JR-310のRF-TUNE方法はゴムかけホイール方式ですが、前のオーナーはおそらくゴム切れで別の太い輪ゴムで代用しているため、かなりのバックラッシュでRFの同調が取りにくい状態です。これを改善するための方法を考えました。と言っても、やることはゴムは止めて、チェーンでのTUNE方式にすることぐらいです。なので、早速使えそうなものを探してみました。オークションでTS-820のドライブのRFバリコンを調整する方法がチェーンで行われているので、使えると思い、落札しました。届いてから、分解です。ちょうどバンド切り替えのチェーン用のギヤホイールがサイズ的にもピッタシです。それと、RF同調用のチェーンと大きい方のギヤホイールとで代用できそうです。物は準備できましたので、早速JR-310のフロントパネルを外します。パネルに傷をつけないように、水道の蛇口用のツールを使いました。とても手につくツールで使いやすいのでパネルに傷をつけることなく、各ナットを外すことができました。専用のナット回しが一番ですが、普通のプライヤーよりこのツールのほうが少しの力でナットを回せるため、パネルに傷をつけることなくナットを回し外すことができます。

ナットを外す前のフロントパネルです。

再度の化粧ガイドを外してパネルが手前へ引き出せるようにして行いました。パネルを外すときにサブダイヤルの目隠しの白いアルミ目隠しは外さないと、サブダイヤルが引っかかりパネルが前へ引き出せません。無理をするとサブダイヤルが変形してしまうので目隠し版は必ず外してから手前に引き出します。

JR-310のRF-TUNEはこのホイールにゴムがかけられて連動してバリコンを回し同調合わせています。

これとオークションで入手したギヤと交換します。サイズもほぼ同じでそのまま使えます。少しだけサイズが異なりますが、誤差範囲ということでチェーン自体にもテンション調整用のバネ部があるので問題なく取り付けできました。

チェーン方式に変更したRF-TUNE部です。同調は手の感覚でぴったし合わせ込みができるようになりました。代用ゴム時のバックラッシュは皆無です。うまく変更できました。

外したナット類、目隠し板を取り付け、サイドの化粧アルミも取り付けもとに戻してギヤ化は無事完了です。

少しずつですが、レストア進んでいます。感度も十分な感じで動作していますが、夜の短波放送での混変調除去のための調整も必要です。

今日はCQ World Wide WPX コンテストが７ＭＨzで聞こえてたので、調整の信号源で使いました。ちょうどいい塩梅に調整することができたと思います。アンテナの入口の直列同調回路で強力な短波帯を減衰させることでかなり混変調が改善されるようになりました。

つづく？

JR-310の使用している真空管でIF段の6BA6が２つ使われていたので、オークションで２つ落札準備しました。手持ちは古い6BA6なので、ひとまず測定済みでOKというものということで用意しました。6BD6も、6AU6も代用はできるようです。他第一局発のクリスタル発振用の6BL8 (1/2:3局管、 1/2:５極管）複合管は最初、手持ちになかったので、6U8(6U8A)が代替えで使えるという情報で使用していました。これもオークションで注文し、OK品ということで入手しました。他、高周波増幅用の6BZ6も手持ちは古いものなので、これもオークションで４本まとめて出てましたので、落札して準備しています。今日あたり届くと思います。当たりハズレがあるかもしれませが、数あるのでどれか使えればということです。Hi !　

6BZ6：オールバンドRF増幅

6BL8：1/2第一局部発振、1/2第一混合

6CB6：第２混合

6BA6：IF増幅１

6BA6：IF増幅２

6BM8：1/2低周波増幅、1/2電力増幅

　

今回は6BL8の1/2第一局部発振をArduinoNANOとDDS ICのSI5351Aのクロックジェネレータモジュールで代用できるかということです。スケッチもおわり、実際のテスト接続を行って見ることにしました。最初はすでにOSC発振器でDDS ICを想定して7MHzの12.955MHzをバリコンを通してJR-310の第一局発のクリスタル箇所につないで、前もって問題なく動作することは確認済みです。早速、実際のArduinoNANO-DDSの出力での確認です。

かなり線の引き回しが長いですが、DDSの出力（7MHz:12.955MHz)をつなぎました。

結果は、問題なくもとのOSCと全く同様に動作してくれました。波形も矩形波だったので心配でしたが、直接でも問題ないようです。ある程度LPFをつける予定ではいます。高調波でのイメージ受信とかが周波数によっては起きる可能性もありますから。送信で使用する場合はLPFは必須ですね。

昼のコンディションの悪い時ですが、DDS出力OSC接続で、何も問題なく受信できています。

まずは、DDSでの第一局発代替えはOKということです。他のバンドも問題ありませんでした。

つづく？

JR−310の第一局発のDDS ICでの代用の各バンド毎での周波数の合わせ込み用のスケッチを追加しました。 awase値 で調整します。数ヘルツ程度のズレ補正追い込みが各バンド毎にできるようになります。使うDDS IC毎に発振周波数は若干異なるのでそれぞれでの合わせ込みは必要です。Hi!

