[uSDX]
アリに注文していたパーツ類が一通り揃ったので、今日はuSDX製作の中でも最難関とされる、Si5351Aのはんだ付けにチャレンジしました。
Si5351は５本の足が両側にあるタイプのICですが、トップに書いてある文字すら読めず１番ピンを示す記号もよくわからないので、ルーペが必要です。
ホンモノなのかどうかも心配です。
また基板でも方向性を示すマークが何故か入っていないように見えたので、JH1LHVさんが掲載されている写真を参考に、基板の据え付け方向を決めました。
基板、ピン双方にフラックスを塗布しハンダゴテを近づけます。コテ先はお正月の門松の竹のような形になっているものを使いました。
しかしハンダを乗せようとしても基板側に流れて行かずにコテに乗ってしまいます。
少し多めにハンダを差したら、今度はICの足にどろっと流れてしまい、四本足がブリッジしてしまいました。
とりあえずここまでは覚悟をしていたので焦りはないのですが、手が震えます。
何より困ったのがICがズレてしまったことです。まだ片方だけしかハンダが乗っていないので、ハンダを融かしながらピンセットで軽く触るような感じでなんとか定位置につけることができました。ハンダは相変わらずブリッジしたままです。
次に反対側にもハンダを乗せていきます。先ほどと違って既に基板には固定されているので安心してコテ先を当てることができます。熱を加えててからハンダを流し込むと今度もやはりコテ先の方にハンダが吸われてしまって、基板側に流れません。フラックスはたっぷりと塗ってあるのですが。
コテ先を引くとハンダがやはりブリッジしました。
ここで再度もとの側の方のハンダを融かして、スポイトで余分なハンダを吸い取りました。まだブリッジがあるようなので、再度フラックスを塗って過熱だけしたところ、足と基板がきれいに付きました。
反対側も同じ要領でやってみたら、うまくできました。
取り急ぎテスターで導通テストをしたら、ブリッジはなさそうです。
自分なりに得たポイントは、
1. フラックスを最初に基板とピンに塗る
2. ICの位置決めを片側だけのハンダでする
3. ハンダブリッジはスポイトで解決するので気にしない
4. フラックスを最後の仕上げにも使う
最難関のSi5351がうまく行った（ように見える）ので、ショットキーダイオードの極性をテストした上で２本を基板に、さらにコンデンサ容量や抵抗値もチェックして、はんだ付け。
ここで一旦は、電圧のテストをしましたが、正常値を示していました。
最後にクリスタル（設計上は27MHzですが、入手できなかったので25Mhz）を取り付けてはんだ付けは終わり。もともとSi5351モジュールを使う前提でいたので、Arduinoのスケッチは25MHzを選んでいますから、修正が省略できて助かります。
電源を繋いでみたらLCDには特に異常はなく、起動時の画面が出てきました。
Si5351モジュールを使っているときは発振がうまく行きませんでした。
今回はどうでしょうか。
周波数を7MHzにセットして、METEXをあててみたら、ピッタリ7.000Mhzを示しています。おお〜感動の瞬間！！
全体を調べたら、上は33Mhzあたりまで、下は4MHzあたりまでがLCD表示とMETEXの表示が一致しています。そのレンジの外側は不安定でした。
HF帯はほぼ確保していることになるので、大満足な結果です。
アンテナに繋いで周波数をくるくる回してみましたが、何も受信しませんでした。
試しに短波ラジオでも聞いてみたのですが、アマチュアバンドは静かでした。普段がどういうものかよくわからないので、比較のしようもありません。
そこで、短波ラジオで短波放送を受信できた周波数にuSDXの周波数を合わせてみました。
なんと！聴こえました。AM放送のはずですが、USBモードでも音は悪いものの放送が入ってきます。
6MHz帯のラジオ日経の競馬中継と10M, 14Mに近いところの中国と思われる放送が入ってきました。
感動の瞬間です。
少しだけICからと思われるノイズが入りますが、変調が乗っているときはあまり気になりません。
学芸大学の西隣、小金井市と国分寺市の境目にある情報通信研究機構、通称NICTがOpen Houseイベントをするというので、見学にいきました。
日頃は象牙の塔の感があるNICTですが、研究者の方々がブースをそれぞれ持って自分の研究を説明されるので、わかる人にはとても面白いイベントではないでしょうか。
ブンケーの自分には分かりようがない研究であっても、建物内部に入ることができるだけでも楽しそう。
研究設備自体は見学開放されていませんでしたが、各ブースでの展示はアンテナ関係や音声関係の人工知能処理など、アマチュア無線でもいずれ使われる日が来るかもしれないという研究があり、興味をそそられます。
