ラジオの電池にＵＳＢ電池パックを使う

【この記事には重大な事故に繋がる内容が記載されています。参考する場合は自己責任で行うようお願いします。私は責任を持ちません】

釣やアウトドアで情報源やBGMにラジオを使っている。
なるべくスピーカが大きな物を探して使っているが、今はハードオフのジャンクで手に入れたモノラルラジカセをラジオとして使っている。SONY製で感度・音質とも良いのだが単一型の電池４本を使っていて、電池代も馬鹿にならない。

充電電池を使うことも考えたが、ＮｉＨ電池やリチュウム電池は充電が面倒である。

そこで目を付けたのがUSB電池パック、大容量化が進み中容量の安いものだと５００円位で手に入る。充電も簡単にできる。今回使った2600ｍAの物は５００円だったと思う。
単一型マンガン電池は3000mAｈの容量があるので、大体同じ感じで使えそうだ。


最初は電池BOXの＋・－の端子に電源装置を接続し、６Vでの消費電流を測定したらピークで２００ｍA程度であった。電圧を５Vに低下させても動作に問題は無し。試しにUSBケーブルを接続してラジオの電源を入れたらアッサリと動作してくれた。
【電池パックや電源線の扱いは注意してください。ショートさせると火災・爆発する起これが有ります】

標準型USBプラグはジャンクの基板から外した物にユニバーサル基板の破片をハンダ付けしリード線を出した。

ラジオ本体は改造したくなかったので、リード線の端に銅板の切れ端をハンダ付けし電池端子と本体の隙間に挟み込んだ。

USB電池パックは電池スペースに収め隙間にウエスを挟んで振動対策を行う。

今回使用したUSB電池パックは中国製で５V出力にスイッチングに伴うノイズが出ている。つまり広範囲にノイズを発生させているのだ。
ノイズ対策のためUSBプラグに０．０１μFのコンデンサを付けたが若干改善した程度であった。ちなみにエネループの場合ノイズはホトンド問題無くなる。
USB電池パックは大抵３．６Vのリチウムイオンバッテリーを使っており５Vに昇圧するためD/Dコンバータを内蔵しているためだ。日本メーカはノイズ対策をしているが海外激安品は対策していないようですね。

その２はこちら

GPS受信機を周波数カウンターに応用する（その2）

周波数カウンターの精度向上をネタに色々と遊んでいてOCXOの安定度の素晴らしさは良く判ったのだが値段が高い。GPSDOも有るのだが外出さきまでは持っていけない。

そこで、前に購入したGPS受信機を周波数カウンターに内蔵してみた。
手に入れたGPS受信機はAitendoの1980円の物でU-blox社のNEO6と言う受信ユニットを使っている。色々と調べたら1PPSの信号の他、1KHｚまで出力が設定できるようである。
【u-blox GPSモジュール [NEO6M-ANT-4P]】
しかし、受信機のユニット出力には信号が出ていないので、基板から直接取り出すこととした。

まずは実験。GPS受信機とパソコンを接続しU-blox社の受信ユニットの評価ソフトを起動した。
評価ソフトはU-blox社のホームページからダウンロードできる。GPS受信機の信号はTTLレベルなのでUSB-TTL変換ユニットを中間に入れる。これもAitendoで入手した。

GPS受信機の１PPS出力は、衛星を捕捉完了すると１PPSでフリッカーするLEDから引き出した。

このLEDからバッファーのトランジスタを介し信号を分配する。
GPSユニットからの信号はポリウレタン線でユニバーサル基板へ渡している。

この信号は実はGPS受信ユニットをコントロールすることで1KHzまで上げる事が出来た。
実際に測定してみると。100Hzで1.3マイクロHzの差と言う精度でした。

このGPS受信機を古い周波数カウンターへ内蔵してみた。
コネクタ類の実装場所が無いため、交流入力電圧切替スイッチ部を撤去した。元々100Vでしか使わないし。

配線が無くなりスッキリしました。
GPS受信ユニットには、まだ回路を組む予定なのですが実験のため実装して見ました。

GPS受信機の信号を100Hzに設定して、周波数カウンターのクロック100Hzをパタンカットして接続します。
電源も仮なのでICのピンから引き出しました。

電圧切替スイッチの撤去跡にGPS受信機の外部アンテナ端子（SMA）とPC接続信号（TTL）端子を実装しました。
　改造前

改造後

GPSアンテナは窓際き置き、電源を投入しパソコンで動作確認を実施。
とっても感度が良いGPS衛星を多数捕捉しており精度も期待できそう。

衛星も捕捉し同期も取れたようなので周波数カウンターの測定入力へGPSDOの10MHｚを入れました。10MHｚの表示です。
GPS信号を受信し確立していればオレンジのLEDが点灯するようにしました。

この状態でGPS受信機の信号を100Hzから10Hzに落としたら、思うようにゲート時間が10倍になりました。
10MHｚは100MHｚとして測定されます。下の状態は一番したの桁が0.1Hzになります。

