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楽しい自作電子回路雑誌

光通信で13kmのDX記録を作った JF1GYO 黒川さんと新鋭機

CONTENTS
2257

原点 TTPその他
可視光通信実験番号0912.63km，3.8km の記録
可視光通信実験番号10
LEDを受光素子とする実験
可視光通信実験番号11
新しい実験場

09
10
11
12

間さんの8.3kmの記録
何故なぜシリーズ11
ラダーDA変換光通信の167kmという記録
タスマニア2005年2月19日の
記録
雑記帖

056

MAR.2013

蓮沼展望台可視光通信実験番号09⇩

2012-12-24
東金(古山王神社展望台)-蓮沼12.632km
東金(古山王神社展望台)-東金関内3.8km

暮れも押し迫った12月24日、東金市古山
王神社展望台-山武市蓮沼海浜公園展望台(前号で松尾町と書きましたが市町村合併で山武市になっておりました)間12.632kmの再チャレンジを行いました。
参加者は黒川JF1GYO、久保JA1VVB、間JA5FP，大久保JH1FCZの4名です。
この日は前回と違って蓮沼の展望台もよく見え、遠く飯岡の風力発電の風車までも見えると言う上々のコンディョンでした。
実験内容は、黒川、久保さん間の3.5MHz
サブキャリア、FMによる13km交信と、出来TPPその他

蓮沼展望台近影

れば間さんによる455kHzによる同じく13kmの通信です。

大手の社員の賃上げを実施するという選挙が終わって環境が少しは良くなるのは景気回復の兆しに見えますが、大手だろうと期待していたのですが、約束違の会社で正規社員と非正規社員の割合は反した民主党の批判票がごっそり自民党どうなっているのでしょうか?になだれ込んでしまいました。 これはど

正規社員の正規社員化をはじめ中小企業

うも国民が自民党を支持したというのでで働く人達の賃上げを見なければなりま

この非はなく、民主党があまりにせん。

もひどかったのと、にわか速ガソリンが値上がりまし仕立ての政党が林立して分た。これもアペさんの言うかりにくくなったのが原因

2%の物価値上がりのひとつの様で、自民党の党としてでしょうか?の得票数は40%ほどしかあが高くなると本当に輸出がりませんでした。

増 えて 景 気 が 良 く な るでそれにもかかわらず早速本領発揮。TPPでは出来ないことを無理に通すドルが上がって早それよりドルしょうか?
ところで景気が良くなるということは方針を実行に移そうとしています。

どういうことなのでしょうか。株の値段

原発の再稼働に付いても安全神話をじわが上がることでしょうか? 会社の決算がりじわりと再構築していますし、消費税良くなることでしょうか?

に関してもやる気満々です。

なたの生活に密着してしていますか?

それらはあ遠くに見える稜線のどこかに相手局がいる気がつきました。「久保さん、キャリアをON/OFFしてCWを打ってみてください」と連絡してFT-817のモードをFMからCWに替えてみました。スピーカからきれいなCWがきこえるではありませんか。 それならSSBはどうかということになり久保さFMでは信号は受けたが意味不明 メリット1

んにマイクで喋ってもらいました。大成功です。ノイズはあるもののきれいな声が聞メンバーとして久保、間さんが東金に残り、黒川さん、大久保が蓮沼展望台に行きました。
蓮沼について、この日は展望台の3階から実験を開始したのですが、相手になる東金の実験場がどこにあるのか全然分かりません。久保さんが光を出してくれて、前回実験を行った黒川さんが望遠鏡に入れてくれたのでようやく場所が分かったという次第です。13kmという距離は何か目印になる所でないと相手局がどこにいるのか皆目分かりませんね。
さて黒川さんの3.5MHzサブキャリアを使ったFMで実験をはじめたものの、受信機としてなかなか相手の光をとらえることが出来ませんでした。大分時間を取りそれサブチャンネル3.5MHz SSBこえてきました。
私達はAMはともかくとして、FMは雑音に強いと思っていました。たしかに信号が強い時はきれいに話が出来るのですが今回のように信号が弱く、シンチレーションがあって信号が切れ切れになっているようなでも何とか相手局の光をとらえるのに成功したのですが、久保さんの声はノイズの間にかき消されて切れ切れになってはっきり聞き取れません。435MHzの助けで何とか連絡は取れているのですが光の方は「メリット1」でした。
「やっぱり13kmはダメかなあ」と黒川さんと私は考えました。しかしこの時ふと

