつもの135kHz用傘型超短縮エレメントとしました。ウエダ無線で購入できます。22mタイプもあります。エレメントをいつものSpiderBeam製12mグラファイトポールの最先端に括り付け、ポールは屋上の手すりにワイヤでしっかり固定し12m完全に伸ばします。容量冠の2条のエレメントを傘状に展開し固定。垂直エレメントの下端にリニューアルしたヴァリオメータ内蔵のローディングコイルのホット側に接続します。いい感じに展開できましたローディングコイルは数年前雨に濡れ壊れましたが見事復活させました問題はアースですが、移動運用では90x60cmのガルバリウム鋼板を10枚地面に敷き詰めて大地と容量結合します。屋上に重たい鋼板を持ち上げるのが難しかったため、だめもとで手すりの根元の接続ボルトにワニ口クリップをかませアースとしてみました。アースはこのように手すりの取り付けボルトに引っ掛けただけこんなアースでしたが測定してみると・・・アンテナ抵抗75Ωと予想より低く、インピーダンス変換トランスですんなりと整合してしまいました。コイルのQが高いのできわめて狭帯域セッティング完了して早速CWの周波数である136.5kHzを受信してみると、強いインバータノイズの中からCW信号が聞こえてきました。千葉コンに県外局として参加されている7L1RLL局のCQです。50Wでコールしてみましたが応答なくしばらく呼び続けていると、JA1NQI局(茨城県)とJA1HQG/1局(神奈川県)の2局からコールいただきレポート交換しQSOが成立しました!FT991の直接受信でしたが、インバータノイズが低くなると結構よく受信できるようです。ノイズレベルは高くても受信帯域を絞りDSPをうまく調整すれば多少弱くても何とか取れるレベルでした。今回は初めての自宅からの135kHzQSOでひさびさにテンションが上がりました。思いのほかアンテナ入力抵抗が低くいつもの移動運用並みに運用ができることが分かり今回のチャレンジは大きな収穫でした。1.8/1.9MHzもローディングコイルを作製して12mバーチカルアンテナで運用しようと考えています。SRA以上に飛ぶのではないかと期待していますがはたしてどうなることやら。各キット通頒再開しますハムフェア2019も無事終了ししばらく経ちましたので、各キットの通頒(通信頒布)再開いたします。各々ハムフェアで在庫分は頒布しきってしまったので、オーダー後いずれも3週間前後準備にかかることをご了承ください。製作代行につきましてはVN-xx02シリーズのみとさせていただきます。Revision2はフルキットもしくは半完成版になります。jl1vnq☆gmail.com(☆を@に置き換えてください)宛にメールを送ってください。電子工作2019年9月4日水曜日ハムフェア2019に参加しました今回のハムフェア2019では、アマチュアキットクリエイターズ(AKC)ブースでキット頒布という形で参加しました。参加にあたってはAKCのメンバーの皆様には大変お世話になりました。INVADERSの生みの親であるJQ1SRN局には中心的な役割として私らを引っ張っていただき、おかげさまで大成功をおさめ感謝しております。_)mさて今回初めて出来立ての東京ビッグサイト南館での開催で私も初めて訪れたわけですが、会場までかなり遠いです。中の通路は空調が効いているので良かったですが、会場入り口はやや狭く西館の開場前ホールの広さが欲しいところです。会場内は十分広く、ブースの島の間隔も広めにとってあって移動しやすい印象でした。出発が遅れて開場30分前のぎりぎりに到着し、あわててディスプレイを準備し開場。予想はしていたもののAKCブースの周りにはたくさんの方々が・・・メンバー7人おもいおもいのキットが並ぶなか、実物を見に来てみたりキットを買ったり質問やあいさつに来られりなどなど、最初の2時間はカオスな状態でした。私も30台用意したディジタルSWR計も早々に売り切れてしまい、やはり関ハムで捌けた数の4倍という説は正しいのだと思いました。(関ハムは15台用意してほぼ捌けたので2倍とみていたのですが甘かったようです。QPM-01はしばらく通頒続けようと思います。)VNシリーズのほうも好調で2日目で用意した分は完売しました。意外とVN-3002(10MHz版)が早くなくなりました。