現時点での全スケッチになります。もとの仕様上送受信の切り替えSWポートA2がありますが、局発としては受信のみのモードでSW ”Ｌ”での送信時ルーチンは使いません。がスケッチはそのままです。特に問題はありません。前の仕様のＣＨ切り替えのA0のＳＷのルーチンもしかり、スケッチはそのまま残してありますが、使っていません。Sメータの入力A7もそのまま残してあります。A0,A2,A7はSWとしては使いません。発振周波数設定時、メモリ記録し、電源オン時にレジューム機能するEEPROM機能はとても便利なので、そのまま使わさせてもらっています。

オリジナルのスケッチはJA2GQP　OMの6m_ch_VFOになります。

私がJR−310用の局発用として修正または追加したスケッチのルーチンは緑色部になります。

シリアルモニタでの周波数設定値確認用のSerial.print文は残してあります。

■テスト中のブレッドボードArduinoNANOとDDS IC Si5351A

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  si5351a 6m AM VFO program ver.1.0
//    Copyright(C)2019.JA2GQP.All rights reserved.
//
//                                                2019/3/19
//                                                  JA2GQP
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  2023/march/09 for JR-310 1'ST OSC USE SI5315A DDS IC
//  MODIFIED BY JL7GMN
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "src/si5351.h"              // https://github.com/etherkit/Si5351Arduino, v2.1.0
#include "src/SSD1306AsciiAvrI2c.h"  // https://github.com/greiman/SSD1306Ascii
#include <EEPROM.h>

//---------- Set I/O Device ---------------------

Si5351 si5351(0x60);                 // Si5351 I2C address
SSD1306AsciiAvrI2c oled;

//----------  Define Constant Value   ----------
                                                
#define   SW_CH     A0                // CH SW
#define   SW_TX     A2                // TX SW
#define   PIN_SM    A7                // S-meter voltage input

#define SW_160   12 //D12  EXT:1.8MHz
#define SW_80    11 //D11  3.5MHz
#define SW_40    10 //D10  7.0MHz  //#define SW_30     9 //10.0MHz
#define SW_20     9 //D9  14.0MHz  //#define SW_17     7 //18.0MHz
#define SW_15     8 //D8  21.0MHz  //#define SW_12     5 //24.5MHz
#define SW_101    7 //D7  28.0MHz
#define SW_102    6 //D6  28.5MHz
#define SW_103    5 //D5  29.1MHz
#define SW_61     4 //D4  50.0MHz  28.0MHz
#define SW_62     3 //D3  50.5MHz  28.5MHz
#define SW_WWV    2 //D2  15.0MHz WWV JJY

////////////////////////////////
// Channel Frequency
////////////////////////////////
#define  CH1_FRQ     7765000L         // EXT:1.8MHz
#define  CH2_FRQ     9455000L         // 3.5MHz  
#define  CH3_FRQ    12955000L         // 7.0MHz  
#define  CH4_FRQ    19955000L         // 14.0MHz
#define  CH5_FRQ    26955000L         // 21.0MHz
#define  CH6_FRQ    33955000L         // 28.0MHz
#define  CH7_FRQ    34455000L         // 28.5MHz
#define  CH8_FRQ    35055000L         // 29.1MHz
#define  CH9_FRQ    33955000L         // 50.0MHz 28.0MHz
#define  CH10_FRQ   34455000L         // 50.5MHz 28.5MHz
#define  CH11_FRQ   20955000L         // 15.0MHz WWV JJY

////////////////////////////////
// etc
////////////////////////////////
#define  CH1        1                 // Channel 1: EXT 1.8MHz
#define  CH2        2                 // Channel 2: 3.5MHz
#define  CH3        3                 // Channel 3: 7.0MHz
#define  CH4        4                 // Channel 4:14.0MHz
#define  CH5        5                 // Channel 5:21.0MHz
#define  CH6        6                 // Channel 6:28.0MHz
#define  CH7        7                 // Channel 7:28.5MHz
#define  CH8        8                 // Channel 8:29.1MHz
#define  CH9        9                 // Channel 9:50.0MHz(28.0MHz)
#define  CH10       10                // Channel 10:50.5MHz(28.5MHz)
#define  CH11       11                // Channel 11:15.0MHz

#define  MAX_CHN    11                  // Max Channel 4
#define  INT_END    73                // Initial end code
//#define  IF_FRQ     10700000L         // IF Frequency 10.7MHz
//#define  IF_FRQ         455000L         // IF Frequency  0.455MHz
#define  IF_FRQ     0L          // IF Frequency 0MHz
#define  OLED_ADR   0x3C              // OLED Address

//----------  EEPROM Memory Address   -----------------------

#define  EEP_INT    0x00              // Eep Init(1byte*1)
#define  EEP_CHN    0x01              // Channel(1byte*1)

//----------  Memory Assign  -------------------

unsigned long Vfo_Dat = 0;            // VFO Data
unsigned long Vfo_Datb = 0;           //          old
unsigned long If_Dat;                 
unsigned long Frq_Dat;                // Frequency Data                 

byte Byt_Chn = CH1;                   // Channel SW
byte Flg_Tx = 0;                      // TX Flag
byte Flg_Txb = 1;                     //         old

unsigned int Val_SM = 0;              // S-Meter Data
unsigned int Val_SMb = 0;             //              old
unsigned long awase = 0;    //frequency [Hz]周波数補正　add 2023/march/10

//----------  Initialization  Program  ---------------

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF,0,0);//crystal 25.000 MHz, correction 0
  si5351.drive_strength(SI5351_CLK0,SI5351_DRIVE_4MA);//Drive lebel 4mA set
 
  oled.begin(&Adafruit128x32, OLED_ADR);

  pinMode(SW_TX,INPUT_PULLUP);  //A2
  pinMode(SW_CH,INPUT_PULLUP);  //A0

  pinMode(SW_160,INPUT_PULLUP);  //D12
  pinMode(SW_80, INPUT_PULLUP);  //D11
  pinMode(SW_40, INPUT_PULLUP);  //D10
  pinMode(SW_20, INPUT_PULLUP);  //D9
  pinMode(SW_15, INPUT_PULLUP);  //D8
  pinMode(SW_101,INPUT_PULLUP);  //D7
  pinMode(SW_102,INPUT_PULLUP);  //D6
  pinMode(SW_103,INPUT_PULLUP);  //D5
  pinMode(SW_61, INPUT_PULLUP);  //D4
  pinMode(SW_62, INPUT_PULLUP);  //D3
  pinMode(SW_WWV,INPUT_PULLUP);  //D2
 
  if(EEPROM.read(EEP_INT) != INT_END){    // Eep initialaz
    delay(10);
    Eep_Init();
  }

