Cube-Sat関係データU( CUTE-I SRLL受信に挑戦の記)
追加(CUTE1.7+APD U SRLL Ver2.0 対応TNC )

衛星バンドをクリアーにしよう。!
 144MHz帯 145.80-146.00MHz
 430MHz帯 435.00-438.00MHz


2008年7月、CUTE1.7+APD Uに搭載されているSRLL Ver2.0 に対応する事になりました。
新たにSRLL TNCの製作に、お役に立てばと思い、関係の写真を追加掲載しました。
文中に出てくる失敗の部分も、この際明らかになりました。!

CUTE-Iでは、受信専用でしたが、新衛星では、アマチュアサービスとしてアップロードも可能になります。
そのため、今後SRLLの送信にも、対応することが必要になります。

更なる発展を、実現したいと考えています。

2008年7月23日21:41JSTのパスで、SRLL Ver2.0のtest送信が行われました。
この受信に成功した局は、JE9PEL 脇田さん、JH1BCL 関根さん、JA0CAW 佐藤さんと、JA6PLの4局を確認しています。更に、JA5BLZ局の受信成功を確認しました。
デコード成功、おめでとうございます。

7月25日FX614を使用したモデム部を、増設しました。その結果、test用サウンドデータを100%デコード出来ました。写真を掲載しました。
その後、TCM3105使用モデム部の電圧を何度も微細に調整した結果、こちらも100%デコードに成功しました。写真を掲載しました。

SRLL TNC Ver2.0 東工大Web 2008.09.08書き込みソフトが、Ver1.1になりました。 (CRC・誤り訂正ビット数表示型)

JH1BCL局作品(SRLL Ver2.0対応)

JA5BLZ局・JA0CAW局作品(SRLL Ver2.0対応)

SRLL TNC Ver2.0 (FX614使用)配線図 

SRLL TNC Ver2.0 (TM3105使用)配線図


SRLL受信局紹介(東工大Web関連) SRLL受信局が10局になりました。
これにより、FM運用を3日周期とし、うち2日をSRLL運用と増加になりました。(2004.12.4より)
SRLL受信局が、11局になりました。(2004.12.13)
SRLL受信局が、12局になりました。(2005.07.10)

SRLL Ver2.0受信局について、東工大Webに掲載されました。(2008.09.05現在。12局)


SRLL受信用TNC製作顛末記 附JH0JMA局作品JH4DHX局作品JE1FQV局作品・ 

はじめに

Cube-Satが2003年6月末に上がり、当初はCWテレメトリーの受信から挑戦しました。
次第に軌道要素も固まって順調なことから、FMパケット送信が始まりました。
これはAX25と言うアマチュア無線で通常使われてプロトコルなので、TNC(データ変換器)も、パケット通信用として普及しているものが使えました。CUTE−Iのパケットは取りやすく結構多くのデータをデコードできました。一方、XI−IVのパケットは、地上の管制局からコマンドを打ち上げ、それに応じて信号が降りてくる仕組みのため、信号をキャッチすること自体が難しい状況でした。
しかし、次第に信号も強くなり、また受信する方も慣れてきて、デコード率は向上してきました。

そのような経過を経て、CUTE-IがAX25の他に装備している独自のSRLLというプロトコルでのパケット運用を始めました。東工大のWebページには、詳細な解説があり、SRLLモデムは自作であることが分かりました。
しかし、この製作は難儀だと敬遠していたのが実情でした。

毎朝のワッチを続けているうちに、何回かが、このSRLLであり、折角早起きしているので、やはりSRLLもワッチし、デコードしたいと考えるようになりました。東工大のWebでは、9月13日にJA1GDE花清さん、同15日にはJH1TVN渕山さんの受信報告が掲載されました。アマチュア無線家が出来ているのなら、私でもとやる気を出しました。

Aki-H8マイコン発注


東工大のWebページには、JH1TVN渕山さん提供の配線図が掲載されていました。また、心臓部のマイコンには、秋月電子通商のAki-H8( H8/3048F )を使うことで、難しいCPU周りの半田付けをしなくて良いことも分かりました。更に、Aki-H8を載せるために、同社からAki-H8マイコン専用マザーボードキットが出ているので、これを使えば、TCM3105を使ったモデム部分を基板上に配置できる見込みが立ったので、この双方を購入することにしました。

