インフォメーション

2009年02月 ブログ運用開始(玄箱,Web Diary Professional 使用)

2012年10月 ブログシステムをfreoに移行

2015年05月 サーバを「Cubieboard」に移行し運用開始

2018年10月20日 なんちゃって百葉箱(後に「な!百葉箱」と命名)の運用開始(HomeWeather)

2019年09月01日 な!百葉箱(第2版)運用開始

2023年03月04日 NOAA受信システムの運用開始

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ATS-25を作製する(その4)

  • 2024/02/25 17:12
  • カテゴリー:ラジオ

ATS-25を使ってみて修正と追加

LM386の発振抑制

無信号の時にスピーカーから「ポツリ…ポツリ」と気になる音が鳴っていることが直ぐに判る

然程大きい音でないので受信時は気が付かない

最初は電波の干渉などで鳴っていると思っていたが音量を下げても消えない外部だと鳴っていないことからLM386が発振してるのではないかと疑う

モジュールの場所を変えたりゲインの調整してみたが変化がなく最終的に電源スイッチにパスコン(0.1μF)を追加することで抑制することができた

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※)LM386の電源近くに1000μF位のコンデンサを推奨との情報があったが今回は当てはまらなかったので発振が起動しそうな部分を狙ってみた

バッテリ残量表示

バッテリ充電であるUSBを接続すれば外部電源で動作できるのだが,やはりスイッチングノイズが発生するので基本的にバッテリ運用が良さそう

と,なるとバッテリ残量が判らないと困るので残量表示に対応した

ATS-25で元々対応されているのでバッテリ電圧を1/2分圧してESP32のPIN35に入れる回路を追加すれば良い(3.3Vを基準電圧にしているから半分に分圧してるのだろう)

電源回路に追加,分圧した電圧を確認

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ESP32のPIN35に入力

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デフォルトは電圧表示になっているようだ

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SI5351使用

クロックジェネレータを使用するとSSBのチューニング性能が良くなるようだ(BFOでの微調整はほとんど必要なくなるとのこと)

→ 周波数を変えた時,ディレイ無くほとんど瞬時に受信(聴こえるよう)になる(SSBだけでなくAMも同じで,例えばSEEKで放送を採り易くなった気がするが勘違いか?)→ SSB以外関係ないので勘違い

ならば(研究用で購入してあったのが)折角持っているので付けることにしてみた

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元回路では水晶との切替になっていたがSI4732をピンソケットで付けてあるのでメイン基板を修正しなくともアダプタを作れば良い

赤い線を繋ぐアダプタを作る

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アダプタでSI5351を以下のようにSI4732と結線できるのでメイン基板と結線する必要はない

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出来上がり

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SI5351モジュールとのピンの位置を最適にするため縦に実装している

結線を確認して装着

IMG_20240225_122532.jpg

ファームをSI5351使用で作り直して動作確認

BFOモードにするとクロックジェネレータの設定周波数は32,768Hz±数10分の1Hzになるとのことだが良く判らない表示である → 0.1Hz単位で調整可能って事のようだ

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ファームウェア

気になるところで簡単に修正できるのを対応

(表示)

  • 「M」(メートル)を「m」,「K」(キロ)を「k」
  • バッテリー表示のデフォルトを%表示 → 直観的に判ると思って変えたけど,3.3V以下になると基準電圧が下がるので0%になることはない(だから電圧表示モードがあるのか)

(周波数範囲)

  • FM: 7610 - 9490(8920),SETUPでFMの「64MHzから」を外すと76.1MHzからにする(元は87.5MHz)
  • MW: 522 - 1620(1116)
  • LW: 153 - 279(198)

()内はデフォルト

(MEM)

良く聞く局を設定(Memory.hを編集)

注)SETUPで読み直さないと適用されない

(RETRO)

SONY ICF-EX5を参考に設定(Preset.hを編集)← 欲しい方はどうぞ

→ 地域設定がデフォルトのみで,変更するためのリストが表示されない(調査中)→ ダイヤルを回すと表示された.どうやら(ソース中の)デフォルトが初期値になっているわけでなくデフォルトは必ず表示する設定だった

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関東に設定してもデフォルトの愛媛の局も表示される

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文化放送にチューニングしているが,現在は韓国の局が(嫌がらせで)同じ周波数なので愛媛での受信は厳しい

(クロックジェネレータ)

