ぱなりラボラトリー通信

電子・機械工作、天文趣味の60代です
ユニクラフトの無料基板製作サービスで作ってもらった基板で EU1KY アンテナアナライザーのRF基板を製作、マザーボード STM32F746G−DISCO にファームウェアを書き込み、動作させてみた。

STM32F746G−DISCO側の受けは、Arduino 互換なので、プロトタイプシールド基板の上に親亀小亀スタイルで乗せてある。
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RFボードで使用するIC NE612はSOPをDIP基板に取り付け、Si5351Aは秋月のモジュールを使った。

こんなふうに測定できる。画像ではよく見えていないが、右下のほうにはスミスチャートが表示されている。測定メニューはいくつかある。

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メニューからハードウェアの校正のみを行って、50ΩターミネイタをDUT(測定)端子に接続してみた。ほぼ、正確に表示していると思われる。

PCに接続しての表示ができないなどあるが、一発で動作し再現性は良い。操作マニュアルがないので、操作は手探りでわからないところも多いが、幸先の良いスタートだ。OSL(Open Short Load )校正のTOOLの製作など進めて、性能を確認していく。

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宇宙天文光学EXPO 2017 に行ってきた。開催期間中 4/19〜21日 天文関係でもおもしろそうな講演が毎日あったのだが、気が付くのが遅く、ひとつも出席できなかった。展示会で見つけたものをいくつか。

Edmund Optics Japan なつかしのAstroscanが飾られていた。
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冊子の日本語カタログを貰う。創立75周年(当然アメリカ本社のこと)とのこと。昔は Edmund Scientific という名前だった。日本の代理店が有楽町にあった「光洋」というお店で何度か行ったことを思い出す。
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清原光学の人工衛星搭載口径300mmリッチー・クレチアン
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CANONのブースでは大型のCOMSセンサーが。Pixel サイズが19um×19umと大きいので感度が良いだろう。
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これをカメラとして基板に組み上げたのものがこれ。
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いまどきのCMOSイメージセンサーは、A/Dコンバーターを内蔵しており、データを読み出すだけでよいが、これくらいの大きさになると、なかなかそういう訳にもいかないようで、外付けとなり、かなりの回路が必要になって来るとのこと。
木曽シュミット望遠鏡ののトモエゴゼンに搭載するカメラと同じセンサーとのことだが、いつの日がアマチュア向けにも販売されて、使うことができる日が来るのだろうか。

アマチュアも使っている人も多い FLI も大きな CHIPのカメラを展示。日本の代理店である三基光学館の社長もブースに。
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隣は Raptor Potonics の天文台向けCCDカメラを展示しているブース。ためしに値段をきいたところ、数百万円台からとのこと。
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そのまた隣に、小形のスターリンク冷凍機をいくつか展示。細パイプのようなに突き出ているものがCOLDフィンガー部でここが70Kまで冷えるとのこと。冷却CCDカメラを製作していたころだったら、使ってみようかと思ったかも知れない。
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国立天文台は、30m次世代望遠鏡関連展示。
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分割ミラーの実物。いつも思うのだが、何十枚もまとめてアークチュエーターで光学精度が維持できるのだろうか?
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メインは産業向けの展示なので、光学機器、レンズ設計・設計製造の中小企業がずらりと並ぶ。
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板橋ブランドも合同で。
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レンズを自動製作する機械を作っている会社の展示も。

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日本の光学技術の層の厚さと底力を感じた。

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このあと、横浜駅前で妻と落ち合って、THE SAKISHIMA meeting のライブへ。
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THE SAKISHIMA meeting は、沖縄宮古島の出身の歌手 下地イサムを中心としたユニットで主として宮古島の方言で歌を歌っている。なので、宮古島の出身者でないと歌詞の意味がほとんどわからない。初めてイサムの歌を聴いたのは、10年ほど前か、さだまさしの「関白宣言」を宮古島方言で歌ったものだった。大爆笑。

