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カテゴリー「測定器・装置」の検索結果は以下のとおりです。

nanoVNAのファームアップデート

nanoVNAのファームをアップデートしたほうが良いという記事を読み,1090MHzの計測でも怪しげな表示であったのでアップすることにした

ファームアップの仕方は「非公式なユーザーガイド」に書かれている(ありがたい)

まずは現在のバージョンを確認

IMG_20220904_121345.jpg

かなり古い「0.4.5」であった(せめて0.8でないと900MHz以上は駄目だったかな?)

hugen79版ファームウェアの「リリース」には,つい最近となる最新バージョン「NanoVNA-H-SI_20220831.bin」があったのでダウンロード(SIとMSがあるがフォントの違いなのかな?)

コマンド(CUI)で十分なのでnanoVNAをDFUモードにしてUSB接続

IMG_20220904_121437.jpg

Zadigを使ってドライバーを設定

SS20220904_001.png

SDRドングルの場合と同じで暫く時間が掛かるので待ち

SS20220904_002.png

ターミナルで開く(Windows11の場合)でPowerShellを起動して「dfu-util」をマニュアル通りオプションを付けて実行

dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08000000:leave -D NanoVNA-H-SI_20220831.bin

SS20220904_003.png

これも書き込みが慎重なのか時間が掛かるので待ち,完了後にバージョン表示して書き込みが正常なのを確認

IMG_20220904_124203.jpg

簡単に操作してみたがサクサク動作するようになり,もっと早くアップしておけば良かったと感じた

また何かあれば追記する

水晶発振子チェッカー

NOAA受信用チューナーをRDA5807Mを使い作製中

IMG_20220514_214752.jpg

今回はSA612Aを使用したダウンコンバーターを追加して確認

IMG_20220529_114248.jpg

水晶発振器はXOでなく32MHzのクリスタル(秋月で10個購入)を使ってみたが動作不良

オシロスコープ&周波数カウンタで確認したところクリスタルが発振していないようだ

試しにAVR用の16MHzを使ってみたところ問題なく発振したので負荷容量の問題かと思い20pF~100pFを試してみたが駄目

IMG_20220529_114156.jpg

どうにもならないので「水晶発振の試験器」を参考にしてクリスタルを試験してみたところ10個中1個が発振せず3個が不安定な発振なのが判る

IMG_20220529_153503.jpg

ブレッドボードでは安定しないと思い基板化して再度確認

IMG_20220529_171645.jpg

IMG_20220529_173807.jpg

IMG_20220529_173817.jpg

結果は同じだった

今回はクリスタルの選別ができたところで終了

作製した水晶発振子チェッカーは,また使えることだろう

SA612Aで使用する場合,負荷容量を100pFより大きくしないと発振が安定しないという情報もあったので,次回は選別したクリスタルで調整しようと思う

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

Lメーターを作る

nHオーダーのインダクタンスを計測しようとして手持ちのLCテスターでは範囲外なのに気付き,クラップ発信回路で計測や購入したLCメーターLC100-Aで試したが上手くいかない

本来の目的とは異なる横道のため簡単に済ませるつもりが,正確な装置があっても良いということと面白くなってきたので自作を試してみることにした

作製するものはキャパシタンス計測はLCテスターで問題ないのでインダクタンスのみ計測できるLメーターにする

原理は,https://www.zea.jp/audio/lcm/lcm_01.htm を参考にした

問題となるのが発振回路で正弦波を作っていたのを(要はデジタルの方が簡単ということで)矩形波にする

いろんなサイトを参考に調べたところ,コンパレータIC「LM311」を使ったものか,アンバッファインバーター「74HUC04」を使ったものがある

どちらも手持ちにないので困ったが「LM393」でも大丈夫だろうと試行してみたところ問題なく発振できた

WS_202111202_01.png

低周波数だと綺麗な矩形波が出る

IMG_20211202_140805.jpg

1MHz位になると波形は崩れるが問題はない

IMG_20211202_141305.jpg

ここでL1とC3を変更して最高周波数を調整する

計測するコイルのインダクタンスの値により計測周波数が下がることになるので,周波数カウンタの最大と精度により計測できる範囲が決まるためである

実際,調整したのはL1で,47μH(616kHz~1MHz),100μH(436~767kHz),330μH(416~237kHz),10μH(高周波数すぎる)1mH(低周波数すぎる)と試行してみて100μHを選択

IMG_20211202_162726.jpg

周波数カウンタがあるので,この状態でもCalcと組み合わせて正確なインダクタンスを算出することができる

WS_202111202_02.png

基板化し更にAVRで周波数カウンタを追加できればとスペースを考えて配置

IMG_20211203_200008.jpg

周波数カウンタは,http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-244.html を参考に「Arduino Frequency Counter Library」を利用

サンプルを動作させてみて問題ないことを確認

IMG_20211204_200024.jpg

矩形波でないと動作しないとのことなのでオシロで確認してみると矩形波のように見えるので大丈夫そうだ

IMG_20211203_195940.jpg

実際に確認してみると精度も問題ない

IMG_20211203_200325.jpg

後は考えているUIをプログラミングして完成となる

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