お手に取っていただきありがとうございます!某縦振師匠また嬉しかったのは、以前頒布させていただいた方から直接完成モデルと興味深いカスタマイズを見せていただきました。KXシリーズのような一体型となっています。パドルを本体に装着するというアイディアは持っていましたが、これには脱帽です。先にやられてしまいました(笑)。ミソはCTRL基板とRF基板を支えるスペーサです。中央に横にねじ穴が開いていて、そのネジ穴にパドルモジュールをビスで固定しています。実にしっかり装着されていて運用も不安なさそうです。このスペーサを標準に取り入れてサイドと上下に各自好きなパネルを装着したりできるようにしたいですね。良いものを拝見させていただきましてありがとうございました。いったわけで初日は全くブースを離れられずにいました。結局VN-4002が3台残るのみでステッカー除くほかはすべて初日で売切れてしまいました。_)m2日目は初日とは異なり穏やか和やかの中で残った3台もなくなりすべて捌けてしまったので少しだけほかのブース巡りをしました。ハムフェア直前になり話題になったトランシーバーのモックアップ?をチラ見してきました。実際に見るとだいぶ小さな印象で、重さも電池込みで訳1kgというから本当に移動に活躍しそうな新製品でした。バッテリーも既存のハンディトランシーバのバッテリーパックが背中に収まるなどアイディアもたくさん詰まっているようで期待が膨らみますね。私が40年近く前の開局当時ローカルだったどよよんさんととおちゃんにひさびさに会場で再会できたことも今回のハムフェアの印象に残ったことです。無線っていいものですね~そんなこんなで今年のハムフェアはいままでとは違って新しい楽しみ方ができたように思いました。自作する人は少ないとは言われていますが、コンテストやDXハンティングと並ぶアマチュア無線を楽しむ大きな柱であることは間違いないと思います。一点もので終わっていたからキットを通じてほかの自作派と共有できるというように変わり(進化し)つつあり、そこに面白さを見出してくれる方だどんどんこういった場で発表できるようになってくれるといいな、という妄想を抱きつつこれからも少しずつではありますが頒布はつづけていくつもりです。ハムフェアでいくつか購入しましたが、このサブミニチュア真空管面白そうです。以前VNシリーズ取り扱てくださったQSYというラジオ番組のブースにお礼かねて伺ったところ、このサブミニチュア管を勧められて買ってしまいました。再生式ラジオと思しきいただいた参考回路図を見るとこれで何か作りたくなってきました。CQ出版では0-V-1受信機に加えて真空管式送信機キットを販売予定だそうです。5本手元にあるので再生式受信機とCWもしくはAM送信機の組み合わせでQRPpトランシーバーが良いかな?追記:ハムフェアが終了したので、AKCの活動は当初の目的達成を機にしばらく休止します。series,)の通信頒布(通頒)の再開準備を始めます。9/8から受付再開を予定します。今回初めて頒布したQPM-01キットについても通常頒布のラインナップに加えます。追ってこのブログで告知します。徒然2019年8月30日金曜日ハムフェア2019に参加します直前の告知になってしまいましたが、明日明後日(8/31,9/1)に東京ビッグサイトで行われるハムフェア2019にアマチュアキットクリエイターズ(AKC)の1メンバーとして参加します。詳細はこちらから辿ってください。今回思い付きでAKCのバナーや横幕に使われているデザインでシールを作ってみました。横15cm・縦5.4cmとやや大きめですが、良かったら買ってやってください。当日はAKCのロゴやキャラデザイン入りの黒いTシャツを着用しておりますので、よろしくお願いします。電子工作2019年7月31日水曜日ディジタルVSWRメーターQPM-01の補正プログラムの改良(ファームウエアあり)先日のKANHAM2019で頒布したディジタルVSWRメーターは、方向性結合器で得られた進行波と反射波をそれぞれショットキーダイオード1SS106で整流し平滑化したのちにPICでAD変換、計算、表示を行うわけですが、ダイオードの特性から小信号時の歪に対して補正をかけてなるべくQRPの小さい電力でもある程度の測定をしようと考えプログラムました。