会場のライブハウスレストラン「サムズアップ」の140席はすべて埋まった。観察すると、彼らの方言の歌にあわせて口を動かしている方が何人かいる。若い女の人が多い。私たちと相席になったのは、50代過ぎとおぼしき夫婦。こちらの方で沖縄に何度か旅行したことがあるとのこと。言葉の意味は分からないが、彼らの音楽を十分に感じたようだった。

楽しい時間をすごして帰り着いたのは、24時前、久しぶりの夜更かし。

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unicraft 社の無料プリント基板サービス で製作をお願いしていた、EU1KY アンテナアナライザーRF基板が届いた。依頼したのは、4月11日、到着は18日なので、ちょうど1週間というところ。
基板は1枚なので、エアキャップの封筒で送られてくるのだと思っていたが、こんなふうに、厳重に梱包して発送してくれていた。
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仕上がりは、全く文句ない。パターンの仕上がり、シルクともきれいで精度も良い。
10cm×10cmから必要な基板をなんとか2枚取りたくて、写真の上下に同じものをパネライズしたので、こんなふうに仕上がった。パネライズするときには、パキッと折って切り離せるようにVカットを入れることがあるが、無料サービス版ではそれが無いので、自分で切り離す。
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良く見ると、上側のシルクの一部が抜けている箇所があるが、これはパネライズするときの私の操作ミスのせいで製造ミスではない。

せっかくなので unicraft 社の無料プリント基板サービス を利用しての感想。発注依頼からのやりとりは迅速で前述のように、製作も早くまったく問題はなかった。すこし気になったところ。

プリント基板の製作依頼をするときには、適当なCADでパターンを作成し、ガーバーデータに生成して、ZIPファイルでまとめ、アップロードする。必要とされるガーバーデータは、どこの基板メーカー同じだが、要求するファイルの命名規則がある。
unicraft の規則でその一部を示すと、
 ptn_top.grb : 部品面(第1層)銅箔パターン
 slk_top.grb :部品面シルク印刷
 dri.grb     :ドリルファイル
などとなっている。

これは、ちょっとわかりにくい、というか管理しにくいのではないだろうか。どこにも元ファイルの名前が入っていないのである。もとの回路図ファイル名が、LED.sch であれば、これから生成されるガーバーデーターのファイルは、
  LED_ptn_top.grb : 部品面(第1層)銅箔パターン
  LED_slk_top.grb :部品面シルク印刷
  LED_dri.grb     :ドリルファイル
のように、どこかに、オリジンの名前が入る形式が自然だと思う。
また、ファイル名ではなく
  LED.gtp  : 部品面(第1層)銅箔パターン
  LED.gbs :部品面シルク印刷
  LED.drl  :ドリルファイル
のように拡張子で分類するのが一般的のようだ。

ほとんどの基板CADに、ガーバーデータを一括して書き出す機能があるはずであり、私の使っている EAGLE では、JOB ファイルを読み込んで実行することができる。
unicraft でも同社の命名規則に沿ったガーバーデータを出力するJOBファイルを用意してくれれば、このことはあまり問題にならないかも知れない。基板CADはいくつかあり、大変だと思うがせめてフリーのCAD対応の分は用意できるのではないだろうか。

同社のHPには、らくらくプリント板 として手書きのパターンから、基板を作成するサービスがある。CADを使い切れないアマチュアなどをターゲットにしたものだろう。これだけからはイメージしにくいところもある。こんな回路のものをこんなふうにパターンを描いて発注したら、こんなふうに仕上がりました、という実例が金額も含めて知りたいところ。

製作してもらった基板にパーツを載せて半田付け。私の設計ミスでパーツのサイズを間違えたところが多々あるが、きれいにできつつある。
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Arduino プロトタイプシールドの上にのせて、一枚完成して、テストにかかる。


