jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

リモート制御

FT-2000DをICOMチューナーに繋ぐ自動制御その6

ICOMのアンテナチューナーの接続端子を確認していて、インターフェース回路上での変更が必要なことが分かりました。内容は、+13Vの電源供給ラインがAC電源供給タイプのIC-AT100は不要で、電源供給必要なAT-150の場合のみFT-2000DのBAND-DATAから供給するという内容です。インターフェース回路上にショートピンヘッド(3P)で対応する様にパターンを修正します。パターン上のピンショートでも、あとから切り替えSWを外付けのどちらでも対応可能です。

■JP30(3P)でAT-150のときのみショートピンで13V供給になります。IC-AT100のときはIC-AT100の内蔵電源供給されているので端子からの13V供給は不要です。3PはオープンでIC-AT100です。
回路図はAT-150時の状態です。
修正13V供給ライン
■13Vライン修正パターン箇所
修正13Vライン

■ボトム全体のパターン(近くの部品のパターンレイアウトを若干修正しています。)
修正ボトムパターン

■最終GND ベタアース処理(Polygon ,Ratsnest処理)
POLYGON-RATSNEST
■ポリゴン、Ratsnest処理完了後のボトムパターン
パターンの外周は必ずアースパターンとなるようにパターン作製しています。
ボトムベタアース化

パターンを切削する前にICOMのチューナーの電源供給の違いに気がつき、修正できホットしています。
焦らずステップバイステップです。それぞれの全端子の仕様確認も怠ってはいけませんね!

あとの修正はないかと思いますが、もう少し冷静に確認してみます。
問題なければ、切削のマシーン設置の準備です。

つづく?

FT-2000DをICOMチューナーに繋ぐ自動制御その5

気が向いたので、EAGLE CADでパターンを作製してみました。今回は抵抗が結構本数あるので、ジャンパー無しでの対応でできそうです。それから今回は基板作製してから、結構回路変更があったりと、急な回路変更等にも対応出来る様に未使用のポートにもピン端子を付けてみました。空き端子を使った機能追加や、ポート変更対応も出来上がった基板にても容易に対応できる様になります。
基板サイズはEAGLE CADでフリーで使用出来るサイズ 100X80mmです。基板はFR4を使います。

■未使用ポート引き出しピンヘッド追加した回路図
四角い枠がピンヘッド端子です。回路図上での引き出しでパターン上に
ランドを作製するためです。パターン上でESP32の下のピンヘッドは
は取り付けできません。引き出しランドとして使用することになります。
それ以外はピンを取り付けします。

YtoI-ADCIRCUIT

■作製パターン(ボトムパターン)
ボトムパターン

パターンができましたが、切削マシーンを片付けてしまっているので、準備しないといけません。テーブルの上には、先に購入した実験用セットがあり、簡単には動かせません。切削マシーンを置くスペースがありません。少し考えないといけません。どこに設置しましょうか?他愛のない事で悩んでいます。

IC-AT100、AT-150でもレベル用ICに使う8Vのリファレンス電圧が必要でしたが、間に合わせでアジャストタイプのレギュレータを使用していましたが、8Vのレギュレータパーツが入手できましたので、確認してみました。リファレンス用ということでピッタリと8.0Vでないといけないと思っていましたが、レギュレータ自体の出力電圧は計ってみると7.8V台です。不良かと思いましたが仕様を見てみると最小7.7V、最大が8.3Vと結構幅があるのでビックリです。実際交換して使ってみましたが、特に問題は無い様でした。

REG8V


つづく?

FT-2000DをICOMチューナーに繋ぐ自動制御その4

FT-2000DのBAND-DATAの4BITデータを使い現在の周波数をESP32DevKitCで判別し対応する周波数帯に対応する電圧を出力するため、更にD/A変換を使いOPアンプでの電圧変換しICOMのチューナーのバンド自動選択用の電圧を得ています。BCDの周波数判別、そしてA/D出力電圧発生の動作確認は特に大した問題もありませんでした。次のステップとしてはチューナーに繫いでの動作確認です。チューナーの回路図をみていて肝心のリファレンス電圧の+8Vの用意をしていない事が分かり急遽、購入してあった可変式の電圧レギュレータを+8Vにアジャストし、確認回路とをIC-AT100に接続し確認してみることにしました。
結果は動作OKです。上手く動作してくれました。BCDコードSWで作製した仮のFT-2000DのBAND-DATAですが、100%動作してくれています。チュナーを運用中、途中で止まったり、バンドが変わったりしないか、同じバンド7MHzに設定したままで放置試験をしています。4、5時間点けっぱなしでしたが、何も起こらずOKの様です。
今も、継続して設定しっぱなしの確認続けています。

