RF signal generator by Si5351a (4) ARDU5351受信機用局発回路その4

I would like to make Arduino based Si5351a RF generator for a receiver local oscilltor.
On the way to making up the receiver, I started to design the CPU panel portion which is configured with Arduino(pro mini or ATmega328P), LCD1602 or OLED, and switches.
Incidenly I tried to use this as a RF signal generator.

There are so many similar design already introduced. This time I would like to try OLED display and I selected "10kHz to 225MHz VFO/RF Generator with Si5351 - Version 2" as a model.
projecthub.arduino.cc

I could easily port the sketch on to my desined Ardu5351 PCB. It works well. If you would like to see my edited sketch, please tell me.

R909 received ARDU5351 RF signal

The back side of ARDU5351 RF

航空無線受信機の局発と制御部分を抜き出した基板(ARDU-5351)を作りました。OLED表示のRF信号源が実験に役立つと考え
GITHUBに掲載されています「10kHz to 225MHz VFO/RF Generator with Si5351 - Version 2」のスケッチを修正し移してみました。

ポート割り当てと初期設定値を触っただけで簡単に移植できました。周波数源なので、IFは0にしました。スイッチはロータリースイッチと、ロータリースイッチのプッシュボタンを周波数切り替えステップ値切り替え、ファンクションスイッチは一個だけで周波数範囲の選択切り替えです。

回路基板としては、Arduinoはpro mniかローダ付きATmega328Pの選択、Si5351aはモジュールを使い、表示は1602かi2cで、今回スケッチではi2cでOLED SSD1306を使いました。
基板パターン設計でちょっと残念だったのはi2cの信号並びをOLED基板を逆方向にしてしまったことです。1602は４ビットIFなので、使わない４ビット端子をi2c用にジャンパ配線しました。

Arduino 5351基板

操作ですが、周波数バンド選択スイッチで近辺バンドへ持っていき、ロータリースイッチで周波数を増減します。増減周波数ステップはロータリースイッチのプッシュスイッチで選択切り替えします。

スケッチは今回修正箇所も少なく掲載割愛。必要ならお声がけください。

更にこのスケッチを改造し、R909受信機に移し、表示を1602AからOLEDに切り替える実験も行っています。そちらについては後程まとまったら、報告します。

R９０９エアバンド受信機の紹介
www.youtube.com

5個 SI4732-A10-GSR RF RX AM/FM 520KHZ-1.71MHZ SOIC

KKHMF 2個 Si5351A Si5351 I2C クロックジェネレータブレークアウトボード8KHz-160MHz I2Cコントローラクロックジェネレータ Arduinoと互換

HiLetgo 0.96" I2C シリアル 128×64 OLED LCDディスプレイSSD1306液晶 STM32/51/MSP430/Arduinoに対応 ホワイト [並行輸入品]

ARDU5351受信機用局発回路その3 The receiver local clock controler with Arduino + Si5351a -3-

R909FM/航空無線受信機の局発と制御部分だけを抜き出した基板(ARDU-5351)を作りました。

JH7UBCさんのブログを引用、ArduinoでSi5351aを制御、表示OLEDと言うスケッチを引用移植。さらに同じようなスケッチがあるのではないかと探したらJCRさんがGITHUBに掲載されています。

表示はi2cでOLED1306、Si5351aも067hで、ロータリーエンコーダーもベンバクストンさんのライブラリーなので共通です。ファンクションスイッチ関連のポートがが違うので、割り当て替えます。
#define band A2 //The pin used by band selector push button. CHANGE A1->A2
#define rx_tx 4 //The pin used by RX / TX selector switch, RX = switch open, A2->D4

10kHz to 225MHz VFO/RF Generator with Si5351 - Version 2

こちらも簡単に移植できました。

SSD1306 displaying

5個 SI4732-A10-GSR RF RX AM/FM 520KHZ-1.71MHZ SOIC

KKHMF 2個 Si5351A Si5351 I2C クロックジェネレータブレークアウトボード8KHz-160MHz I2Cコントローラクロックジェネレータ Arduinoと互換