  Byt_Chn = EEPROM.read(EEP_CHN);         //     Channel

  CH_Set();
  Disp_Comm1();
}

//----------  Main program  ---------------

void loop() {
 
  if(digitalRead(SW_TX) == HIGH){          // RX ?
    if((digitalRead(SW_160) == LOW)){       // CH SW On?
        Byt_Chn= CH1;  
    　CH_Set();                               
    }
    if((digitalRead(SW_80) == LOW)){
        Byt_Chn= CH2;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_40) == LOW)){
        Byt_Chn= CH3;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_20) == LOW)){
        Byt_Chn= CH4;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_15) == LOW)){
        Byt_Chn= CH5;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_101) == LOW)){
        Byt_Chn= CH6;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_102) == LOW)){
        Byt_Chn= CH7;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_103) == LOW)){
        Byt_Chn= CH8;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_61) == LOW)){
        Byt_Chn= CH9;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_62) == LOW)){
        Byt_Chn= CH10;  
        CH_Set();                 
    }
    if((digitalRead(SW_WWV) == LOW)){
        Byt_Chn= CH11;  
        CH_Set();                 
    }
    Flg_Tx = 0;
    If_Dat = IF_FRQ;
  }
  else{                                   // TX
    Flg_Tx = 1;                           // Yes,TX Flag set
    If_Dat = 0;                           //     If_Dat 0 set
  }

  //Vfo_Dat = Frq_Dat + If_Dat;
  Vfo_Dat = Frq_Dat + If_Dat + awase;
 
  Serial.print("Frq_Dat = ");
  Serial.println( Frq_Dat);
  Serial.print("Vfo_Dat = ");
  Serial.println( Vfo_Dat);
 
  if(Vfo_Dat != Vfo_Datb){                  // Frequency update?
    si5351.set_freq(Vfo_Dat * SI5351_FREQ_MULT,SI5351_CLK0);
    Vfo_Datb = Vfo_Dat;
  }

  if(Flg_Tx != Flg_Txb){
    Disp_Comm1();
    Flg_Txb = Flg_Tx;
  }

  Val_SM = analogRead(PIN_SM);
  if ((abs(Val_SM - Val_SMb)) > 3) {  // if needed draw S-meter
    Disp_SM();
    Val_SMb = Val_SM;
  }

}  


//----------  Channel Data Set & Display Frequency  ---------

void CH_Set(){
  oled.setFont(lcdnums14x24);
  oled.setCursor(1, 0);
     
  Serial.print("Byt_Chn = ");
  Serial.println(Byt_Chn);
 
  switch(Byt_Chn){
    case CH11:
      Frq_Dat = CH11_FRQ;
      awase = 272;
      oled.print("11:15.000");     
      break;
    case CH10:
      Frq_Dat = CH10_FRQ;
      awase = 450;
      oled.print("10:50.500");    
      break;
    case CH9:
      Frq_Dat = CH9_FRQ;
      awase = 445;
      oled.print("09:50.000");      
      break;
    case CH8:
      Frq_Dat = CH8_FRQ;
      awase = 460;
      oled.print("08:29.100");       
      break;
    case CH7:
      Frq_Dat = CH7_FRQ;
      awase = 450;
      oled.print("07:28.500");       
      break;
    case CH6:
      Frq_Dat = CH6_FRQ;
      awase = 445;
      oled.print("06:28.000");      
      break;
    case CH5:
      Frq_Dat = CH5_FRQ;
      awase = 354;
      oled.print("05:21.000");      
      break;
    case CH4:
      Frq_Dat = CH4_FRQ;
      awase = 262;
      oled.print("04:14.000");      
      break;
    case CH3:
      Frq_Dat = CH3_FRQ;
      awase = 169;
      oled.print("03:7.000");
      break;
    case CH2:
      Frq_Dat = CH2_FRQ;
      awase = 123;
      oled.print("02:3.500");      
      break;
    case CH1:
      Frq_Dat = CH1_FRQ;
      awase = 100;
      oled.print("01:1.800");      
      break;
 
    default:
      break;
  }
 
  EEPROM.write(EEP_CHN,Byt_Chn);
}

//----------  Display Common1(TX/RX)  ---------

void Disp_Comm1(){
  oled.setCursor(2, 3);
  oled.setFont(labels);

  if(Flg_Tx == 1)
    oled.print("2");                // "2" is "TX" in labels.h
  else
    oled.print("1");                // "1" is "RX" in labels.h
}

//----------  CH SW Check  ----------------------

void CH_Switch(){
  Byt_Chn++;
   
  while(digitalRead(SW_CH) == LOW)
   ;
 
  if(Byt_Chn > MAX_CHN)
    Byt_Chn = CH1;
    
}

//----------  Display S-Meter  -------------------

void Disp_SM() {
  uint8_t a = 0;
  uint8_t m = 0;

  a = (Val_SM + 3) / 113;            // 1024 / 9 characters for S = 1,3,5,7,8,9,+10,+20,+30
  oled.setFont(pixels);
  oled.setCursor(25, 3);
  for (m = 0; m < a; m++)
    if (m < 6)
      oled.print('7');               // '5' - hollow rectangle, 6px
    else
      oled.print('8');               // '6' - filled rectangle, 6px
  for (m = a; m < 9; m++)
    oled.print('.');                 // '.' 1px
}

//---------- EEProm Initialization -----------------

void Eep_Init(){
  EEPROM.write(EEP_INT,INT_END);                  // Init end set(73)  
  EEPROM.write(EEP_CHN,CH1);                      // Init end set(73)  
}

上記で全バンドの局発信号に対応できました。

【JR-310でのバンドSWへの接続方法】

バンド入力ポートのD2からD12はJR−310のクリスタルがついていたロータリーSWに接続します。局発の真空管6BL8のグリッドからロータリーSWコモン端子接続は切り離します。そしてロータリーSWコモンはGNDにつなぎます。D2からD12はプルアップの入力ポートですので、ロータリーSWを回し設定したときにArduinoNANOのバンドの入力ポート（バンド周波数に対応したD2からD12のどれか）が”Ｈ”から”Ｌ”となり設定バンドの局発周波数が発振設定されます。