上手く動作してくれましたので、現状の回路図をEAGLE CADで纏めました。

'2022/dec/09回路図間違い修正差替
ytoi-circuit

回路図上ではピンヘッドで別々に記載したターミナルとしていますが、実際はまとまりが1つのコネクタになります。
(FT-2000D BAND-DATAの記載のピンヘッドと、チューナー側のAT-100 AT-150の記載のピンヘッド)
AT-100の接続用コネクタは変わった形状をしています。専用コネクタが準備できてないので、配線の引き出し場所とか検討が必要。AT-150はコネクタがあるので問題なし。FT-2000DのBAND-DATA用コネクタもあるので問題なし。

今回作製の回路と各機器はFT-2000Dのバンドデータ様コネクタ1つとチュナー側のコネクタの2つだけでの接続です。回路とチュナーの電源供給はFT-2000Dからでの構想です。電流が足りるかも実際の接続で確認します。

'2022/dec/09回路図間違い修正差替
ytoi-circuit

パターンの作製は後で行なう予定でいます。
毎回思いますが、回路部品も少なく、とてもシンプルになっています、8ピンのOPアンプ回路とコネクタと電源用のレギュレータが目立つ位です。ソフトウェアのウェイトがかなりしめていると言えます。スケッチ自体に時間がかかっていますから実際そうです。
インターフェース回路はESP32DevKitCでのD/A出力とOPアンプでの電圧変換回路構成です。使ったD/A出力はArduinoNano,UNOにはありませんから、D/A出力機能のあるESP32DevKitCはいろんな事に対応できる素晴らしいCPUだと思います。Hi!

つづく?

FT-2000DをICOMチューナーに繋ぐ自動制御その3

OPアンプの電圧回路の入力1〜5Vを0〜10Vになる回路でテストしてきましたが、ESP32DevKitCのポートを使う場合は、出力される電圧は5Vではなく3Vとなるので、出力範囲も1〜3Vだと2Vの範囲内での出力調整となりますが、やはり0−1Vの区間を0V出力として使うのはなにか機能を使っていない様な、気持ち悪いのでやはり0〜3Vを0〜8Vに変換するように回路定数を変更しました。実は定数変更をする前にOPアンプ単体での入力電圧0〜3Vを同じように0〜8Vに変換する回路を組む事で足りるのではないかと思い実験してみましたが、入力0Vの時の出力が完全に0Vにならないオフセットの問題があり断念しました。単電源で回路を作製し、オフセットの端子付きOPアンプで試したのですが、0V入力時、オフセットVRで完全に出力を0.0000Vにすることは出来ませんでした。他対策方法の出力の補正に関しては発生する電圧の0V入力時の出力の電圧をプログラムで、出力から差し引くという補正方法があるらしいのですが、リアルタイムでの対応ではなく手間もかかる上、目的が違うので、単電源のOPアンプでは、簡単には出来ないと判断し、最初の回路の定数変更での0V〜3Vを0V〜8Vに変換する方向で検討し直す事にしています。入力0V時の出力を完全に0.0000Vにすることも可能でしたので、最初の回路をそのまま使うことにしました。

回路定数の変更は下記値で対応できました。
Vcc=13V
R2=470Ω
R6=50kΩ

範囲を選択_364

上記の回路の定数R2とR6を変更すると1〜5Vの入力電圧Vinは0〜5Vにアジャスト
出来るようになります。
実施のESP32DevKitCのD/A出力電圧はD/Aoutputは完全にN = 0で0.0933Vと完全に0Vにはなっていませんが、OPアンプの電圧変換回路の定数変更後は完全に0.0000Vに調整出来る様になり目的の特性にする事ができます。

D/A設定値   : D/Aoutput  : Vout
N = 0時  : 0.0933V  :  0.0000V
N = 250時 :   3.0463V  :  7.5115V
確認時の電圧であり、最終のバンド設定電圧時とは(N値設定)異なっています。

Nの最大は255ですが、ICOMのバンド1.8/1.9MHz時の7.5Vは、仮にN=250でセットできる様に上側にゆとり幅をもたせ、VR2で調整です。勿論 N = 0時の出力0.0000VはVR1でオフセット調整と同じ様に最初に合わせておきます。
一番上の7.5Vをアジャストした後は、他のバンドの電圧となる D/AのN値を探します。出力が目的のバンドの電圧になるN値を各バンド全部探しD/Aの設定値として記録します。
各バンドの設定電圧となるD/A設定用のN値でのOPアンプ出力は下記となりました。

