２７ＭＨｚ～２．４ＧＨｚ対応ＲＦチェッカー（ラジコン電波検知器）表示部の製作

先日作った　「２７ＭＨｚ～２．４ＧＨｚ対応ＲＦチェッカー（ラジコン電波検知器）」　は、オシロに繋いでラジコン電波の包絡線波形を観測することを意図して開発した。すると、「オシロが無いと使えないの？」と言う反響が多かった。

そこで、第２弾として、ＲＦチェッカー（ラジコン電波検知器）の表示部を作った。これなら小型軽量で持ち運びに便利だ。しかし、ラジコンに限らず、電子系を診るおもちゃドクターが丸腰では困る。小振りでもよいので、オシロは持ち歩いた方がよいと思うのだが。。。



平均値とピーク値を１０セグメントのバーＬＥＤで表示するだけのもので、大層な仕掛けではない。


【設計事項】
・制御用のＰＩＣはコストパフォーマンスに優れた１６Ｆ１７０５（＠１００円２０１７年秋月）を採用する。１６Ｆ１５０３（＠８０円秋月）の方が廉価なのだが、１５０３はＡＤＣのＶｒｅｆ＋にＦＶＲを内部で繋げない（ホンマに使えへん仕様やで）ので、１７０５を採用した。

・１７０５にはオペアンプが内蔵されているので、使わなソンソン（♪♪おどるあほうに・・・）。ＲＦチェッカー出力のボルテージフォロワとして利用する。このバッファ出力をＲＣ２に出して、これをオシロに繋いだり、ミニアンプに繋いで電波（の包絡線）を音として聞く。

・バッファ出力をＡＤＣに内部接続してデジタル値に変換した後、バーＬＥＤの１０個のセグメントに対応付ける。対応付けはテーブル化して、チューニングが容易に行えるようにした。

・ＲＦチェッカーで使っている　ＬＴ５５３４　は入力されたＲＦパワーに応じて　０．２～２．１Ｖ　の電圧が出力される。ＡＤＣのＶｒｅｆ＋にはＦＶＲの２．０４８Ｖを与えるので、２．０４８～２．１Ｖは最大値の１０２３に変換されるが、入力を分圧するのもメンドイので無視する。

・ＲＦチェッカーが　ＡＤ８３１４　の場合は入力されたＲＦパワーに応じて　０．０１～１．２Ｖ　の電圧が出力される。ＡＤＣのＶｒｅｆ＋にはＦＶＲの１．０２４Ｖを与えるので、１．０２４～１．２Ｖは最大値の１０２３に変換されるが、入力を分圧するのもメンドイので無視する。

・ＡＤＣは実測１１ｕｓで実行され、メインループの周期は１２ｕｓだった。アクイジションタイムは１ｕｓしか確保されないが、ＡＤＣ入力チャネルが固定しているので、サンプリングを重ねることでセトリングされていく。

・ＲＦチェッカーの出力から平均値とピーク値を評価する。平均値は直近の２５６サンプル分から求める。時間にして　１２ｕｓ×２５６＝３ｍｓ　になる。ピーク値の保持時間は５１２サンプル分、時間にして　１２ｕｓ×５１２＝６ｍｓ　とした。これらのサンプル数は、バトロボーグの間欠送信間隔がペアリング時２００ｍｓ　通常の操作時１０ｍｓ程度であることから決めた。他のラジコンではどうなのか判らないので、実際に使ってみてチューニングしていく。容易に変更が可能なコーディングにしている。

・蛇足機能として、オートパワーオフ機能を持たせている。現在の設定は２１０秒でオートパワーオフする。ＲＦチェッカーの電源制御を行うには、この表示部から出力する電源オン信号をＬＴ５５３４のＥＮピンへ接続して、ＬＴ５５３４を省電力設定にする必要がある。そうしない場合は表示部だけオートパワーオフしても意味が無いので、オートパワーオフ機能はオプション化している。

【回路図】



【動作動画】
バトロボーグの電波をチェックしているところ

観られない場合はダウンロードファイル中の ．ＡＶＩファイルをご覧下さい。

【おまけ機能】

上図には２つのピーク値が表示されている。一番レベルの高いところにあるのがコントローラからの電波だ。中程にあるのはロボットからの電波で、このように複数の電波のピーク値が表示されている。

これは設計時には意図していなかった動作で、ピーク値の保持時間を制限していることでそれぞれのピーク値を別々に表示する仕掛けができていたと言うことだ。上記の　【動作動画】　で実際の表示状況が観られる。

【ファームウェア】
設計資料とファームウェアの開発プロジェクトは　ここから　ダウンロードできる。

プロジェクト名は以下のとおり。
ＬＴ５５３４用（ＶＦＲ＝２．０４８Ｖ）　は　RFchecker_FVR2_1705
ＡＤ８３１４用（ＶＦＲ＝１．０２４Ｖ）　は　RFchecker_FVR1_1705

このファームウェアはアセンブラで書かれているのだが、Ｃで書いてくれ、との要望をよく聞く。開発生産性や品質の面から僕もＣで書きたいと思っている。しかし、性能クリチカルなものはＣでは無理なのだ。このファームウェアも最初はＣで書き始めたのだが、途中で性能評価したらメインループに１００ｕｓ以上掛かっていた。これではＲＦチェッカーの出力を取りこぼしてしまう。

コンパイルリストをチェックしたら性能の悪い理由が判った。一つだけ挙げると、平均化処理で２５６の除算がなんとビットシフトを８回繰返していた。いくら無償版でも酷過ぎるじゃないか。上位バイトを持ってくるようにインラインアセンブラで行こうかと思ったが、いたるところに手入れが必要で、そうすると体裁はＣだが中身はアセンブラになってしまって、逆に読み辛くなってしまう。それで今回もアセンブラで書いたら、メインループは１２ｕｓになって、メデタシメデタシ。