DDSの出力波形を見てると完全な正弦波でないので、バッファー兼LPFも必要と思っています。が、一旦、直接現状このままで、JR−310でつないでみてどうかも確認したいと思います。

先週、Ubuntu 18.04LTSが起動しなくなってしまいました。サポート期限が2023年4月までです。なので起動しなくなったついで、このDeskTopPCで対応できるUbuntu20.04LTSを急遽インストールしています。20.04LTSはサポート期限が2025年4月まであるので、2年間は大丈夫です。22.04LTSはサポート期限は2027年4月までですが、PCが対応すれば入れたいところですが、Ｖistaですので無理があります。Ｈi! 20.04LTSは問題なく動いてくれます。

20.04LTSをインストールしましたが、18.04LTSで使用していたアプリの再度設定が必要な状態となっています。Arduino IDEは第一優先で設定し動作させました。WindosXP時代対応のプリンターは現在確認したところメーカーでもＬinux用のドライバを用意してくれてあったため、問題なくインストールできました。順次20.04LTSにて18.04LTSで動いていたアプリを動作するように設定をし直さなければなりません。20.04LTSではそのままで18.04LTSのアプリはうごきませんでした。各アプリの階層設定を含め少し手間が掛かりそうです。トラブルでどんどんやることが増えてばかりで、目的のことがやれないでいます。18.04LTSで動いていた便利なアプリは、操作も使い込んでなれていますから、なんとか動かしたいと思います。！

つづく？

以前、使ったことがあるセパレートタイプのJR-310、TX-310の送受信機をオークションで格安で手に入れることができました。真空管は全部ないということでしたが、手持ちに代替えを含めありますので、本来の真空管とは異なりますが、ひとまず確認用ということで、真空管を全部取り付けました。電源は問題なく入ります。ただ、前のオーナーもレストアを少し行っていた形跡がありましたが、動作はしない状態です。回路図を用意し、少しチェックをしてみることにしました。

バンドで高周波の増幅はある程度しているようで、受信周波数はまだわかりませんが、高周波増幅回路での同調時ノイズが聞こえました。実際のアンテナをつないで、７MHzの交信が聞こえるか見てみました。周波数はかなりずれていましたが、強力な局の信号は聞こえました。同調ノイズは調整してないため、アマチュア無線のバンドは聞こえました。が、調整が必要な状態です。周波数が数十キロヘルツずれています。バンドノイズがする周波数帯としない周波数帯がありました。全バンドの第一局初の発振をオシロスコープで見てみました。生きているのは3.5MHzと7MHzだけでした。他のバンドは局発が発振していません。クリスタルがダメになってるようです。また、7MHzの局発の周波数は12.955MHzですが、交換したらしく、別の周波数（12.88417MHz)のクリスタルがついていました。クリスタルの周波数が違っていたため、差し引き約＋70KHzほどのズレは局発のクリスタルが原因とわかりました。ネットでもレストア情報を見るとこの機種はやはり局初のクリスタルがダメになっていたという情報がありました。

測定器OSCで局発の周波数12.955MHzを5Vp-pで発振させバリコンを通してミキサにつないで7MHzの周波数とダイアルが一致してるかも含めて受信動作を確認してみました。もとのクリスタルの真空管での発振レベルはかなり電圧がありましたが測定器OSCからの5Vp-pでも3Vp-pでも受信レベルには変化はなく、問題なく受信できています。低出力レベルのOSC出力でも使えそうです。

素直には、クリスタルを注文するのが順当ですが、全部のクリスタルを注文すると金額が万超えです。なので今回はDDS ICで局発を代用することを考えることにしました。DDS IC のSi5351Aクロックジェネレータモジュールを使うことにしました。TS-820のDDSで使用実績がありましたのでこれにしました。DDS ICを今回は小型のArduinoNANOを使うことにしました。JR-310に組み入れるにも小型で適していると思います。参考にした回路はJA2GQP　OM局のホームページの６mAM VFOをもとに行いました。

JA2GQP's Blog Web

OMの仕様ではプッシュボタンを押すごとにバンドがインクリメントアップして周波数が変わる仕様です。また、受信器のSメータもついています。今回は局発用の発振のみなのでSメータ入力は使いません。

私は他のI/O端子を検出して周波数を発振するように仕様変更しています。

ArduinoNANOの使用できるI/Oもバンド数分用意できますので、今回のような各バンド局発用にうってつけです。

WARCバンドはありませんが、拡張する方法を考えればできそうです。

今回はWARCバンド拡張は考えないで、もとと同じJR-310のオリジナル周波数仕様にて作成します。

バンド検出用入力は下記のポートを使いました。

D2:15MHz WWV

D3:50.5MHz(28.5MHz)

D4:50.0MHz(28.0MHz)

D5:29.1MHz

D6:28.5MHz

D7:28.0MHz

D8:21.0MHz

D9:14.0MHz

D10:7.0MHz

D11:3.5MHz

D12:EXT (1.8MHz)

上記のI/O端子はプルアップをスケッチ上で指定していますが、電圧が低かったので外付け抵抗で3.3VにPULLUPしています。

 IF周波数のヘテロダインも仕様上ありますが、今回はヘテロダインIF機能は不要なので0ＭＨz です。また、OMの使用したDDS ICユニットとは異なる秋月電子のDDS IC Si5351Aを使いました。、基本接続は同じです。端子のハンダ付は必要ですが、ユニットとしては8PのICと同じなのでとても扱いやすいです。今現在新しい仕様に合わせてスケッチを検討し、コーディングしています。JR-310のバンドSWをそのまま使うことで考えています。ほぼ問題ないレベルまで手動動作確認できています。作成時の確認で局発の周波数でも、バンド周波数でもOLED128X32で表示させることで、出力と合わせて実験もスムースに行えています。あとは若干の周波数のズレ補正スケッチを追加して行けば、ジャスト周波数の局発になります。

