JH1LHVの雑記帳

和文電信好きなアマチュア無線家の雑記帳

41dB Step RF Attenuator を作る

先日は 20dB と 50dB のカプラーを作った話しを書きましたが、

今日は 1dB から 41dB で減衰量が可変できる「ステップ・アッテネータ」を作ってみたので、

その途中経過を撮影した写真を中心にアップしていきます。

 

jh1lhv.hatenablog.jp

 

今回の製作では、Pacific Antenna に掲載されている回路をそのまま使っています。

減衰量を決めている抵抗値についてもオリジナルのままの値、何も変更していません。

 

www.qrpkits.com

 

f:id:JH1LHV:20170621173743j:plain

http://www.qrpkits.com/files/attenuator_assembly_101412.pdf

 

ここの Pacific Antenna ではキット販売もやっているようですが、

ご覧のとおり、Temporarily out of Stock になっていて、在庫も無いようなので・・・

仕方ないので、自分の手で作ることにしました。。。

 

f:id:JH1LHV:20170621173609j:plain

回路としては一般的な減衰器である π 型の構成になっています。  

 

最初、CNC フライスで自分で基板を作ることを考えたのですが、

東京に帰ってから一度も CNC を動かしてないし。(引っ越しの段ボールに入ったまま) 

実際に CNC で切削するにしても、

ガーバーデータから基板切削のための G コードを生成したり

基板の反りを考慮したレベリングが必要だったりと・・・結構な手間が。。。

それに、せっかく切削しても、仕上がりが汚かったりするしね。 

 

やっぱり、基板を外注するって・・・便利だよね。

 

製作費だってお手頃価格だし、到着も早いので、結局、Seeed Fusion PCB に頼んじゃいました。

 

KiCad を使う

KiCad を使って回路図からガーバーデータを作ります。

Pacific Antenna の 41dB Step RF Attenuator の回路を KiCad で丸写ししました。

 

f:id:JH1LHV:20170621181250j:plain

パーツのトグルスイッチだけはライブラリに無かったので自分で適当に作りました。

 

Pacific Antenna の回路を信用してないわけじゃないけど、

iPhone アプリの RF-Toolbox を使って各減衰量における抵抗の値だけは確認しておきました。

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1dB の減衰量を得るには、869Ω ✕ 2、5.7Ω が必要ということ。

 

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ということで、1dB から 20dB まで RF-Toolbox で計算させてみましたが、

Pacific Antenna の回路と数値的には同じで、E24 系列の抵抗値としても適切な値になっています。

 

さらに、Circuit Simulator Applet を使って、ざっくりですがチェックしてみました。

f:id:JH1LHV:20170625222243j:plain

この例は 3dB の回路なので、

1V / 1.41倍(3dB) = 0.709V = 709mV なので・・・まぁこんなもの。 

 

f:id:JH1LHV:20170625222300j:plain

10dB だと、1V / 3.16倍(10dB) = 0.316V = 316mV なので、これも良い感じ。

 

とまぁ、これらのシミュレーション結果からも、

この回路で目的とする減衰量が達成できそうなので・・・この回路構成で基板を発注します。

  

Seeed Fusion PCB に基板を発注する

ホントは1枚だけでいいんだけど。

最低 5枚 なので・・・値段もそんなに変わらないので、片面基板を10枚注文しました。

 

注文前に絶対に確認しておくべきこと!

