3エレ八木をつくる

久しぶりにアンテナを作ってみる。手持ちで扱いやすい3エレの八木アンテナ

ISS放出小型衛星が何度かの延期を経て、ようやく旅立った。ステーションから撮影された放出後の衛星の画像がかなり綺麗でうらやましい。

今のところ全部信号が来ているようでめでたい。

まだ正式名はないがTLEは出ているので、どこにいるか見てみると…

結構離れてきたけど、この密集ぶりは新しい…

放出された翌日に6エレ八木で聞いてみたが、あまり大きく聞こえなかった。

どうも6エレの500円アンテナをテキトーに作りすぎたらしく、衛星はおろか付近のAPRS(※1)のデータすら受信が怪しいので、MMANAを使って作ってみることにした。

アンテナ解析ソフト MMANA http://www33.ocn.ne.jp/~je3hht/mmana/

※1 APRS(Automatic Packet Reporting System) 運用周波数については http://wikiwiki.jp/dcn/? APRS%2FFrequency

ネットの解説をたどりながら、まずダイポールを作り、そして2エレ、3エレ、4、5，6エレと作ってみた。

ある程度手動で配置してから最適化を行うと、たとえばSWRを1に近づける過程で、エレメントの間隔や長さのパラメータを自動的に調節してくれる。

今回はこの値から、まず試しに3エレを実際に作ってみた。

素子はφ3mmの真鍮パイプで、根本にタカチのSW-60を使用。中でスズメッキ線をハンダ付けして、SMAコネクタに接続した。両端はハンズでみつけたキャップをはめて安全に扱えるようにする。

その他の素子はφ3mmのアルミパイプで作成。

インピーダンス整合のために輻射器と放射器が離れていて面白い。

性能としてはAPRSパケットがやっとデコードできるようになり、衛星のCWも強く聞こえるようになった。方向は多少ずれても受信できるので気軽に手持ち受信できて良い感じだ。

そろそろ、アンテナの性能を測定できる環境を整えたい…。

アンテナ方向指示器の構想

AR八木アンテナについて色々考えて、スマートフォンを装着するのもありだが、気軽に、どんな機種でもできるようにするとしたら、これが唯一の解ではないと思い始めた。

アプリ側で吸収できないのが大きさと重さ。最近のデバイスは大きさがまちまちで、機種によっては追尾中にだいぶ負担になりそうだ。 HT-03Aみたいに小さなデバイスが多ければいいのだが。

端末の進化は、手持ちで風景にかざす用途に対して厳しい気がする。かざしやすさで言うと折り畳み携帯のほうが楽そうなのだが…。

衛星追尾の補助には、デジタルコンパスと加速度計を内蔵したセンサと、マイコン、インジケータとなるブザーやLED程度で方向指示器を作り、アンテナにくっつけるだけでよさそうだと思う。

これならタブレットでも、方位と仰角さえ表示できれば使うことができる。 Bluetoothなどで追尾の連携をするのもありかもしれない。 ArduinoでもTLEを計算できるので、データのアップデート手段さえ用意すれば、実はスマートフォンすら要らないかもしれない。

【サボテン】太陽電池の結線

久しぶりにサボテン計画。忙しかったり投薬治療直前でだるかったりして、かなり放置していた。さぼてんも不機嫌そうだ。せっかくなので、園芸用の水受けに移す。関節痛で寝込んでる間に、エイプリルフール終わってましたね＾＾･･･。太陽電池の展開機構を想像したが、まずは太陽電池の結線を済ませよう。配線を綺麗にまとめたくていろいろ探していたら、千石電商でぴったりなものを見つけた。 LEDリング基板というらしい http://www.led-paradise.com/product/629? 本来はチップLEDをリング状にまとめる代物。イレギュラーな使い道だ。今度は小径のを買って、GX200のリングライトに仕立て上げよう。嬉しいことにフレーム径にジャストフィット。配線を綺麗にまとめられた。太陽電池の接続部。逆流防止用にショットキーダイオードを入れている。かなりスッキリ。蛍光灯下 500ルクスでの実験。 EDLCは10Fを使用。ちゃんと充電が行われている。といっても、とてもとてもゆっくりとだけれど･･･。

Arduino Nano Everyを試す

秋月で売っていたAtmega8と、感光基板でエッチングしたArduino互換ボードを製作してみて、次に本家ボードも買って… と気が付いたら10年が経過していた。ハードウェア的な観点では、今は32bitMCUの低価格化、高性能化、低消費電力化が著しい。動作周波数も100MHz超えが当たり前で、30ｍA程度しか消費しない。動作電圧範囲が広く、単純な8ビットMCUが不要になることはまだないだろうけど、クラシックなAVRマイコンは値上がりしており、価格競争力は無くなりつつある。そしてコモディティ化により、公式ボードでは不可能な値付けの安価な互換ボードがたいていの需要を満たすようになってしまった。 Arduino Nano Every https://store.arduino.cc/usa/nano-every https://www.arduino.cc/en/Guide/NANOEvery そんな中、Arduino本家がリリースした新しいNanoボードの一つ。他のボード2種はATSAMD21(Cortex-M0+)と無線モジュールを搭載したArduino zero（生産終了済み）ベースのIoT向けボードだが、 Nano EveryはWifi Rev2と同じくAtmega4809を採用していて、安価で5V単電源な8ビットAVRボードだ。 Atmega4809はATmegaと名がついているが、アーキテクチャはXMEGAベースとなり、クラシックAVRとの間にレジスタレベルの互換性は無い。 https://blog.kemushicomputer.com/2018/08/megaavr0.html もちろん、ArduinoとしてはArduinoAPIのみで記述されたスケッチやライブラリは普通に動作するし、Nano Every用のボードオプションとして、I/Oレジスタ操作についてはAPIでエミュレーションするコンパイルオプション（328Pモード）がある。公式のMegaAVR0ボードはどれもブートローダーを使わず、オンボードデバッガで直接書き込みを行っている。ボードを観察...

