屋外用アンテナカップラー
ローバンドを、ベランダ給電のロングワイヤーでいくか、タワートップに整合器を置いたスローパーでいくか、 はたまた、730Vにバンド拡張用のユニットをつけるかと悩んでいます。そのような中、手始めに、屋外設置して使う （屋外設置しても使えそうな）アンテナカップラーを作ってみました。
これはベランダ給電のロングワイヤーを実験しているところ。使っているカップラーは、 もう40年も前に作ったこれです。
いまだにこんなものが実用になるのがすごいところなのですが、2019年10月に行った延命措置の効果でありましょうか。とにかく使えることは使えるのですが、 雨が降ったらまずい。そこでとりあえず、段ボール箱で雨囲いしたのが写真の様子（雨で箱は濡れてしまっている）です。
これには、実はもうひとつ課題があります。バンドチェンジの度ごとにベランダに出なければならない。わずらわしいですね。。。
そこで、遠隔操作ができないかと考えました。バリコンとロータリースイッチをサーボモーターで駆動して遠隔操作することは、ホームページを繰ってみると、いっぱいありました。同じようなデマンドを持つ方が 多いということでしょう。
手始めに、アマゾンでトルク20kg/cmのサーボモーターを購入して実験してみました。
いずれも、写真をクリックいただくと動画が再生できます。
動画のように、バリコンはもちろん、相当固くて重いと思うMN-2000のバンドスイッチも、難なくまわしてくれました。 しかし、ロータリースイッチの切り替えには、課題ありか。。。 この方の記事に詳しい説明があります。ともかく、タワーの上で故障しても困るので、ロータリースイッチを回すことはあきらめ、素直にバリエルを登場させることにしました。 上の方の関連記事によると、 DCモーターでサーボを組んで回せばよさそうです。
ということで、ベニヤ板の上にバラックで準備したのがこれです。さっそくロングワイヤーをつないでみましたら、コイルやバリコンを回すと、すーっとSWRがさがって良い感じです。
クリックすると動画が見れます。面白いです。
さて、少し説明しましょうか。
まず部品。面白そうなのは、バリコン、バリエル、金色に輝くギヤ、モーター、それに2枚の基板でしょうか。
バリコンは、三角の板がついた典型的なUSタイプ。Cardwell 154-32-1です。air gapは0.05インチ(1.25mm)で、2kV仕様かと思います。 750pFで、長さ8.5インチ！ 格好いいです！
バリエルは、EF Johnsonの229-203というもので、28uH。直径6cmほどのステアタイトのボビンに#12の線が巻いてあって、5A仕様です。
写真を取り忘れましたので、カタログから229-201を。2重ピッチで巻いてあります。
なんでこんなものを持っているんだとお叱りを受けそうですが、あれだけAMで遊んだのですから、 こういったものはどこからともなく出てくるのですhi
あと、格好いいのが金色のギヤ。ギヤについては、AMの機械で初めて勉強しました。このへん。
それで、今回も、協育歯車のものを使いました。バリエルの回転が38回ほどで、一方、ボリューム（多回転ポテンショメータ）は10回転なので、とりあえず、ギヤ比1:3として使いやすそうなものを選びました。 選んだのは、S75B25B+0306と S75B75B+0306です。モノタロウで、2つで2000円少し。
軸径は、US物は1/4インチ、JA物は6mm、サーボ系は5.5mmなど、ものによって色々ですから、細かい技で合わせこむ必要があります。
バリコンを回すサーボモーターはアマゾンで買ったものと書きましたが、「ゾースカイ」という中華ブランドで、 「DS3218 20kg高トルク フルメタルデジタルステアリングサーボ 防水サーボ バハのラジコン対応 (180°)」 と紹介されているものです。20kg・cmというトルクがどのくらいのものかわからなかったのですが、このくらいあったら上の、固いロータリースイッチも回してくれるだろうかと期待して選んだものです。力は 期待通りで、指を挟んだりしたら一大事 という感じがします。また、一応防水なので今回の目的にはぴったりだろうと思いますが、コメントには、防滴ぐらいだろうとありました。 この点は要注意です。
これを駆動するのも、やはりアマゾンで買った基板です。6軸制御できるもので、これまた、「Hiwonder」という中華ブランド； 「Hiwonder 6チャンネルデジタルサーボテスター過電流保護付き」と宣伝されているものです。
この２つを組み合わせて電源をつなぐだけで、ボリュームつまみの回転角に比例してモーターがまわってぴたーっと止まるような回転制御機構が できます。回転角180度なので、バリコンにはピッタリ。まさに、high-wonder! です。簡単ですね、安いし。
バリエルを回すサーボ機構は少々手がかかります。先の方の一連の記事を参考にして作りました。
モーターは、uxcellというブランドのもので、「 ギアモーター トルク端子 磁気 13.14kg.cm 50RPM 12V DC 製品名：ギアモーター;定格電圧：DC 12V；定格トルク： 13.14Kg.cm」と宣伝されているものです。 若干日本語がおかしいですが、要は、DC12V定格で、トルクは13kg.cmちょい。50rpmというもの； モーター内部でギヤで減速されて、 ゆっくり回る出力が出てきます。
駆動回路は次の通りです。差動アンプ2発にコンパレータを入れ、それらの出力をダーリントントランジスタでバッファしてモーターを回します。差動アンプの入力に 2kのボリュームが2つありますが、ひとつはバリコンの回転角検出用、もう一つは、屋内に置くコントローラまで引っ張っていきます。ダイオードは、トランジスタの 0.7Vx2の不完地帯を取り除くために入れました。
これを、適当なジャノメ基板上に作りこみました。そして、ホームセンターで一袋40円で買った端切れのベニヤ板にざっくり組み上げたのが、 上の写真です。時に、2021年4月16日。
これをベースに、リモートのアンテナカップラーとしての詳細を仕上げます。
全体構成は、L型のカップラーとします。
整合範囲が広いT型にできればよかったのですが、バリコンがひとつしかありませんでした。 それに、もうひとつバリコンを実装すると、大きさが大変。現状でも、 あります。使うのは、3.5Mと1.9Mです。1.9Mでは、明らかに増設のLやCが要ります。 それに、LCタイプかCLタイプかの切り替えもあった方が利用範囲が拡がるでしょう。そのようなことを考えると、リレーが2つ要ります。 手持ちのタイトのリレーを探して臨むことにします。
そんなことを考えつつ、ミノムシクリップをつかって実験しながら全体の回路を決めていきました。 結局、下の通りになりました：
箱に入れると、下のような具合です。箱は、未来工業のものを買い込みました。