CirQ 056-3

相手をしてくれた久保さんの装置

相手局東金古山王神社展望台⇧

間さんの実験場所

3.8kmといてもこんなに遠いのだ

時はFMでは意味の通じる交信が出来ないことが分かりました。それに引きかえ、SSBは素晴らしかったです。サブキャリアを使ってモードをSSBにするのが可視光通信のDXの場合はベストだと分かりました。
また、望遠鏡で相手の光をワッチしているとあたりまえのことですがSSB独特の光が強くなったり弱くなったりすることが観察されました。
さて、455kHz,FMの間さんの方はどうして関内の実験場で間さん(左)と黒川さんも相手局の信号を受信出来ず、またこちらの信号も相手に受信してもらえなかったので残念ながら13kmの実験は不成功に終りました。
しかし13kmがダメだからといって黙って引き下がった訳ではありません。間さんが蓮沼の展望台迄来てくださり、その帰り道の東金市関内からリベンジの実験で3.800mの記

間さんの装置録を立てました。

CirQ056-4055号で紹介したものよりLEDが変った

可視光通信実験番号10
2013-01-25

このフレネルレンズは一枚の厚紙のような形状をしていますから固定するために段ボール箱を使ってハーネスを作りました。概要は
写真1の通りです。

LEDを受光素子とする実験
フレネルレンズの採用

可視光通信実験番号05(055号)でLEDを受光素子として使う実験をしましたが今回はその通達距離を更に伸ばす実験を佐倉城址公園駐車場で行ないました。
その結果通達距離を200mに伸ばすことに成功しました。そのときの話をします。
写真1 フレネルレンズを採用

送信にフレネルレンズの採用
常識的に集光レンズはその口径が大きい程通達距離を伸ばすことが出来ます。しかしガラス製のレンズでは口径を10cm以上にすることは難しいのでフレネルレンズを採用してみることにしました。
ご存知の方も多いと思いますがフレネルレ
ンズは、ガラス製の普通のレンズを第1図のように切り取って平面的に配置したものです。
第１図
上:普通のレンズ
下:フレネルレンズ

口径が大きくなっても厚さをうすく出来、従って軽量に出来ますから大口径のレンズが必要の場合便利です。
使用したフレネルレンズは塩ビ製のA4の大きさのもので町田のハンズで入手しました。
透明性という意味ではポリプロピレン製のものが良いと思いましたが入手出来るものとしてこれを売っている所を発見したので購入しました。

この場合レンズの焦点距離よりLEDの設置点は大分長くなりますが、LED自身ににレンズが装着されているためかどうかまだ確かめていませんが壁に映るLEDの形が一番絞れる所に設定した。尚、焦点距離の調整が出来るように考慮してあります。
このフレネルレンズの採用で普通に入手出来る小さなLEDのとはとても思えない輝度を得るこてが出来ました。

送信機
LEDは前回の実験で感度が高かった黄色の超高輝度のLED、OSY5CA5111A-WYを送信受信共に使用しました。
送信回路は第2図に示しますが、前号で紹介した回路のドライバの2SC1815のベース抵抗を10kΩから3.1kΩに変更して輝度を向上させました。
この変更に当たってはLEDが破壊するのではないかという心配がありましたが特に問題なく輝度を上げることが出来ました。
モードは前回と同じで音声領域のパルスの信号を断続したものです。