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pcbnew で描いた基板を実寸で印刷してパーツの収まり具合を確認します。

今回は抵抗とスイッチという2種類だけですが、この確認作業は全てのパーツでやっておくことをお勧めします。

基板の発注を急ぐ余りにこの作業を手を抜くと・・・基板到着後に泣きを見ることになります。。。 

 

あと、もう一つ、注文前に確認しておくことがあります。

ZIP で圧縮したガーバーデータを Fusion PCB にアップして、

Gerber Viewer で実際の出来上がりイメージを確認しておきます。

 

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発注する基板の表面です。

 

f:id:JH1LHV:20170625134952j:plain

そして、これが裏面になります。

これで OK なら、あとは枚数等の必要項目と配送方法を決めて注文するだけです。

 

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6/11 注文して、6/23 に DHLで到着しました。

 

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発注した基板はこのクッション封筒の中に入っています。

 

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こんな感じですね。

 

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一応、全ての基板に付いては点検チェックしておきました。

全て問題なしでした。

 

組み立てを開始します

Seeed から届いた基板にパーツを挿してハンダ付け。

そして少々面倒なケースの加工を行います。 

今回の製作で使った主なパーツ 

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基板はケースにスペーサで固定しようと考えていたのですが、

スイッチ7個の取り付けで強度は十分に保たれるので、結局スペーサは使いませんでした。

 

  • トグルスイッチ(2回路2接点)
    基板とパネルの両方に取り付けできるという、秋月電子で売っている共用タイプを使いました。(このトグルスイッチのピンピッチに PCB は合わせています。)
    f:id:JH1LHV:20170625135751j:plain
    トグルスイッチ2回路2接点(ON−ONタイプ): パーツ一般 秋月電子通商 電子部品 ネット通販

  • 2W 抵抗(酸化金属被膜 ±5%)
    秋葉原の千石電商から @20 で購入しました。
    形状は 1W のものと同じで、この大きさに合わせて PCB は作っています。
    f:id:JH1LHV:20170624131730j:plain
    上の抵抗は中華から買った 2W のもので、下のは今回使ったものです。
    同じ 2W なのに・・・こんなに違うなんて。。。

  • ケース
    LEAD のカバー付きアルミシャーシ、P-104(150✕40✕70)を使いました。
    ケースに基板がちょうどイイ感じに収まります。

 

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ごちゃっとした抵抗の塊から、

適当に1本ずつ選んで、テスターで値を確認しながら基板に取り付けていきました。

 

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抵抗を全て挿し終わり・・・最後にもう一度、テスターでチェックしています。

 

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トグルスイッチの取り付けですが、

ピンの直径を考慮してドリル径を決めたのですが・・・結構、キツキツ。。。

まぁ、挿し込めるレベルだったので、助かりましたが。

 

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BNC との接続に 3D2V を使おうとして最初はこんな感じに配線したのですが。。。

こんな面倒なことする必要はありませんでした。

 

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右側の BNC は 3D2V で、左側の BNC はこんな感じです。

最初から両方共に左のようにすべきでした。

 

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そして最後に裏蓋をして、完成です。

 

抵抗とトグルスイッチだけという簡単な回路構成ですが、

やはり最初から基板があると作るのは楽ですね。

まるで、キットのような手軽さで、あっという間に完成です。

 

こうなるとケースの穴あけが一番面倒。。。

でも、これも簡単に済むように・・・トグルスイッチ使うことで丸穴だけにしました。

 

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ケースにテプラでラベリング。

トグルスイッチの関係から、スイッチを上に倒して減衰量を調整します。

(オリジナルの「41dB Step RF Attenuator」とオン・オフが逆ですね。)

 

APB-3 で減衰量を確認します 

APB-3 のネットワークアナライザで、実際の減衰量を確認してみました。

 

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35MHz まで ±0.5dB の範囲で波を打ってますが、 

減衰量はトグルスイッチの位置通りに可変してくれたので・・・まずは良かった。 

 

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30dB、35dB、40dB はこんな感じです。

 

ホントは今回の基板は CNC で作ろうと準備していたのですが、

KiCad でガーバーデータまで生成して仕上がりのイメージを確認するため、

Fusion PCB のサイトにある Gerber Viewer で表示させてたら、

これから CNC を引っ越しの箱から出して・・・

基板の反りを補正するためレベリングした G コード作って・・・

なんて考えてたら、すっごく億劫になっちゃって、

そのまま Fusion PCB の発注ボタン表示に逆らえずにクリックしてしまいました。

 