ARDU5351受信機用局発回路その2 The receiver local clock controler with Arduino + Si5351a -2-

R９０９FM/航空無線受信機の局発と制御部分を抜き出した基板(ARDU-5351)を作りました。

Arduino 5351基板

ブロックダイヤグラム

Ｒ９０９の表示は1602Ａなのですが、ＯＬＥＤも今後使ったみたいと思っていました。今回JH7UBCのブログ( Arduino Pro Mini Si5351A OLED 7MHz VFO 2020-12-30 08:36:17 | Arduino) )を拝見していたら、ArduinoでSi5351aを制御し表示はOLEDと言う記事がありました。スケッチが掲載されていたので、さっそく移植してみました。

デフォールト表示部の1602Aにも表示を出すようにしました。

主な修正箇所は次です。
1.　周波数STEP設定ボタン（REのプッシュスイッチ）
// #define SW_STEP 4 //周波数STEPボタン
#define SW_STEP A0 //周波数STEPボタン D4->A0
2.　1602ALCD制御追加　4ビット並列接続1602ALCD関連追加。

OLEDに表示

中華周波数カウンタはかなり誤差あります。

ARDU5351受信機用局発回路 The receiver local clock controler with Arduino + Si5351a

中華航空無線受信機キット改造用のデジタル局発は当初PICマイコン＋Si5351aだったのですが、ライブラリーの豊富さにつられ、Arduinoに移ってきました。そして昨年Jason KitsのR909受信機の局発部および受信制御部に採用されました。

R909 receiving

今回、R909からマイコン関連部を独立させ、ARDU5351受信機用回路PCBを作りました。
R909受信機はTA2003二段構成の受信機回路と小生が作った中国製航空無線機用局発制御を組み合わせたようなものです。なので、今回の制御回路は航空無線受信機向けの局発、受信制御を独立させたともので、信号発生器にも使え、受信機の制御回路としても使おうという目論見です。

R909 block diagram

なおArduinoとSi5351aモジュールを組み合わせた回路としてはARDU-5351(EA3QCY)がキットとして売られています。HF受信機に組み込むデジタル局発用みたいです。

さて、CPUはArduino pro miniあるいはATmega328P(Arduinoローダ付き)を選択切り替えで使うことにしました。ロータリーエンコーダーとファンクションスイッチが付いていて、LCD表示利用で、Si5351aにより高周波信号を発生させようというものです。LCDは4ビット並列IFあるいはi2cの1602Aを使います。行く行くはOLEDも使えるようにしたいです。

以上のような前置きで回路設計し、KiCADでパターン設計し、中国基板屋でベアPCB作りました。RLCはSMDを使ったため、ルーペ片手に手はんだで組み立てました。まずは秋月で買ったATmega328Pを実装、CH340のUSBシリアルを付けて動かしました。そしてR909受信機のスケッチをちょっと触って移植します。買い置きの1602Aがきれていて、LCMがi2cLCDだったので、一時的に借りてつなぎます。

Bare PCB

受信機局発設定なので、IF分（10.7MHｚ）高い周波数を発振しています。またSi5351aの基準クロック誤差と周波数カウンタの誤差で5kHz高い表示です。Si5351aの基準クロック誤差補正の機能が必要です。

experiment

この制御基板を利用して、次に作ったり、改造したりする、アイデアがあります。どれにするか迷っています。
第一案　中華製航空無線レシーバーキットＲ２０１７のデジタル局発改造
第二案　Ｒ８０のＰＩＣマイコン制御、7セグＬＥＤの替わりに付け替える。
第三案　ＴＡ２００３＋Ｓｉ４７３２受信機基板を作り、PU2CLRのライブラリーを引き込む。

