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2016年2月28日日曜日

Arduino 1.6.7のdelay...

土壌水分をTDR法で測る装置(単純にPLLですが)が利用できるような精度で土壌水分量を測ることが出来るのか検証したいと色々考えあぐねていましたがー乾燥土壌をどうやって毎回準備するのか、その乾燥度は?-ひょっと、「容積比100%の土壌を作って、連続的に重量と、水分量のセンサーの値をプロットしてゆけば、期間中に減るのは水分(蒸発する)だけなので、比重1の水のヘル量は重量の減り具合から測れるので、測定可能だ」と思いつきました。 しかし、長期期間一定の時間に記録をする、というのは子供のころから最も苦手とするところなので、「Arduinoを使って自動でサーバのDBにデータを送らせる!」ことを考え;
1)手元のEthernet ShieldとArduino Unoで取りあえず、定期的にデータをサーバに送る基本プログラムを作ってみました。
  これがうまくゆきません!室内環境でサーバからUSB持って来れるので消費電力のことは考えずにdelay()で1時間程度のインターバルをとることを考えてみましたが、
  a) Arduino 1.6.7ではdelay()の引数に60*1000を入れると、戻ってきません。 しようが無いので、for(i=0; i < 60*60; i++) { delay(1000) };で逃げてみましたらこれはうまくゆきます。 
    b) スケッチはサンプルのWebclientから持ってきましたが、一定間隔で一瞬のアップロードの為に接続しっぱなしも勿体無いので、アップロードが済むと一旦接続を切り、アップロードの度にネットへの接続をさせることにしました。
 c) 使用したethernet shieldはW5100を使ったSainSmartの物ですが、これがMACアドレスが無い! サンプルスケッチのMACを使ってみましたが、気持ち悪いのと、家庭内LANですので、固定IPを割り当てることにしてみました。
 何とか、1時間毎にサーバにデータを送ってくれるようになりました。 そのスケッチは下。













重量の自動計測装置もついでなので、FSR(Force Sensing Resistor)を秋月で買ってきて自作することにしました。 今回は仮装置なので、在り合わせのトロイダルコアをセンサの上にのっけてその上にアルミ板を置いて被検体を載せることにしました。 将来はおしゃれにアクリルかなんかで計量装置を作ってみようと思います。 20g以上であれば、数kgから10Kg位までは測れそうですが、やってみないと?? 
 こうやって書いてみると大したことないのですが、ここに来るまでに丸一日を費やしました。 1時間毎の接続は、とにかく実際に1時間毎にアップロードできているかどうか確かめる必要があるので、、、

センサー(PLL)部分を十字パターン基板で作ってみたが、これは完全に失敗ー不安定。 確実にパターンを切断したか判断する箇所が多すぎて手に負えない。 再度、ユニバーサル基板で作り直すことにする。  最初の、「取りあえずやってみ!」バージョンがすんなり動いたのでちょっと油断したかもしれない、、、。

2016年2月4日木曜日

土壌水分測定 2

誘電率を容量で測ろうと目論みましたが、これはpF単位(多分小数点2桁レベル)の測定が必要となりそうで難しそうなので、誘電率と位相差の関係をPLLを使って測ったらどうだろうか?と左のような回路を作って可能性を探ってみました。
周波数スペクトラムをみると、3Mhzちょっとの処で方形波を出しているようですので、これを微小アンテナで5-10mmの距離で送受信してみることにしました。
空気中での出力波形と入力波形は、右下のスコープの写真のような状態でした。
これでDEMoutの電圧を空気中と水の中で測ると、1.91Vから1.62V程の電圧変化が観測されたので、使える可能性があります。 取りあえずセンサーで夏のハムフェアで購入したテフロン同軸をちょろっと弄っただけの物ですので、ハンズにでも行って、もう少しちゃんとしたセンサーの材料探しでもしようと思います。 
因みに、スペアナで見ていると、3.4Mhzから3Mhz位まで、プローブの状態により変化します。

コンパレータはExclusive ORのPC1(VDEMOUT=(Vcc/π)(φSIGin -φCOMPin)を使ってみました。
 因みに;
   PC2 VDEMOUT=(Vcc/4π))(φSIGin -φCOMPin)
   PC3 VDEMOUT=(Vcc/2p)(fSIGin - fCOMPin)

とあるので、単純なEXORのPC1が一番感度が高いのかもしれません。 何かもったいないなー。

ちょっとPLLからVCOのローパスフィルタの設計が良く分からないので、再検討する必要があるかもしれません。 TIのページにループフィルタの設計プログラムがありますが、夫々の数値の意味することが今一分からないので、うまく使えていません。 ここら辺をもう少し勉強しなければいけないかな?

色々楽しい実験が続きます。 完成しないかもしれませんが、、、。

参考 
  誘電体中を伝搬する電磁波の(位相)速度
  74HC4046AMデータシート

WSJT-x Super F/H

 WSJT-x使い始めてから随分経ちます(JT65しかなかった頃から)が、FT8のF/Hの使いがっ手の悪さ、MSHVの方が利用されている実態、F/HでFoxがマルチで返答すると信号が弱くなる、などからSuperF/Hが実装されましたね。  そこまでは、問題なく理解していたのですが...