ここの Fusion PCB では、

基板の大きさが 10cm✕10cm までなら凄く安く作成できるのですが、

今回作った基板は 15cm✕5cm と 10cm を超えているので・・・ちょっと高くなっちゃいました。

 

でも、自分で CNC で切削するという手間と時間を考えると・・・仕方ないかな。

まぁなんと言いても、仕上がりが綺麗なので。

 

と言いながらも、やはり今回の基板は片面1層なので。

やっぱり自分の中では CNC で削りたかった・・・と悔やむところもあります。

基板を外注するなら両面2層からと決めていたので、なんかなぁ~って感じです。

今、何かと忙しい日々を送っているので、CNC 切削はその内にということで。。。 

 

それにしても、KiCad とか Fusion PCB だとか、電子工作するには良い時代になりましたね。

今回の基板程度なら KiCad で回路を描いて、

Fusion PCB に発注するまで 2時間もあれば終わってしまいますからね。

貧乏暇なしの今のわたしには、ホント幸せな時代です。^^ 

 

最後に改めまして、

私にアッテネータを作る機会を与えてくれた、Pacific Antenna のウェブに感謝します。

 

  

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電子工作の便利グッツ ~ Micro IC clamp ~

電子工作していて、「これ、持ってて良かった!」って、きっと思ってもらえる、

そんなツールの紹介です。

 

今日紹介するのは、IC の動作をチェックする時に使う「IC クリップ」なのですが、

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こんな普通のタイプじゃなくて、

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IC の足に引っ掛ける先端のフックが超細い(直径0.15mm)という「マイクロ IC クリップ」です。 

 

IC のパッケージなら、TSOP / MSOP / SSOP / TSSOP / SOIC / SOP 等の

表面実装パーツの足にフックを引っ掛けることができます。

 

Buy Products Online from China Wholesalers at Aliexpress.com

 

購入先はいつもの中華で、10本入り1セットで販売されています。

どんなものかは、ショップに掲載されている写真を見た方が早いと思います。

 

まず、普通の IC クリップから。 

f:id:JH1LHV:20170622190436j:plain

このタイプのクリップは先端の構造からも IC の足に引っ掛けて使うというよりは、

基板のテストピンなどに引っ掛けて使うものだと思います。

 

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このような普通の IC クリップでは SOIC タイプのピンに挟むのは難しそうです。

こうして拡大すると普通のクリップの先端って意外と太いことが分かります。

 

f:id:JH1LHV:20170622193126j:plain

IC の足に引っ掛けるなら、せめてこのタイプのクリップを使わないと厳しいかも。

 

f:id:JH1LHV:20170622192226j:plain

このタイプのクリップだったら、1.27mm ピッチの足にこんな感じに挟めます。

 

f:id:JH1LHV:20170622192133j:plain

この SOIC 程度 のピン幅なら、このクリックでも足一本飛ばしで引っ掛けることはできます。

とはいっても、やはり連続で挟めないのはいただけませんね。

 

ということで、

ここで登場するのが、本日ご紹介の Micro IC clamp です。

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10本が1セットになっていて 2,300円 なんですが。。。

この手のマイクロ・クリップとしては超格安なので品質的に少し心配はありますが・・・

趣味で使うにはこれで十分でしょう。

  

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クリップの先端はこんな感じです。

SOIC の足の太さと比較しても、とっても極細なことが分かります。

 

f:id:JH1LHV:20170622231201j:plain

足一本に引っ掛けてみました。

 

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隣の足にもう一本引っ掛けてみましたが、SOIC なのでまだ余裕があります。

(先端のフック以外は全て絶縁されているのでショートすることはありません。 )

 

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左上:マイクロ IC クリップ

右下:普通のクリップ

 

最近の工作では SOIC、MSOP 等の表面実装パーツを使う場面が多いので

信号の確認や障害時のイザという時に備えて

こんな超極細なクリップ・・・持っていて絶対に損はないと思います。

 

