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LED周りを真面目に検証してみる

2014-04-14      
 今日は休暇を取りました。3月中が比較的忙しかったことに加え、コンテスト翌日は支障が無ければ休むスタンスを定着させようという狙いです。グループウェアに「謎の印」を入れておくと、最近は「おや、今週末は無線」などと聞かれるようになってきましたから、もう一押しでしょう

 くどいようですが「春の工作祭り開催中」・・・そこで、初っ端の工作モノに使う7セグのLEDについて、ちょっと真面目に検証することにしました。まずは前提条件から。

 1) 電源は3.3V、PICによる4桁のダイナミック表示
 2) 高輝度LEDに電流を少なめに流して省エネ化
 3) ハード要素としては「定格」を重視して、輝度等はソフトで調整

 ◆ LEDの選定

 まずはLEDのチョイスですが、これは既に1)、2) を意識して入手してある「OSL10561-LB」(秋月で購入)です。最大輝度の定格電流(20mA)は絶対に必要の無い明るいものであることは「検証済み」であり、凡そ2mA程度でも十分な輝度のようです。ダイナミック表示にすると勿論輝度は落ちますが、この辺りは表示周期で調整できると踏んで、とりあえず「5~10mA」を流すことにしました。

 ◆ PICの出力電流に注意

 表示をPIC任せにする場合、IOピンの出力電流でLEDの供給電流を賄える必要があります。今回使用するPICでは、VDDの流し込み電流最大値が「70mA」となっていますから、7セグのLED(DPを含めると8セグ)の個々のLEDに対して9mA弱までしか流せないということになりますね。これが、今回必要となる電流制限用の抵抗値の最大値算出条件となります。

 ◆ PICのIOピンの出力電圧

 PICのIOピンの出力電圧は、カタログスペック上はMinimumで「VDD-0.7V」となっていますが、流石にここまでは下がらないでしょう。敢えて無視してもいいと思いますが、0.1V程度は低くなるものと考えておきます。

 ◆ スイッチング用のトランジスタのVCE値

 今回使用する7セグLEDは「カソードコモン」であり、2SC1815をスイッチングに使用する予定です。トランジスタ・スイッチングを使う以上は、VCE間の飽和電圧が生じますから、これも0.1V程度見ておく必要があります。上記のPICの出力電圧の低下分を合わせて、0.1~0.2V くらいの低下分を考慮しておく必要がありそうです。

 ◆ LEDのVf 値

 今回使用するLEDのVf 値は、最高輝度の20mA時のカタログスペックで、「Typical:3.3V」となっています。これを5mA程度まで制限してやる必要があるわけです。仮に5mA時のVf が3Vだとすると、直列に抵抗を接続して0.3V分の電圧降下を起こさせることが必要ですが、実際のVf を実測しておいた方が無難・・・というわけで、これが実験ネタになります。

 いろいろと列挙しましたが、この検討の意味合いは、約3Vで光るLEDに対して電源電圧(VDD)が3.3Vという、正に「余裕が無い」というところにあります。これが5V程度の電源電圧であれば、細かい検討はある意味ネグってしまっても問題無いわけですね。

 さて、実験自体は既に組み立てに着手した工作モノの表示部を使いました。



 とりあえずエイヤで考えた51Ωの抵抗を接続して点灯させています。電源は、たまたまあった単四乾電池×2本で3.15V。若干多めではありますが、5mA台になっています。



 回路図まで書く必要はありませんが、暇だったんで・・・ この図から判るように実測Vf は2.87Vとなりましたが、LED個々にバラツキがあって、「凡そ2.9V程度」というのが正解のようです。

 ちょっと考察してみると、51Ωの抵抗を前提にもし上の図の電源電圧が3.3Vだったとすると「8mA強」の電流となります。これで「全点灯」すると、PICの最大定格(先に記したVDD流し込み電流の最大値)に迫る電流量となってしまいますから、もう少し抵抗値を上げたいところです。
 一方で、あまり電流をけちってしまうと輝度が低くなり過ぎ、ダイナミック点灯の点灯間隔が短くなる⇒消費電流が増えるということになりますから、必要十分な電流は流しておきたいところ・・痛し痒しですね。