第2図 送信機の回路
3.1kΩ

CirQ 056-5

しているので、ぜひその記録は達成したいと考えていましたが、光のビームが非常に細く受信出来る状態に受信機を持ってくるのがかなり難しく感じましたが、一旦受信出来ると比較的簡単に受信を続けることが出来ました。
100mの記録が達成出来たのでこれに気を良くして200m迄伸ばしてみました。その結果ビームが来ていることは分かるのですがそれをとらえるのがより難しくなりましたが一旦受信出来ると比較的安定に受信出来ました。
ここではこれ以上の実験は難しいので今回の写真2 受信機

記録は200メートルということで終了しました。

受信機
受信機の光学系ははじめ横着してLEDと受信回路、レンズをバラバラに手で持っていまし
たが通達距離が遠くなるとビームが細くなって対応しにくくなったので懐中電灯の廃物を利用して写真2のようなものを作りました。これはLEDとレンズの関係を固定したにすぎないもので、受信回路と電池、スビーかは外部に引き出したため完全なもとは言えませんが取りあえず受信機としての体裁を整えました。
受信機の回路は前回の実験で感度不足が感じたので、 第3図に回路を示すように LM386
第3図 送信機の回路を使って感度の上昇を図りました。
ただしこの回路の場合感度が高すぎるためボリュームを上げすぎると発振が始まるため発振寸前でボリュームを止めなければならなりませんでした。

通達距離
本格的な実験の前夜、家の前で予備実験をやってみましたが、LEDの輝度が非常に高く、自動車の運転を考えると近所の迷惑もあると考えて取りやめました。ただ、あの明るさなら新記録が出来ると期待出来ました。
本実験は、可視光通信実験番号04(本誌054号)で紹介した佐倉城址公園駐車場で行ないました。
実験04の時点では間さんが100mの記録を出考察
フレネルレンズの採用でレンズが大型になったためかビームの幅が非常に狭くなりました。
送信の場合は適当な方向にビームを向け、その場所に行ってそのビームの位置を確かめることが出来ますから、200m位の距離でした
ら問題はありませんがビームの中心位置からずれると光が見えにくくなることがありました。
また、200m位の近距離では送信光を観察して写真1のようにフレネルレンズの中心の光とは別にレンズの右上に伸びる様な線状の光を見る事が出来ます。
この線状の光が中心より右に伸びていたときにはビームの中心はその位置より左側にあることが分かり、上側に伸びているときには下側にあることが分かるという、ビームの中心を探る手順が非常に簡単になることが分かりました。
このようにしてピームの中心に顔を持って行くと本当に「ピカッ」という感じで送信光を見ることが出来ました。
今回の実験でフレネルレンズの採用は総合的に考えて良かったと考えます。
受光素子としてLEDを使用したため記録は200メートルで終りましたがPDを使用することによって送信光を眼視で確認出来れば大体受信出来るという今迄の経験から言えば。普通のLED1個でも通達距離を大幅に伸ばすことが出来そうです。
今回の実験では受信機を手持ちで済ましたが、ビームが非常に細いので受信機にも三脚を使用する必要性があると考えました。
いずれにしても送受信ともLEDを使って200mの通信が出来たことは楽しかったです。

CirQ 056-6

可視光通信実験番号112013-01-26

で、酒々井の築山迄は7.324kmとなりますからこの二つの実験場を確保したことによって、双子公園から猿田彦神社の1.4km

新しい実験場間さんの8.3kmの記録の次の実験場として、2.3km、5.0km，7.3kmという距離を確保したことになります。

間さん7.3km達成

いつも実験をやっている双子公園を中心にして新しい実験場を見付けました。

さて、この日の実験に参加した人は、その一つは酒々井市の築山です。ここはJA1VVB 久保さん、JF1GYO 黒川さん

京成酒々井駅の近くにあって、昔明治天皇

JA5FP 間さん、JG6DFK 児玉さの行幸のおりお休み所として作られた人工ん、JK1FCP赤池さん、JH1FCZ 大久保のの山だそうですが、見晴らしも良く双子公5人でした。

