tomfive が 2021年02月15日17時42分29秒 に編集
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磁気ループアンテナの同調リモートコントロール
マグネチックループアンテナ同調を遠隔で行う
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モーター
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# はじめに
2019年春に、最近のデジタル無線方式FT8のにぎわいをみて、また始めたカンバックハムです。HF（短波帯）の無線通信では、太陽黒点が影響します。現在太陽黒点の極小期ですが、すでに、2000交信を超えて、FT8の威力を感じています。
2019年春に、雑音の中から信号を浮かび上がらせるデジタル無線方式FT8のにぎわいをみて、アマチュア無線を再開したカンバックハムです。HF（短波帯）の無線通信では、太陽黒点が影響します。現在太陽黒点の極小期ですが、すでに、2000交信を超えて、FT8の威力を感じています。
今回の電子工作は、アパマンハムに最適な磁気ループアンテナのチューニングを遠隔操作するものです。この磁気ループアンテナは、ループ部と直列の可変コンデンサで共振するもので、可変コンデンサには、トロンボーンコンデンサを使用している。これは、楽器のトロンボーンのように導体をスライドさせて対向する面積を変えて容量を変化するコンデンサ。 この移動をDCモーターで駆動している。１ｍぐらいのワイヤでスイッチ付の電池ボックス(乾電池2個直列）が附属していた。しかし、トランシーバーは、15m離れた場所に配置していたので、リモートコントロールを考えました。
今回の電子工作は、アパマンハムに最適なマグネチックループアンテナのチューニングを遠隔操作するものです。このマグネチックループアンテナは、ループ部と直列の可変コンデンサで共振するもので、可変コンデンサには、トロンボーンコンデンサを使用している。これは、楽器のトロンボーンのように導体をスライドさせて対向する面積を変えて容量を変化するコンデンサ。 このスライドするには、ギヤードDCモーターで駆動している。１ｍぐらいのワイヤでスイッチ付の電池ボックス(乾電池2個直列）が附属していた。しかし、トランシーバーは、15m離れた場所に配置していたので、遠隔操作を考えました。
++FT8については、次のURLを参照。
++FT8については、次のリンクを参照。
[FT8](http://www.jarl.gr.jp/kanham/Doc/NEW_DIGITALMODE_FT8_190721v1.pdf)++
++太陽黒点は、次のURLで報告されている。
++太陽黒点は、次のリンクでリルタイムに報告されている。
[太陽黒点](https://swc.nict.go.jp/trend/sunspot.html)++
++太陽黒点と無線通信については、次のURLが詳しい。
++太陽黒点と無線通信については、次のリンクが詳しい。
[太陽黒点と無線通信](http://fbnews.jp/202007/daisuki/)++ # 構成 :::plantuml:構成図 @startuml storage "磁気ループアンテナ" { storage Motor storage Loop }
node "ラズパイ" as rasp{ node "ACアダプタ" as ac
node "モータードライバ" as md
node "ラズパイ" as raspi node "ACアダプタ" as ac node "Access point" as ap
} cloud "Access point" as ap
node "nanoVNA" as nano node "iPod touch" as ip node "トランシーバー" as tr "切り替え" as sw Loop --> sw : 受信信号 sw --> tr : 通信時 sw -> nano : 調整時
ap -[dashed]-> rasp ip -[dashed]> ap Operator -> ip : 操作
md --> Motor
raspi -> md raspi --> ac ap --> raspi ip -> ap Operator --> ip : 操作
@enduml ::: # 部品リスト | 項| 部品名 | 型名 | 購入先 | |:---:|:---| :---|:---| | 1| ラズバイ３ |Rasbperry pi3＋ACアダプタ |スイッチサイエンス| | 2 | 基板 | ラズバイ用スタッキングコネクタ基板| 秋月電子 | | 3 | モータードライバ |TA7291P | 秋月電子（現在販売していない） | | 4 | nanoVNA | nanoVNA | [Amazon ](https://www.amazon.co.jp/gp/product/B07ZGCNV7L/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1)| | 5 | 抵抗 | 470 Ω, 10kΩ | 秋月電子 | | 6 | LED | 赤色LED | 秋月電子 | | 7 | 端子台 | ターミナルブロック ２ピン（緑）（縦）小 | 秋月電子 | |8|デカップリングコンデンサ|電解コンデンサ 10µF|秋月電子| ++販売中止のTA7291Pについては、東芝のHPでは、生産終了予定となっていて価格が上昇しています。 [モータドライバ TA7291P](https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semiconductor/product/motor-driver-ics/brushed-dc-motor-driver-ics/detail.TA7291P.html)++ ++モータードライバについては、次が詳しい https://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/mame/81.html++ # 回路図   ==回路図のみTA7291Pのピンの並びの向きが反対なことに注意==  # 動作説明 ラズパイとそのスタッキングコネクタ基板に搭載したモータードライバで、アンテナに備えられたDCモーターを駆動します。通信は、Wi-Fi アクセスポイント経由で接続します。 ラズパイには、VNCserverを、iPod touchにはVNCviewerをインストールし接続すると、iPod touchにラズパイのデスクトップが表示されて操作できる。ボタンは、Pythonのtkinter モジュールを使っています。 同調の確認には、NanoVNAというネットワークアナライザを用いています。タイトル画像は、そのスクリーンでVSWRは、1.34 になっています。  ++[VNC server / viewer ](https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/)++ ++[Nano VNAで広がるRF測定の世界 RFワールド No.52](https://www.rf-world.jp/bn/RFW52/RFW52A.shtml)++ # 動画
この動画は、チューニング中のnanoVNAのスクリーンです。中心周波数は、7.043 MHzで、SPANは、100kHzです。S11 のスミスチャート表示とVSWRを表示しています。 共振周波数が、モーターをオンすることで、徐々に高い周波数に移動して、VSWRは最初2.7程度だったものが、最後は 1.34 になっています。
この動画は、チューニング中のnanoVNAのスクリーンです。中心周波数は、7.043 MHzで、SPANは、100kHzです。S11 のスミスチャート表示とVSWRを表示しています。左上のマーカー表示が、VSWRです。 モーターを駆動することで、共振周波数が、徐々に高い周波数に移動して、VSWRは最初2.7程度だったものが、最後は 1.34 になっています。
@[youtube](https://youtu.be/CE63KO603xI) # まとめ これでトランシーバーの傍で、アンテナのチューニングが可能になった。処理は軽いので、ラズパイ３ではもったいない。次は、 raspberry pi zero W にしてみようと思う。 ++[raspberry zero W ](https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-zero-w/)++ # 付録 ソースコード
```python:モーターリモコン
```python:マグネチックループアンテナチューナーリモコン
#/usr/bin/python import RPi.GPIO as GPIO import time import tkinter GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(14,GPIO.OUT) GPIO.setup(15,GPIO.OUT) GPIO.setup(18,GPIO.OUT) def up(): GPIO.output(14,True) GPIO.output(15,False) GPIO.output(18,True) def down(): GPIO.output(14,False) GPIO.output(15,True) GPIO.output(18,True) def stopi(): GPIO.output(18,False) tki=tkinter.Tk() tki.geometry('400x800') tki.title('MLA tuner') btn1=tkinter.Button(tki,text="UP",font=("",16),command=up,width=5, height=2) btn1.place(x=100,y=200) btn2=tkinter.Button(tki,text="DOWN",command=down,font=("",16),width=5,height=2) btn2.place(x=200,y=200) btn3=tkinter.Button(tki,text="STOP",command=stopi,font=("",16),width=5,height=2) btn3.place(x=300,y=200) tki.mainloop() ```