以前よく上京していた頃は、この秋月電子や若松通商には、足繁く通ったものです。
今回も、当時買い溜めていたICソケットやTTLICが、日の目を見ました。

10月5日Webページのフォームを使って、発注しました。10月6日に秋月電子通商川口通販センターから、佐川急便の代引き扱いで発送され、10月8日午前に到着しました。(これは、受け取り時刻を指定していたために、1日遅れになったようでした。)

TCM3105入手で大騒ぎ

SRLLのモデム部分に必要な部品、特にモデムICは、TCM3105が配線図もあり、作りやすいと判断しました。
ところが、これは既に製造中止となっているICだと言うことで、この入手先を探すことになりました。
SRLL受信先駆者のJA1GDE花清さんにmail、東工大SRLL担当の尾曲さんへもmailと、矢継ぎ早の迷惑mailを送ったのが、10月7日でした。
大阪の共立電子産業株式会社に有るということで、照会した結果、在庫限りで若干あるとの事でした。一方、JA1GDE花清さんから、「早く完成してもらうために、ICを基板から抜いて送ります。」との事で、10月9日夕刻には、現物が到着しました。

さて、他の部品をと検討すると、Xtal発振子が必要です。これがまた、特殊部品で、入手困難です。花清さんからは、それも送りますといわれました。
丁度その時、ローカルのJR6PUE 堂原さんから「以前TNCを自作する予定で購入していたXtal発振子を持っている。」との連絡がありました。10月10日夕刻、わざわざ、私の自宅まで届けていただきました。
皆さんのお陰で難物の部品は、揃いました。

Aki-H8マイコン専用マザーボードキットの組み立て

発注していた、Aki-H8も届き、部品表で内容点検後、午後から半田付け作業に取り掛かりました。
詳細な製作マニュアル、回路図、部品配置図を何度も読みました。100V23WのIC用半田ごてが、役に立ちます。
コネクタだけでも100箇所。その他部品で100箇所の半田付けで、目が疲れます。
また、IC2はソケットを使う考えだったのですが、基板じか付けでないと、H8ボードに当たることが判明しました。

説明書と違う処理をした点が、2箇所あります。
1は、電源SWのS6です。蛇の目の部分に無理やり押し込み、基板じか付けにしました。
2は、花清さんを真似て、
S7のSWを付けずに、マザーボード部品にあるピンヘッダーを使いました。
これは、H8マイコンの内蔵ROMに書き込む時だけ使うSWで、使い方に充分注意が必要です。したがって、容易に操作できないことが望ましいと考えました。
ONにするときのみ、クリップなどで短絡することにしました。

Aki-H8マイコンボード完成品の組み立て

完成品を購入したのに、なぜ半田付けが必要なのかと聞かれそうです。
表面実装部品取り付け半田付け済みの完成品です。
で、これを実際に使用する場合、ピンヘッダーにするか、ピンソケットにするのかは、使用する方で決めることが出来ます。
Aki-H8マイコン専用マザーボードに装着するには、ピンヘッダーを取り付け、半田付けしなければなりません。
コネクタが100箇所でしたから、ピンヘッダーも100本を半田付けします。これで、マイコン本体は、殆ど完成しました。10月9日のことでした。

SRLLモデム部分の組み立て

配線図

まずは、配線図の確定です。東工大のWebページにある、JH1TVN渕山さん提供の配線図は、送受信可能になっています。これを受信専用にすれば、相当の手抜き工事が出来る。何より部品の調達が少なくて済むのではないかと、考えました。
あらかじめ、花清さんと尾曲さんにmailで、このことを質問しておきました。

お二人の回答によって、以下のものが省略可能でした。

1.CDTに接続するLED関係 ( R1,D1,Q1,R2)を省略。 CDTはオープン。
2.TXA ( VR1) TXAはオープン。
3.TXDへの配線 TXDはオープンか、GNDに配線。

また,NOT回路を利用すると,以下のものが省略できます。
4.CLK - TRSへの配線 ( R3,R4,Q2)を省略。
(CLKの反転出力をTRSへ接続する。 CLK - 74HC04 - TRS となります。)