この項続く

JLCPCBで10cm角両面5枚が送料入れ500円、一週間で到着

JLCから基板到着

しばらくぶりに基板を製作しようと思い、どんな基板屋さんにするか候補を検討しました。(2023年6月)

FUSION PCBhttps://www.seeedstudio.com/fusion_pcb.html　日本語サポート
JLCPCB,https://jlcpcb.com/
PCBWAY,https://www.pcbway.com/
PCBgogo,PCBGOGO　日本語サポート
ALL PCBhttps://www.allpcb.com/
Next PCBhttps://jp.nextpcb.com/contactus

などなど中国系EC基板屋さんがたくさんあります。10cm正方までなら2層両面お仕着せ仕様5枚で5ドルと言うのが相場かと思います。

その中でも10cm正方形サイズまで、２層、既成仕様なら、5枚２ドルと言うJLCPCBを試すことにしました。紹介ブログもあります。

JLCPCBは基板安いだけでなく送料もOCXとか言うキャリアを選ぶとなんと２ドル以下です。合わせて４ドル弱、500円ちょっとで基板ができます。お仕事で作るなら大急ぎで入手したいのでDHLとかFEDEX使うんですが、趣味ですから配送に金は使いません。

CADはKiCADを使っています。先進ブログ情報ではプラグイン入れるとKiCADのメニューからアイコン一発で製造ファイルを作ってくれるとのことです。ところが、これには落とし穴があり、V6.0ではプラグインのダウンロードエラーがでて使えませんでした。ブログ主に質問し、さらにJLCPCBの問い合わせチャットにも聞いて、V7.0にする必要があることが分かりました。古いバージョンを共存できるので、バージョンアップして万が一使えなくなる心配はなさそうとのアドバイスにて、ついでにKiCADもV7.0にしました。ご指導感謝します。

作成したい基板のサイズは10ｃｍより小さかったので、余ったサイズにこの間から作ってみたかった小サイズ基板を面付することにしました。ここでまた障害、JLCPCBの２ドルメニューではVカット指定して異種パターン面付できないそうです。それならば、KiCADのPCBエディターで面付を試してみることにしました。各基板パターン間に長穴とスルーホール穴（マウスバイトと言うらしい）にて簡単に折れるようにしました。

こんな長穴とスルーホール並べて折りやすくします。

パターン編集

簡単に二つ折りできますが、マウスバイト部にささくれが残ります。ニッパで切って、やすりで削りました。

To bend the PCB

さて、それで製造配送日程ですが次のようになりました。
2023-06-20 11:45:00　Arrived　クロネコ便にてKIXから配達
2023-06-19 21:41:00
Status Updated by Delivery Contracted Company,Out for Delivery
2023-06-19 04:42:00
Status Updated by Delivery Contracted Company,In Transit
2023-06-19 00:48:00
Ready to Hand Over to Contracted Company,,KANSAI AIRPORT / JAPAN
2023-06-19 00:48:00
Delivery Route Fix,,KANSAI AIRPORT / JAPAN
2023-06-18 11:48:00
Arrived at Facility,Arrived at Service Center,KANSAI AIRPORT / JAPAN
2023-06-18 11:43:00
Released from Customs,Manifest Permission
2023-06-18 11:43:00
Importation Entry,Manifest Declaration
2023-06-18 11:43:00
Arrived at Facility,Arrived at Warehouse,KANSAI AIRPORT / JAPAN
2023-06-18 06:04:00
Importation Entry,Manifest Declaration (Z)
2023-06-17 15:19:00
In Transit,,BAOAN SVC SHENZHEN / CHINA
2023-06-16 07:25:00
Shipment Data Entry,
2023-06-16 07:20:00
Arrived at Facility,Arrived at Service Center,BAOAN SVC SHENZHEN / CHINA
2023-06-15 15:21:55
Packaged,waiting for pick up by the carrier,Tracking #: 492101368765
2023-06-15 08:43:10
Delivery
2023-06-15 07:47:49
Final inspection
2023-06-15 02:50:39
Profiling,V-cut scoring
2023-06-14 15:44:32
Electrical Test
2023-06-14 15:02:49
Automatic Visual Inspection
2023-06-14 14:20:19
Hot Air Solder Leveling(HASL)
2023-06-14 07:39:55
Silkscreen
2023-06-14 03:27:35
　Solder Mask
2023-06-14 02:14:01
　Automatic Optical Inspection(AOI)
2023-06-13 22:30:00
　Pattern Plating
2023-06-13 21:55:41
　Image the outer layers
2023-06-13 21:14:24
　Copper Deposition
2023-06-13 18:48:25
　Drilling
2023-06-13 01:33
　Order

