どよよん現象＠アマチュア無線

　先週のコンテストから1週間、もう5月も最終日です。今日は歯医者に行ってから野暮用を済ませて夕方に帰ってきましたが、とにかく暑かった・・・この季節の30度超えは結構堪えます まぁ、既に数日前から暑かったんで、ビックリするほどでもなかったとも言えますが、まだ身体が「夏仕様」にはなっておらず、帰ってきてからは扇風機とお友達

　さて、今日は流石にもう何もやる気がしないんで、次なる工作の部材を眺めていました。



　16文字×2行、20文字×4行、40文字×4行のLCDです。40文字×4行のものは、RS-232CやI2CのASCIIコード・モニタに設えようとしていますが、今回工作対象は20文字×4行のモノを使うことになるでしょう・・・と、正に思案中です。16文字×2行は大きさ比較用に置いただけ で、真打ちは右上の四角い奴・・・さて、何でしょう

　種明かしは追々しますが、まずはLCD表示やI2Cのライブラリを整備したいと思いつつ、どうもソフト開発が億劫な今日この頃・・・なんかつまらなく感じてしまって後手に回ってしまいますが、そろそろ気合いを入れ直して取りかからねば

　ちなみに、40文字×4行のLCDは秋月で購入しましたが、これ仕様がちょっと変わっています。簡単に言うと「40文字×2行が2つ」といった感じで、上段2行と下段2行とに分かれています。ちょっとソフト処理を施さないと「スクロールっぽい動き」はできませんからご注意を・・・。

　毎度のマジ参戦とはかけ離れた気合いでダラダラと続けた今年のWW-WPXなんで、「参戦記」とはせず、トピックス風にまとめておきます。

　開始早々は、直前まで続いていた地磁気嵐の影響であまりパッとしないCONDXでしたが、初日の夕方にはハイバンドでもEUが聞こえていましたから、まずまずだったのかなぁ・・・。SSNも急上昇した（NICTの5/24の日報ではSSN=90）ことから「イケるかな」と思ったものの、初日夕方のEUはボウズ 唯一、定番となりつつある「CW5W」（CWで5Wじゃないですよ）を軒下ステルス君、それも20mでGet し、ちょっとやる気で夜を迎えました。

　40mは定番の「西海岸シリーズ」・・・と思いきや、聞き慣れぬPrefix を早々に聞いてしまいました。「OCってどこだべ」と調べてみると、何とPeru そこそこS も振っており途切れなく呼ばれていましたが、8分ほどの格闘で何とかGet ・・・これで1upです。

　この季節、忘れてならないのは「夜中のハイバンド」・・・というわけで15mを中心に覗くと、やはりEU方面が開けています。中でもCyprusの「P3N」がS9+20dBで入感 しかし、あちこちから呼ばれており交信には至りませんでした・・・。数局のEU増量の中、この日は睡魔が+60dBくらいになってしまい、朝方面白い20m/40mを諦めて早々に納竿。

　翌25日の午前中から午後に掛けては、それこそゴロゴロしながら時々起き上がってワッチという有様。まぁ、「至福の刻」とも言えますが、目新しいところは殆ど無し。そして夕刻・・・EUがそこそこ聞こえてきましたが、やはり軒下君（お、改名か）では太刀打ちできず、出竿時間待ち。
　出竿後は、昨日拾い忘れた40mの西海岸を拾いながらハイバンドをタヌキワッチ。すると、やはり夜間のEUは前日同様の有様。そして、昨日逃したCyprus を見つけて呼ぶと、流石にパイルは下火。何とか拾って貰って1upです。

　その後も15mにへばりついたもののCONDXが案外浮き沈みしており、なかなか交信成立ならず・・・だったんですが、01時を回った辺りから安定してきました。そして、これもNew One となる Luxembourg をGet で1up。過去に何度もフラれた聞き慣れたコールサイン・・・思わずガッツポーズ

　その後は朝方まで粘って40mの様子見をしましたが、「ATT入りでS6ボーダ」という我が設備の交信可能信号強度に至る局は少なく、QRZとコールサインの一部コピーの山となってしまい、4時過ぎに納竿しました。

　結果的に3up となった今回のコンテスト・・・参加ノウハウとして特筆すべきポイントはなかったものの、QRP-DXCCとしてまた一歩（3upだから3歩か）前進することができました。まぁ、満足・・・しておきましょうかね

