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2024年03月の記事は以下のとおりです。

ケース内温度監視異常の対処

NOAA受信感度の向上でゲイン調整していたら,調整とは関係ないけどしばらく受信がおかしくなっていたのが本日は回復している

昨日,受信画像が良くないので受信データを聴いてみると受信感度が悪すぎて画像化できなかったことが判り,アンテナの改良が必要なのかと考えていたところである

受信感度の方は今後改良することにして,気温が上がってきたこともあり先に温度監視異常を調査

結果はセンサ(BMP280)の異常で,新しく調達したBMP280に交換することで解決(㉑を使用)

IMG_20240331_154526.jpg

中古のBMP280でもarduinoでの単体確認では正常に温度が得られているのでESP8266の問題も考える必要があったが新品使用で問題なくなったので良しとする

ただ結果的には解決できたが対処過程において問題を発生させあまり宜しくはなかった(おかげでプラスになった事もある)

対処

単体試験するために電源制御ボードを外す

IMG_20240331_133419.jpg

基板上の(裏表)目視点検で問題なし

IMG_20240331_133430.jpg

電源12VなのにXH端子を使用していたのでVH端子を追加し,確認用の電源として12Vバッテリーを繋いだところ動作しない(動作は電源投入で気温が送信されるのが無いことから判断)

おかしいなと思い各所の電源チェックしたところXH端子の12V以外の5V・3.3Vは通電していない

ここで・・・とんでもないことにバッテリーのプラスマイナスを間違えて接続していた事に気付く

やってしまった・・・全部やり直しかとESP8266とBMP280を外し影響範囲の確認に入る(できればESP8266は助かってって欲しいところ)

12Vじゃあ全部飛んだかとESP8266とBMP280への3.3Vを追っていたのだけど回路がない

回路図を追って,あれ?(回路図にミスがあったので今回は修正している),12VはDCDCで5Vにして3.3Vに降圧していたことに気付く

もしかして助かったか?とDCDCのみ交換

IMG_20240331_144754.jpg

DCDCのみ破壊で他は無事だった(ラッキーだ)

(改修した回路図:DCDCの入出力が逆になっていたのと電源関係を判り易くした)

outsideEPower_回路図.png

(注)SCL(IO5-SCK),SDA(IO4-SDI),SDO(=GND:アドレス指定),CSB(非接続でも良し)

気温取得のアルゴリズムも変更して別のESP8266に書き込み交換

(旧)気温を200ms間隔で10回取得して10回分の平均を使う

(新)気温を200ms間隔で10回取得して降順に並び替え中央値を使う

最終的にESP8266も交換することになったが使用していたESP8266は異常ではない

またケースの密閉性が良いためかESP8266の損傷はまったくなかった

スーパーヘテロダイン方式の中華ラジオキット

  • 2024/03/30 16:47
  • カテゴリー:ラジオ

日本ではスーパーヘテロダイン方式のラジオが手に入らないので中華のキットを調達しておいた(部品を他のラジオに転用したかったので3個)

IMG_20240202_202355.jpg

部品はバラで袋入り,回路図と説明書は中国語のみ

IMG_20240204_150250.jpg

7石スーパーヘテロダイン方式ということだが1石は検波に使っているので6石となる

IMG_20240204_150316.jpg

  • 周波数変換部は自励式
  • 中間増幅は2段
  • 低周波増幅に3石

受信は中波のみなので早く作らないと局がなくなるのに・・・ようやく着手

IMG_20240330_141438.jpg

部品表からパーツを確認しながら基板に取り付けていると抵抗値の食い違いがあり最終的に回路図を優先

IMG_20240330_141503.jpg

組み立ては1時間程で終わり早速通電したが音が(雑音すら)出ない

IMG_20240331_124642.jpg

電流計測用のチェックポイントがありパターンカットされているので,これが原因かと半田を盛ったが変わらず音がでない

半田のミスとか短絡,熱でパーツを破壊したと思われないので判らない

ずいぶんと悩み,もしかしてとスピーカーが悪いのではとチェックするとなんてことはない壊れていた(左下のスピーカーユニット)

別のスピーカーに繋ぐと雑音レベルの音が鳴った・・・早く気付けよと思うがスピーカーが悪いってことはほとんど無いことだ

ようやく調整に入る

IMG_20240331_124657.jpg

IFTは黒が発振用,白と黄色が中間,調整にはtinySAのAM変調出力を利用(便利)

昼間に受信可能なローカル局はロケーションが悪く厳しいところ,なんとか531kHzのNHKは受信できるようにはなった(4/1前だが南海放送は終了しているようだ)

流石はスーパーヘテロダイン方式ということで音は良い(選択度も良いはずだが局が少ないから判らない)

後日,オシロスコープを使用した厳密な調整もやってみようと思う

また,これを元にして短波受信に改造しようかと考えている

霧?雲の中のような濃い霧

目覚めると本日は例のない濃い霧に覆われていた

(北側)