前々回の投稿に掲載した補正のやり方は、計算した電力値に補正をかけており適正化されていなかったため結果VSWR表示は過小評価していました。組み立てていただいた方からも同様のレポートをいただいたことから今一度補正のやり方を最初から検討しなおしました。結局ダイオード整流電圧からAD変換した値(電圧値)をダイオードの特性に合わせるように補正をかけてから電力とVSWRそれぞれ計算するという形に変えました。ダイオードの特性を測定してその結果をプロファイルとし、得られたAD変換値をそのプロファイルに沿って補正すればよいわけです。具体的には、対象のダイオードを下の図の回路図に倣ってブレッドボードに組み、整流前のRFピーク電圧と整流後の直流電圧値をRF出力を変えながら2現象オシロスコープで測定して結果をグラフにプロットします。プロットしたグラフを見て大まかなダイオード特性を把握します。上の図のように実際に測定して図にプロットした特性曲線を近似的に表現できるように考えたものです。RF電圧がある程度以上であれば整流電圧とほぼ比例関係にあり1次関数で表現できそうですが、それ以下の場合は当てはまらなくなります。根拠はありませんが、その領域に平方根関数を当てはめ、1次関数との接線の方程式をを用いてプロファイルを作成してみました。y1を設定することによってpが導かれ補正用のプロファイルが出来上がります。電圧が小さい領域は平方根関数ですが、8bitPICで計算させるのは実用的ではないことと、その領域の範囲が小さいのであらかじめPCのスプレッドシートで計算させた結果を1次配列にした変換テーブルを作りました。今回はAD値1から30までが対象になるため、配列の要素は30個で済んでいます。このプロファイルを組み込んだファームウエアをプログラムすることで大体0.5W程度からVSWRが計測できるようになりました。出力を変えると多少値にばらつきが出るので本当に完璧なモノとはまだまだ言えませんが、かなり実用的になったのではないかと思います。QPM-01は今度のハムフェア2019で正式版を用意する予定ですが、先の評価版とファームウエアは共通になります。現時点での最新ファームウエア(ver.1.61)はこちらです。遅まきながらKANHAM2019に参加しましたもうすでに1週間以上経過してしまいましたが、7月20、21日大阪池田市で開催された関西アマチュア無線フェスティバル通称KANHAM2019に参加しました。今回久しぶりに自家用車で往復しました。新東名が試験的ではありますが120km/h制限になっていたり新名神が拡大していたりで、距離的にも時間的にも近くなったという印象でした。周りに夜通し空いているスパ銭もなさそうなので、会場隣のコインパーキングに停めて8時前まで車内で仮眠をとりました。それが結果的に良かったのか、コインパーキングには夜中の3時過ぎなのにすでに数台しか空きがなく、仮眠から目覚めた7時過ぎにはもうすでに満車になっていました。AKC』ブースで主にキット頒布を行いました。Mini-V2R2と新たにディジタルVSWRメーターキットQPM-01人柱版を用意、私のほかにJR6IRK岩永OM、7L4WVU原口OM、JQ1SRN武村OMの3名が各々のキットなどの頒布品を用意されました。設営がひと段落したのも束の間、10時の開場とともに人の波が・・・いやはや、さながらコミケットの開場直後をちょっぴり彷彿とさせる光景が。事前の宣伝効果はかなりなもので最初の1時間は対応にあたふた状態でした。そのおかげで皆さん結構頒布品が捌けていきました。今回は参加メンバーは4名でしたが、今度のハムフェア2019ではフルメンバーの7名があの小さなブース一コマに集中するので当日の混乱をどう切り抜けるかが一つ大きな課題となりました。1日目終了後空港近くのホテルでチェックインを済ませ、再び会場近くの石橋駅近くのお店でAKCメンバーの反省会ののちいつものリトルガンくらぶの飲み会に合流しました。甘めのお酒ですが甘ったるすぎずスッキリしていて何杯でもイケます(笑)石橋駅ガードわきの小さな飲み屋さんで。地元の銘酒『呉春』をいただくのが恒例になっています。帰りに石橋の商店街の酒屋さんで一升瓶で買って帰りました。