ATmega4809(megaAVR0)を試す

megaAVR 0という新しいAVRシリーズを試してみた｡小さいパッケージなのに､UARTが4本もあるのが気になったのがきっかけ｡登場すると噂の Arduino Uno Wifi rev2 にも採用されるらしい｡簡単にデータシートを眺めてみると､アーキテクチャはXmegaシリーズを簡素化し、動作電圧範囲を広げたもののようだ。 CPUの命令セットはAVRxtと新しくなっているが、Xmegaで拡張された一部の命令（DESやUSBで使われる命令）が削除されていて、基本的に今までのATmegaとほぼ同じだ。コンパイラからは、先に登場した新しいtinyAVR0, tinyAVR1シリーズと共にAVR8Xと呼ばれて区別されている。 CPU周りを見てみると､割り込みレベルなど､今までのクラシックなATmegaで足りないなと思っていたものがかなり強化されていた｡ ArduinoAPIを再実装するとしたら便利そうなペリフェラルもだいたい揃っている｡データシート P6 DMAは無いけれど､周辺機能にイベント駆動用の割り込みネットワークが張り巡らされているのがわかる｡できるだけCPUを介在させない使い方がいろいろ提案されているので、アプリケーションノートやマニュアルを読み込むことになる。ピックアップした特徴･データメモリ空間(64kB)に統合されたFlashROMとEEPROM ･RAM 6kB ROM 最大48kB (メモリ空間制限のため) ･デバッグ専用の端子 UPDIを搭載･優先度付きの割り込み(NMIと2レベル) ･ピン単位の割り込み（かなり複雑になった）･リセットコントローラ（ソフトウェアリセット用レジスタが実装され、リセット原因が何だったかもリセット後に読み出せるようになった）･豊富な16ビットタイマ(4809では5基）･16ビットリアルタイムカウンタ(RTC) ･豊富な非同期シリアル/同期シリアル(USART 4ch､SPI 1ch,TWI 1ch) ･内蔵クロックは最高20MHz(PLL)と32kHzの2種類。外部クロックは発振器と時計用水晶のみ･ADCは10bit 16ch...

GPSアンテナをつくる

GPSアンテナを作ってみた｡ 1575MHzの波長は約19cmなので､半波長で9.5cmとなる｡ GHz帯とはいえ､結構長いものだなぁ｡セラミック等の誘電体がなければ､平面アンテナで真面目に半波長アンテナを作ろうとすると手のひらサイズの面積が必要になってしまう｡普通のダイポールだと指向性があるので､交差させてクロスダイポールにする｡屋外地上局のアマチュア衛星用アンテナの設計をそのまま縮小したもの｡水平パターンはややいびつ 92.2mmの真鍮の針金(Φ=0.5mmくらい)を2本用意して､42.3mmで90°に曲げる｡長さの同じ素子同士を並べて配置する｡ (全長が半波長より長い素子と短い素子が交差した状態) 片方をアンテナ信号線､もう片方をGNDにつなげば完成｡実際5分くらいでつくったけれど､果たしてどうだろうか｡今回は､道具箱に眠っていた表面実装タイプのMT3339系モジュールに取り付けた｡アンテナはもともと3x1.2mm程度のとても小さいチップアンテナで､ LNAが入っているけど感度が悪かったのでお蔵入りしていた代物｡最近の携帯機器はみなアンテナに厳しい｡さて･･･クロスダイポール版モジュールをPCでモニタしたウインドウ(左)と､QZ-Rader画面東側に建物遮蔽があるので､そちら側の衛星はSNが悪い｡とりあえず補足できた衛星数はシミュレーションされたものとほぼおなじだった｡アンテナの角度をいろいろ振って､逆さまにしてもロストすることはなかった｡セラミックのパッチアンテナレベルにはなったかな･･･｡簡単にできてそれなりに測位するけれど､携帯性は皆無になった｡あと､近接周波数の干渉を受けやすいかもしれない｡ GPSアンテナのDIY例としては､QFHアンテナもある｡ラジオゾンデなどで使われている例がある｡いつもお世話になっているQFHアンテナ計算シートのサイト https://www.jcoppens.com/ant/qfh/fotos_gps.en.php ヘリカルアンテナは加工精度の難易度が上がるので､今回はクロスダイポールにした｡ GNSSとなると､複数の周波数のために調整されているセラミックパッチアンテナが有利だと思う｡セラミックパッチア...

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