一般開放は一日のみで、百程度のブースがあるので、とてもじゃないですが時間が足りません。研究者の方が何年もかけて研究されていることを数分で聞くわけですから、基礎知識すらないことは分かりようもなく、他方でそういう研究があるということを体感するのはいい社会勉強です。
小学生や学生さんがたくさんいらしたのは、明るい未来を感じさせます。
外で電波の話を聞いていたら、轟音がして空を見ると、ブルーインパルスが川崎のショーを終えて戻ってくるところに遭遇しました。わずか５秒程度でしたが、見られたのはラッキーです。
[uSDX]先日BS170をテストしたら、SとDとが入れ替わっていることがわかりましたので、昨日あらためてアキバで購入してきました。
基板上のBS170x5箇所を一旦全部取り外してトランジスタチェッカで検査。
すると、いずれも正常な値を示しています。特に極性が逆になっているようなものはありません。
工ｴｴｪｪ(´д｀)ｪｪｴｴ工―
残っているものだけがたまたま異常だっただけで、基板につけたものは正常だったとは・・・
教訓としてはパーツは後から疑うくらいなら取り付ける前にテストしておけということです。当たり前のことをあえて実感させるためのはからいでしょう。
改めて半田で装着するにもスルーホールが潰れていてピンが通りません。しかたなく表面実装にしました。
BS170にはSMDもあるのですが、これは基板のピン配置とは異なっているので使えません。
ここのところほぼ毎週通っているかもしれません。
今日は、
を購入。
一応、Si5351チップを直付する準備は整いました。
秋月で買ったけどデータシートが付いていないパーツだったので若干心配だったBS170を昨日到着したトランジスタテスタで検査
ということでした。
あれれ？？
フェアチャイルドのデータシートでは、
なのですが・・(^_^;)
百均のプラスチックのケースに入ったものが緩衝材に包まれてビニルの袋に宛名書きを貼った形で届きました。
外見はとりあえず壊れていないようです。
中身は想像通りだったのですがケースを作らないといけませんね。
電源はUSB-Cなので5V供給のようですがマニュアル類が9Vのものばかりです。
探しているうちにこのショップに辿り着きました。
その中に、ケースの作り方とユーザマニュアルがありました。
マニュアルの中にさらにドイツ語のページへのリンクがあり、どうやらオープンソースのAVRトランジスターテスターがあるようです。
100ページ以上に渡って回路図などの説明がありました。
まずは較差校正calibrationからしなければいけないようです。
調べていたらArduinoを使ってSi5351モジュールの出力周波数を決める方法がAdafruitのサイトに載っていました。https://learn.adafruit.com/adafruit-si5351-clock-generator-breakout/wiring-and-test
早速、改造した1号と、オリジナルのままの2号をブレボに載せてテスト。
| CLK | 設定周波数 | 改造1号 | オリジナル2号 |
|---|---|---|---|
| 0 | 28.125MHz | 285Hz | 126kHz |
| 1 | 13.535 | 26.5MHz | 13.6MHz |
| 2 | 10.706KHz | 42KHz | 21.4k |
とまあ、このような出力です。
どうやら改造モジュールはまともな周波数が出せなくなっており、改造で壊してしまったか最初から不具合があったのか、今となってはわかりません。
オリジナルのモジュールはCLK1だけまともに出力しているようですが、ソースを変えてCLK0でも同じ周波数が出せることがわかったので、対応する周波数の限界がありそうです。
ここは悩みどころです。
選択1: Si5351モジュールを新たに購入して改造し同じことを試す
選択2: Si5351チップを購入して基板に直に付ける
選択3: 秋月のモジュールを買って基板にジャンパで接続する
1の選択は問題の再発の可能性は否定できません。そもそもモジュールを売っているサイトはたくさんあれど、どこが信用できるのかさえわかりません
2の選択はやはりチップの信頼が担保できるサイトを見つけるのが難しいことに加え、はんだ付けに失敗するリスクがかなり高いです
3の選択はモジュールの信頼性はそれなりに担保されていると言えますが、ジャンパ接続がうまく行くのか一抹の不安があります
状態は何も変わりませんでした。ガックリ・・
[uSDX]が受信すらできない状況で原因究明に行き詰まっています。
原因がわからないと対処のしようもなく・・