と言うことでしたので、部品箱を探索し、TTLIC SN7404(もっともオーソドックスな時代物)を使うことにしました。

SRLLモデム部分配線図 SRLLモデム部分拡大図
東工大SRLLパケット通信配線例 JH1TVN局作成。JA6PL局が受信専用に一部改変。(拡大して、ご覧ください。) SRLLモデム部分拡大

部品調達

そこで、部品調達に出かけました。

半固定抵抗 10kオーム 2個
ダイオード 1S1588 2個
コンデンサ 0.1マイクロ 2個
33ピコ 2個
1マイクロ 1個

と、極端に少ない部品数です。
ところが、最寄の電子パーツ店に、10k半固定抵抗が在庫切れでした。
10月16日別の用事で、小倉まで出かけた際、ハムショップのハムジンに立ち寄りました。
ここでは、ザクザク有りますので、写真写りの良い部品を調達しました。

部品配置

次に、部品配置の検討に入りました。
Aki-H8マイコン専用マザーボードには、蛇の目基板部分があります。ここに格好良く載せたいと考え、以前やっていた手法の半透明方眼紙を使って配置検討することにしました。結局は、大まかな位置を決めて現物を置くほうが手っ取り早いです。ただ、ICピッチですから、実体配線は図に書いておく方が、間違いが無くて、早く半田付け作業が出来ます。
半田付けをする都度、ルーペで芋半田になっていないかを確認していきました。

SRLL TNC完成へのいばらの道

かくして、ついに10月17日半田付け作業を終了しました。
早速、配線間違いを点検し、大丈夫と判断して、12V電源をつなぎました。何処からも煙が出ていないことを確認しました。
Aki-H8マイコン専用マザーボードに Aki-H8マイコンボードを取り付けました。

ROM書き込み

書き込み用のソフトを東工大Web紹介のサイト2001/12/17 Windows書き込みソフトH8Writeの公開)から、またコンパイル済みの書き込みファイルを東工大SRLLWebからダウンロードしました。
S6をOFFにして、S7代わりのピンヘッダをワニ口クリップでONにし、S6をON後に、書き込みソフトの指定どうりの作業プログラムの書き込み説明の中にある、書き込みツールの準備(Windows)の項を参照) を行いました。
無事済んだようでした。S6をOFFにして、S7のワニ口クリップをはずし、書き込み作業は、終了です。

SRLL動作試験

次に、SRLLモデム部分に、貴重なモデムICのTCM3105を刺し込み、SN7404も刺しました。
いよいよ最終コースです。東工大SRLLWebから、ダウンロードしたサンプル音を準備しました。
CPUのスピーカー出力からSRLLモデムのRX INへ接続し、TNCの出力は、Aki-H8マイコン専用マザーボードCN5からRS232CケーブルでCPUへ入れました。ターミナルソフトのつなたーむを立ち上げ、受信体制が出来ました。
S6をONすると、画面にパラパラと、H8コネクト、SRLLデコーダ、と出ました。
サンプル音を再生し、画面を凝視しても何の変化も起きません。
思えば、半固定抵抗もまったく調整していないので、これを少しづつ回しては、サンプル音を入れてみましたが、反応なしです。

ついにSOS

10月17日22時55分、花清さんへSOSを発しました。

SOSです。!!
本日やっと組み立て終わりました。
電源をONし、煙も見えないので、H8を刺しました。
DLしたソフトの書き込みも無事終わりました。

そこで、TCM3105とNOTの7404を刺し、CPUにつないで、つなたーむを立ち上げました。
SW ONでConnected,H8 SRLL Decoder,2003-JA1YAD,JQ1YCZ
と出ました。

が。!!です。
サンプル音を入れても全く反応無しです。
いろいろと見直しましたが、分かりません。
TCM3105モデムの動作確認の方法はありませんでしょうか。
花清さんからは、
TCM3105モデムの動作確認ですが、
* Xtal、4.4336MHzの発振
* RXBのVR調整、2.7V
* DCLのVR調整、3.42V   電圧値は私のTNCの値です。

以上のチェックはもうお済なんでしょうか。

RXBは、RXDアウトをオシロで見ながら上下の波形が対称になるように調整するのが最良と記憶していますが・・・。

との回答が、18日早朝届きました。

オシロ活躍

この日は、ARISSの関連で、九州西北エリアJAMSATミーティングがあり、久留米の明善高校へ行く予定なので、時間が取れませんでした。
帰宅後、オシロを引き出し、発振を診ましたが、その気配がありませんでした。