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秋葉原でお買い物

新しいアンテナアナライザーの製作にとりかかって、プリント基板の到着待ちというところだが、並行して部品の調達のため秋葉原へ。抵抗、コンデンサなど手持ちでない値の分を買い足す。このボードには、電源にフェライトビーズの指定がある。無くてもかまわないと思うのだが、そんなに高いものでもないので、Aitendoで購入。そのほかにも、以前に MLA48のメンバーに頒布した電界強度計のKITを欲しいというかたがいるので、表示のLCDやタカチのケースも。
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いろいろとまわってみたら、白熱電球を格安で売っていたので速攻で購入。1個20円で、それぞれ10個ずつ。在庫を全部買い占めた。うちはLED球の演色性がきらいで、廊下の常夜灯しか使用していない。これから生産が少なくなっていくだろうから、在庫を増やそうかと思っていた。この電球は定格110Vなので、100V使用では長持ちしそうだ。
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秋月では、インチピッチの六角レンチセットがあったので、これも即購入した。以前はインチピッチの六角レンチは国内では見つけることができなかった。写真の左のものは、10年以上前にハワイに旅行したときに、あちらのホームセンターで見つけたもの。MEADEの望遠鏡やSBIGのカメラなどアメリカ製機材のメンテに重宝した。
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番外編。
ジャンク屋の店先のかごにあった、CANONの8mmカメラ。ゼンマイ駆動でズームレンズ付き。
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中を開けてみるとフィルムが残っていた。ダブル8方式。
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まったく実用性はないが、ゼンマイを巻いて、カタカタと動くメカを楽しむだけのもの。
可動時間も少なかったとは思うが、50年ほど前に作られたものが動くのがおもしろい。

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以前に、K6BEZ タイプのアンテナアナライザーを製作して、MLA48のメンバーにも頒布した。このタイプのものは、SWR表示のみので、インピーダンスが測定できず、MLAの調整では時おり不便を感じることがある。どうしようかと思っていたところ、先日のMLA48ミーティングで、メンバーから、ポーランド ベラルーシEU1KY さんのアンテナアナライザー の情報提供があった。

さっそく、彼のHPを見ると、シンプルな作りながら 1port VNA タイプのアンテナアナライザーで、多機能な仕上がりとなっている。オープンソースとして、ソフト・ハードの資料は公開されており、東欧圏でしか製作例は見当たらないが、再現性は良いようだ。こんなふうに、スミスチャートやインピーダンスを表示したりすることができるとのこと。
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というわけで、LimeSDR が届いたりで、いろいろとやることも多いのだが、なかなか興味深いので、作ってみることにした

このアナライザーは、RF基板(自作)+CPU基板(STM32F746G−DISCO)の構成となっている。RF基板は比較的シンプルな構成になって、入手しにくい部品は使われていない。RF基板試作は1枚なので、unicraft 社の無料プリント基板サービス を利用させてもらうことにした。
このサービスは、10cm×10cm以内の両面基板 1枚を無料で製作してくれるというものである。条件としては、自分のブログまたはHPに感想ないしは紹介記事を掲載するということのみである。これならできる。

さっそく EAGLE でアートワークを完成させ、ガーバーデータをアップロードして申し込んだところ、無料製作受付 OKの返事がきた。RF基板は、Arduino くらいの大きさなので、10cm×10cmだと、1枚しかとれないが、Arduino プロトタイプ基板の上に再実装することにして、2枚パネライズした。

オリジナルは表面実装パーツ使って作っている。
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うまくいったら MLA48のメンバーに KIT で頒布する際の作りやすさを考慮して、ディスクリート部品で実験することにした。こんな感じ、unicraft さんのデザインルールチェックも無事通過した。イメージ 1

CPUボードは、秋月でも入手できるが、今回はRSオンラインから。在庫があれば即日発送なので、早々と届く。
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早速、動作チェック、問題ない。
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このCPUボード、あまりに高機能のわりには、値段が安いのに驚く。 216Mhzで動作するCPUに、タッチセンサー付きカラーLCD、24bitのコーデックもついていて、6000円強というところである。これらをうまく使って、EU1KY さんはアンテナアナライザーを作ったということ。

とりあえずは、基板の仕上がりを待つのと、そのほかのパーツを用意しなくちゃ。


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