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RasPi3でSDR [アマチュア無線]

2017-02-12 (4).png

RasPi3にワンセグチューナーを組み合わせて、SDRを構築してみました。
リモートでWinPCから繋いで受信出来るので便利です。

RasPi3にはUbuntu MATEを入れました。
ここから入手します。
https://ubuntu-mate.org/raspberry-pi/

Versionは16.04.1 LTSです。
16GBのMicroSDカードにイメージを焼きました。
イメージ焼きはWin10 PC上でWin32DiskImagerを使いました。

次に、USBワンセグチューナーを掘り出してきて(JUNK箱に放置w)、RasPi3にRTL-SDRをセットアップしました。
参考にしたサイトはこちら。
http://inaz2.hatenablog.com/entry/2016/07/28/230210

USBドングルをUbuntuが掴んでしまうので、Black Listに追記が必要です。
これで、コマンドラインでSDRが動くようになりました。

つぎに、せっかくLANに繋がっているのでLAN越しに使えるようにします。これは簡単。
RasPiのコンソールで「rtl_tcp -a 0.0.0.0」と打つだけ。
末尾に&を付けてバッグラウンドで動作させておけば、exitしても大丈夫でした。
RasPiへはTeratermでsshで入って作業しています。
Win10側にSDR Sharpをインストールして、SourceをTRL-SDR(TCP)を選び、歯車マークをクリックしてRasPiのIPアドレスを指定。一度|>をクリックしてスタートさせ、RG Gainを中央~最大の間で調整します。75%位のところが良い感じでした。
Sample Rateは2.048MSPSでも動きますが、1024MSPSの方が安定しています。いろいろな負荷に依存する感じです。

RasPi3もPCもWiFiで繋いでいます。(APは別、PCは5G、RasPi3は2.4G)
LANケーブルで有線接続した方が安定しそうです。

屋根上のディスコーンに繋いでみると、羽田のエアバンドが良く聞こえます。
アマチュアバンドも良く聞こえます。
とても快適。

ただ、一つだけ問題が。
ある程度の時間(30分以上?)受信していると、SDR#が終了出来なくなってしまいます。Win10 X64機ではどのマシンでも同じ。■ボタンを押して受信停止すると、そのまま固まってしまいタスクマネージャーで強制終了するしかできなくなります。
SDR#のバージョンは1.0.0.1500です。



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AndroidスマホでテザリングをONにしても勝手にOFFになってしまう [インターネット]

AndroidスマホをたまにテザリングONにして外出先でPCを繋いでいます。
Android7にしてからか、テザリングをONにしても数秒後にOFFになる現象が起きています。
キャリアブランドのスマホにMVNO SIMを入れている場合はAPNが固定になるのでテザリングは使えなくなるのですが、SIM Freeなので関係ないはずです。

省電力関係をいじってもダメ。
丹念にググると次の情報を見つけました。

「SecuredWiFi簡単設定ツールを削除したら治った」

さっそくやってみたところ大成功。
このツールが悪さをして、テザリングを強制OFFにしているようでした。

SecuredWiFiとは、OCNが提供している公衆WiFiの管理をするツールです。
これを入れておくと、サービスエリアに入ると自動で繋いでくれる物です。
一度ID取得して設定してしまえば削除しても大丈夫っぽい。
そもそも町中で繋がっても安定せず遅くて使い物にならない印象でしたが。

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LCD_FM_TX(BHC-M-D01)の周波数拡張 [電子工作一般]

先に書いたものとは違うのですが、小型のFMトランスミッタ基板を入手してみました。

BHC-M-D01
http://amzn.to/2jk2hUH

中華っぽいくせに、ちょっとお高いです。プライム対応で2580円。

機能としては、周波数範囲:88~108MHz、出力:100mWとなっていて、USB電源もしくは3~5V電源で動作し、PCにUSB接続するとオーディオI/Fとして認識してそのままPCの音を送信できます。
また、PC以外のUSB電源や電池で動作させると基板に乗っているマイクが有効になってモノラルのワイヤレスマイクに、3.5㎜ジャックにプラグをさすとマイクが切れてLINE入力(ステレオ)になります。

思いのほか音と安定性は良いです。
低音はちょっと寂しいですが。

出力が大ぎるのでこのままアンテナ線でもつけようものならバッチリ違法の海賊放送となってしまいますので、51Ωの抵抗をつけて電力をほぼ全部食わせて漏れ電波で使うようにします。10㎝くらいのリード線でもつけてやれば家の中は十分届きます。整合したアンテナ無しだと壊れるとも書いてありました。保護のためにもダミーロード(51Ω)をつけましょう。

さて、このままだと海外バンドでしか使用できませんが、日本の76~108MHzに拡張する方法がわかりました。
VOL+(一番左)とVOL-(左から2つ目)を同時に押しながら電源(USB)を入れます。LCDバックライトが点いてHIの文字が出た後、C1という文字が出れば拡張成功です。ここまで手を放しません。
C1表示を確認したら手を放して一度電源を抜きます。これで、次回電源を入れた時から周波数の設定範囲が76~108MHzになっています。
もう一度同じことをやって、表示がC0になれば87~108MHzの範囲に戻ります。

右のFREQ-とFREQ+を同時に押しながら電源を入れるとb0という表示が出て、同様に電源を入れなおすとバックライトが20秒で自動消灯するようになります。b1が常時点灯です。

基板裏にはTXD/RXD/GNDという端子があり、どうやらUARTが出ているようです。
これで何ができるかはわかりませんが。


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FMトランスミッタ [電子工作一般]