翌19日朝、Xtal周りの基板を点検しました。Xtalの足以外に原因はありませんので、その部分を扱うと動きます。何と、半田の付け忘れでした。 とりあえず半田付けをしました。
この日は日曜日で、地元公民館でのパソコン講座があり、その準備でこれ以上の時間が取れません。講座は、このような日に限って、受講生が熱心に質問するので、予定を大幅に超過しての帰宅になりました。

帰宅後、花清さんからのmailを見ると、夕方からSRLL送信の予定との事でした。
オシロで発振を確認しました。サンプル音で、どうやらデコードも出来ています。

SRLL Xtal発振子発振波形
Xtal発振波形を確認

SRLL初デコード

そうこうしている内に、17時のパスが近づきました。
その経過を、JAMSAT-BB:14371で以下のように、報告しています。

JA6PL 井地です。

17時のパスに間に合いましたが、、CUTE-Iは、CWが4702を送りつづけていました。
後半LOS近くで、4703になり、待望のSRLL送信開始です。
出来立て未調整のSRLLモデムで、ワッチしました。
つなたーむの画面に、何やらデータが出てきました。

どうも完全な物ではない様子でしたが、録音していたデータを元に、モデムをオシロで調整した結果、無事デコードに成功しました。

3フレームほど解析し、東工大管制へ送付しました。

この成功は、JA1GDE 花清さん、JH1TVN 渕山さん、東工大SRLL担当の尾曲さんのご指導のお陰です。
特に花清さんには、TCM3105を送って頂き、お陰さまで完成しました。また、Xtal発振子はローカル局のJR6PUE 堂原さんのご好意で頂きました。
いずれも入手困難な貴重な部品で、これが無ければ、到底完成できませんでした。

ご厚意に、深く感謝いたします。
SRLL デコード調整画面 適正時
SRLLデコード調整画面 適正時

LEDは飾りなのか  

その後、Aki-H8マイコン専用マザーボード上のLED2が、点灯することに気が付きました。
花清さんに質問し、LED1がSRLLパケットの同期信号で点灯、LED2は同期が取れて、データをデコードすると点灯することが分かりました。

しかし、LED1は点きません。デコードには関係ないようですが、やはり点かないと気になります。
またもルーペで、LED1関連の配線を点検しました。ピンの間を抜けていく極細のランドが切れていました。
これは、半田こてでの加熱し過ぎによるものと思われます。LED1と該当ピンをビニール電線でつなぎ修理を終えた結果、花清さんの言われる通りの動作をしました。(LEDは、飾りでなくて、測定器だったのです。)

300箇所もの半田付けとはいえ、大失敗が2箇所もあったことを反省しています。

SRLL受信中・信号なしでLED点灯せず SRLL受信中・同期が取れ、LED1が点灯 SRLL受信中・デコード成功でLED1と2が点灯 SRLL受信中・デコードが終わりLED1のみ点灯
信号なし 同期信号でLED1点灯 デコードでLED2も点灯 デコード後LED1のみ
SRLL受信中・LED1とLED2の点灯状況(連続3枚連写設定(約0.5秒間隔)で撮影)

注、オシロは、必ずしも必要ではありません。RXBのVR2を2.7v付近にして、後はサンプル音を入れながら、LED2が点くように調整すればよいと思います。測定器は、H8自体に備わっていると考えてください。