  

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和文電信で聞く「雨ニモマケズ」

休日の朝はは7メガの和文を聞く。

これ、ハムを再開してからの、わたしのルーティーンなんですが・・・

最近になって、少々崩れ気味。。。

 

わたしの中では、お空のコンディションが悪いせいにしてるけど、

・・・気を取り直しての和文電信です。

 

ということで、

今日アップするのは、宮澤賢治の「雨ニモマケズ」です。

 

速度は 20wpm と遅く設定し、

一行のスペースも十分に長くとってあります。

 

誰でも知ってるフレーズなので、

きっと噛みしめながら、聞き込むことができるのではないでしょうか。 

 

 Download

 

わたしも、そういうものになりたいです。。。 

 

  

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20dB と 50dB の方向性結合器(カプラー)を作る

貧乏暇なし。。。ということで。

今日は撮りためていた写真の中から、方向性結合器(カプラー)の写真をアップします。

 

まずは、20dB カプラーを作る。 

 

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至極一般的な 20dB カプラーです。

フェライトコアの FT-50-43 に 0.5mm のポリウレタン銅線を 10回巻いて、

3D-2D の同軸ケーブルを通して、おしまいです。

 

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特性です。

 

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測定機の入力を 1mW とすると、

100W の送信機なら 50dB(1/1000000)減衰させる必要があります。 

20dB のカプラーだと、あと 30dB はアッテネータを使って減衰させないといけません。

(この例では、アッテネータの耐圧は1W 以上のものが必要です。) 

 

50dB のカプラーを作る。

 

20dB のカプラーって意外に使えないんですよね。

送信パワーが1W でも 1mW にするためには 30dB 減衰させる必要があるので、

さらに 10dB のアッテネータが必要になるし。

しかもこのアッテネータ、ネットで検索してみると分かるけど、結構お高いんですよ。

だったら、もっと大きく減衰させられるカプラーを作っちゃえ、ということで作ったのが・・・

この 50dB のカプラーというわけです。

 

ホントは 40dB のカプラーを作るはずが・・・特性取ったら 50dB でした。。。 

 

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特性です。(ソフトの設定は正しいと思うけど・・・50dB なんだよね。)

 

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回路は JA6AQO OM のものを、

そのまんま、まるっとコピーさせていただきました。(深謝!) 

www6.plala.or.jp

 

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両面基板を使ったランド方式による配線です。

 

f:id:JH1LHV:20170527230422j:plain

裏側です。ピンボケだね。

 

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ケースは LEAD P-5 です。

 

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0.1mm の銅板を使ってアースを取ってます。

 

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基板をケースに入れて、銅板とハンダで接続します。

 

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横から。

 

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ケースに蓋して終了です。

 

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20dB と 50dB のカプラーを並べてみました。

 

ということで、50dB のカプラーのおかげで、

100W のパワーだって、このカプラーひとつで測定できるようになりました。Hi 

 

 

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工作グッズ、フラックスペン

最近忙しくて、何かやってもブログを書くところまで辿り着けません。。。

 

ということもありまして、

今日は、これまで撮りためていた写真の中から蔵出しアップです。

 

フラックスを塗布する時に使う、フラックスペン

 

フラックスってハケを使うと塗り過ぎちゃうんだよね。。。

 

こんな時に便利なのが、ペンタイプで。

狙ったところにピンポイントで、しかも必要最小な量のフラックスが塗布できる・・・

なかなか便利な優れものです。

 

f:id:JH1LHV:20170603170303j:plain

購入先が何時もの中華ということもあり大変怪しいので、

商品名は黒塗りさせていただきました。

 

買ったばかりは中身は空っぽ。

フラックスは自分で入れないと使えません。。。

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フラックスを充填するためにペンを分解します。

 

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シリンジ(注射器)を使うと簡単に充填できます。

 

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わたしは、クリームハンダを盛る時に使っているシリンジ(針太)を使いました。

 

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フラックスを充填したら分解していたペンを元通りにして完了です。

 

フラックスを塗りたい時はペン先を緩めて液が入ってる側を押し続けます。

するとペン先が濡れてくるのが分かるので、その時からが塗り時となります。

 

使わない時はペン先は締めておきます。

毛先が固まっちゃって次は使えなくなるんじゃないかと思いますが、

そんなことは心配無用で、毛先は固まることなく使い続けることができます。

 

やっぱ、フラックス。

塗り過ぎないって、いいね!