原因を見つけるには、何が異常かを知らねばなりませんが、浅学でどこをどう見てよいやらわからず・・・
結局、自作で行き詰まるのはここです
これを乗り越えないと、いつもの「ガラクタづくり」で終わってしまい、はんだ付けの練習にしかなりません
[uSDX]
２個注文したけど１０個入っていたのは、1セット5個だったか・・(^_^;)
エアクッションの封筒に10個の長さのケージを切って入れてあるだけだったので、ケージ端っこの石の足は折れ曲がっていました。
ラベル印字は念の為確認しましたが、LM4562でした。
X_TALの値を変更してみましたが、LCD表示とCLK0出力のズレは解消しませんでした。
手持ちのキーをMIC/PTTに挿してみたところ、２pinジャックを挿すとKey InしなくてもGNDに落ちてしまい、Txモードになってしまうことが発覚。
これはKeyのピンの取り替えでなんとかします。
ArduinoでATmega328Pに書き込みをして...Done!が表示された後でも、実際にはATmegaには書き込みをされていないことがあることに気が付きました。
見出しのuSDXの部分に日付などを入れることで確かめられるようにしました。
ブログで電圧についての記述があったので引いておきます。
これはトラブルシューティングのためなので正常ではない事例とは言え、何もないよりは助かる！！
1. I do not have a LPF module completed and installed yet (still waiting on parts).
2. I have checked and confirmed the components are in the correct location and are marked with the correct values.
3. I have checked with a magnifying glass for shorts and solder bridges - none found.
4. I programmed the ATMega328PU with avrdude and an old QCX radio and I am still waiting to try and program it with the Uno whenever it gets here.
5. I do not have my own decent/reliable oscilloscope (yet). I do have a cheap DSO pocket oscilloscope and/or I can take it to a friend who does have a good oscilloscope.
[uSDX]
今ひとつどこに問題があるのかよくわからないのですが、信号が出てくる箇所を測定できれば何とかなることは想像がつきます。
しかしそれにはスペアナが必要で、手元にあるデジタルテスターの周波数計ではばらつきが出てうまく測れません。
以前に見学したことのあるファブスペース三鷹に高級なオシロがあったので行ってみようかとホームページを調べたら、この3月末で閉鎖していました。ショック・・https://www.mitaka.ne.jp/docs/2024032100017/
TinySAを買うしかないのかな
デジタルテスターMETEXには簡易な周波数計がついていて回路にプローブを当てると発振周波数が測定できます。手が少し動くだけでも値が変わるのであまり正確ではありませんが、発振しているかとか周波数のレベル感くらいを調べるには十分です。
今日は、uSDXのLCDに表示される周波数とSi5351モジュールの発振周波数を対照してみました。
すると、ばらつきはあるものの大凡4MHzくらい表示周波数より発振周波数のほうが高いことが分かりました。
uSDXにアンテナを繋いで別の無線機から送信してもまったく反応がなかったのですが、QYT28から発振するFM電波にCWモードで24M当たりでSメータが振れることが分かりました。
完全ではないものの受信機能はなんとか存在することが分かりました。
23Mや25Mでは反応しないので、やはり表示周波数がズレているということになりますね。
基板作者のWB2CBAさんが方法を載せていました。https://groups.io/g/ucx/topic/80003205#msg5822
でもこれは単なる周波数ズレの調整ですので、意味が違うような。
LM4562がアリからなかなか届かないので、先日アキバで購入したOPアンプNJM2043DDを使ってみました。