2日目もブースにたくさんの方が足を運んでいただきました。この2日間はほとんどブースにいたので講演などは観れませんでしたが楽しく過ごさせていただきました。_)m最後に近くの銭湯で汗を流し帰路につきました。関西アマチュア無線フェスティバル(KANHAM2019)に参加します!毎年大阪池田市で行われる恒例の関西アマチュア無線フェスティバル(KANHAM2019)に今回もはるばる1エリアから参加します。昨年新たに結成されメンバーに加えていただいたアマチュアキットクリエイターズ(AKC)がこの関ハムでブースを持つこととなりました。いつもはリトルガンくらぶブースでキットなどの頒布を行っていましたが、混乱を避けるため実際のキット頒布はAKCブースで、完成品のデモンストレーションをリトルガンくらぶブースで行うことにしました。各ブースは関ハムのサイトの配置図をご覧いただくとわかりますが、ほぼ向かいあった位置に配置されています。目印はまずリトルガンくらぶの毎度おなじみ『むせんぶ』ポスターこちらで頒布予定のキットの完成品の展示を行います。『むせんぶ』グッズを頒布されるそうなので是非お立ち寄りください。もって・・・こちらの横幕を掲げているアマチュアキットクリエイターズ(AKC)ブースにてキットの頒布を行います。内容はこのブログの上にある『イベント頒布情報』タブを左クリックしてご参照ください。当日会場内で黒いAKCのTシャツを着たでかいおっさんがいたら多分それは私だと思います。製作(その2~マイクロコントローラ編)回路図が決まったところで、次は得られた進行波と反射波の整流電圧を測定して計算表示させるまでを担うマイクロコントローラー(マイコン)部分のプログラムを設計していきましょう。マイコンなんて使わなくても感度の良い電流計を取り付けて校正すればいいじゃん・・・はい、ごもっともです(汗)しかし高周波とマイコンが融合する姿に私としては非常に引き付けられるものがあるので、ここはぜひマイコンを活用しようではないか!というわけで強引に進めていきます(笑)具体的にマイコンを選定する前に、何をマイコンにさせるかということを決めておくことが大事です。それからマイコン動作の基本を理解することです。マイコン動作の本質は『計算』です。外から入力したデータを『計算』して出力に送る、ということです。その『計算』の手順を示すものがいわゆるプログラムということになります。今回製作した通過型電力計に当てはめてみます。データの入力ですが、進行波や反射波の電圧レベルはそのままマイコンで計算することができないので、最初にアナログーディジタル変換(AD変換)によって電圧レベルをディジタル値に変換します。このディジタル値をもって初めてマイコンによる『計算』が可能になります。それから計算した結果をキャラクターLCDディスプレイで表示するため、計算結果を含めたデータをLCDに送ることによってLCDに表示させます。あとはおまけとしてLCDバックライト電源を制御する出力とファンクションボタン入力を加えています。SCLポート,SDAポート)LCDバックライト電源ポート(ディジタル出力)と、入出力合わせて6ポート必要になります。いうことは、8ピンPICですべてのポートを使い切るということになります。機能拡張をする予定はないので必要最小限の8ピンPICを使うことにしました。8ピンのPICは12Fシリーズがポピュラーですが、その中でも上位クラスの拡張ミッドレンジコアを持っている12F1840を採用しました。値段も秋月で1個120円と非常に安価です。これでAD変換やEEPROM、いくつかの通信モジュールもひとつ小さなパッケージに内蔵されているのは驚きです。最近の8bitPICにはほとんどがAD変換とシリアル通信、EEPROMモジュールが内蔵されていて、発振源も内蔵CR発振が選択出来て外部に水晶振動子やセラロックを接続しなくても良い設計になっています。8ピンしかないマイコンには内部発振は必須といってよいかも知れません。PICのピンには各々役割が複数あって、初期設定で各々のモジュールのレジスタに書き込み設定を行っています。今回のプログラムでの割り当ては赤色の枠になっています。処理の流れをブロックダイヤグラム風に示してみます。