//#define IhaveCrystal
#define IhaveSI5351

にするのだけど,includeもコメントアウトされているので修正

#ifdef IhaveSI5351
//#include <si5351wire.h>
#include "si5351wire.h"
#endif

SI5351_wire.zip(SI5351ライブラリ)が必要でV4のフォルダーにあるので解凍してコピーする

海外日本語放送を聴く

やはりATS-20より感度が良く操作性も良いので使っていて楽しい

思うに今まで手にしたラジオで一番かもしれない(ロクなラジオを持ってなかったってことだが・・・)

同調なしのループアンテナのみで海外日本語放送を聴いてみた(RFアンプ,カプラは未使用)

(HCJB:2/24)

(ベトナムの声:2/24)

(ラジオ・タイランド:2/24)

※)2/24のHFコンディションは前日2/23と比べるとラジオNIKKEIなど受信不可だったので悪かったと思う

(KTWR:2/25)追加

最初が少し長いがキャリアが上がるところから撮影

ATS-25を作製する(その3)

  • 2024/02/22 17:08
  • カテゴリー:ラジオ

オリジナルATS-25作製の続き

回路修正(最初の回路図からの変更)
  • アンテナ入力にリミットダイオード追加
  • アンテナのカップリングコンデンサをFM:100pF,LM/WM/SW:0.1μFに変更
  • オーディオ出力にLM386を繋ぐ(モノラル出力でLRはピンで切替)
  • 電源は3.3V(三端子レギュレーター使用)
メイン基板

パーツ配置を少々考えたおかげでまあまあ上手く配線できたようだ

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導通チェッカーを使用して確認

ミスは2つで,I2Cの結線が逆になっていたのとGndの配線が一箇所半田ミスで導通がなかった

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内蔵用アンプ(LM386)の調整

LM386モジュールの仕様は5Vだったので,3.3Vでも十分な音量が得られることを確認

モジュールの半固定抵抗で出力を調整(音源はFMラジオ)

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電源ON

チップなしで電源を投入して各所の電圧確認

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チップを装着して起動・・・一発で動いた

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バックパネル

中身は完成したのでバックパネルを加工する

ボードに合わせてオーディオ出力と充電用USB端子の穴あけとアンテナ端子を設置

プログラム書き込み用のUSB端子(ESP32)は,ボタンを押さないとできないためカバーを外して行うことにした

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完成内部と外観

(前面)

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(背面)

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LM386モジュールは最初の設定で無かったため設置場所を決めていなかったので空き部分に両面テープで張り付けた

(正面)

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(中波受信中)

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キューブ型なのが良い感じ

特にノイズもなく良好に受信できているようだ

ATS-20より感度が良いように思える

ソフトウェア

バンド範囲や周波数の調整が必要なので使用しながら調整する予定

コストは¥5,000程度だろうか

ATS-25を作製する(その2)

  • 2024/02/20 19:52
  • カテゴリー:ラジオ

オリジナルATS-25のケースを作製

ケース設計

ATS-25を作製しようと思った時から考えていたのがタッチパネルなので縦型にしたほうがUIが良いのではないかいう構想

上側にパネルがあって下側をつまみ類にする縦型だが,底面が狭くなるので基板設置が厳しくなりどうしようか悩んでいた

とりあえず横型でラフスケッチしてみると配置は以下のようになった

IMG_20240217_182538.jpg

これを大まかに実サイズで検証してみると基板2個が180×120㎜位で入る

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で,これを2段になるようレイアウト,下段に電源基板上段にメイン基板にして110×120㎜で入りそう(これをスケッチしたのが右図)

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高さが必要になるので前面を検証して,6面の板の切り出しサイズを間違えないように確認

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ケース加工

ケースの材料は前面アクリルとかも考えたが,DAISOでMDF板が復活したので価格を優先

6㎜MDF板と2.5㎜MDF板を購入して加工

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しばらくDAISOでMDF板が無かったのだけど,今回加工した新しいMDF板は昔の物と比べて質が悪い(昔のMDF板を部屋のあちこちで台として使用しているので比べてみた)

ほとんど紙に近いのでカッターでも簡単に切れてしまうしノコを使うより綺麗に切れる(が,ドリルは慎重に少しづつ拡大していかないとボロボロになる)