 今回の工作モノでは、DPを含めた全てのLEDが点灯する可能性のある桁は1桁しかないため、4回に1回しか「8セグ全点灯」はなく、そういう意味ではこの「エイヤの51Ω」は案外イケてるチョイスだったかも・・・というわけで、大体結論が見えました。

 有給休暇を活用したヘッポコ実験はこの辺で・・・

JIDX-CW 2014 参戦記

2014-04-14      
 副題:結局は芳しくないCONDX・・・それでも、目から鱗の出来事が

 コンテスト前にある程度CONDXの予測が利くようになったため、過剰期待が裏切られることは無くなったものの、逆に「ノレナイ」という部分を考えると、コンテスト開始までは黒点活動や電波伝搬に纏わる情報を見ない方が良さそうにも思える昨今のコンテスト参戦事情・・・直前の記事に書いた通り、かなりの不調を余儀なくされるであろうことを覚悟して開始時間を迎えました。

 初っ端は10m。このコンテストは、ローバンドと10mの得点が高いんで・・・というより、夕刻16時からのスタートとなれば「ハイバンドでEU狙い」が常套手段でしょう。ところが、やはり軽い地磁気嵐の影響でBVとZLを捕まえるのがやっとの有様 「こりゃぁ、思ったよりCONDX悪そうだぞ・・・」と20mへ直ぐにQSY。しかし、こちらも殆ど何も聞こえず、UA0と何とかQSOして15mへ・・・この時点で凡そ1Hが経過。
 15mはそこそこ聞こえていて、メチャメチャ強いモンゴルとモスクワより1000Kmほど日本寄りのZone16局を含め、1時間半弱の間に13QSO・・・と、まずまずのレートでQSOできました。最低ノルマのZON16-19 はひとまず押さえられました。

 夕飯を終えて漸く釣り竿君の出番、そして40mへ。毎度の西海岸とUゾーンのこっち側で「局数稼ぎ」というシチュエーションでは、ハイバンドのような「悪CONDX感」は無かったものの、ちょっと参加局数が少ないかな という感触。また、いつもは苦労する「近場」では、HL局が数局頑張っていてくれたお陰で「ZONE25」をモノにできました。

 ひとしきりS&Pして呼べる局がいなくなったため、手持ち無沙汰に何を思ったかこのブログの局長さん、徐にCQを出し始めました 流石にもう少し大きなコンテストでは「隙間」が見当たらないことが多くてそれこそS&Pをずっと続けることが常だった上、幾ら何でも「5W+50%短縮釣り竿ホイップ」では無理であろう・・・と試したことがありませんでしたが、悪CONDXに出鼻で挫かれ、若干戦意喪失気味の思いが、遂にマッドな暴挙に転じたわけです。JIDXは、海外局からすれば「対日本の局とのQSO」しか得点になりませんから、中にはマニアックな御仁()もいらっしゃるかもしれず。
 まぁ、呼ばれるわけも無い・・・と、CQを出すと面白いように上昇する「電源内部温度計」を眺めて半ばボンヤリして過ごしていると、うわぁ、何か呼ばれてる 「QRZ」を打ち返すのが精一杯でしたが、確かにW6・・・あれまぁ、届いているんだ 冷静に考えれば、呼んで応答を貰っているわけですから、そりゃぁ届いているんでしょうが、きっと弱いであろう我がヒョロヒョロ電波を奇特にも拾って頂けるなんて・・・感無量です ご自宅まで押し掛けていってハグしたいところ(って、悪ノリすんな
 1局で終えると「奇跡の・・・」みたいになってレジェンドが増えるわけですが()、逆に「まだ呼ばれるべ」と不埒にもCQ連呼。すると、12分後に2局目をGet つまり、いい塩梅の周波数で混信から逃れ、上手い具合に「S&Pしている局」がいれば呼ばれるんだということが解りました・・・って当ったり前ですね それでも、たったの5Wと直ぐ隣の6F建てマンションを飛び越えていくというビハインドがやはり上手く解釈できませんが、今後のコンテスト、とりわけ国内コンテストでは、少し「CQ作戦」も視野に入れて見ようかと思った次第。