園を見ることもできますし、人も来ないので気楽に実験ができます。ここから双子公園迄の距離は、5.001kmです。

メインとなった実験は間さんの5km，7.3kmの距離実験です。
使った送信機は5Wの赤色LEDを3個並列

もう一つは、酒々井の築山から双子公園したもので、これを455kHzのFMで変調しを結ぶ一直線上の奥にある一本松揚水場です。ここから双子公園迄の距離は2.323km

間さんの送信機(下のLED3個)

築山から双子公園迄 5.0km

一本松揚水場から双子公園迄2.3km

CirQ 056-7

間さんの送信機の内部

酒々井築山の赤い信号 →↑双子公園の東屋

一本松揚水場から見た間さんの信号
JG6DFK 児玉さんの実験たものです。

児玉さんは下の写真に示す小型のPWMト

築山に行き送信機をセットして双子公園ランシーバで270mの通信を確立しました。の久保さんとすぐに連絡が取れて5.0kmのこの装置に使ったレンズは100円のオベラグ

DX記録は難なく達成しました。

ラスからとったものです。またPDは1個20次に7.3kmを狙おうということになり、円の安いものですから高級なものを使えば送信機に「実験中」の書き置きをして一本更に記録は伸びる可能性があります。PWM

松揚水場へ向いました。

は光通信には便利なモードの様です。

一本松揚水場に着いてみると7.3km先の築山からの赤い光が肉眼ではっきり見えましたから実験をはじめる前から成功は間違いなしと思いました。築山からの赤い光は見る場所によって少し強くなったり弱くなったりしましたが信号の強そうな場所に受信機を据えると難なく信号を受けること出来ました。

黄色い光は見えたか
酒々井築山での間さんの実験に、前稿の黄色のLEDをフレネルレンズと組み合わせ児玉さんのPWMトランシーバ

た光を双子公園で肉眼で見えるかという実験も合わせて行いました。
赤い光の送信機から3mばかり離れての実
験では赤い光が強くそれに惑わされて肉眼では見ることが出来ませんでしたが望遠鏡では確認することが出来ました。
5mmのLEDが5kmはなれても確認出来た
ことは受信にPDを使えば信号到達の可能性のあることを確認出来ました。

スマホの登場
ものすごい勢でケイタイの進歩が進んでいます。特にスマホになってからのーは凄いですね。そのうちケイタイで光通信をやる日が来そうです。いや来てしまいました。
黒川さんが試作した機械をスマホに取付けて10mの受信に成功しました。