古くて、大きな筐体はかなりの改造でも組み入れることができるので、十分楽しめます。やはり真空管の受信器はぬくもりがあってとてもいいです。

つづく？

ArduinoNano での1.8inch TFT液晶表示も問題ないことより、ESP32DevKitCの使用と並行してデコード部の機能だけをArduinoNANOでデコード部回路をブレッドボードで作製しました。そして仮の風速パルス源として実験装置のOSC信号を使ってた風速カウント値を1.8inch TFT液晶に表示出来ました。色々とOSCの周波数を変えカウントのデコード表示を確認していると気になる事がありました。前回も書きましたが、現状の入力値に対しての表示部との時間関係で周波数が上がった時（風速が早くなった時）に０から順番に表示されず、数値が飛んでしまう現象があります。

対策は原因に合わせて対策を取る必要があります。原因としては風速の値の大小にて表示のゲートタイミングがいつも同じことによるものです。さすれば、風速の値の大小にてゲートタイミング（ディレータイム）を変えればよいということです。具体的には、色々と方法が考えられますが、方法の１つとしてはデコード値の値のある区間毎にて適切なディレータイムを設定する事です。ただし0から127の区間の分け方とディレータイムをどれぐらいに設定するかの各区間での確認が必要です。しかもスケッチは区間設定した分の追加となります。区間を２，３適当に設定し実験してみましたが、少しカット＆トライがひつような感じで時間がかかりそうでしたので、もう少し別の方法を考えることにしました。

その方法とは、風速で変わるバイナリーのB０ポートを使い低い周波数の周波数を読み取りして、周波数の範囲を適当に設定しディレータイムを設定する方法です。これをやるには周波数カウンターをArduinoNanoに新たに組み込む必要があります。タイミング的に周波数カウンターをいろいろと実験していましたので、その情報の中の低周波用カウンターをArduino系で実現していた情報にて試してみました。バイナリーのデコード処理だけで現状動作していますので残りの空きポートが使用出来るかの確認です。やはりポートのバッティングがありデコード入力の入れ替えが必要でした。入れ替えを行ない動作確認を行ないました。（低周波カウンターは割り込みを使う方式で、ArduinoNano で使用できる割り込みPORTはD2かD3の２つのどちらかです。バイナリーの入力のD2がバッティングしていましたので、B0バイナリー入力を（A1)D15 に変更し、D2をカウンターの割り込みで使っています。D2（カウンター入力）とD15（B0バイナリー入力）はつなぐことになります。）

asukiaaa / arduino-HzMeter

ArduinoNano でデコード部に低周波カウンターを組み込んだ回路図を纏めました。

回路図上でのカウンターの追加は、D2ポートの追加とD2ポートバッティングによるB0バイナリー入力ポートをD15ポートへ変更のみです。

仮のパルス源のOSC周波数を色々と変え、ゆらぎの風に見立ててカウント値を確認しましたが、カウントが抜ける様な表示はありませんでした。低周波数カウンターは変化のある風速値を十分検出しカウント表示をしてくれています。

カウンター組込スケッチ追加部とバッティングによる変更スケッチ部です。

【定義部】

//------------------------------------------
#include "HzMeter_asukiaaa.hpp"
//------------------------------------------

#define WIND0 15 //D2 binary 1   (0,1)change D15

//---------------------------------------------------------------
#define PIN_INTERRUPT_HZ_METER 2
#if digitalPinToInterrupt(PIN_INTERRUPT_HZ_METER) < 0
#error needed to assign interrupt pin for PIN_INTERRUPT_HZ_METER
#endif

#define HISTORY_LENGTH 15
HzMeter_asukiaaa::Core hzMeter(HISTORY_LENGTH);
//---------------------------------------------------------------

int16_t dljikan;

//for frequency counter
int pinLed = 15;//3
int LED_Stat = 1;
unsigned long frq;

【setup部】

void setup(void) {
    Serial.begin(115200);
    //-----------------------------------------------------
    hzMeter.begin();
    pinMode(PIN_INTERRUPT_HZ_METER, INPUT_PULLUP);
    attachInterrupt(
      digitalPinToInterrupt(PIN_INTERRUPT_HZ_METER),
      []() { hzMeter.countUp(); }, RISING);
    //-----------------------------------------------------
    
     pinMode(pinLed,OUTPUT);

【void loop()部】

void loop() {

//-----------------------------------------------------
    hzMeter.onInterval();
    auto countInfo = hzMeter.getInfoBundled();
    Serial.print(countInfo.calcHzByFirstAndLast());
    Serial.print("Hz from ");
    Serial.print(countInfo.measuredFrom);
    Serial.print(" to ");
    Serial.println(countInfo.measuredTill);
    if(countInfo.calcHzByFirstAndLast()<= 0.80)
    {
      dljikan = 1000;
    }
    else
    {
      if(countInfo.calcHzByFirstAndLast()<= 1.50)
      {
        dljikan = 500;
      }
    }
    if(countInfo.calcHzByFirstAndLast()<= 1.80)
    {
      dljikan = 200;
    }
    else
    {
      dljikan = 100;
    }
//-----------------------------------------------------

〜

省略

〜

　 sprintf(ce,"%3d",windvalue);
  
    tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);
    tft.setCursor( 50, 50 );
    tft.setTextColor(ST77XX_WHITE);
    tft.setTextSize( 5 );//10
    tft.println(ce);
    delay(dljikan);
}