 さて、ここまでCQ連呼し、ひょっとしたらリバースビーコンに拾われているのでは・・・と、「夢のRBNデビュー」を確認してみました。すると・・・



 やっほーぃ、デビューを果たしていました 1252z 時の西海岸での信号強度は国内のローカル局をも凌ぐ・・・っていうか、40mの釣り竿君、DX向き(打ち上げ角が低い)かも知れませんよ ははぁ、ハワイにも届いているのね
 これを頼りに、自分のアンテナのスペックをより詳しく知る方法もありそう。何にせよ「CQを出してコールサインをデテクトして貰う」という部分で躊躇はありますが、バンドのプロパゲーションの確認にも使えそうですね。

 そんなこんなで22時を回り、漸く20mでお決まりのWと数QSO・・・しかし、やはりCONDXはあまり良くなっていません。並行して見ていた地磁気の暴れ具合は、10mで苦戦していたコンテスト開始から数時間は酷かったもののそこから回復基調だったため、もしや早めにクリアになるか・・・と期待していましたが、そこまで甘くありません
 もうこうなると、40mの朝方のEUに期待すべく時間潰しがしたくなり、「80mはどうなのよ」と覗いてみることに。いやぁ、殆ど全く聞こえませんが、唯一モンゴルがS9+で入感。完全無視を覚悟して呼んでみると・・・「QRZ」が返るではありませんか そこで、ちょっと長めにコールしますが、お返事はやはり「QRZ」。つまり、呼んでいることには気づいてくれるようで、暫く間隔を開け(連呼すると、流石に悪いですからね)あまり呼ばれていないところを見計らってコール、その度に「QRZ」・・・を何度か繰り返しましたが、結局諦めました。
 それにしても、1/4λ見当で25%にも短縮された釣り竿アンテナで海外局が振り向いてくれるなんて、にわかには信じられない気がしています。もっと良いCONDXなら、或いは・・・と、次のチャンスに期待が膨らみました

 朝方の40mEUはOKが1局止まり。それでも貴重なZONE15です。とにかく全体に信号が弱く、我が設備の最低信号強度を超えてくる局がまばらで、「これじゃぁ無理だわぃ」と04時には早めの納竿とし、翌朝目覚まし起きを誓って

 07時、目覚ましで起床し、早速10/15mのW狙い・・・なんですが、相変わらずCONDX低迷 正直、もうやめようかとも思いましたが、桜花賞の予想をしたり、「春の工作祭り」のターゲットである作り物の回路図を眺めたり、CW用のオーディオフィルタのシミュレーションをしたり・・・って、既に半ばリタイヤしながらも、夕刻のハイバンド・オープンを待ちました。
 しかし、CONDXは結局あまり良くない状態が継続し、QRP参戦としては厳しい状況・・・夕飯を食べたら糸が切れたが如くなり、納竿してQRTしました。

 結果は73QSO。特に分析するまでもありません。記念写真の代わりに、コンテスト中のKp-Indexを。



 大凡、矢印の部分がコンテスト時間帯です。軒並み高かったことが判ります。過去の経験上、Kp値が3を超えていると上手くありませんから、地磁気の乱れに殆ど潰されていたわけですね。特に、開始直後のハイバンド不調は判り易く、翌朝(13日の0時UTC辺り)の不調も・・・って、結局ハイバンドは潰されまくりだったわけですね・・・

 まぁそれでも、40mでCQに応答があってRBNデビュー、80mで海外まで電波が飛んでいたらしい・・・と、ちょっと印象的なコンテストではありました。さて、来年はどうなることか・・・
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どよよん無線技士

Author :どよよん無線技士
こおるさいん:JM1DPL

アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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