CirQ 056-8数式と仲良くしよう

何故なぜ—シリーズ 11

ラダーDA変換
JA5FP

間幸久

CirQ 056-9

光通信の167kmというタスマニア(オーストラリア)のDX記録
私は今可視光通信にはまっています。以前から光通信に興味を持っていましたからNHK出版社から「光ファイバーの実験と工作」という本を出したりしたこともあります。その興味の延長として本誌 010号では「赤色LEDによる音声通信の記録167.6km」というタスマニアのOM達の偉業も伝えました。
010号と言えば2005年7月の発行ですからかれこれ7年半も昔のニュースと言うことになります。(010号のバックナンバーは今でも御覧になれますのでCirQのホームページから御覧になってください。)
一昨年、秋葉原で行われた「ラジオジャック」の催しで日本にも光通信の研究をしているグループのあることを知りました。
その会場で、いま一緒に実験をさせてもらっているJA1VVB久保さんにタスマニアの話を一寸したのですが、「あの話とは違う」という返事でした。そのときは何がどう違うのか分かりません
でしたが私の認識が甘かったのでしょう、その話はそのままになってしまいました。しかし今考えるとそれはサブチャンネルを使うか使わないかの違いだったのではないかと思います。
2011年9月19日、印西市の双子公園で可視光通信の実験が行われる情報をキャッチしたので、この実験を見ようとそのとき一緒に地面アンテナの実験をやっていたJA5FPの間さんと野次馬的に見学させてもらいました。(本誌047号) これがきっかけで私達は可視光通信の虜になってしまったのです。
この段階では、LEDが実用的にスイッチング出来る周波数はせいぜい音声程度と思っていたのですが、技術の進歩ですね、それがHF帯以下の周波数でスイッチング出来ることを知り驚きました。 そしてそのことの利用してサブチャンネルを使うという技術のあることも確認出来ました。
実はこのサブチャンネルを使う技術こそ日本の特技だと言うことも分かりました。
その後、LEDを直接変調する方法をペースバンドと言っていることも分かり、前述のタスマニアの記録はこのベースバンドの記録と言うことになります。
私 が 直 接 DX 記 録 に 関 係 し た の は 前 述 の3.5MHzのSSBをサブキャリアとした13kmでしたが、タスマニアのOM達は167kmという距離をしかもベースバンドでクリアしたのですから、これが「凄い」記録であることが自分たちが実際に実験してみて初めて分かりました。
改めてこの記録を達成されたVK7MJマイクとクリス並びにタスマニアのOM達に改めて敬意を表することにします。
そして、この時の話をwebからもう少し詳細に紹介しようと思います。

CirQ 056-10

10から12dBを得て居ります。

タスマニア2005年2月19日の記録

この記録は光通信におけるオーストラリアの

http://modulatedlight.org/

距離記録であると共に非可干渉の光を使った2Wayの世界記録です。

Modulated̲Light̲DX/
MODULATED̲LIGHT̲DX.html

これはレーザーが大気中で一番優位なテクノロジーでないかも知れないことを示しています。

から一部翻訳しました

そして私達が良く引用する474THzの赤色レーザーによる北アメリカのアマチュアの記録
マイク・グロートVK7MJ及びクリス・ロン(1991年6月9日にWA6EJOとK6MEPによっグによって2005年2月19日のよるにタスマニアて作られた 92kmはタスマニアの記録の約半のバロア山南峯とウエリントン山間の167km分です。の光によるAM信号による両方向通信での横断のスミスピークでKC7AEDとN7VUBとフォに成功しました。

アーピークWB7VVDとKC7PCV間で記録されこれは南タスマニアの電子通信協会の2人によたHeNeレーザーでの記録192.4kmは音声にる35年間のたゆまない実験の賜物と言えまよるものではなく、MCW( Modulatedす。

continuous wave 変調されたCW)でした。

また、1997年9月21日にアリゾナ

このバロウ-ウエリントン間の通信はジェー

音声の片方向通信ではジャックW6POP，

ソン・ラリーVK7ZJAからクリスへの「ウエデュアンW6KAQ、ロバートW6QYY等によっリントン山はバロー山の頂上から見える」とて1963年5月4日に190kmという記録を作りいう偶然のコメントから始まりました。

ましたが、この時使われた送信機はカルフォル

ジェーソンはバロウ山の発信器サイトを定期

ニア電気光学システムEOSアマチュア無線ク的に訪れるOptusの専門家でした。この上記ラブ(16人のアマチュア無線のライセンス保持の言葉がなければ、このような事実を私達は者と6人の非保持者で構成)で作られた知らなかったでしょう。両方の山の頂上は地125μWのHeNeのレーザーで、南カリフォル球の丸さによる影響による障害(600m)を越しニアのWrightwood近くでサンガブリエル山ていました。

脈でセットアップされ、28.6MHzのAM送信機でドライブされていました。

実験最初の夜、バロー山南峯は一日中雨が降っていました。

また受信機は12.5インチの望遠鏡にレー

幸いなことにこの雨で両ザーの出力である632.8nmで4%の効率をもつ実験場間の167kmの大気からほとんどの埃をS-20 光電子倍増管を使用したものです。これ洗い落としてくれました。