液晶の表示も縦置きから横置きにし風速値のみ表示する様に余分な表示は消しました。

ひとまず表示だけでのArduinoNANOの試作は完成ということにします。後は実際のカウンターにつないでの最終確認がありますが後にします。

次は、元の軌道に戻り、ESP32DevKitCでのデコード表示にとりかかります。

つづく？

ArduinoNanoでTFT液晶表示のスケルトンまでできたので、実際に7ビットのポート入力のデコード部をスケッチしました。スケッチはオリジナルのwebスケッチに下記のデコードの部分を付け足しています。

オリジナルからの変更追加箇所です。

・TFT液晶display の表記とRSTポートの変更D8→D15（D2〜D8)を連続で並べる為の変更）

#define TFT_SCLK  13
#define TFT_MLSI  11
#define TFT_CS  10
#define TFT_DC  9
 //#define TFT_RST 8
#define TFT_RST 14

int16_t windvalue;

char ce[6];

ポート定義部追加

#define WIND0 2 //D2 binary 1   (0,1)
#define WIND1 3 //D3 binary 2   (0,1)
#define WIND2 4 //D4 binary 4   (0,1)
#define WIND3 5 //D5 binary 8   (0,1)
#define WIND4 6 //D6 binary 16  (0,1)
#define WIND5 7 //D7 binary 32  (0,1)
#define WIND6 8 //D8 binary 64  (0,1)

void setup(void) {
   Serial.begin( 115200 );

   pinMode(pinLed,OUTPUT);

   / /Port D2-D8 input setting (0-127)
   pinMode(WIND0, INPUT);  //D2 Port normally LOW
   pinMode(WIND1, INPUT);  //D3 Port normally LOW
   pinMode(WIND2, INPUT);  //D4 Port normally LOW
   pinMode(WIND3, INPUT);  //D5 Port normally LOW
   pinMode(WIND4, INPUT);  //D6 Port normally LOW
   pinMode(WIND5, INPUT);  //D7 Port normally LOW
   pinMode(WIND6, INPUT);  //D8 Port normally LOW
〜

省略

｝

void loop() {

    // put your main code here, to run repeatedly:
   if(((((((digitalRead(WIND0)==LOW)
        and(digitalRead(WIND1)==LOW)
        and(digitalRead(WIND2)==LOW)
        and(digitalRead(WIND3)==LOW)
        and(digitalRead(WIND4)==LOW)
        and(digitalRead(WIND5)==LOW)
        and(digitalRead(WIND6)==LOW)))))))
    {
      windvalue = 0;   
    }
    else
    {
    if(((((((digitalRead(WIND0)==HIGH)
          and(digitalRead(WIND1)==LOW)
          and(digitalRead(WIND2)==LOW)
          and(digitalRead(WIND3)==LOW)
          and(digitalRead(WIND4)==LOW)
          and(digitalRead(WIND5)==LOW)
          and(digitalRead(WIND6)==LOW)))))))
      {
        windvalue = 1; 
      }
    }
    if(((((((digitalRead(WIND0)==LOW)
         and(digitalRead(WIND1)==HIGH)
         and(digitalRead(WIND2)==LOW)
         and(digitalRead(WIND3)==LOW)
         and(digitalRead(WIND4)==LOW)
         and(digitalRead(WIND5)==LOW)
         and(digitalRead(WIND6)==LOW)))))))
    {
      windvalue = 2;      
    }

〜

省略（延々とwindvalue=127まで同じスケッチでLOW,HIGH設定)

〜

 
  tft.setTextColor(ST7735_YELLOW);
  tft.setCursor (30, 95);
   //tft.print(windvalue);
   //tft.print ("038");
  sprintf(ce,"%3d",windvalue);
  tft.print(ce);
  delay(150);

  tft.setTextSize(4);
  tft.setCursor(30,95);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK);
  tft.print(ce);
   //tft.print("   ");
  delay(10);
}

■デコード部詳細

バイナリー出力を受ける入力ポート(D0〜D8)のデコード部は0〜127までのカウンタ出力の瞬間値７ビット入力値を判断し表示用カウント変数のwindvalueにカウンタ値のデコード値を入れるスケッチです。

■TFT液晶Display表示部詳細

フォント色を黄色、サイズ４に設定しchar変数ce をsprintf書式で３桁の数値の右詰めでtft.setCursorでの設定位置にデコードカウント値を表示します。表示後は時間をおいて、フォント色、黒色、サイズ４で同じ位置に再度ceを上書きして表示を消しています。これをしないと文字が残りどんどん重なり黄色の■になります。

実際のカウントデコード値表示動画

カウント値が上がっていくLED発光ダイオードとTFT液晶Displayのカウント表示です。

入力信号D2ポート波形

単に入力ポートに信号が来てるかの確認の為、撮ったものです。

カウンタでの信号パルス（OSCからの信号）でスケルトンで作製しTFT液晶に仮表示してた”038"固定数値をバイナリーデコード値に変えて表示することができました。

表示までは上手くこぎつけましたが、若干気になっている事があります。

現状の入力値に対しての表示部との時間関係で周波数が上がった時（風速が早くなった時）に０から順番に表示されず、数値が飛んでしまう現象があります。時間のデレー設定が固定なので、全部の風速スピードで表示出来るタイミングでない事によるものです。

次の画像の表示に変更して対策を行なっています。どのように対応を検討してるかは次回に！

つづく？

風速値表示ユニットからの信号線をCMOS IC 4024 バイナリーリップルカウンタでカウント値をバイナリーに変換した出力7ビットをデコードし表示する1.8inch TFT液晶を使いたかった為、CPUとしてESP32DevKitCを予定して回路図を作製しました。ただ表示だけなら小型のArduinoNANOでもいいのではと思い、並行して1.8inch TFT液晶ディスプレーを繫いでの表示が上手く出来るか確認してみることにしました。ネット情報を探ると結構Arduino系でのTFT液晶ディスプレーの表示は可能の様です。ArduinoNANOを使った1.8inch TFT液晶ディスプレーのサンプルがありました。