100MHzと表示されます。

さらに1Hzにすれば0.01Hzまで測定できます。この時の表示も000000.000となっており、1×10^-9程度の精度はありそうです。

いやー40年近く前の周波数カウンターが最新のGPS技術で物凄い精度の測定器に生まれ変わりました。

実験で組んだだけですので、GPSを受信していない時は内蔵のVCTCXO側の信号を使うように回路を組みましょう。

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1/12追記
　下が追加した回路です。

　原理としては、GPS受信機の1PPS出力LEDのパルスを検出したら、M/Mで２秒間タイマーが動作し周波数カウンターの内部クロック100HzをGPS側の信号に切替えます。
　このM/Mはタイマー動作中にトリガーが加わった時点からタイマーがリスタートします。
タイマー動作時間＞1PPSの設定なので、GPS受信信号が継続して入力されるうちは周波数カウンターのクロックはGPS側となるわけです。とてもシンプルな回路で我ながら気に入っています。

　回路を組込んだのがこちらです。

　GPS受信ユニットの出力信号を100Hzに設定しても電源が切れると、デフォルトの1Hzに戻ってしまいした。なので現状はGPS受信中はゲート時間が100秒となり分解能は0.01Hzとなっております。
もし、1Hzとする場合はPCを接続してGPS受信機の設定を変更すればOKです。

エブリー君のラジオ再利用

エブリー君のラジオ再利用

我が家のエブリー君（現在はスクラム君：同型OEM）は４ナンバーでオーディオはスピーカ内蔵ラジオのみといたってシンプルであった。そこでｙａｈｏｏで手に入れたカーナビ一体オーディオ（３Ｋ円）に交換しラジオは倉庫に保管したままだった。
一方、船にはオーディオが無くラジカセ（死語？）でラジオを聴いましたが、運搬やアンテナなど面倒なのでエブリーのカーラジオを流用し固定設置することにした。

１．カーラジオの動作確認
　・エブリーにナビを取り付けたのが４年以上前なのでハーネスの内訳はとっくに無い。また、覚えてもいない。
　　ネットで検索すると何とか判明。下の図は裏返しした状態です。（上下逆です）

(参考は自己責任で行ってください。私は責任をとりません）

　・電源を接続して試験。
　　メイン電源とバックアップをプラス（＋）に接続し、アースはマイナス（－）に接続。
　　アンテナは３０ｃｍ位の電線を付けたテストプラグを差し込む。

　・電源を入れる
　　あっさり動作した（当たり前？）
　　エリアのＦＭを受信するととても感度が良い。家で聞いているラジオより良いですね。
　　このまま、家で使おうかな・・

２．設置方法
　　船では釣り最中エンジンを止めているのでバッテリーの消費は重要な問題となる。特に、私のような２ストエンジンの小船では発電量もたかが知れいる。
　・メイン電源消費電力
　　スピーカの音量にもよるが０．２～０．４Ａ　１０時間聞いていても４Ａｈだと良い感じ。

　・バックアップ電源
　　０．０１２Ａと小さいのだが、船は２～３週間乗らない場合も有り
　　一週間：0.012×24Ｈ×7日＝２Ａｈ　一ヶ月（五週）＝10Ａｈ

　　う～ん微妙である。
　　万一バッテリーが上がると大変なのでバックアップ電源も一緒に切ることにしよう。　
　　バックアップが無くても受信メモリーと時計が初期状態となり毎回選局しないといけない
　　けど、まあ良いか。


３．外部スピーカ
　　小船はハードトップなので防水されていないラジオは船内に設置する。スピーカ配線を外出しし防水スピーカに接続する。
　　amazonでバイク用のオーディオも手に入れたので一緒に設置します。
　　

ADVANTEST R6452Aのバッテリーを安価で交換

【本内容を参考にする場合は、自己責任で行ってください。不具合が発生しても責任は取りません】

前にR6452Aがバックアップ電池の不良（液漏れ）が原因で電源が入らないことが有った。

その時は、電池交換と清掃で修理できたが、一番良いのは定期的に電池を交換し液漏れを防ぐことだ。

でも、バックアップ用の電池は非常に高価でER-3タイプで1,300円位の様だ。

　もう一台R6452Aを持っていて、こちらも電池交換した方が良いと思い交換することにした。　

　でも、手持ちに東芝製の単三型は有るのだが1/2AAタイプは持っていない。そこで、ER-3タイプのバックアップ電池を安価で交換する方法を考えた。

　ネットでER-3と同等の電池を検索するとER14250H(塩化チオニルリチウム電池)という電池が使えそうである。MACのバックアップ電池のようだ。でも、リード線が無いので電池フォルダーが必要となる。【電池に直接半田付けは厳禁である。爆発の可能性あり】

　

　電池フォルダーを検索すると1/2AA用の物が秋月電子、マルツで販売していた。秋月電子の物の方がリード線の間隔が実装している電池のリード線と一緒なのと電池のフォールドが良さそうなので採用することに。

　電池も秋月電子が安かったので同時に購入した。電池250円、ケース80円でなんと330円で交換できそうである。

　現物が届いてからR6452Aへの実装を行う事に。まずは現状の確認。なんと電池フォルダーの端子（リード線）間隔がER-3と同じだったのは確認していたが、現状ではフォルダーが他の部品と干渉し取付できない。特にマイナス側はコネクタと間隔がギリギリである。

