家の時計の時刻合わせをどうにかしたい (第1話:アンテナ作成編)

とりあえず、ブレッドボードでの簡易テストは良好だったので、本運用に向けて ちゃんとした形にしてみたいと思う。

今回の制作ポリシーは
・できるだけお金をかけない!
・自宅に余っている機材や部品を有効活用する
・見た目はさほど気にしない事にする。
・あまり時間もかけたくない。
つまりは安く済むのであれば、多少見た目が悪くても良い。

まあ、プロト版のつもりで、実際に使ってみて、使い勝手が悪いなどでの 改良ポイントがあれば、資金に合わせて検討する。 前置きは、これぐらいにして。本題です。

まずは、アンテナ部分を作ってみたいと思います。
これから作る装置の周波数は40kHzの電波となるのですが、アンテナをまともに考えると 途轍もなく大きくなるらしい。 自宅の2部屋分がカバー出来れば良い。 ここは、日経Linux 2013年7月号の記事をそのまま使ってしまおう。
※参考記事 http://pc.nikkeibp.co.jp/atcl/knowhow/15/010600003/010600001/
写真では、ループアンテナなので、単純にこちらもループアンテナにしてしまおう。 ただ1つ疑問が出てきて、日経Linuxの記事では、線の片方は基板に接続されているが、 片側は未結線のままである。うーーん、なんとなく両方結線したほうが良いのでは?と 素人考えが働いてしまう。
「ループアンテナ」でググると、受信用の記事は結構でてくるが送信する記事はあまり出てこない。

WEBサイトを見ていくうちに、AMラジオなどの電波を受信する時など同調回路を組み込んである。 確かにAMラジオなどでは、色々な放送局の周波数に合わせるので必要なのだろう。 この同調回路は送信時には必要ないのだろうか・・・
# 同調回路 --- 特定の周波数を取り出して、他の周波数はフィルターする役目みたい。 他の周波数も拾ってしまうと、ノイズなど雑音となりクリアに聞こえない為のようだ。

今回のプロト版では、同調回路は一旦保留にしたが、私と同じ趣旨で作っている人のWEBサイトがあり、 アンテナ部分に対する結線部分(回路図)はなかったが、制作後の写真が掲載されていたので、 画像を拡大してよくよく見ると、どうも結線されているのでは? と思ってしまった。
【購入品】 ・プラスチックの箱 100円 →出来るだけ「コ」の字になるものを選んだ。

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  ・ビニール皮膜針金 0.9mm 40M 100円

【工具】
・大きいほうのカッター
・普通サイズのカッター
# プラスチックが切れるものなら何でも良い
# きれいに仕上げたいなら、紙ペーパ・やすりなどがあると良い。
# だが面倒なので私は、カッターを駆使して切る(見た目気にしない)
・ドリル (無ければキリなど)
・ガムテープ
# ガムテープは、適当な長さで2枚分切っておく。
# そうしないと、巻き終わるまで手が離せない状態となります。
・余ったLANケーブル
・余ったQIコネクター(メス側)
# QIコネクターと聞くと?となる方も居ると思います。
# 自作PCを作っている人なら、見れば分かるのですが、PCケースのLEDランプや電源SWを
# マザーボードに挿しますが、そのコネクターの事です。
# また、ブレッドボードで電子工作をやっている人なら、ジャンパーワイヤーです。
# 廃棄予定のPCケースなどから部品取りしてもOKです。
# QIコネクターに拘らなくても、容易に抜き差しできるメス/オスのソケットでもOK

【作業工程】
1.自分が購入した箱は積み重ねができるように、ガイドのようなものがある。 まずは、底部分から切り抜いていく。1mm程度の厚みなので、大きいカッターで 力を入れて切っていきます。

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2.左が底の切り抜きが完了した画像で、ガイドのような出っ張りが残っています。 次は、このガイドの部分を切っていきます。
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3.切り取りが完了しました(左) そして、針金を通す穴を1箇所開けます(右)
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4.穴を開けた箇所に針金を通し、ガムテープで仮止めしておきます。 この時に針金が円状に巻いていますが、外から内側に向かっていく方の先端を穴に通します。
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5.ここからひたすら巻くのですが、針金は巻き癖があるので針金を引っ張りつつ、 巻き癖を出来るだけ治しながら巻いていきます。 ここで重要なのは、左手でプラスチックの枠を押さえ、針金は右手で掴んでおきます。 30cm~50cm程度ぐらい解くように、針金を持っている右手指を1巻分ずつ、緩めて解きます。 30cm~50cm程解けたら、プラスチック枠と右手を強く引っ張り、巻き癖を補正しつつ、 四角の1辺ずつ巻いていきます。
※ 言葉ではうまく説明できねぇ~
# 4で外から内に巻いている側と書きましたが、理由があります。
# 巻いている針金を床に落として気にせずに巻くと、絶対こんががります。
# 所謂、スパゲッティ状態になり、変に針金に癖がつきます。
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6.巻き終わる頃には、右手が結構痛くなってしまいますが、初めて方はコツが掴めるまで、 手袋をせずに素手で行ったほうが良いかもです。 コツが掴めてしまえば、手袋をつけて作業する事で痛みは軽減出来ると思います。 一旦、巻き終わり部分にガムテープで仮止めします。
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7.巻き始めの穴と同じ付近に穴を開けます。(左) 開けた穴に巻き終り側の針金を通して、再仮止めし休憩しましょう。
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8.適度な部分で余った部分の針金切断します。 画像は番外編で、試しに針金 約40Mの直線抵抗値とインダクタンスを計測してみました。 直線抵抗は、約17Ω。インダクタンスは、1.117mH でした。
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9. 最後に、RaspberryPiとこのアンテナを接続するのですが、まあどの家庭もLANケーブルは余っていると思いますので、LANケーブルで作成します。 今回家に在庫していたアイネックスのLED延長ケーブル(LED-30EX) ヨドバシで280円程度を使います。 でもQIコネクタレベルで280円は高いので、ご家庭にQIケーブルがない場合は、その他のもので代用したほうが良いです。 (車をいじる事が好きな人はギボシ端子や平型端子など、在庫があるでしょう)
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