通常表示するだけであればメインループ内で繰り返し処理を行うようにしてほぼリアルタイムに表示させていけばOKですが、進行波と反射波表示切替やバックライトの制御を加えて少し使いやすくしてみます。通常自分がスイッチによる制御を加える場合は、タイマー割込み処理でスイッチ状態を監視してメイン処理を修飾するようにしています。タイマー処理はTIMER0で割り込みをかけるようにしています。時間設定は1ミリ秒としてスイッチの状態をメモリにコピーし、コピーしたメモリを参照してあるパターンに一致したときにフラグを立ててメインループ内でフラグに応じた処理を修飾するという流れです。スイッチは一つしかありませんが、押し続ける時間によって機能をいくつか持たせるようにしてピンの少なさをカバーしています。value)は電圧の整数値(符号なしの10bit値)です。valueを2乗し適当な定数を乗すれば良さそうです。valueの2乗ですべてOK!というわけにはいきません。valueを測定、表にプロットして計算方法を探ることにしました。2乗値det^2です。det^2値が14000超えの場合はdet^2とPowerはほぼ1次関数に収まりますが、14000以下の場合はダイオードの低VfでのVf-If特性を踏まえて上表の青色の式のように当てはめるようにしました。(2次曲線に近似しており、この領域では整流電圧と電力の関係を1次関数とみなしています。言い訳ですが(笑)、この程度の測定器であればこれ以上突き詰めても仕方ないでしょう。)また計算途中で必要な変数の型については、AD変換で得られる値のbit桁数は10bitなので2乗としても20bitあれば事足ります。整数同士の計算なので4MHz駆動の8bitPICでもサクサク動いてくれます。|Vr|)をそのまま当てはめています。最後に表示にはI2C接続の16x2キャラクタLCDを使い、LCDとのI2C通信にはMSSPモジュール使用しています。それでは実際のコードを公開しちゃいます。IDEとXC8コンパイラ(フリー版)でコンパイル可能です。(フリー版でない場合は最適化オプションによっては動作がうまくいかない可能性があります。製作(その1~回路編)運用中の送信出力やVSWRモニタリングはメーカー製のトランシーバであれば、たいていは内蔵されているものですが、そういった機能を持っていないVNシリーズなどキットや自作QRP機を運用していると、実際出力が出ているのかどうか気になってきます。アンテナ調整はアンテナアナライザであらかじめ調整しますが、運用中のアンテナトラブルも特に移動運用では少なくありません。送信しても呼ばれないなぁとかなんとなく感度が悪いなぁと思っていたら、極端な話エレメントが切れていたなんてこともない話ではありません。いうわけで運用中のモニタリングとして通過型電力計の必要性を感じました。メーカー製のしっかりしたものもありますがここはやはり自作で、ということで製作を試みました。それでは最初に回路を吟味していきましょう。通過型電力計は方向性結合器と整流部、それに表示部で構成されています。HF~VHF帯で使用されている回路は、方向性結合器としてCM結合のものが多く、整流にはVfの低いゲルマダイオードやショットキーダイオード、表示部はメカニカルなメーター(パネルメーターやラジケーター)といったところが通常でしょうか。方向性結合器ですが、先ほど述べた通り自作の通過型電力計として好んで採用されている回路のほとんどがCM型と呼ばれる回路です。CM型は図のように電流検出用としてトロイダルトランスなどを用い、コンデンサにより電圧検出を行っています。この方式は比較的単純ですが、素子によるばらつきや周波数による結合度の変化など不安定要素もあり、なるべく調整箇所を少なくしたいことから次の図のように電圧検出もトランスを用いた回路を採用してみました。(今回mcHFに採用されている回路を参考にしました)これってMM型っていうのでしょうか?タンデム型と呼んでいる文献も見かけたことがありますが、正式には何と呼んでいるのかは分かりません。いずれにせよトランスの巻き数比によって計算通りにインピーダンス変換することが可能です。