　電池フォルダーを加工し他の部品と干渉しないよう細工した。

①マイナス側

　　現状、電池のマイナス側（底）から直ぐに端子が出ているので、電池フォルダーの端子を３ｍｍ程度折り曲げケース端の直下となるようにする。同様にプラス側も折り曲げ端子の間隔を保つ。

②プラス側

　　電池のプラスリードの直ぐ脇にチップ部品があるので電池フォルダーを固定できない。電池フォルダーの底部にスペーサを貼り付け基板から浮かせ固定するようにした。

これで部品の準備が完了したので交換することにした。

○既設のバックアップバッテリー取り外し

　　電池が生きているので、下手にショートさせると基板が壊れてしまう。基板はマイナス接地らしいので、マイナス側から外した。（リード線を切ってしまう事も有効だが元の電池を綺麗に回収したかったので）

　半田吸取り器で作業しました。写真は半田吸取り後です。

マイナス側を外したところ

電池は２０００年製で既に１３年経過

○電池フォルダー取付

　　電池フォルダーの端子間隔を調整していたので楽々取付

半田付けを行い完了ですが、電池プラス側のパターンが小さく、周囲のマイナスと非常に近いので半田付け後にブリッジが無いことをよく確認しました。

プラスマイナスを間違わないように電池をフォルダーに実装。

コネクターを元に戻す

　意外と電池フォルダーとピッタリ。と言うかギリギリ

　電池交換後、最初に電源を入れた際は、滅茶苦茶な表示が出ますが、各測定チャンネル毎に再設定すると復帰するようです。最初あせりましたが色々とレンジを変えたら異常表示が復帰してくれました。

取り外した電池の電圧を測定しました。

　測定結果は3.697Vと正常な電圧でした。交換する必要が無かったかな　とも思いましたが、液漏れを起こすとダメージが大きいので自己満足です。

　これからの電池交換は半田付け不要で交換できるので利便性が上がったと思いますが、交換時期は後１０年後です・・・

　測定器の期待寿命は１０年位なので設計では電池を交換する事は考えていないんでしょうね。実際、手に入れたのは不用品で出たジャンクですから。

　今回、1，３００円位必要なバックアップ電池を３３０円と１／4の金額で実施することができたので今後はこの方式で交換することにします。

増設シガーソケットのＵＳＢ端子

　私は仕事や遊びに出かける場合には車を使う機会が多く、スマホや携帯の充電はシガーソケットを使っていた。
　とある日、某ショップで増設シガーソケットが格安で販売していたので購入、しかもＵＳＢ充電が可能と言う物であった。

　ところが、このＵＳＢ充電機能、電流容量が足りないのかサッパリ使えない。携帯は充電中ランプが点灯するのだけど充電が進まない。スマホに至っては電源異常の表示が点いてしまう。
仕方が無いので別のＵＳＢアダプタをシガーソケットに差し込んで使っておりました。

　最近は１００均でもスマホ対応の電流容量の大きなシガーソケットアダプタが売っておりスマホやタブレットとも充電可能であった。
　ならば、１００均のＵＳＢ充電アダプタを増設シガーソケットに移植できれば電流容量の大きな物でも使えなかったＵＳＢ端子が活用できることとなる。

　ならば移植が可能か増設シガーソケットとＵＳＢアダプタを分解して確認を行った。
・増設シガーソケット
　充電回路が小さく纏めてあった。充電素子には３端子レギュレータ「７８Ｌ０５」を使っている
　（電流容量１００ｍＡ）

・ＵＳＢアダプタ
　基盤が大きい。ケース内一杯を使っていた。

結論：このままでは移植不可能である。

【素人さんは素直に諦めましょう。以下の内容を参考にする人は、自己責任で行ってください】

ＵＳＢアダプタの基盤と増設ソケットの基盤収納スペースを検討し、アダプタの基盤を小さく
加工し電子部品の配置を変更すれば移植可能と判断。
ＵＳＢアダプタを壊しても１０５円の勉強代で済みます。

①抵抗器を基盤裏側に取付。
②コンデンサは基盤に1ｍｍの穴を開け実装位置変更。
③プリント基板を実装できるよう切断＆加工
④出力電圧パイロットランプを移植

　プリント基板の加工とケースの加工はカット＆トライで行いました。何度か基盤のサイズを小さく加工し直ししました。

完成後に動作試験を実施
　安定化電源で１２Ｖを供給し負荷はエネループ５４００ｍＡを使用し問題なく充電できました。
　１２Ｖ側の消費電流は５００ｍＡ～６００ｍＡ。
　このアダプタ、入力電圧を上げると電流が減り下げると電流が増える。入力エネルギーが一定ですのでシッカリとした安定化回路と推測いたしました。

　製品には８００ｍＡと記載しておりましたが間違いなく使えます。
　今はこのような高性能なものが１０５円で手に入るとは驚きですね。もし自作しようと部品を揃えると部品代だけで１０００円以上必要でしょうね。