［サンプルで使ったWEB］

動作確認した所、色の設定が上手くありません。スケッチを最初コピペした所、液晶表時上の文字化けがありましたが、スケッチを一端消キーボードから打ち直しでOKとなりました。また、位置ずれもあり、直接ライブラリの書き換えで対応出来る情報より変更対応して位置ずれも治りました。

■位置ずれ修正

ライブラリはAdafruit_ST7735_and_ST7789_Library で、その中のAdafruit_ST7735.cpp　ファイルの下記２箇所です。

■色修正

他、RGBカラーでなくBGRカラーの為、数カ所色の入れ替わりとオレンジ色が出ない事象もありました。入れ替わりは単に適当なカラー設定値で何回か直接色を設定し目的の色になった事を確認した上で、直接Adafruit_ST77xx.h ファイルを書き換え手直しし、設定カラー通りに色表示できるようにしました。

// Some ready-made 16-bit ('565') color settings:
#define ST77XX_BLACK 0x0000 //OK
#define ST77XX_WHITE 0xFFFF //OK
#define ST77XX_RED 0x001F //ORIGIN BLUE:0xF800
#define ST77XX_GREEN 0x07E0 // LIME
#define ST77XX_BLUE 0xF800 //ORIGIN RED:0x001F
#define ST77XX_CYAN 0xFFE0 //ORIGIN YELLOW:0x07FF
#define ST77XX_MAGENTA 0xF81F //OK
#define ST77XX_YELLOW 0x07FF //ORIGIN CYAN:0xFFE0
#define ST77XX_ORANGE 0x0BFF //SET MAKE 0x0BFF ORANGE ORIGIN 0xFC00

オレンジ色は手探りで色確認です。他の順当な方法もあるようでしたが、設定通りに色が出ればそれでOKとしました。力ずくです。このスケッチだけで、他では通用しません。Hi！

書き換えたライブラリファイルは元の状態に後で戻す必要もあります。他のスケッチで使う場合不具合となります。

設定通りの色がちゃんと表示出来る様になったので、早速、設定した数値に風速がなった状態を想定して数値38を表示させてみました。

風速バイナリーデータ７ビット分のポートを割り当てて、デコードスケッチをコーディングですが、まずはArduinoNanoの端子情報を準備しました。1.8inch TFT液晶Displayで使ったポート以外から使用できる７ポート分を選びます。

つづく？

愛知タワー付属の風速計へつながっているインプット情報のカウント入力、リセット入力、電源、COMMONの各端子からCMOS IC 4024の7Stage Binary Ripple Counterへのカウント入力と4024の論理にあわせる為、リセット信号は１石のスィッチングトランジスタの反転回路を通して繋ぎます。回路図とパターン作製ができたので、このバイナリー出力の７ビットをESP32DevKitCに繫ぐインターフェース部を別基板で作製するための回路図を作製しました。スケッチは回路図での端子を決めてから検討してゆく事になります。単に入力の７ビットバイナリーデータのデコードです。単純に必要なものは入力の７ビットを繋ぐポート、電源、1.8inch TFT液晶ディスプレーを繋ぐポートがあれば事足ります。今は使いませんが、余分なシリアルポート端子も回路には入れてあります。

1.8 inch TFT液晶ディスプレーは、今まで使った実績がある物なので、過去の他の実績のある回路と同じ端子接続で使うことができます。スケッチ上のTFT設定は過去使ったものがそのまま使える利点があります。（検討が不要）実は回路図のTFT液晶部分や電源、シリアル端子部は前の他の回路をそのままそっくり流用です。使わないところを消して、必要な箇所を部品を置いて繫いでゆくやり方です。

カウンターからの7ビットの出力を受ける入力ポートも、過去同じ様な用途で使った実績がありますから、安心してスケッチできます。Hi！

回路図も作製できたので、ついでにパターンも作製してしまいました。回路が単純な引き回しなので、100X80mm基板は、スカスカです。

今回は2枚基板の接続の合理的な端子の接続は全く考慮していません。基板を2階建てにした設計も必要かもしれません。今は検討段階での試作です。

さてスケッチを開始しましょうか？

つづく？

風速値表示回路のパターン作製でのジャンパー処理が必要でしたので、回路図を修正し若干のパターン修正を行ないました。当初LEDはピンヘッドジャックに差す予定でパターンを作製していましたが、ジャックを省き、確認時使うパターンということで入れてあります。確認時のみ使うだけで良く、風速値表示はESP32DevKitCに繋ぐTFTカラー液晶で数値として表示されるため特に問題がなければ部品としては取り付けしない予定です。

修正回路図：どうしても繋がらない箇所をジャンパーワイヤーを使いパターン

を修正しました。

※ちょっとしたeagle操作！

当初CMOSの電源とグランドの接続パターンがピン配線できなかったのですが、ちゃんと機能がありました。今までは、専用のICは使わないでソケットで配線していました。ないわけがないのはわかっていましたが、探すのが面倒でソケットで足りていました。Ｈi！知ってしまえば、やはり専用のICを使うと便利です。（ピンを調べなくても、回路図に出てきます。）