SRLL TNC 完成

ようやく、SRLL TNCの完成でした。

この後、9月2.7.12日の古いデータですが、録音していたパケット音をデコードした上、解析したデータを東工大管制の尾曲さん宛に送りました。お礼の意味を込めて。


SRLL受信用TNC 全体画面 SRLL受信用TNC 完成画面(新)
SRLL受信用TNC 完成画面(旧) SRLL受信用TNC 完成画面(新)
Aki-H8マイコン(裏面)とAki-H8マイコン専用マザーボード Aki-H8マイコン専用マザーボードの裏面(CN1-34を指示)
Aki-H8マイコン(裏面)とAki-H8マイコン専用マザーボード Aki-H8マイコン専用マザーボードの裏面(CN1-34を指示)
SRLL受信用TNC Ver2.0 起動画面 S7取付部、SW代りに、ピン使用
SRLL受信用TNC Ver2.0 起動画面 S7取付部、SW代りに、ピン使用。
SRLL受信用TNC Ver2.0(FX614使用モデム部増設・表面) SRLL受信用TNC Ver2.0(FX614使用モデム部増設・裏面)
SRLL受信用TNC Ver2.0(FX614使用モデム部増設・表面) SRLL受信用TNC Ver2.0(FX614使用モデム部増設・裏面)
SRLL Ver2.0 デコード(100%)画面
SRLL受信用TNC Ver2.0 (FX614使用モデム部増設して、testサウンド7フレーム全部を、デコードしました。)
SRLL Ver2.0 デコード(100%)画面(TCM3105)
SRLL受信用TNC Ver2.0 (TCM3105使用)、testサウンド7フレーム全部のデコードに成功しました。2008.08.02.
SRLL 2.0 受信用TNC Ver1.1の受信画面
SRLL 2.0 受信用TNC Ver1.1の受信画面。(Ver 1.1 CRC・誤り訂正ビット数表示型・2008.09.08付東工大公開。)

終わりに

今回のSRLL TNC作成には、JA1GDE 花清さん、JH1TVN 渕山さん、東工大SRLL担当の尾曲さん、JR6PUE 堂原さんの絶大なご援助ご協力を頂きました。
また、JAMSAT-BBを通じて、多くの方から情報提供を頂きました。
ここに、厚く感謝の意を表明いたします。 まことに有難うございました。

以上でSRLL TNC製作顛末の報告を終わります。 

皆さんの挑戦をお待ちしています。質問などご遠慮なく、お寄せください。


ps;その後、東工大SRLL Webには、2003年10月20日報告として、コールサイン(JA6PL)が掲載されました。
先輩のJA1GDE 花清さん、JH1TVN 渕山さん、JH4XSY 岩本さん、に続くことが出来ました。

同年10月23日 東工大HP「最新情報」からLINKされました。
同年11月4日 東工大SRLL WebにJH0JMA 岩下さんが受信報告者として掲載されました。おめでとうございます。
本HPが、お役に立って何よりです。
同年11月8日 東工大SRLL WebにJH4DHX 大谷さんが受信報告者として掲載されました。おめでとうございます。

2004年4月4日 東工大SRLL WebにJI1IZR 眞田さんが、自作プログラムのAVRマイコンを使用したTNCでの受信報告者として掲載されました。おめでとうございます。
同年11月16日 東工大SRLL WebにJA0AQZ 堀越さんが、AVRマイコンTNC(眞田キット)での受信報告者として掲載されました。おめでとうございます。
同年11月27日 東工大SRLL WebにJA6APJ 江島さん、JH6DXK 何川さんが、AVRマイコンTNC(眞田キット)での受信報告者として掲載されました。おめでとうございます。
同年12月13日 JH3BUM 石原さんが、AVRマイコンTNC(眞田キット)での受信に成功されました。おめでとうございます。(東工大SRLL Webに12月16日掲載されました。)
2005年7月10日 JE1FQV 吉堀さんが、TNC-20H改造での受信に成功されました。おめでとうございます


JH0JMA 岩下さんのSRLL TNC

JH0JMA局作 SRLL受信用TNC 完成画面
綺麗にまとめられた岩下さん製作のSRLL受信用TNC 完成画面

JH4DHX 大谷さんのSRLL TNC(TNC-22改造)

JH4DHX局は、TASCO TNC-22内蔵のTCM3105を利用して、SRLLモデムとし、Aki-H8マイコンと接続しました。
中期の機種のTNCですが、このように活用すれば、手軽に作れます。
TCM3105のピン8番(RXD)からのデータ取り出しとEXT.MODEM端子7番(SET)をグランドに落として、内部モデムとの切り離しをしています。

TNC−22とAki-H8マイコンでSRLL TNC
TNC-22とAki-H8マイコン専用マザーボードを接続した
SRLL TNC  JH4DHX 大谷さん製作
TNC-22のTCM3105-RXD取り出し TNC-22 外部端子7番をグランドへ
TNC-22のTCM 3105のRXDとの接続部 外部モデム取付け用出力端子7番をグランドに落とすジャンパー線

JE1FQV 吉堀さんのSRLL TNC(TNC-20H改造)

