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ラジオ受信用スピーカーを作製(今回は簡易)

必要になったので(45年前にも作ったが)ラジオ受信用(通信受信用と言ってもよい)スピーカーを作製

回路的には音声を重視した音声周波数である1.5~2kHzの出力を中心としたモノラルスピーカーとなる

音声中心再生にするためには低音やビビりを排除する方が良いのでスピーカーボックスは重く後方へ大きくし空間に収音材を詰め込むのが良い(はずである)

・・・

なんだけど,今回は早急にラジオ用の再生スピーカーが欲しかったのであり合わせで作製

IMG_20220416_174619.jpgIMG_20220416_174610.jpg

  • スピーカーユニットは前にDAISOスピーカー改造で使った余りを利用
  • アンプ部はAmazon購入品(PAM8403)を使用
  • ステレオで入力したのをモノラルで変換出力しようとしたが動作不良だったのでLのみ出力にした
  • 2kHzのLPFの切り替えを付ける予定がケース作製を断念したため設置場所が無く排除
材料

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※)抵抗はモノラル変換用で不必要となる

(ミニジャック仕様)

IMG_20220416_130703.jpgIMG_20220416_132311.jpg

加工

IMG_20220416_165008.jpgIMG_20220416_164939.jpgIMG_20220416_164950.jpg

  • 各ユニットに分け接続とした
組立

IMG_20220416_173236.jpgIMG_20220416_173149.jpgIMG_20220416_173105.jpg

  • ミニジャックは基板取付けタイプだったので嵌め込みにして接着
  • 電源は5Vのみ
完成
  • ラジオ添付のスピーカーよりは十分な音質
  • 音量を上げるとケースのビビりが出る(ケースの強度の問題)

継続して,な!百葉箱の補修

昨日,補修が完了したと思っていた「な!百葉箱」が正常に動作していない

他にやりたいこともあったので腰を据えて新しいケースで復活させようかとも思ったが(どうしても目の前の障害は置いておきたくないので)原因を探ることにした

案の定・・・嵌った・・・

結果は・・・ESP8266の異常であり,厳密には一部のピンが動作不良となっていた・・・なので難しかった

先ずは分解

IMG_20220409_145556.jpg

各所をチェック

IMG_20220409_145640.jpg

バッテリー:電圧は3.8Vで低かったが,充電で満タンになり問題なし(だけど,実はバッテリー電圧の測定値に問題ありの信号が当たっていた)

3.3V電源:バッテリーからの入力を3.3Vにしているが問題なし

FAN:出力電圧が1.7Vで異常,入力も1.7Vだけど昇圧DCDCは問題なし,FANも5Vで正常に回る

つまり,FANへの出力電圧が異常なのであるが,FANが動作しなくても測定値をDB登録できるはずなので通信をテスト用ブレッドボードでチェック

IMG_20220409_153523.jpg

この時点でESP8266を疑っていて3個準備してプログラムを書き込み動作させてみたが1度だけ何故か通信が成功した以外まったくDB登録できなかった

IMG_20220409_150720.jpg

ついに通信を疑いAPのファーム更新や再起動を行ったが状況は変わらず

更にはデバッグコードを埋め込み通信関係のチェックして遂にプログラムの問題を発見

if(WiFi.SSID() != ssid) {
//設定が記憶されていないなら接続し記憶させる
WiFi.persistent(true); //ssidとpasswordを保存させる設定
WiFi.mode(WIFI_STA); //STA(子機)モード
WiFi.setAutoConnect(true); //次回起動時に保存内容で接続
WiFi.begin(ssid, password); //初回接続
}

ネットワーク接続時のWiFiコネクトで前回接続の残り(つまりタイムアウト内)なら前回リソースで時間を費やさないようにコネクトしているが保持判定方法に問題があった

if(beginning || WiFi.SSID() != ssid) {
//最初の起動時,もしくは設定が記憶されていないなら接続し記憶させる
beginning = false;
WiFi.persistent(true); //ssidとpasswordを保存させる設定
WiFi.mode(WIFI_STA); //STA(子機)モード
WiFi.setAutoConnect(true); //次回起動時に保存内容で接続
WiFi.begin(ssid, password); //初回接続
}

コネクト問題は初回フラグで対応したが全体の動作は解決せず

結果ESP8266のピン出力がプログラム通りされていない事が判明

ピンの接触不良の疑いもあったが,新しいESP8266に変更したところ改版プログラムにて正常動作したので解決したとしてヒートランテスト中(明日には復旧となる見込み)

IMG_20220409_202810.jpg

今回は調査中に電源指しミスで昇圧DCDCを燃やしてしまって要反省

(追加)