　どうもこのコンテストは、やはり「やる気満々」では望めないのが常・・・今年も、直前に地磁気嵐が起きるなど、それこそやる気が削がれる方向に持っていかれ、挙げ句の果てには早起きのし過ぎでコンテスト直前にウトウトしてしまい、気づいたら開始時間を過ぎているという体たらく おまけに1.5Hほど「昼寝」までしてしまいました

　結局、10時に参戦してからこれまで（そろそろ18時）で14QSOです。それでも、昨年の「地磁気嵐丸かぶり」の状況よりは少しましかなぁ・・・と昨年のログを見てみると、「出竿時間」（完全に日没した19時半くらい）までのQSO数としては「+1」という結果です。
　15時過ぎから15mでEUがチラホラ聞こえてきたものの、SSNが芳しくないことから我が設備ではQSOは難しい一方、「日中」に初めてWを捕まえたり、ステルス君に仕込んだ20mのあまり効率がよろしくないアンテナでまたしても「Uruguay」と交信できたりと、そこそこ楽しめてはいるんですが、どうも気が乗らない・・・

　机の上は「コンテスト仕様」にしてありますからそこそこ片付いているし、いっそのこと工作へ・・・という浮気の虫も動いてきていたりして やれやれ、これで今夜の40mが芳しくなかったら、きっと工作寄りに舵を切ってしまうんでしょうね ひとまず、「存在証明」はできたということで・・・。

　漸く週末を迎えましたが、今日、明日はプチ予定で細切れの余暇です。長めに時間が取れない分、サクッと終わる作業を・・・ということで、AD8310を「扱い易い形」にしました。

　先日まで手を染めていたミニ・パワーメータでは兄貴分のAD8307のDIPタイプを使いましたが、このIC はAD8307に比べて以下の特長があります。

　・　ダイナミックレンジがAD9807より3dBほど広い
　・　出力バッファ用オペアンプを内蔵

　中華サイトでは5ピース買いで1つ6$（送料込み）程度で売買されていますが、ひとまず2ピース・・・１つ7$で注文。2ヶ月ほど前には既に手元にあったんですが、パワーメータが先となったことで放ったらかしになってしまい、今日に至ったわけです。

　そもそもこのIC にはMSOPタイプしかなく、いわゆる「2.54mm」の世界では扱いが厄介なため、勢い変換基板の世話になります。最近は様々な形の表面実装タイプのICがありますが、MSOPの8ピンをDIPの8ピンに変換する基板は入手し易く、かつピン数も少ないことからそんなに難儀な作業ではない・・・とは言え、やはりこの歳になっての細かな作業は骨が折れます。この辺り、工作意欲が減退する要因でもあります まぁ、グズグズ言っていると「細切れ余暇」が無くなっちゃう・・・と、今日は気合いを入れて準備開始。



　取りい出したるは20Wのハンダゴテ・・・と自慢しているわけではありません。今回活躍するのは、コードまとめ用の口の大きな洗濯ばさみ さぁ、お立ち会い



　こんな風に、作業机を台座に変換基板とICを挟んでしまいます。これでひとまずハンダ付けの準備OK



　手前の一本だけハンダが付けばOK。反対側の4本にハンダを思いっきり盛り、その後手前にも。そして、余計なハンダを吸取器でシュッと取り除きます。



　吸い取った後の状態はある意味無残・・・ですが、この後ハンダゴテでピンの隙間をなぞってハンダを馴らします。反対側も同様に。最後にフラックス除去液で綺麗に拭き取って完成。



　所要時間は凡そ30分。大きな洗濯ばさみで挟む際の位置決めがすんなりいけば、案外時間は掛かりません。



　後は足を付ければ完成なんですが、買ったはずの足が見当たらん 無くさないように「瓶詰め」して完了・・・と、今日はこの辺でお開きにしますか。

　GW中に再作に取りかかったミニ・パワーメータ・・・この土日に照準を合わせていましたが、何とか「ハード的」には完成と相成りました。やはり「金属加工」に重い腰が上がらず、結構時間が掛かってしまいました