アマチュア無線じゃなくて、ミニFMのトランスミッタの話題。

ミニFMって、高校生くらいの時にはやっていました。
100mくらいしか飛ばないのですが、近所の友達同士で放送しあったり。
一時期すごく流行って、違法な強力な電波を出して総通に怒られた人も多数いたとか。
それを題材にした映画が「波の数だけ抱きしめて」というのがあります。

さて、FMトランスミッタはいろいろ作ったりしてきましたが、なんとなく製品を買ってみました。なるべく安いやつを。詳細は書きませんが(というのも、このまま使うとモロ違法)、PLLシンセサイザーになっていたりとよくできています。

ところが、低音がひずむ現象に気が付きました。
レベルをかなり小さくしても、低域のベースやキックの音が歪ます。
レベルを調整したり、リミッター&コンプで制限したりいろいろしたのですが解決できず。電源も変えてみましたが回り込みは起こるはずもなく(アンテナつながずダミーロードの漏れ電波使ってるので)。

DSC_4825.jpg

グライコを繋いでこんな感じにしたら許容範囲になりました。
下から順に切っていくと80Hzあたりに問題があることがわかりました。
ただ、その80Hzだけバッサリ切ってもだめで、前後も少し切ってやらないとだめみたいで。

低音はボンボンいわなくなって迫力は落ちますが、さらに下のほうは残しても大丈夫なようで、まあ、それなりに聞ける状態になりました。音圧(笑)はコンプで。

ちなみにこのトランスミッタはROHMのBH1415Fを使っているようです。
基板はしっかりシールドケースがかぶせてあるので現物は拝めませんでしたが。
データシートは公式からは見つからず。ググったら個人サイトに置いてありました。
http://park19.wakwak.com/~fantasy/fm/appendix/bh1415f.pdf

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USBでダイレクト充電出来る9V電池(006P) [電子工作一般]

Amazonの中国発送で買いました。(例によって配達にはかなり時間掛かります)
http://amzn.to/2heWQrZ
※私が買ったときは2個2100円でした。値段が上がったのは円安のせい?

Li-ion_006p.jpg

このように、USB MicroBジャックが付いています。
資料によると、容量は400mAh、充電時間は約2時間となっています。
アルカリ9Vの容量は450mAh前後らしいので、ほぼ同じ容量があるという感じ。
さすがLi-ionです。

最初、この電池はLi-ionセルが2直になってそのまま出力されていると思いました。(出力6~8.4V)
しかし、出力電圧を測ってみると9.6V一定の電圧を示していることから、単セル+昇圧コンバーターと言うことが解りました。

届いたときは空っぽで、出力は0Vになっていましたが、5分ほど充電を進めると出力が出ました。
過放電保護回路も内蔵されているようです。(ただし、長期保存したら過放電になるかもしれない)
ひとまずフル充電します。2時間かからず90分ほどで充電が完了しました。底面のLEDが消えれば満充電です。

実容量を測定しました。
手持ちの電子負荷が200mAが最低電流なので、0.5C負荷という格好重い負荷になりますが、ここはあえて1C放電というかなり重い負荷で短時間でまずは評価してみました。ロードレギュレーションの確認でもあります。
電池は2個買ってあるので、それぞれNo.1、No.2とします。%表示は定格に対する実容量率です。

1回目(400mA負荷)
No.1 311mAh 78%
No.2 313mAh 78%

2回目(200mAh負荷)
No.1 331mAh 83%
No.2 322mAh 81%

共に定格の80%程度の実容量があります。
0.5Cと1Cでほとんど差が無いので、コンバーターの性能も結構良さそうです。
おそらく、記載の400mAhは内蔵しているセルの容量です。これに昇圧コンバーターのロスがあって、80%程度の容量になっているとすると計算が合います。この変換効率80%は割と良い方です。まあまあな効率。

アルカリ9Vと比べるとざっくり67%、すなわち2/3程度の容量と考えれば良いです。
アルカリ9Vで30時間動く機器なら20時間動かせると言うことです。

ロードレギュレーションを確認します。
これは別の電子負荷を使いました。
ざっくり見たところ結構引けるようなので、途中までは100mAステップです。

000mA 9.53V
100mA 9.49V
200mA 9.48V
300mA 9.48V
400mA 9.47V
500mA 9.47V
600mA 9.47V ここまで安定している
612mA 8.65V 過電流保護の掛かり始め
 ↓以下電圧不安定

この結果から、最大出力は600mAとわかりました。
600mAを越えると過電流保護が働くようで、出力電圧がパタパタしだします。
このサイズにしてかなりのパワーです。単4 NiMHの1C相当ですからね。
ただし、入力側で保護をかけている可能性が高いので、電池残量に依存すると思います。
単純計算では、放電末期付近になると7割程度(420mA)まで低下しそうです。
このことから、400mAを定格最大電流と考えておけば無難でしょう。

最後に、ノイズレベルを簡単に確認しました。
充電コンバーターと昇圧コンバーターが発するノイズです。
充電時も放電時もノイズが出ます。
ノイズが問題となるのはラジオや無線機の受信時です。よって、受信時の小電流の評価で十分でしょう。
自作のラジオ(1石レフレックスラジオ)に使ってみました。
ラジオのバーアンテナと対角位置に電池を置いてある配置であればノイズは気になりません。バーアンテナのすぐ横に電池を置くとノイズが出ていることが解ります。この程度のノイズ輻射なので、ノイズレベルに関してもかなり良い印象になりました。
この電流ですと、充電時の方がノイズは多めに感じました。電流が多いからでしょう。

結論。

サイクル寿命は解らないけど、使える。
USBでダイレクトに充電出来、充電時間も早いので超便利。
楽器エフェクター(ストンプ)の電池にするには最適。


単3型も出たようです。
http://amzn.to/2hxoVIG

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