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最近まで多数の電池管ラジオを製作し、ネタも切れてきたので、この内容に関しては打ち止めにしようと思っていました。
地域の雑用が増え、自由な時間が減った事もあり、電子工作の記事も更新のペースが鈍っています。
ある日、ジャンク箱にあった１０φ×２０ｃｍのフェライト棒にコイルを巻いてバーアンテナを作ってみました。
バリコンは２９０ｐＦ＋１２０ｐＦの親子バリコンを対象としています。
巻き線は０．１ｍｍ×２０本のリッツ線です。
バーアンテナが出来ると、どうしても動作を確認したくなります。
動作を確認する為にラジオを作ってみました。
アンテナの動作確認以外にも
・ ５極管コンバータの再現性の確認
・ 動作時間の記録更新
をテーマにしてみました。
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回路は以前製作したポータブルスーパーと殆ど同じです。
ただ、ＤＣ／ＤＣコンバータは効率を上げる為にマイコン制御のＰＷＭに変更しました。
調整中に６０８８のヒーターを焼損する事故が発生した為、コンバータに内蔵していた定電流回路をラジオの回路に
移しました。
定電流ダイオードは逆電圧を阻止せず導通状態になるので注意が必要です。
Ｂ電圧は５０Ｖ耐圧のコンデンサーを使う事と消費電力を抑える為３８Ｖ～４０Ｖに設定しています。
バーアンテナ
前述したように１０φ×２０ｃｍのフェライト棒に０．１ｍｍ×２０芯のリッツ線を巻きました。
最初、ハトロン紙で巻き枠を作りコイルの位置を調整出来るようにしてあります。
同調巻き線はインダクタンスが３００ｕＨ位になるように巻いたので巻き数を記録していませんが５５回程度だと思います。
二次巻き線は適当ですが６５ｕＨ、２５回程度だと思います。
バリコン
ラジオ年から購入した２９０ｐＦ＋１２０ｐＦの親子バリコンです。
ＯＳＣコイル
市販のトランジスタ用１０ｍｍ角のものを使用しました。
巻き線は全て取り除きコアだけを使用します。
巻き線は０．０６ｍｍのＵＥＷを使用しました。
最初に二次巻き線を３０回巻きます。
その上に一次巻き線を同じ方向に巻きます。
巻き始めから３０回でタップとします。
巻き終わりまでは回数ではなくインダクタンスで判断します。
外側のコアを外した状態で巻き始め－巻き終わりのインダクタンスが１４０ｕＨ位になればＯＫです。
ＩＦＴ
これも市販の１０ｍｍ角の物で無改造です。
３個共、黒色コア（出力用）で二次巻き線は使用していません。
低周波チョーク
ラジオ少年のＢＴ－ＣＨ－９です。
出力トランス
ラジオ少年のＢＴ－ＯＵＴ－１Ｓです。
スピーカー
これもラジオ少年で購入したもので「小型スピーカー｝という名称で販売されているものです。
ケース
ホームセンターで販売されていたパーツボックスです。
電池管のヒーターにＢ電圧を接触させてヒーターを焼損させたという話はよく聞きます。
十分注意していたはずですが、今回、初めて事故を起こしてしまいました。
損害は１球で済みましたが新品の６０８８を廃棄物にしてしまったショックは大きいです。
電源には定電流ダイオードを入れていたのですが勘違いをしていました。
Ｂ電源に１５０ｕＦの電解コンデンサーを入れていたのです。
回路が完成し、真空管を装着する前に通電し、コネクタ部の電圧を計ってから電源スイッチを切り、１球目の真空管を装着した
時に事故は起こりました。
１５０ｕＦのコンデンサに充電された電荷が残っていて、さらに足を入れ間違えたようです。
普段は光らない電池管のフィラメントが明るく点灯し、瞬間的に何が起こったか悟りました。
対策としてコンバータ内部にあった定電流ダイオードをラジオ側に移しました。
さらに１５０ｕＦのコンデンサーを１０ＵＦに減らし放電用の抵抗をパラに入れました。
ＤＣ／ＤＣコンバータはマイコンのＰＷＭユニットを使用しています。
１．５Ｖではマイコンが動作しないので補助電源で３．３Ｖを発生しています。
効率は元々高いのですが二次巻き線の巻き数を微調整して、さらに効率を上げています。
回路図の巻き数は設計時の目安で、実際には巻き数を微調整しています。
コアに＃４３材を使用した場合、２０ＫＨｚ～１００ＫＨｚで効率が上がりますが、今回は２５ＫＨｚにしています。
今回のＤＣ／ＤＣコンバータは効率８５％を達成しています。
ただし、強烈な空中伝搬ノイズを発生するので厳重にシールドしています。
電源ライン経由のノイズは発振周波数が２５ＫＨｚと可聴周波数以上であるので影響は少ないのですが、一応、電源側、
ラジオ側に大容量のコンデンサーを入れています。
///////////////////////////////////////////////
// 電池管ラジオＢ電源 global.h //
// （１．５Ｖ電源） //
// 2018/11/18 PIC12F1822 MikroC Ver4.60 //
///////////////////////////////////////////////
#ifndef _GLOBAL_H
#define _GLOBAL_H
///// 型の短縮名称
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
typedef unsigned long ulong;
///// A/d
typedef union{
int adw;
char adb[2];
}ADDATA;
extern ADDATA addata;
extern int btvb;
extern uchar adf;
extern void ad_init(void);
extern void bt_volt(void);
#endif
///////////////////////////////////////////////
// 電池管ラジオＢ電源 adconv.c //
// （１．５Ｖ電源） //
// 2018/11/18 PIC12F1822 MikroC Ver4.60 //
///////////////////////////////////////////////
#include "global.h"
ADDATA addata;
int btvb; //電池電圧