BAND        検出電圧 : D/A N値  OPアンプ出力
1.8/1.9MHz    7.50V :   N=248     7.4999V
3.5MHz          6.25V :   N=208     6.2577V
7.0MHz          5.25V :   N=174     5.2450V
14.0MHz        4.25V :   N=142     4.2518V
18/21MHz      3.25V :   N=109     3.2456V
24/28MHz      2.25V :   N=77       2.2537V
50MHz           1.60V :   N=55       ---------V
10.0MHz        0.60V :   N=23       0.6127V

本当のYAESUのBAND-DATAでの順番は下記の対応です。スケッチは各バンド検出時にD/Aに出力させるN値を設定してゆく様にコーディングしてゆきます。

DATA: BAND         D/A Set N value
      0 :10MHz          N=0 (Output 0.0000V)
      1 :1.8/1.9MHz   N=248
      2 :3.5MHz         N=208
      3 :7.0MHz         N=174
      4 :10MHz          N=23 
      5 :14MHz          N=142
      6 :18MHz          N=109
      7 :21MHz          N=109
      8 :24MHz          N=77
      9 :28/29MHz     N=77
---------------------------------------
 10 :50MHz          N=55
(50MHzは疑似回路のSWが0から9までなので、10はBAND疑似SWで設定できませんので測定しません。スケッチではコーディングして対応する様にしてはあります。)

CIMG9892
   
■試験回路
CIMG9891

バンドSWを0から9まで回した時の出力が出ている時の液晶表示は下記の様にしてみました。
FT-2000DのBAND-DATA出力D3,D2,D1,D0に対する表示になります。(まだ疑似SWでの実験で、実際のBAND-DATAに繋いではいません。Hi!)

■SW0  BAND-DATA : 0,0,0,0 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9914

■SW1  BAND-DATA : 0,0,0,1 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9894

■SW2  BAND-DATA : 0,0,1,0 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9898

■SW3  BAND-DATA : 0,0,1,1 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9900

■SW4  BAND-DATA : 0,1,0,0 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9903

■SW5  BAND-DATA : 0,1,0,1 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9904

■SW6  BAND-DATA : 0,1,1,0 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9908

■SW7  BAND-DATA : 0,1,1,1 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9909

■SW8  BAND-DATA : 1,0,0,0 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9910

■SW9  BAND-DATA : 1,0,0,1 ; D3,D2,D1,D0
CIMG9913

ICOMのチューナーではバンドが2バンドの同じ表示になる設定が数カ所ありますが、BAND-DATA値での対応として表示上で分かるようにMHzを付けて入力されているバンドが識別出来るようにしておきました。

■BAND-DATAが18MHzの場合18.0に単位MHzが付きます。
ACTIVE!
18.0 MHz
21.0       

■BAND-DATAが21MHzの場合21.0に単位MHzが付きます。
ACTIVE!
18.0
21.0 MHz

24/28MHzも入力された設定側バンドに単位MHzが付くのは同じです。

あとFT-2000DのBAND-DATA端子には+13Vが①端子に出ていますので、ESP32DevKitC用の+5Vはここからレギュレータで取るように+5Vのレギュレータ回路の追加も行ないます。ステップBYステップで、FT-2000DのBCD接続での動作確認、次にIC-AT100で疑似SWでバンド自動設定確認し、最後に全体での確認をしてゆきたいと思います。

つづく?

USBアイソレーター高周波回り込み対策

アマチュア無線の7MHzの周波数帯での高周波の回り込みによるパソコンのアプリの異常動作が現在あり過去色々と対策を行なってきましたが、完全な解決策となったものはまだありません。パッチンコアは確かに高い周波数帯では100%と言えるほと効果があり問題はありません。ただし、すべてのアマチュアバンドの周波数帯で効果があるとは、やはり言えない状態です。低い周波数ほど減衰が取れない事が大きな理由で、私の場合は、7MHzで四苦八苦しておりました。減衰の大きな最近対策導入したコモンモード用のラインフィルターでかなり効果がありましたが、完全に回り込みがなくなったわけではなく、たまにでたりがあります。HAMRADIO DELUXEアプリでパソコンと2台の無線機をシンクロ動作させて使っています。シンクロ動作はシリアル通信用インターフェースを使い2台の無線機をシリアル通信制御するのですが、片方の無線機に繋がったアプリが時折通信が寸断するのが問題です。
今回はPCのノイズ対策等で効果があると言うUSBアイソレーターなるものを2台のシリアル通信インタフェースに入れ試してみる為、ネットで注文しました。なお、ここに行き着くまでに、USBインタフェースを繋がない状態ではPCは何も問題が起きないと、確認できています。シリアルインターフェースを通してのPCへの回り込みというところまでルート(回り込み原因元)が確認出来ていましたので、少し掛けでもありますが若干の期待をして2個注文してみました。注文はアマゾンでしましたが、配送は中華からでした。