　今回の穴開けは「四角い大きな穴」がメイン・ディッシュ。シャーシパンチで4桁の7セグが見える穴を開けるんですが、お見せするのも恥ずかしいスナップからご披露。



　ね、スンゲィでしょ でも大丈夫なんです



　アクリル板は慎重に切断して四隅に穴開け済み・・・その左にある「黒四角」は色画用紙です。アクリル板と同じ大きさに切ってから、7セグだけが上手く顔を出すように四角く中抜きし、アクリル板とシャシの間に挟み込みます。



　いわゆる「ボロ隠し」ですが、ご覧の通りの出来映えです。これで、あの「キーキー」「ギュギュッ」っとチキン肌を惹起させるヤスリ掛けは免除 その他はドリルとリーマの世界ですから、センターポンチがズレていなければ何とかなります。
　今回は、随分前に購入して上手く活用できていなかった小型のバイスを使い、穴開けも比較的楽にできました。ちょっと金属加工アレルギーが治ったかも

　基板自体は出来上がっていますから、配線して終了です。



　ソフトの改良で、表示のチラツキをさらに押さえ込みつつ消費電流据え置きとなり、写真を撮っても全桁が写るようになりました。また、ケースに入れたことで、入力なしで-77.6dBmが安定表示されるようになりました。AD8307は非常に感度が高いんで、やはりきちんとケーシングすると落ち着きます。



　裏面はご覧の通り。PINジャックは、AD8307の検波電圧をそのまま出力（ってか、オペアンプでバッファしてはいますが・・・）しています。何かのシチュエーションで必要になるかな・・・ってな案配で、何に使うか決めていません
　その下はDC電源ジャックです。電池駆動前提の器械ですが、とりあえず逃げを打っておきました。この器械のためだけに電池の買い置きは多分しませんから、急場凌ぎの意味合いです。

　ハード面の改造はこれ以上予定していませんので、回路図をアップしておきます。



　特に珍妙なるポイントは無いと思います。唯一、チャージポンプのVCCラインの1KΩ・・・これはAD8307への供給電圧が5V になるように調整した結果ですが、これで十分に動いています。AD8307の動作時間が1回あたり4ms程度しかないんで、47μFのケミコンで十分に賄えています。

　ソフト的にはまだ盛り込みたい機能はありますが、これで最低限の測定はできますので、次、行っちゃおうかな・・・と悩んでいます。さて、どうしたもんだべなぁ

　製作中のミニ・パワーメータの肝は、何といってもAD8307の出力電圧のリニア特性をきちんと捉えることです。そして、このリニアな傾斜を示す電圧出力を計測して数値化する部分の仕掛けについては、「切片の設定」が鍵を握ります。この辺りをまとめておきたいと思います。

　まずは、AD8307の関連スペックをデータシートで見てみましょう。関係があるスペックは、青で囲んだ部分です。


　
　このチップの正常な測定範囲は50Ω終端で-72dBmから+16dBmとなっていますが、下端の方の最低検出レベル（ピンクで囲ったところ）はノイズフロアまで・・・まぁ、現時点でこんなに低いレベルの検出を正確にやろうとは思いませんが、バラックで作りっぱなしでもこの位のレベルまではイケそうな感じでしたので、「-72dBm以下は誤差含みである」と、きちんと認識しておきます。
　次に対数の傾き・・・このチップに入力する電力とそのとき出力する電圧との関係ですが、これは23mV/dBから27mV/dBの間になります。幸い、今回作るパワーメータの電圧測定では「オペアンプ受け」していますから、入力インピーダンスとしてもカタログ値の範囲に収まるはず。カタログスペック的には代表値（Typical）として「25mV/dB」を謳っていますが、これはチップの個体差が含まれる部分ですから、実際に調べてみる必要があります。
　最後に切片・・・インターセプトですが、-87dBmから-77dBmという範囲の値ということになります。これもきちんと検討しなければならないでしょう。

　ところで、今回作るパワーメータではPICのAD変換の10ビット分解能で電圧測定するわけですが、これを以下のように考えて計算等を簡略化しました。

　・AD変換の「1ビットの変化」にチップの傾きの0.1dB分示すように考える
　　⇒傾きが25mV/dBとした場合、2.5mVが1ビットの変分相当
　・1024ビットで表現できるdBm最大値は、1ビットの変分×1023
　　⇒2.5mV×1023=2.5575V
　∴AD変換の比較電圧として2.5575Vを与えてやれば、1ビット=0.1dB刻みの計測器が完成