uchar ad_cnt; //ＡＤ変換回数
uchar adf; //ＡＤ完了
uint adbuffb; //演算バッファ
void ad_init(void){
ad_cnt = 0;
adf = 0;
adbuffb = 0;
ANSELA = 0x1; //AN0
FVRCON = 0x82; //A/D REFF = 2.048
ADCON1 = 0x93; //右詰め、Fosc/8, FVR
}
int ad_conv(uchar ch){
ADCON0 = ch << 2; //ch set
ADCON0.ADON = 1; //A/D使用
Delay_ms(1);
ADCON0.GO = 1; //A/D START
while(ADCON0.GO);
addata.adb[0] = ADRESL;
addata.adb[1] = ADRESH;
return addata.adw;
}
void bt_volt(void){
adbuffb += ad_conv(0);
ad_cnt++;
if(ad_cnt == 32){ //32回の平均
btvb = 2 * (adbuffb >> 5); //2mVx分圧比/32
adbuffb = 0;
ad_cnt = 0;
adf = 1;
}
}
///////////////////////////////////////////////
// 電池管ラジオＢ電源 radp1r54.c //
// （１．５Ｖ電源） //
// 2018/11/18 PIC12F1822 MikroC Ver4.60 //
///////////////////////////////////////////////
// CLOCK 4MHz
// Oscillator INTOSC, Watchdog controlled by SWDTEN bit, Power-up Timer ON,
// MCLR Pin OFF, Code Protection OFF, Data Protection OFF,
// Brown-out Reset ON, Clock Out OFF, Int/Ext Switchover OFF,
// Fail-safe Clock Monitor OFF, F-Memory Self W-protection OFF, Pll OFF
// Stack Of/Uf Reset ON, Brown-out Reset 2.5V, Debug OFF, LVP OFF
#include "global.h"
void main(){
uchar ledf = 0;
uint _delay = 1;
OSCCON = 0x6b; //内部 4MHz
OPTION_REG = 0xf; //タイマー０関連ダミー
APFCON = 0x3; //ALTERNATE CCP
LATA = 0x0; //出力 OFF
TRISA = 0x9; //RA0,RA3入力
WPUA = 0; //プルアップしない
WDTCON = 0xf; //ウオッチドッグ128mS
ad_init(); //AD init
asm CLRWDT; //WDT CLR
CCP1CON = 0x8c; //PWM ACTIVE H
PR2 = 39; //サイクルタイム(39+1) x 1u = 40uS
CCPR1L = 20; //デューティー 20 x 1uS をセット
T2CON = 0x4; //T2 ON プリスケーラー無し
PWM1CON = _delay; //ディレーをセット
while(1){
asm CLRWDT; //WDT CLR
bt_volt(); //電池電圧計測
if(adf){
if(btvb < 1000) ledf = ~ledf; //１Ｖ以下で点滅
else ledf = 0xff; //それ以上で連続点灯
adf = 0;
}
if(ledf) LATA.B2 = 1; //ＬＥＤ ＯＮ
else LATA.B2 = 0; //ＬＥＤ ＯＦＦ
Delay_ms(20);
}
}
写真は製作したＤＣ／ＤＣコンバータです。
効率は高いのですがノイズは強烈です。
シールド箱に入れ厳重にシールドしないと使えません。
 |
 |
|---|---|
| 製作したラジオ | ラジオ内部 |
当地のローカル局３局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ、１４０４ＫＨｚ）を実用的な音量で聞くことが出来ます。
電池電圧が１Ｖ以下になると音量が実用的ではなくなります。
バーアンテナのゲインが大きいので特に高い周波数での選局が楽になりました。
ＤＣ／ＤＣコンバータは高価な銅テープを何重にも巻いて密封されたシールド箱の中に入れられているので受信に対する
障害にはなりませんが高い方の周波数を選局すると微かにノイズが聞こえます。
５極管コンバータを使用したラジオは今回を含めて４台製作しましたが何れも安定した動作で、そこそこの感度があります。
ただ、１Ｖ６を超えるものではありません。
５極管コンバータの方が優秀であればメーカーも１Ｖ６を作ったりはしません。
１Ｖ６はラフに使っても動作しますし、それ自体にＡＧＣも掛けられます。
５局管コンバータは発振が強すぎても弱すぎても駄目です。
スクリーン抵抗や結合コンデンサーの値に最適値があります。
ＯＳＣコイルの二次巻き線と初段のＩＦＴの接合点とグラウンドの間に入っている７ｐＦのコンデンサーを取り除くと感度が
大きく落ちます。
この事は最初に５極管コンバータを試した時に、たまたま発見したのですが、理由が判らず、それ以来、おまじないとして
付けています。
ただし、７ｐＦが最適かどうかは試していません。
このラジオは電池電圧１．５Ｖの時、Ｂ電圧として３８Ｖ程度の電圧が供給され３ｍＡ程度の電流が流れます。
電池電流は９０ｍＡ位でした。
ヒーター電流の８０ｍＡと合わせて１７０ｍＡの電池電流が流れます。
単１電池を使うと連続９０時間程度の動作が期待できます。
これは終止電圧０．９Ｖのデータですので実用的には連続６０時間程度と思われます。
１日８時間の間欠動作なら１０日間程度使えるのではないかと思います。
いままでの記録が間欠使用で６０時間でした。
この時の電池電流は２５５ｍＡでしたので今回は、かなり減っています。