良いところは木工用ボンドで頑丈に接着できる点であり(結果であるが)今回は全部接着で済ませてしまった

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ケースは上下に分けて作製したが組み合わせる方法が・・・MDFが薄すぎて脆く木ネジで止めれない(昔のMDFなら可能→ホームセンターのMDFでも可能だけど価格が3~4倍)

横からか底からなど悩んが挙句,3Dプリンタでパーツを作って側面からネジ留めにした

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いつものように半田こてで付ける

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位置合わせが大変だったが上下を組み合わせることに成功

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出来ているパーツを付けてみた

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MDFケースの塗装は(酷い目にあって自信ないし)昔より脆くて更に危なそうなので行わない

パーツ類

設置するパーツが判っていないとケースはできないので次の物を予定して設計

(電源SWとVR)

拙者は電源SWは背面と決めているのだけど,前面中央にロータリーエンコーダーが設置され,その左右のバランスとして何もないので前面にした

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(RF端子)

FMがFコネ,HFにBNCを予定

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(アンプ)

LM386ボードを使用

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(スピーカー)

100㎜スピーカーを準備していたのだけど,サイズ的にDAISOスピーカーにした(内蔵はモノラル)

スピーカーカバーはいつものプランターのネットを加工

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(外部AF端子)

外部はステレオ対応

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電源基板

電源はACアダプタによる供給でも十分だけど,単体で動作およびノイズ軽減のためバッテリを搭載する

バッテリは¥500モバイルバッテリを流用するため分解して取り出した

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充電にはモバイルバッテリの基板を流用して3.3Vを三端子レギュレーターで作るため電源基板を下段に設置

取出したモバイルバッテリの基板からは必要のないUSB-A端子を取り除く

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3.3Vにはドロップ電圧の少ないNJM2884Uを使用(表面実装チップを既に変換基板にしてある)

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※)久々に使ったので回路設定を間違えて正常に出力できず壊れたものと判断してしまい1個無駄にしてしまった(悲)

必要電力は試行時に計測しており,5Vにて80mA~100mA(アンプ別)だったので3.3V500mAあれば十分足りるだろう

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5V出力もアンプ用で必要なるかもしれないので出しておいた(DCDCなのでなるべくなら使いたくないが)

尚,5VのDCDCは負荷が無いと動作しないようだ

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メイン基板

ケーブル類も全部作ってあるので,残りはメイン基板となり現在配線中

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中波(AM放送)に関して

2月1日から(新居浜の)南海放送の出力ダウンだけど然程感度が変わらなかったが,本日から感度がガクッと落ちたようだ

中波は夜になれば全国で聴くことのできるので,時代なのでしかたないのもあるけどキー局位は愛媛の放送として残して欲しいなと思う

ATS-25を作製する

ATS-25はタッチパネルカラー液晶で見栄えは良いが¥10k弱~¥30kと高価

またDSPがSI4732なので同じDSPのATS-20を所有してることもあり特に欲しいとは思わなかったのだけどソフトウェアが改良され機能と液晶表示に魅力を感じるようになってきた

オープンハード・ソフトウェア(ソフトウェアは一部ライセンスが必要な物もある)なので,これはもう作製するしかないと2024年の初頭に思い立ち部品調達を開始(ちなみに自作されてる方は多い・・・ので安心)

部品調達

国内で価格面や手に入り難いのもありAliexpressで購入したのだが,少々問題もあり再購入を繰り返し何とか春節前に揃った(実はまだ1件闘争中)

価格は税と送料込みで記載

  • SI4732:¥619/個
  • SOP16表面実装基板:¥27/個(¥277/10個)

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  • 32.768kHz(水晶発振子):¥22/個(¥220/10個)

手持ちもあるが発振不良もあるので念のため購入

  • ESP32開発ボード:¥503 もう1つは¥642(Type-C)
  • ESP32開発ボードアダプタ:¥370/個

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コンパクトな30pin版,L1なので安価なのか

アダプタの方は間違えて購入してしまったのだけど結果は役に立った

  • TFTタッチパネル(2.8インチ):¥1,440

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  • ロータリエンコードモジュール:¥61.5(¥615/10個)

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SWのプルアップは(この製品の場合)基板裏にショートパターンがある

  • バッテリ:¥550

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何年か前に購入した100均の¥500モバイルバッテリで3.7V4000mAhのリポ