　即ち、比較電圧を上手く設定するだけで「0.1dB刻みの計測」ができ、その上特殊な計算要らず・・・正に、8ビットPICで無理なく測定ができるということになります

　さぁ、実測してみましょう。信号源はクラニシ君＠SG、これにアッテネータを接続した時とそうでないとき（＝直結）の差を測り、ひとまず使用したチップの「傾き」を調べてみることに。治具はこんな風に作りました。



　秋月で買った20dB,30dBのアッテネータをICソケットに挿す小さな基板を作りました。使ったのは14ピンのIC ソケットですが、間隔が広過ぎるためニッパーで二分して約めてあります。信号の接続にはSMAコネクタを使いましたので、数十MHzオーダーなら問題なく使えます。スズメッキ線はアッテネータをつながないとき・・・即ち直結用のジャンパです。



　クラニシ君の頭にこんな風に装着。まずまずのデキでしょ・・・というわけで、早速実測です。

　クラニシ君の出力電力は-2.3dBmです。これは、ローレベル・パワー計の実測値です。これを頼りに、直結時と20dB,30dBアッテネータ挿入時の差をAD8307の出力電圧を測定し、それを傾きに換算しました。

　直結時（-2.3dBm）：2.136V
　-20dB挿入時：1.613V　∴（2.136-1.613）／20＝26.15mV/dB
　-30dB挿入時：1.359V　∴（2.136-1.359）／30＝25.90mV/dB

　なるほど、26mVに近い値のようですが、先のデータシートの「対数の傾き」に記されていた範囲には入っていますね。この2値から、傾きを「26.0mV/dB」として先に求めたAD変換の際の比較電圧を再計算すると以下のようになりました。

　★　2.60mV×1023≒2.66V

　さらに、この値を使ってExcelの散布図で近似式を求めてみました。そして、この近似式から、切片は「-85.4dBm」が求められました。



　パワーメータのPIC内部の処理では、AD変換によって読み込まれる値から切片の値を引いたものがdBm値となります。AD変換値は0.1dB刻みですから、この値から「854」を引けばそのまま「小数点第一位までのdBm値」として直読でき、これを表示器にそのまま出せればよいことになります。減算だけで済む・・・ソフト処理も簡単ですね。
　但し、これを実現するには比較電圧の設定を2.66Vに、それも正確に合わせ込む必要あり・・・なんですが、これは先に基準としたクラニシ君＠SGの出力値が「-2.3dBm」を示すように調整するだけで結果的に校正できたことにします

　実際には、計算上の小数下位の丸めを含めて誤差含みなため、切片の値を変えながらクラニシ君＠SGの直結とアッテネータ挿入時の差を追い込んでいくことになりますが、最終的に「-85.0dBm」を切片とした場合に-30dBの減衰がきちんと計測されるようになりました。

　残るはケーシングと追加機能の盛り込み（これは全部ソフト処理）ですが、どうやら今大型連休中の完成には至らなさそうです まぁ納期もありませんし明日からの三連闘（）でまたお休みですから、「焦らずやろう」と逃げ口上

　長かったゴールデンウィークもあと2日を残すのみとなりました。序盤のコンテスト、中盤の家関係雑事を経て、終盤は工作に重きを置いて・・・といった当初の目論見通り進んでいます。ターゲットは、躓いてしまったパワーメータの再作。あれこれ実験してきたことを、例によって秋月ミニ基板に押し込みます。



　まずは元の基板を解体し、主要部品・・・ってか勿体ないと思われる部品（）を取り外します。取り外された方の基板と同様なガラクタが実にたくさんありますが、またしても増やしてしまう結果に
　回路図と基板パターンはBschでサクッと作り直し、パターンチェックしてからワラワラッと組み立てたのが昨日。今日は、朝から動作確認・・・だったんですが、途中、2時間もの昼寝と春の天皇賞（競馬）も同時にこなしました

　紆余曲折は別の記事でまとめるとして、今回の肝になる「省エネ度合い」について、証拠のスナップを残しておきましょう。



　まずは測定動作時の様子です。高周波検出部に何もつながない状態で-76dBｍ近辺の値になりましたが、比較的7セグが使われている状態・・・即ち消費電流が大きくなる条件で8-9mA程度になりました。ひとまず、これが通常の消費電流と見て良いでしょう。
　測定中は、大凡500ms毎にAD8307を動作させますが、せいぜい数msしか動作させていません。従って、この部分での消費電流は非常に少なくなっており、上記の消費電流の殆どは7セグ表示が支配項。加えて、オペアンプも1mA弱で動いています。