をカリフォルニア、バララットの町の近くでパバ ロ ー 山 で は P I N フ ォ ト ダイ オ ー ド とLuxenonLEDを19X25cmのフレネルレンズに装着したトランシーバを2台、山頂のオーストラリア放送協会のテレビ送信所のタワーのナミント山脈(デスバレーの西側)のテントの中で組立てられました。
光のビームはモハーベ砂漠を横切って南から北へ縦断して記録をつくりました。

基礎の上に約2m間隔でおかれました。北側のしかし、1963年にARRLは「これはアマ

バ ロ ー 山 側 に は ジョ ー V K 7 J G 、 フィル

チュア無線のスペクトルを使用する通信ではな

VK7JJ、ジェーソンVK7ZJA、デービットい」従って「アマチュア無線ではない」と宣VK6YA/7、クリス・ロングがいました。

言したのでそれから25年間この記録は挑戦さ一方南のウエリントン山頂にはマイクれませんでした。

VK7MJ、ジァスティンVK7TW がいました。
通信方式は単純なAMで1WのLuxceonLEDを使った両方向同時通話方式です。これでS/N

この記録に関するwebの記述は多岐に渡っていますが順次掲して行く予定です。

CirQ 056-11

の柚子の木も雪で折れてしまったことを考えると今年の雪の影響かもしれません。

さむい
今年の冬は特に寒い感じがします。
あまり寒いのでご飯を食べている食卓にジェットスターでもらった毛布を画鋲で留めて即席コタツを作りました。熱源は電熱雑記帖

絨毯ですからあまり暖かくはないですが、何となく暖かいような気持ちになりました。

今年の弥富のどんど焼は担当者から一日武家屋敷の薪向いの武家屋敷で「細い薪があるので使わないか」というお話を頂いたので早速道具を持って作業を始めました。

延期と言われていましたが、翌日の夜、道の凍結を考えて中止するということになりました。

佐倉にはまだまだ昔の生活が残っているのですが、まさか武家屋敷の庭を整理した木をストーブで燃やして暖をとるとは考えていませんでした。
作業している間、なんだかお侍さんの下働きをしている感じでした。

雪が降った
1月14日、関東の南を低気圧が通った影
響で午後から思いのほか多くの雪が降りました。雪は前日の21時ごろ止んで、次の日は朝から道の雪かきで昼過ぎ迄掛ってしまいました。
それにしても寒い。物置にしまっておいた石油ストーブを持ち出したのですが電池が働きません。調べてみるとマイナス極のスプリングがさびてしまっていました。
XYLがマッチで石油ストーブに火をつけました。昔のストーブはマッチで火をつけることが出来るのです。
南隣のフェジョアの枝が雪のために折れました。もともとあまり雪の降らない所で育つためかなあと思いましたが、そのそば

CirQ (サーク) 056号
発行者

JH1FCZ

大久保忠

さくらの花
ここまて今年の冬が寒しことを書いて来たのですが、ある日を境にストーブを燃さなくなってしまいました。急に暖かくなって来たのですね。
昨年の秋は紅葉が例年より遅いと言われて来たので今年の春も遅いと思っていたのですが、梅が咲いたと思ったら桜の開花予想ではもうすぐ咲くというのです。
佐倉はさくらというとおり城址公園には2000本の桜があります。それも色々な種類が有って長い期間楽しむことが出来ます。

カノープス
星空の南緯52 にある、とも座のα星カ
ノープスを見ようとここ20日ばかり星を追いかけています。何しろ、この星を見ると長生きが出来るというのですから。
しかし、長生きが出来るというくらいですからなかなか見えません、それでもカメラの威力ですね。肉眼で見えない日でもちゃんと写っていました。カットの赤い明かりが2つある右上がカノープスです。

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2013年3月15日発行

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