充電回路はそのまま利用(ノイズ対策が必要か),出力はリポから直接三端子レギュレーターで3.3Vに降圧して使う

※)主回路はデジタルだが入力はアナログなのでノイズ元となるDCDCは極力使用しないようにする方針

  • その他:もろもろあるが後で再計算予定

ここまでで約¥3k(一台分)

ブレッドボードに組む

回路は「IU4ALH」さんの「SI4732_Radio as at PI4RAZ」から,変更もあるので回路図を作ろうとしたけど面倒だったのでイメージで修正

(最終版)

pict20240215_01.png

SI4732を実装基板に載せる

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TFTタッチパネルを3.3V用にする

IMG_20240213_173212.jpg

本来は各部品のチェックすべきだけど問題あったらやればいいやと思い組んでみた

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一発目:ソフトウェア「SI4735-Radio-ESP32-Touchscreen-Arduino-master.zip」を転送して電源ON・・・駄目でした(甘くない)

配線を再確認したが問題なし

TFTタッチパネルの確認

うんともすんともいわない液晶画面がまず怪しいので確認

サンプルプログラムで確認するがまったく反応しない,SPIのピン指定ミスとかだと思うのだけど解決しない

こちらの記事でやってることに間違いはないことを確認したが動作しないので不良品かと思っていたところ,もしかして「SI4735-Radio-ESP32-Touchscreen-Arduino-master.zip」をコンパイルするにあたりReadme通り編集した「TFT_eSPI」に問題があるのでは・・・と

結果「TFT_eSPI」を再インストールしたらサンプルプログラムは動作

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これでTFTタッチパネルは正常であることが確認できた

でも本筋は動作しない

SI4732の確認

画面表示までいかないので「SI4732」の問題かと考え2個目に付け替えてみたが同じ

液晶は関係ないので「PU2CLR」ライブラリの「SI4732」サンプルプログラムを導入してチップの動作確認する

何でも良さそうなのだけど「AM_FM_TOUCH_SERIAL_MONITOR」を使用したところヘルプ画面が出ただけで止まる

前後にdebug printを挿入して確認したところ「SI4732」の初期化で止まっていることが判明しI2Cアドレスが取得できていないことが判った

チップ周りに水晶以外の追加は無いので,水晶を交換したり電源のパスコンを調整したりしたが駄目

どうしようもなく更にAitendoの「SI4732モジュール」の回路図を参考にして元回路になくI2Cに関係のあるRST部分にパーツを追加したが駄目

・・・

大嵌りしていたところ10ピンSENBの配線に気付く

Aitendoの「SI4732モジュール」ではGNDに接続されてる!!

pict20240215_02.png

GNDに接続し直しても破壊されることはないのでやってみると動作しましたよ!

「SI4732」の版数で異なる?のか?(上の回路図は修正済 )

注)SENBはI2Cアドレス指定でH or L接続にて2つ選択できる,拙者の個体ではGnd接続でのみ動作したがライブラリでアドレスを自動判定していないのか?

サンプルプログラムで受信確認もできたので「SI4732」も良し(2個とも正常)

ソフトウェア

ようやくこれで動作するかと思いきや結局「SI4735-Radio-ESP32-Touchscreen-Arduino-master.zip」は動作せず「SI4735_2.8_TFT_SI5351_V.5.2b_Dark.zip」を試す

どうやら「TFT_eSPI」がキーらしく対応するバージョンでないと正常に動作しないようだ

YouTube「jashiチャンネル」さんの情報で「SI4735_2.8_TFT_SI5351_V.5.2b_Dark.zip」について対応する「TFT_eSPI」の情報がある

コンパイルエラーは最新の物でも発生しない(warningは出る)が動作はしない

ダウンロードした「TFT_eSPI_2.8inch.zip」は,ライブラリを削除(ライブラリのTFT_eSPIフォルダーの削除でも良い)した後,IDEでZIP登録(メニュ「スケッチ」>「ライブラリをインクルード」>「ZIP形式のライブラリをインストール...」を実行)しなければコンパイルエラーとなるので注意

IMG_20240216_150740.jpg

とりあえず,ようやく動作したのでAM,FMの受信確認

IMG_20240216_163403.jpg

なぜかATS-20より音が良好に感じるのは気のせいか

暫くFM受信で聴いていたら

IMG_20240216_162745.jpg

ディスプレイセーバーモードに移行するのね,素晴らしい!

明日から基板化とケース作りとなる

 

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