IMG_20240325_074100.jpg

(山側)

IMG_20240325_074205.jpg

ここは標高95mなので雲の中といっても良いだろう

この辺りだけかと思ったらかなりの広範囲(燧灘沿岸)で濃霧になっていたようだ

屋根あり車庫の車もびしょびしょの状態で湿度は一日中100%

WS20240325.png

装置が良く動作していたもんだと感心

錆除けのためボード面をテープで養生していた効果もあるのだろう

湿度対策は必要なのは前例で判っていたが,このような気象現象も考慮しておく必要があると実感

NOAA受信システムの不具合確認中

運用開始して1年ちょっと経過

最近発生している不具合と検討したい件があり合間を見て確認しているが時間も掛かりそうなので整理

不規則なシステム停止

次項のSleepモードの件と同じと考えていたがログの解析からシステムダウンが稀に発生している

2024/3/3以降の頻度が高いことからアップデートの影響と考えられる

直接の原因が不明のため,こまめにアップデートを確認している状態

CPUボードの異常も考えられ予備機で確認も予定(もう秋月での在庫が無くなっているので多発するようで別ボードが必要になると辛いな)

Sleepモードからの復帰異常

不規則で夜間運転の時間指定サスペンドが復帰しない

電力供給が行われる昼間のサスペンドは停止中

週2回位で発生しているようだが不規則なため原因不明

現状は朝方に起動チェックを行い停止しているようなら遠隔電源制御で復帰させている

最悪サスペンドしなければ対応可能

ケース内温度監視異常

BMP280の異常と考え交換したが解決せず,制御ボードの再試験が必要なのだが天候の問題で実施できてない

ログを参照すると異常が発生した日は徐々に計測温度が上昇しておりデジタルとしては不可解な現象である

ss20240303.png

温度監視で影響するのはFAN制御であるが,いまのところ高温になることがないため助かっている

BMP280は新規に調達して動作を確認,通番として㉑~㉔を付けた

IMG_20240303_135809.jpg

室内気温:21.9(℃)
室外気圧:1009(hPa)

= 21
TEMP : 24.37 DegC PRESS : 1009.21 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 23.75 DegC PRESS : 1009.29 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 23.27 DegC PRESS : 1009.36 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.97 DegC PRESS : 1009.37 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.79 DegC PRESS : 1009.29 hPa HUM : 0.00 %

= 22
TEMP : 23.82 DegC PRESS : 1008.90 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 23.37 DegC PRESS : 1009.06 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.99 DegC PRESS : 1009.11 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.71 DegC PRESS : 1009.09 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.53 DegC PRESS : 1009.16 hPa HUM : 0.00 %

= 23
TEMP : 22.91 DegC PRESS : 1010.27 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.74 DegC PRESS : 1010.31 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.54 DegC PRESS : 1010.35 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.41 DegC PRESS : 1010.34 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.32 DegC PRESS : 1010.32 hPa HUM : 0.00 %

= 24
TEMP : 23.09 DegC PRESS : 1010.37 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.91 DegC PRESS : 1010.35 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.80 DegC PRESS : 1010.29 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.70 DegC PRESS : 1010.34 hPa HUM : 0.00 %
TEMP : 22.63 DegC PRESS : 1010.32 hPa HUM : 0.00 %
NOAA受信感度の向上

「rtl_fm」より「SDRSharp」や「HDSDR」で受信した方が感度が良いように思われる

なので,改良されているかもしれない最新の「rtl_fm」を使いたいが「sox」との組み合わせでは動作しない(以下)

「sox FAIL formats: can't open input `-': WAVE: RIFF header not found」

※) soxのオプション指定で対処できるのか?試してみたが期待通りにならない (追加:2024.03.24)→ 対処できた(下記)

そこで「rtl_fm」の旧版とソースを比べてみると「-E wav」が無くなっていることが判明

ならばということで最新版に「-E wav」を追加したところ上記のエラーは無くなったがまともな音ではなかった(つまり駄目)

音から判断するにサンプリングレートが異なるようなのだが対処が不明で暫く考えることになる

数日して「sox」がヘッダーを見ても8000Hzでしか受けていないことが判り,「rtl_fm」の出力レートと「sox」の受信レートを指定することで解決

(例)rtl_fm -f 92.6M -s 192k -r 48k -g 48 -p 55 -E wav -E deemp -F 9 - | sox -r 48000 - x.wav rate 11025

ようはオプション指定の意味を理解していなかったってことだ(-s はHWのサンプリングレートで,-r がrtl_fmから出力するサンプリングレートとなる)