invokeでICをクリックして電源を選択すると回路図に表示されランドとしてパターン配線出来る様になりました。

実際に修正した最終ボトムパターンです。100X80mmの基板サイズに十分入ります。

切削待ち基板が既に１枚あるので、コレを合わせて２枚になりました。

EAGLE CADは最初のparts選びが一番最初に悩むところかと思います。習うより慣れろという言葉が本当に当てはまると思います。部品のパーツも秋月の部品もありますからとても助かります。ESP32もあります。回路図でよく使うGND ,+12Vとかレギュレータ、コンデンサ、抵抗、インダクタンス、ピンヘッド、（ピンジャック代用）取り付け穴、LED、各ICソケット、ジャンパー、トランジスタ、ダイオード、基本的なパーツを押さえて於けば、一通り回路図がかけると思います。片面基板が対象ですので、EAGLE CAD では回路図ができてしまえば、後は部品を選んで基板上に置いて、ボトムパターンにてランド間を繫いでゆく手順です。特に最初によく使うパターン太さとドリル穴を選んで、一覧にパターン幅がなければ、手入力で数値を入れます。私はよく２mm幅を使いますが、この２mmは手入力になります。パターンをICの中を通したりする時はパターン幅を1.5mm幅とか、１mm幅とかに変えてます。ドリル穴径はディスクリートパーツリードが入る0.9Φにしています。ICソケットも0.9Φでokです。これらを設定してからパタ−ン化してゆきます。片面基板は、なれるとサッサと回路図を横にして、繫いでゆき、行き詰まったところで、ジャンパーを使います。全配線分が終了したら、微調整を行なう段取りです。（パターンの太さや、ランド補強、基板取り付け穴追加等）調整が終わったら、ベターアース化でパターン設計は終了です。後は切削マシーン用にガーバーデータ（パターン用とドリル用、切り抜き用）を作製です。コレぐらいの回路だと１日かからないで簡単に出来る様になります。当面はDIPタイプのICとディスクリートＬ,Ｃ,Ｒでいいのではないかと思っています。すすんでいる人はICもSOPとかチップL,C,Rで、基板業者にたのんでいますね。綺麗に出来上がるようですね。作ることが好きでやっていますので、簡単なのが私には向いていると思っています。今の所はブレッドボードでの実験で使った部品をまるまるそのまま使うやり方で行なっています。超アナログですが、一番楽しい所、醍醐味は回路を考えボードで確認している時です。Ｈi！

つづく？

タワーには風速カウンター表示部がユニットでついていますが、他のところへカウンターを新たに追加したくて、久々にゲート回路を組んでみる事にしました。タワーのUPボタン、DOWNボタン、停止ボタンの高さ表示ユニット近くにおいてある風速値のカウンターです。同じ仕様の物を購入するのが一番手っ取り早いですが、調べて見ると、パルスカウントをするだけなので、ゲートICを選べばできそうな内容です。元のカウンター部分には一切手を入れないでのパルス信号と電源だけパラレルに繋ぐやり方です。本来ならば元々のカウンターの接続線を延長して行う方法が別の場所へ設置する方法もありますが、高さ表示ユニット部はそのままにしておきたいのです。こういう理由からいま付いているカウンターと同じ動作をするカウント表示回路を作製します。

まず最初に調べたのは、信号線２本です。電源は単に電圧+12VとGNDなので特に問題ありません。風速回転のパルス信号線の動作です。

信号線は回転している風速部から回転に合わせて矩形パルスが来ています。正論理信号です。

もう一つの信号線はタイマー信号線です。Nomally+で10secで”L”信号がパルス状に来ています。

上記の信号線より、10秒間のタイマー”H"状態の時に正パルス信号をカウントする仕様です。ここで考えなければいけない事は、カウントを幾つまでカウント出来る様にするかを決めなければなりません。コレはタワーの下に付いているコントロールボックスに、アラームを鳴らしタワーをダウンさせる回転数を設置するユニットがあります。私の設定は経験上かなりの風が吹いているよりも前の風速値38にしてあります。早めにタワーを下げるためです。この38という設定値を十分に範囲内カウントするには６ビットのカウンターで事足りますが、ゲートICのカウンターから見るとCMOS 4024で対応できそうです。

カウントは0から127までです。実績的にカウント表示で今まで100を超えたことはありませんのでコレにしました。他にも１セグメント表示回路も付いている4026もありましたが、セグメント表示でなくTFT液晶ディスプレーにしたいので使いません。（また、２桁だと２個もゲートが必要です。Hi！）

インターフェースとなる回路図です。

表示ユニット端子に繋がっている線を5本繋ぎます。（電源とGND,タイマー信号線、パルス信号線、COMMON)

テストで使用したOSCは矩形波ですが±信号でしたので、パルス入力にはダイオードをいれてあります。

実際の接続時は信号を繫いでみて、はずすか確認します。タイマー信号の”L”パルスはプッシュSWでGNDに落とす様にしてシミュレーションしています。4024のリセットは”H"パルスでかかるので信号と同じ動作で”L”となる様にタクトSWでGNDに落とした時にSWトランジスタで反転させてリセット信号としています。

カウンターがOSCの低周波矩形波信号周波数で表示カウントアップしていくだけの動画です。

バイナリー出力です。（各LED出力７ポートの重みは、それぞれ1,2,4,8,16,32,64です。）

回路図にもあるように信号出力はバイナリーの７ポート出力です。信号が出ているのが分かるように発光ダイオードを付けています。パルス発生間隔が風速によって違う場合と同じようにOSCで矩形波の周波数を１Hzから７Hzぐらいの間で上げ下げすると実際の風速と同じ様にゆらぎカウントしてくれています。

またタイマーはタクトSWでGNDレベルに適当におおよそ10sec過ぎた当たりで疑似パルスとしてチョンと押すと全出力が消えリセットがかかった後にまた１からカウント始めます。

目で出力信号が見える様にパルスカウンター出力には、発光LEDを繋ぐため4050のバッファーを入れています。今回は単にゲートICのパルスカウントを準備し、インターフェースを付けただけです。

この後の予定としては、ソフトウェア設計が大半となります。

7ビットのバイナリーの信号出力分の入力ポートを用意して、スケッチで全ポートを読み取りし、カウント値を液晶に表示する様にするスケッチです。ArduinoNanoかESP32DevKitCのどちらかをつかいたいと思います。現在は信号線のワイヤーが5本繋がり表示する仕様で進めていますが、完成後はUDPを使ったサーバー化をおこない、風速値を別のESP32DevKitCに表示できる展開にしてクライアントのWiFi信号が届く範囲でUDP通信での風速値をリアルタイム表示させる拡張も考えたいと思います。となるとやはりESP32DevKitCを使わないとできないですね！

つづく？