JE1FQV局は、TASCO TNC-20H内蔵のAM7911を利用して、SRLLモデムとし、Aki-H8マイコンと接続しました。

親機と接続した完成画面 TNC20HとAki-H8マイコン
親機と接続した完成画面 TNC20HとAki-H8マイコン
TNC20H背面とAki-H8マイコン Aki-H8マイコン
TNC20H背面とAki-H8マイコン Aki-H8マイコン

JH1BCL 関根さんのSRLL Ver2.0用TNC(モデム部仮配線)

JH1BCL局は、TASCO TNC-224内蔵のTCM3105を利用し、SRLLモデムとし、Aki-H8マイコン(SRLL Ver2.0対応)と接続して、実験しました。その結果、見事にデコードに成功されました。今後は、モデム部を搭載する予定です。

JH1BCL SRLL Ver 2.0 TNC
TNC224とAki-H8マイコン(仮に接続しての実働試験の様子)

JA5BLZ 野口さんと、JA0CAW 佐藤さんのSRLL Ver2.0用TNC

JA5BLZ局はAki-H8マイコン(SRLL Ver2.0対応)のボード部分に、FX614使用モデム部を配置しました。
JA0CAW局は、Aki-H8マイコン(SRLL Ver2.0対応)と、自作のFX614用チップ基板でのモデム部を接続しました。

JA5BLZ SRLL Ver 2.0 TNC JA5BLZ SRLL Ver 2.0 TNC 机上配置
JA5BLZ局 Aki-H8マイコンSRLL TNC Ver2.0にFX614使用モデム部増設・机上配置写真
JA0CAW SRLL Ver 2.0 TNC タッパー入り JA0CAW SRLL Ver 2.0 TNC タッパー入り 配置
JA0CAW局 Aki-H8マイコンSRLL TNC Ver2.0+FX614使用モデム部基板のタッパー組み込みと使用状況写真

SRLL TNC Ver2.0 (FX614使用)配線図

以前の手法どおりに、東工大SRLL モデム配線例 (MX614)JH1TVN局作成配線図を基準に、FX614を使用し、AKI-H8接続を前提にして、不要部分(FX614独自の信号検出用LED関係回路)の削除、AKI-H8 からの5V 電源取り込み、送受データ・FX614のモード切替のAKI-H8との接続詳細等について、FX614データシートを参照し、一部改変しました。

なお、RX IN部分の保護回路については、省略することが可能です。(自己責任で、判断してください。)

実働試験では、保護回路の有無に関係なく、サンプルデータを完全にデコードできています。

この配線図関係については、東工大の皆様と、実働試験をして頂いたJA0CAW局佐藤さんにお世話になりました。
ここに、厚く感謝の意を表明いたします。 まことに有難うございました。

東工大SRLL モデム配線例 (MX614)JH1TVN局作成。JA6PL局が、FX614使用、AKI-H8対応に一部改変。
SRLL受信用TNC Ver2.0 (TCM3105使用)
SRLL受信用TNC Ver2.0 (TCM3105使用モデム部をVer1.0より改造。)2008.08.02.

記事掲載(10/23/2003)LED点灯写真差替(10/25)ROM書き込み作業LINK追加(10/28)SRLL配線例回路図修正(11/03)JH0JMA局作SRLL TNC追加(11/09)JH4DHX局作TNC-22利用SRLL TNC追加、JE1FQV作TNC-20H利用SRLL TNC追加(07/25/2005)Aki-H8マイコン専用マザーボード写真追加(07/09/2008) 同修正(07/13/2008)、JH1BCL作SRLL Ver2.0対応TNC追加(07/17/2008)SRLL Ver2.0対応TNC(FX614使用)配線図追加(07/19/2008) 同モデム部増設写真追加(07/25/2008) 見出しなど、記事一部追加修正(07/26/2008) SRLL Ver2.0対応TNC(TCM3105使用)配線図追加(08/03/2008) SRLLVer2.0受信局追加(08/19/2008)JA5BLZ・JA0CAW作SRLL Ver2.0対応TNC追加(09/06/2008SRLL Ver2.0対応TNC Ver1.1追加(09/13/2008

Cube-Sat撮影データへ
ANT自動制御へ

TOPに戻る

(C) Iji Yoshitomo