→ 「sox」で11025に変換しているのは「rtl_fm」で直接「WXtoimg」が認識できる形式にできないため

ここで新旧rtl_fmを(ぎりぎり受信できる遠距離FM局で)受信確認していみたところ聞き取り易いとか感度の変化は無い

次にステレオ対応で感度が良いらしい「softfm」を試行しようとしたが元が既に閉鎖されていたので派生で障害対応との「ngsoftfm」を試してみる

情報が少ないので開発者の公開サイト(https://github.com/f4exb/ngsoftfm)を参照

$ git clone https://github.com/f4exb/ngsoftfm

$ sudo apt-get install cmake pkg-config libusb-1.0-0-dev libasound2-dev libboost-all-dev

$ sudo apt-get install librtlsdr-dev
$ sudo apt-get install libhackrf-dev
$ sudo apt-get install libairspy-dev
$ sudo apt-get install libbladerf-dev

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..

$ make -j4

$ sudo make install

しかしライブラリ等の不整合によりコンパイルは以下のとおりエラーとなる

$ make
[ 28%] Built target sfmbase
[ 42%] Built target sfmrtlsdr
[ 57%] Built target sfmhackrf
[ 71%] Built target sfmairspy
Consolidate compiler generated dependencies of target sfmbladerf
[ 78%] Building CXX object CMakeFiles/sfmbladerf.dir/sfmbase/BladeRFSource.cpp.o
In file included from ngsoftfm/include/BladeRFSource.h:26,
from ngsoftfm/sfmbase/BladeRFSource.cpp:29:
ngsoftfm/sfmbase/BladeRFSource.cpp: In constructor ‘BladeRFSource::BladeRFSource(const char*)’:
ngsoftfm/sfmbase/BladeRFSource.cpp:96:54: error: invalid conversion from ‘bladerf_channel’ {aka
‘int’} to ‘bladerf_channel_layout’ [-fpermissive]
96 | if ((status = bladerf_sync_config(m_dev, BLADERF_MODULE_RX, BLADERF_FORMAT_SC16_Q11, 64,
8192, 32, 10000)) < 0)
| ^~~~~~~~~~~~~~~~~
| |
| bladerf_channel {aka int}
/usr/include/libbladeRF.h:2625:58: note: initializing argument 2 of ‘int bladerf_sync_config(bladerf*, bl
aderf_channel_layout, bladerf_format, unsigned int, unsigned int, unsigned int, unsigned int)’
2625 | bladerf_channel_layout layout,
| ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~
make[2]: *** [CMakeFiles/sfmbladerf.dir/build.make:76: CMakeFiles/sfmbladerf.dir/sfmbase/BladeRFSource.cpp.o
] Error 1
make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:197: CMakeFiles/sfmbladerf.dir/all] Error 2
make: *** [Makefile:136: all] Error 2
$

armbianではライブライの不整合もあるかもしれないのでrasbianとamd64 ubuntu 22.04 LTSでもコンパイルしてみたが同じ

ソースの修正は一筋縄では出来そうにないし「rtl-sdr」を使用する場合においては関係ない部分なのでコメントアウトしてコンパイルを完了させた

以下のコマンドラインでFM受信できている

$ softfm -t rtlsdr -M -c freq=92600000,gain=48.0,agc -R - | aplay -f S16_LE -r 48000 -D plughw:1

受信時の微調整データが文字出力されているのでサスペンドして「rtl_fm 」と比較

$ rtl_fm -f 92.6M -s 192k -r 48k -g 48 -p 55 -E wav -E deemp -F 9 - | aplay -D plughw:1

こちらも受信の差が感じられなかった(残念)

NOAAの受信ができるかどうかは未確認,調整して実施予定

(追加:2024.03.24)

soxのオプション指定方法がやっと判った(-t で嵌った)

これで「-E wav」が無くても動作可能

grainはautoでも問題なさそうなので修正

$ rtl_fm -f 92.6M -s 192k -r 48k -p 55 -E deemp -F 9 - | sox -t raw -r 48000 -e signed -b 16 -c 1 - out.wav rate 11025
or
$ softfm -t rtlsdr -M -c freq=92600000,gain=auto,agc -R - | sox -t raw -r 48000 -e signed -b 16 -c 1 - out.wav rate 11025

※)受信周波数と出力ファイル名は確認用,rateはNOAA用

sox -r 48000 -e signed -b 16 -c 1 in.raw out.wav
-r 48000 rate
-e signed sign bit
-b 16 bits
-c 1 channels(1: mono, 2: stereo)
sox -t raw -r 48000 -e signed -b 16 -c 1 - out.wav
-t raw stdin format

注)soxで入力ファイル名を指定する場合は「.raw」でないと入力エラーとなる

「rtl_fm」と「softfm」の受信比較(rateは48k)

(rtl_fm)

(softfm)

試しに以下の下側(青い方)の受信機でも試してみたが上側の方が(はっきり判るくらい)感度が良い

IMG_20240323_200013.jpg

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