 

 

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トラ技6月号「トラ技デジマル」を作る

今月、2017年6月号の「トラ技」に・・・付録で基板が付いてきました。。。

 

特集は「私のハイパー実験室」ということで、

3つの測定器を3つの実験室(Room)に分かれて作っていくというものです。

 

付録の基板は一つ目の実験室で製作する「ハイパー・マルチメータ」。

高機能なマルチメータということで、

電圧、電流、抵抗、容量、周波数 などが同時に測定できるというものです。

 

 f:id:JH1LHV:20170521125402j:plain

 

ハイパー測定器の製作 

f:id:JH1LHV:20170520232608j:plain

 

Raspberry Pi か Windows PC と UART で接続して使います。

もちろんスタンドアロンでも動作しますが、

パソコンと連携させることで結果を2次元や3次元のグラフで描画させたり、

長期間のデータを取得したりと・・・ハイパーな測定が可能になります。

 

また、ネットワークも使えるので、

スマホでリモコンしたり、WiFi でどこからでも結果を確認することだって簡単にできちゃいます。

 

ということで、

付いてきた基板を使わないと「トラ技6月号」そのものが無駄になりそうなので・・・

・・・って、もう5月も終わりそうですが。。。

正直言って「月刊誌の付録に基板」っていうのは、ホントのところきついですね。

パーツ集めて動作を確認するまで・・・普通ならひと月はかかるんじゃないでしょうか。

 

それも一つの実験室だけで。。。

隔月、いやそれ以上の刊行でもいいくらいです。

 

とまぁ色々思案してるうちに次号がでちゃいそうなので。

何時もの呆れた義務感ではありますが・・・作ることにしました。

 

製作する

今回は、PIC、液晶モジュールなどのパーツの手持ちもなかったこともあり、

最初から部品セットを購入することに決めました。

btoshop.jp

幾つかショップがあるようですが、私はここの ”ビット・トレード・ワン" にしました。

 

f:id:JH1LHV:20170520124650j:plain

「トラ技」発売日の2日後に注文し、速攻で到着しました。

 

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IC クリップや USB シリアル変換アダプタなんかも入ってきましたが・・・

これ、要らないので、その分安くしてほしいなぁ~。

 

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AD8039A と MCP3422A の小さなパーツはリフローでハンダ付けです。

 

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白光のこて先 T18-S4 使って、手ハンダでもいけるとは思いますが、

ここはリフローで簡単、確実に。

 

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上手に仕上げるポイントとしては、

最初にフラックスをたっぷり塗っておくことでしょうか。

 

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抵抗、コンデンサはそれぞれの袋にまとめて入っているので、

取り付ける時に間違わないように。(注意するところはこれ位かな。)

 

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まずはスタンドアロンで動作確認です。

安定化電源の直流5Vを測定してみました。 

 

Windows PC で動かす 

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測定結果を Windows アプリで表示してみました。

TTL レベルの USB-シリアル変換ケーブルで接続します。

 

離れたところで結果を確認したければ、リモートデスクトップを使えばいいし、

私は Raspberry Pi より、この Win アプリの方が気に入ってます。  

 

Raspberry Pi で動かす 

この Raspberry Pi で動かすことが、本特集、本基板の一番のウリなようです。

 