NJM4562と比べるとノイズは若干低くなるものの、受信できない状態に変化はありません。そもそもうちのバルコニーの三脚アンテナに電波が来ているのかどうかが疑問ではありますが（短波ラジオにも入ってこないし）、少しは聴こえてくることを期待したのですが・・・。
気になるのはSメーターが7前後をいつも示していることです。
これはよく理解できません。
OPアンプについては、FB NEWSというサイトにOPアンプの特集があったので読み始めました。最初からレベル高いですが、知らない知識がたくさん載っていて勉強させられます。
何かと理由をつけてはアキバに行っていますが、基本的には都心に仕事に出た足で行っているので、わざわざではありません。
今日も同様。
秋月でOPアンプ NJM2043DDを購入。
これは、uSDXで使われるべきLM3452の替わりにNJM3452が使えないので、ネットでぼやいたら、「一応つかえるよ」とJJ0TUCさんから教わったもの。
高いものでもないしとりあえず買ってみました。
その後、ロケットに行ったらなんと「定休日」。
実はツイッターでGIWさんが午前中につぶやかれていたので知ってはいたのですが、数多いアキバ散策で定休日を見るのは初めてのことだったので、わざわざそれを確かめに行きました。
uSDXを制作するに当たっては単にハンダ付けするだけではなく各部品がどのような役割を果たしているかを理解することで、SDRの仕組みを理解しようとしています。
しかしそもそもSDRとはどのようなものなのかを知らなくてはどうにもならんので、鈴木憲次氏の本（2020）を紐解いてみました（買ったのは随分以前ですが流し読みしただけ）。
周波数成分をベクトルと捉えて、sinとcosをそれぞれ掛けると、同相成分と直行成分とに分解できます。
それに、基準周波数を積算すると、それぞれにf(+/-)f_oscを変数に持った出力が得られて、f+f_oscをLPFで弾いたものができます。
これらを自乗して足したものの平方で振幅データ、両者の比から位相データが取れるため、デジタル復調できるというものでした。
ざっとしたイメージは分かりますが、結局どこをどう調べたらいいのかはまだ良くわかりません。やはり計測器が必要なのか・・
JF1PTL様がHPに掲載されていた基板をお願いしたら、早速送っていただきました。とても嬉しい限り。
これでWB2CBA基板でいろいろと試行錯誤して、その後にもう一つチャレンジできる素地ができました。
安心してたくさん失敗します（笑）
[uSDX]
天気が良くて空気が澄んで気持ちがいいので自転車でフラフラと彷徨っていたら、六仙公園に辿り着きました。平日なので小さい子供が親と一緒に遊んでいる姿がちらほら。
いつものテーブルに大きな傘が掛けてありモービルホイップANTが立っています。
もしやと思い近づいたら、この公園のPOTA運用のダントツ記録を持つJP1GIWさんがOPされていました。邪魔にならないように聞き耳を立てたら、6mSSBが入っているようでした。傘は日陰を作るため、ログはパソコンで、運用はハンディ機なのでシンプルですね〜
結局アイボールはできないまま帰宅してツイッターでご挨拶して、運用環境について教わりました。ありがとうございます。
[uSDX]
uSDXで周波数を決める重要な機能を持つ部品は、FST3253ですが入手できないため、ネット等で紹介されているSN74CBT3253C（最後のCがポイント）を代替品として使っています。
もう一つLM4562というオペアンプがあってこれはオーディオアンプなのでスピーカの出力用だと勝手に思い込んでいたのですが、内部に回路が２つあってこのそれぞれから、ATmega328PのPC0とPC1に信号を送って周波数を作っているらしいことが分かりました。
そうなると周波数特性などが影響してきます。
LM4562はマルツで買うと高いし秋月にもなかったのですが、NJM4562というオペアンプがあったのでそれを使っていました。どうやら受信できない原因はここにありそうです。
早速ネットで代替品を探しました。Texas Instrumentsのサイトはパーツのスペックである程度絞り込みができるのですが、絞り込んだパーツが秋月やマルツではなかなか適当なものが見当たらず、やむを得ずアリに発注することにしました。
どうもFETが壊れている可能性が否定しきれないのですが、故障なら取り付ける前からわかったほうが便利に決まっているので、検査方法を調べてみました。
ゲートからドレインとソースそれぞれに絶縁がされていること、ソースからドレインに対してはダイオードと同じ機能があることなどがわかったのですが、テスタで調べても今ひとつ。
そこでJH1LHVさんを見習ってトランジスタテスタを注文してしまいました。