それから各トランスの巻き数比については大きくとることで電力計挿入による影響(損失や不整合、高調波の発生など)を少なくする事が出来ますが、検出した信号をダイオードで整流する場合信号が小さい、特にダイオードのVfを下回る時には電流はほとんど流れません。したがってこの場合例えば出力が小さいQRPの場合VSWRの値は過小評価になってしまいます。色々な製作例などを見てみると巻き数比10:1として20dBカップラーとしているものがほとんどですが、これはダイオード整流の場合の妥協点なのかなと勝手に想像しています。実際今回のプロジェクトでは5W前後の出力を対象にするつもりなのでこの巻き数比で進めることにします。QRPp(~27dBm)から100W級(+50dBm~)を一台でカバーする電力計を作るとするならばトランスの巻き数比は33:1にして、アッテネーターを加え十分レベルを下げたところで整流(レベル検出)にダイナミックレンジの広いログアンプを使うべきでしょう。整流には定番のゲルマニウムダイオード1N60よりもVfが低く高周波特性の良い1SS106というショットキーダイオードを採用しました。2019年7月現在秋月でセカンドソース品が販売されています。負荷抵抗はやや高めの10kΩとしてその後にPICマイコンのアナログ入力ポートに接続します。PICの入力ポート保護のためにツエナーダイオードなどによるクランプやオペアンプのボルテージフォロワを前置したほうが安全ですが、実測20Wまでなら整流電圧がPICの電源電圧を超えないことを確認したので、5W前後での使用であれば問題なさそうということでシンプルさを優先して省略しました。進行波、反射波それぞれの整流電圧を8ピンPICのPIC12F1840の対応するアナログポートに接続しPIC内でAD変換、数値演算とLCD表示制御を行います。このPICは8ピンPICの中でもプログラムメモリやRAMサイズも大きく、今回のプログラムを純正のXC8コンパイラフリー版でコンパイルしてもプログラムエリアの50%弱に収まっています。1個120円(秋月)と安いので使い勝手、コストパフォーマンスが非常に良いです。その代わりピン数が少なく今回の製作ではすべてのピンを使い切っています。逆に制限があるほうがいろいろと工夫を考えるのでこれはこれで良いのかもしれません。いうわけで下に固まった回路図と、プロトタイプ版の画像を上げておきます。秋月基板Cタイプに方向性結合器と整流部を実装し動作テスト~次はプログラム編に移ります。唐突になんのこっちゃって感じですが、これは関西アマチュア無線フェスティバル2019やハムフェア2019に向け自主制作した電子工作キットをみんなで合同頒布しちゃおうぜっ!という企画です。メンバーは某AK〇48よろしくうら若き美少女48名・・・ではなく6人のおっさん達です(失礼^^;)。現在確定している具体的な活動予定は関西アマチュア無線フェスティバル2019とハムフェア2019当日、ステージで歌や踊りを披露・・・ではなくてブースをひとコマ確保し、そこで各々AKCメンバーが用意した自主制作のキットを並べて頒布するというものです。以前私がCQ誌の記事の中にも書かせていただきましたが、ここ数年でプロレベルのプリント基板が非常に安価にしかも手軽にオーダーができるようになったこと、電子部品通販やCAD、マイコンのプログラミング環境が整備されていること、測定器関連の低コスト化などによって思ったことが容易にできてしまうようになりました。一点ものではなくいくらでもコピーが作れてしまうので、これを利用しない手はないでしょう。自分の思い描いたことが比較的容易に実現できてしまうということは、究極頒布しているキットは作り手の自己表現ではないだろうかと思っています。いわゆる自費出版やインディーズ、同人誌と自主制作キットは根っこは同じなのかもしれませんね。御託はこれくらいにして、詳細は下の大きなバナーをクリックしてご覧ください。upなんてちょっと過激な表現ですが、積極的に自作しましょ!という意味に捉えていただければ幸いです錚々たるメンバーがみな凄いキットを企画しています。私も今までのキットに加え何か新しいものができればと考え中です。それからイベント当日はキット目当にするのはもちろんですが、ブースにいるメンバーにぜひお声がけしていただいてキットに対する質問などなどいろいろ談義できることも楽しみにしています。