　このメータの機能として、ある一定の電力を検出した状態が一定時間続いたら省エネモードに入る様に考えてあります。



　省エネモードでは、最左桁の「ピリオド」が点滅します。その際の最大電流が1.73mAと表示されますが、点灯していないときの消費電流は1.43mAが平均。1mA以下を目指したんですが、そこまでは下げられず・・・まぁ、良しとしましょう。

　お次は、AD8307の動作確認。



　AD8307のENBピンを制御して測定開始した後、AD8307の検波出力が安定するのに大凡500μs掛かっています。これは、ノイズ除去用に接続しているパスコン（0.01μF）の影響です。
　この結果、PICのプログラムとしては、ENBピンをONにしてから少なくとも1ms程度待ってからAD変換を始める・・・というようにしないと不味いことが解ります。当初のプログラムでは、余裕を見て2msのウェイトにしていましたが、少し切り詰めることができました。

　バラックの状態で「できる限りの努力で特性をチェックしたローレベル・パワー計」で測れる範囲の電力について、クラニシ君＠SGやVR製SGで出力した信号で比較確認しました。AD8307の切片は-88dBmを仮定していますが、-10dBm程度まではあまり誤差無く測定できているようです。とりあえず-20dB,-30dBのアッテネータを準備してありますから、これである程度、測定結果の直線性の確認はできるでしょう。

　ケース製作など少々面倒な手順も残っていますが、何とか完成の方向に向かっているようです。

　昨日は、このGWの最も嫌なイベント（歯医者、しかも抜歯）を終えた後、まだ諦めきれないチャージポンプの実験・・・PICで起こした矩形波をトランジスタでスイッチングすることでチャージ電流を多くして試しましたが、効率がメチャ悪 3.3V×50mA程度の消費電流で漸く5V×8mAという結果になりました。結局、バッテリー駆動を目指しているミニ・パワーメータには採用できず、普通に電圧コンバータを入れた形で行くことにしたんですが、どうせなら納得できるものにしようと電源電圧を少しきちんと見直しました。

　まず、今回のパワーメータに必要な電圧は高周波検出部分が5V、本体部分が3.3Vとなるため、どちらか一方が無駄なく動くように考え、他方は昇降圧で凌ぐことになります。また、これらの電圧を安定に取り出すためには常套手段である三端子レギュレータ、さらに低ドロップのものが有利でしょう。そこで、高周波検出部に必要な電圧は5.3V、本体部分には3.6Vが必要であるものとします。

　バッテリーを5.3V以上に仮定すると、それで高周波検出部を直接動かし、本体部分はさらにレギュレータで降圧させれば動くでしょう。この組み合わせで困るのは、バッテリー電圧の不足により高周波検出部の電圧が4Vを割り込むとAD8307の低圧動作の欠点をモロに背負い込むことになる点です。何らかの方法でバッテリー不足を検知する必要が生じます。
　一方、本体部分を3.6Vで動作させ、そこから電圧コンバータで昇圧して高周波検出部に必要な5V近辺の電圧を得る方法では、少なくとも本体がきちんと3.6Vで動作している限りは高周波検出部への供給電圧が不足することはないため前述の欠点は無視できる・・・ということで、3.6Vを基準としたバッテリー動作で行こうと一旦決めてしまいます。

　次に、バッテリーの消耗の様子について考えます。バッテリーとしては、最も手軽な「乾電池」を使おう・・・単三か単四を複数本といったところでしょうか。この条件で、乾電池の消耗について「そろそろ替え時」となる放電完了電圧を仮に「1本あたり0.9V」とすると、5.3Vを保証するために必要な本数は6本、3.6Vを保証するためには4本となります。こちらの点でも、3.6V動作に軍配が上がります。

　・・・ということで、3.6V動作にしようと決めました。その上で、バッテリーの消耗によるアラーム・・・電池の替え時を知らせる機能はやはりあった方が無難でしょう。そうなると、既に目一杯IOポートを使ってしまっているPIC16F1827では残念ながらポート数不足。結局、PIC16F1829を使って再設計することにしました。



　既に型番のプリント印字が薄くなってしまったPIC16F1827・・・次の作りもので必要となるまで、部品箱で眠って貰うことにしましょう。