Raspberry Pi をデジタルマルチメータとして使うため、

  1. Rasbian のインストール
  2. シリアル・インターフェースの有効化
  3. WebIOPi のインストールと config ファイルの変更

といった作業が必要です。

 

これらの作業については、

本誌 P71~P74 に掲載されているとおりで問題はありません。

 

・・・がしかし、

私の環境では、2の「シリアル・インターフェースの有効化」ができませんでした。

思いつくこと全てチャレンジしてみましたが・・・結局、有効化することはできませんでした。

 

ということで、Raspberry Pi の GPIO と DMM のヘッダ・ピンを接続することで続行です。

 

WebIOPi のインストールは記事を見ながら手入力するのは面倒なので、

このサイトのコピペが簡単です。

GitHub - doublebind/raspi: WebIOPi-0.7.1 Patch for Raspberry B+ and Pi 2

 

f:id:JH1LHV:20170522220457j:plain

 

f:id:JH1LHV:20170521184033j:plain

GPIO 接続ですんなり動作してくれました。

計測データをパソコンへ送っている時に LED は点灯するようです。

(測定周期に同期して LED は点滅を繰り返します。)

 

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Raspberry Pi のブラウザに表示してみました。(ローカルでの動作)

安定化電源の出力と、適当に抵抗とコンデンサを接続して同時に測定させてみました。

 

f:id:JH1LHV:20170522221212j:plain

同じ測定結果を iPhone のブラウザで確認してみました。

 

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最後に Windows PC のブラウザで確認です。

 

Raspberry Pi のサンプルはこのように結果を表示するだけなので、

このままじゃもの足りないですよね。

 

Python と HTML なんだから、

あとは必要なことは自分でやりなさいということ、なのかな。

 

 

測定結果をグラフで表示させたり、基準値を超えたら SNS に通知するとか・・・

はい。やってみたいと思います。 

 

 

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RS-918SSB HF SDR Transceiver(mcHF)で遊ぶ ~その5~

RS-918SSB(mcHF)の Firmware を V2.2.3 から V2.2.9 へアップデートしました。

 

Firmware のダウンロード

2017/5/14 の v2.2.9 が最新のようです。

 

Mchf-GitHub by df8oe

f:id:JH1LHV:20170520190815j:plain

この赤枠内がリンクになってます。

マウスカーソルを合わせてFirmware の mchf.bin をダウンロードします。

 

Firmware 書き込みソフトウェア

Firmware 書き込みソフトウェアは mcHF 本家のサイトにあります。

 

Downloads | mcHF QRP transceiver 

f:id:JH1LHV:20170520192243j:plain

この mcHFManager を使います。

 

Firmeware の書き込み 

  1. RS918SSB 左側面の DFU 端子と PC を ミニ USB ケーブルで接続します。

  2. BAND[ー] を押しながら、POWER を入れます。
    RX と TX の LED が交互に点滅します。

  3. Firmeware 書き込みソフトウェアの mcHF Manager を起動します。

  4. [Detect] ボタンを押下して RS-918SSB を認識させます。

    f:id:JH1LHV:20170520213730j:plain

  5. [  ...  ] ボタンを押下して Firmware の mchf.bin を読み込みます。

    f:id:JH1LHV:20170520213742j:plain

  6. [Update] ボタンを押下して Firmware を書き込みます。

    f:id:JH1LHV:20170520213749j:plain
    旧バージョンの Firmware がメモリから削除された後に、
    新しい v2.2.9 が書き込まれ、正常なら ”Done” が表示されます。

    f:id:JH1LHV:20170520220802j:plain

    v2.2.9 になりました。 

 

資料 

mcHF FW v2.2.4 - UI Menu Overview

https://gitprint.com/df8oe/mchf-github/blob/active-devel/mchf-eclipse/support/ui/menu/ui_menu_structure_mdtable.md?inline

 

quick-manual

https://github.com/df8oe/mchf-github/wiki/Quick-Operating-Guide

 f:id:JH1LHV:20170520191516j:plain

 

 

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