■注文したUSBアイソレーター
USBアイソレータ1

■中華から届いた状態で、例のごとく部品用のパッケージで、エアー
パッキンのちいさな袋で送られてきました。配送での問題はありません。USBアイソレータ2

■確認開始
最初は、USBアイソレータがシリアル通信速度に対して使えるかを、ハムログ
に繫いで単体動作確認です。FT-2000Dの通信速度で問題なければ、FT-1000MP
はかなり通信速度が遅いので調べるまでもなく動く想定です。結果は、FT-2000D
では今までと同じ様にハムログで正常に周波数読み取りをしてくれました。
FT-1000MPは動く想定で次の確認です。次にUSBアイソレータをFT-1000MPの
シリアルインターフェースに挿してUSBポートへ繫いでHAMRADIO DELUXEでの
シンクロ動作確認です。先ずは電波の回り込みの確認の前の今まで通り正常動作
するかの確認が最初です。Hi!

■拡張USB ポートに2台の無線機のシリアルインターフェースがUSBアイソレータ
を挿して繋いだ状態です。白色のUSBケーブルはキーボード用です。
USBアイソレータ3

■FT-1000MP側のシリアルインタフェースもアイソレーターを挿して
USBポート接続してます。
USBアイソレータ4

■FT-2000D側のシリアルインターフェースもUSBアイソレーターを挿して
USBポートに繋ぎます。
USBアイソレータ5

回り込み確認前のHAMRADIO DELUXEでのシンクロ通信もハムログもすべて
いままで通り動作してくれました。まずは一安心です。

丁度、風が強くタワーを伸ばせないアンテナが低い状態で、7MHzでアイソレ
ーター効果があるのか確認をしてみることにしました。SWRが1.7ぐらいある
アンテナを繫いでですから条件は悪く、インターフェアンスが起きやすい状態
です。今までは、アンテナが低い状態では、回り込みでFT-2000Dの送信側の
シリアル通信アプリがフリーズして止まってしまってましたが、USBアイソ
レータを両方のシリアルインターフェースに挿入して使用した状態では、全く
問題無しでシンクロ動作してくれました。嬉しい限りです。先ずは小さくガッツ
ポーズです。次はより条件の厳しいキャリア連続送信での確認をします。何の
問題もなくアプリは正常動作継続してくれました。
効果がでた雄一の理由として、回り込みの箇所が特定出来ていた事と、アイソ
レーターでの完全な回り込み箇所の高周波を分離する仕様通りの効果が機能した
事だと思われます。
これで、シリアル通信からの回り込みが完全に止まり解決ということになりました。
安いアイソレーターなので、当初、ダメかもと思っていましたが、アイソレーター
としてしっかり動作してくれました。通信インタフェースでのアプリが止まる様
な回り込みの問題がある方は、パッチンコアも使いながら対策として是非USB
アイソレータを入れてインタフェースとPCを繋ぎ分離して使う方法を試してみて
もらいたいですね。100%解決できると思います。コレほどまでに効果があるとは
USBアイソレーターに驚きました。サイズもとても小さなアイソレーターICなの
で高周波は筒抜けかと思っていましたが、とんでもないです。しっかり分離して
くれています。

いま、FT-2000Dのバンド出力を使ってアイコムのアンテナチューナーを自動で
バンド切り替えする回路を検討していますが、各バンドを識別し、バンド毎に
A/D出力を出しOPアンプで電圧変換しICOMのバンド制御電圧を作るのですが
この出力へのノイズ重畳が少し気になっています。このノイズがパソコンの
USBポートからきていることが確認できています。パソコンのノイズがある為に
折角A/D出力で電圧を調整しても、別の電源を繋いだ実際の動作時の電圧値に
違いが出ます。ノイズありでの調整では意味がないということです。ここで
USBアイソレータをつかって見ることで、制御信号のみ通しノイズは分離し通さ
ないという効果があるかを確認してみようと思っています。
(ノイズレベルは実用上は問題ないレベルかもしれません。電圧に違いが出る
ことが何かスッキリしません。私の気質、気持ちの問題なのかもしれませんが。!)
そういえば、思い当たる節として時折コンパイルエラーが起きていたことがあり
ます。USBのノイズが影響していた可能性も否めませんね。やはりオシロスコープ
での信号、出力波形確認は必要です。Arduinoのシリアル通信はこんなノイズが
重畳したUSB電源でもコンパイルしてくれてるのはたまたま上手く、いっている
だけなのかもしれません。

使いみちは結構あるので、USBアイソレータは予備で2個位追加購入しておこう
かと思います。

つづく?

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