13日深夜に注文し、20日到着でした。安い！早い！

そうだ、もう一件注意事項です。JLCPCBではPaypal払いだと手数料とられます。1ドルにもならない額ですが、手数料払いたくないときはクレカ決済になります。

基板の組み立てデバッグはこれからです。その内容については別途。

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その後もっと安い特別価格のメーカを見つけました。
「ホームページ日本語対応」、「KiCADプラグインあり」、「日本語堪能なスタッフによるコンサルティングあり」、「初回注文は基板1ドル、送料無料」のPCBGOGO

The LC meter I designed is on sale. フランクリン発振方式のLCメーターが販売

今まで何度か技術紹介してきたフランクリン発振回路のLCメーターですが、今回Arduino版のコピー品が販売されました。
原設計ではi2c接続LCDですが、コピー版は4ビット並列接続1602Aとなっています。なのでGITHUBにあるスケッチはそのままでは動きません。LCDの標準ライブラリーを参照、使用ポートアドレスを設定すれば使えるはずです。

www.tindie.com

My original designed LC meter was released from EC as above.
There is the original sketch in GITHUB but LCD was replaced with parallel IF LCD. If you would like to remodel the function, you shall get the sketch and modify display call.

www.youtube.com

www.pcbgogo.jp

The fake iron ferrite cores 偽物コアをつかまされました

航空無線受信機を手掛けていますが、取っ掛かりは中華製キットの局発ディジタル化でした。その後色々と改造、あるいは新規設計しだすと、10.7MHzのIFではイメージ除去が不十分なことが判ってきました。受信帯域は118－136Mhzで、118＋10.7＊2＝139.4Mhzのイメージを初段フィルターで除去できません。

そこで、今後手掛けるマルチバンド受信機ではIF21.4MHz化し、帯域フィルタを検討試作することにしました。いろんな帯域の自前フィルタ作成のため、カーボニル鉄コアを入手します。まずは試しに極小T20のコアを共立で買ったら結構なお値段でした。数まとめてAliExpressにすると半値以下なので、今後いくつかは使うだろうとT37-2を注文してみました。

ところがやって来たT37-2コアに試し巻きし、フランクリンLCメーターで測ったら、チョット数値に違和感あり。そこでnanoVNAに50Ω治具付けスミスチャートで周波数特性をみたら、1MHzも行かないところから50Ω円周を外れています。

T37-2 with 50ohm JIG

Compare the fake T37-2 with the genuine T50-2

なるほど、これは偽中華パーツなのではないかと疑い、共立で買ったT20-2とかヤフオクで買ったT50-2とコア種識別ペイントを較べました。よく見ると、明度彩度が違う。どうもフェライトコアにアミドン社ペイントに似せた塗装をした偽物だったようです。

直ぐにショップにクレームメール入れたら、[今まで購入者からの評価では良いとコメントされています]との返事です。これでは話にならないとaliexpressにdispute要求したら、数日で、「了解しました、返金します」と返事が来ました。

その後、先輩ハムのブログを見たら、同じように＃２赤色コアでおかしなのをつかまされたという記事があるのを拝見しました。