ESP8266が異常となるのは2個目であるが,そんなに壊れることはないんじゃないかと思いボードのパターンが切れているのかもしれないと考えた

よく見ると,ところどころパターンが錆びて切れているように見える(元画像:1.27MB

IMG_20220410_081100.jpg

自然冷却用の隙間から雨が入り錆びたと考えられるため対策しておいたほうが無難である

基板の周囲に壁でも付けるかニスでも塗っておくか考えたが今回はテープで養生することにした

IMG_20220410_115809.jpg

新しいケースで構築し直そうと思う

な!百葉箱の補修

3月末頃から「な!百葉箱の観測データ」の一部が異常であった

SS20220408_001.png

バッテリー情報も問題があったので原因が判らなかったのだが,気圧と内部温度のみが異常のようなので気圧センサー(BMP280)を交換を交換することにした

日も長くなり暖かくなったこともあり(良い天気だったので)本日の夕方に外で交換を実施

やはりかなり埃で汚れていた(新筐体を検討しよう)

IMG_20220408_174732.jpg

今回は⑭BMP280(左)から⑮BMP280(右)へ交換

IMG_20220408_174853.jpg

太陽電池も埃で汚れていた(下)ので拭いておいた

IMG_20220408_174746.jpg

汚れを埃と記載しているが高い位置にあり周辺にはこれといった砂もないので黄砂ではないかと思われる

Lメーターを作る(続き)

Lメーター作製の続き,しばらく休日が無かったので空き時間をコツコツ使ってようやく完成

IMG_20211219_161246.jpg

当初,完成型の「Arduino Pro Mini」を使おうかと考えていたが,サイズ(幅)が広く開けていたスペースでは配置が上手くいかなかったので「ATMega328P」にした
表示もコンパクトサイズのOLEDを採用

IMG_20211219_161454.jpg

裏の半田面の接続を最適化すると予定していたOLEDが上下逆なった(ユニバーサル基板実装では良くあるw)

ハードウェア

(発振部)

前回まで作製し試行確認していたコンパレーターで構成したフランクリン発振

リファレンスコンデンサーは精度の良い物が望ましいが,多少の誤差は問題なさそうなので5%の積層セラミックを使用

L-Meter_Osc.png

(周波数計測部)

AVRを使用した周波数カウンター

L-Meter_Freq.png

  • S1は発振部と連動
  • リセットは実装していない
ソフトウェア

UNOでテスト中,sprintf()が浮動小数点を実装していないので確認やデバックで嵌った

IMG_20211218_173728.jpg

スケッチ)(tab4,LF,SJISにしている)

Uncompatinoでスケッチを書き込んで完了

IMG_20211221_194530.jpg

操作手順

①電源投入後,両端子を接続して(順不同で)2つのキャリブレーションを行う

IMG_20211219_162844.jpg

②ボタンを押して基本周波数を得る

IMG_20211219_162907.jpg

③SWを切替,ボタンを押してリファレンスコンデンサを接続した周波数を得る

IMG_20211219_162920.jpg

④計測可能となる

IMG_20211219_162942.jpg

キャリブレーションは順不同で何度行っても構わない(最後に得た値が使用される)

動作検証

IMG_20211219_165427.jpgIMG_20211219_165403.jpg

(左)手巻きの5μH(右)手巻きの1.1μH

公称(μH) 自作 DM6243 LC100-A クラップ発振 フランクリン発振
1000(製品) 923.0 960 802.9
680(製品) 518.0 549 442.6
470(製品) 381.9 410 320.2
220(製品) 196.0 214 157.8
100(製品) 90.0 103 68.37 92.49
47(製品) 41.4 52 27.76 42.05
10(製品) 9.2 15 4.362 9.23
5(手巻) 4.6 10 2.018 5 4.78
1.1(手巻) 1.1 6 0.437 1.5 1.26
0.4①(手巻) 0.376 × 0.095 0.78 0.455
0.4②(手巻) 0.369 × 0.143 0.81 0.464
0.3(手巻) 0.256 × 0.093 0.69 0.385
  • クラップ発振とフランクリン発振は周波数カウンタ(PLJ-8LED-C)で計測して算出
  • ×は仕様上計測不可,-は未計測
評価
  • かなり良い結果となり満足(最初から作製すれば良かった)
  • 裏側がむき出しで手が触れると異常となるのでカバーが必要
追記

(2021.12.21追加)

ケースを3Dプリンタで作製(C基板汎用で使える裏蓋とした)

IMG_20211221_210444.jpg

基板をセット,ぴったし入ったのでネジ止めは不要(改良の余地はありそう・・・)

IMG_20211221_210743.jpg

表カバーは当面なしだが,透明板が良さそうだ

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