K2製作・テスト・運用

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Elecraf社の無線機キットの製作とテスト、運用した内容を紹介します。本体とSSB、160mバンド、
NBオプション、ATUも完成、鉛シール電池も内蔵です。

はじめに  部品は多いぞ  最初のチェックで  本体完成だ〜  オプション製作  パドル・タイピンマイク  軽量ダイポールアンテナ  出力特性  ニッケル水素電池テスト  リチウムイオン電池テスト 

はじめに

 K2とはアメリカのElecraft社のHFオールバンドの無線機です。カリフォルニアでQRP中心に活動していた メンバーがついにキットまで作ってしまった。そのキットがマイコンを使用し、低消費電力、小型の実戦 的無線機のK2です。結構かっこいいですね。雑誌に紹介されたときから気になってましたが、部品点数に おそれをなしてましたが、マニュアルがしっかりしていること、インターネットでの正式サポート情報が 多い。作った方とホームページで知り合いになったことから,のんびりでいいからやってみようと取り組み 始めました。
 2000-Jul-6th
Elecraft社はこちら(英文です)
Elecraft日本代理店エレクトロデザイン社はこちら





部品は多いぞ


 コントロールユニット、パネルユニット、RFユニットに大きく分かれています。各ユニットの部品ごとに 袋に入っています、まず、ねじ、ワッシャ、スペーサ、ジャックなどを仕分けます。次に各ユニットにか かるときにそのユニットの部品を仕分けます。種類別に、コンデンサとトランジスタ、ダイオードも種類 数値別に仕分けます。ここでサボると製作中に部品を探し回ることになり、間違いの元、じっくりやりま す。自分はファスナー付のちいさなビニール袋でわけましたが、スポンジに部品表の順に刺しておくと BEST、写真は分類したRFユニットの部品です。これで作業を中断しても大丈夫です。
部品が判りにくい時はテスターで値を調べると簡単です。









こちらはRFユニットの基板です。まだほとんど部品がついていません。ここまで2000-Jul-9th















最初のチェックで


 コントロールユニット、パネルユニットが出来上がり、RFユニットの一部ができると、3枚のユニットをコネクタで接続して最初の動作のチェックが始まります。 ここでエラーメッセージがでてICを逆に差し込んでいるのが判明、 幸いソケットに刺さっているやつなので急いで付けなおしました。 しかし周波数表示がアマチュアバンドを表示しない・・・・。 エレキーや、電圧計、周波数カウンタ、Sメータなどの機能は 大丈夫そうだが???。ここまで2000-Jul-12
購入先の国内代理店エレクトロデザインへ メイルで問い合わせします。即日回答があり、「4,5,6のキーを 押しながら電源をいれて、EEPROMメモリの内容をクリアしてみてくれ。」 とのこと,すると正常なアマチュアバンドを表示するようになりました。 電子メールを使用したサポートがしっかりしており、安心です。 内臓の周波数カウンタ、電圧計が動作しはじめ、自己診断できるようになりました。 ついでに7MHZの受信もできます、 ここまで2000-Jul-14

引き続き製作をつづけます、RFユニットはコンデンサが多く、 まちがい易いので注意注意。トロイダルコイルも数が多く、 種類を間違わないように、サイズと色をしっかりチェックしてから1つづつ 巻きました。途中コンデンサとRFCの付けまちがいを1つづつみつけました。

本体は完成だ〜


7月26日無事本体の部品取り付けが完了しました。ふう〜。 空いた部分をマニュアルと確認します。(オプション取り付けで埋まります) マーカー発振機、ダミーロードと出力計を用意し、BFO部、PLL部、バンドパスフィルタ部など 動作チェックをマニュアルに従い実行します。 マーカー発振機はなくても大丈夫です。 実はトロイダルコイルのハンダ付けが心配で、気が気ではありません。

PLLの調整は、まず各バンドの発振強度を規定値にします。 PLLの出力に応じた電圧がでるテストポイントが用意されており、 テスタ(または内臓の電圧計)をあてて、PLLコイル(たった1箇所)を回します。 つぎに直線性の調整は内部周波数カウンタのプローブを当てて、 キャリブレーションモードにします。自動的に周波数がカウントダウンし、 待つこと数分、ENDマークが液晶に表示され終了!!。 これを各バンドで実行するだけ・・手間はかかるけど超簡単!!。 まず10MHZ帯でやり、JJYとのずれをチェック、基準水晶を 説明書に従いあわせこみます。その後各バンドで調整するといいでしょう。 (自分は全バンド終了してからJJYで校正したので、全バンドやり直した・・・)



次にバンドパスフィルタの調整はダミーを用意し、出力を2Wにセット、送信出力が 最大になるよう、指定された順にコイルとトリマを調整します。 最後に各バンド10W以上でてるか出力を最大にして確認します。 出力計も内臓されてます。連続送信しますので、出力が多くなったら、 短めに受信に戻った方がいいでしょう。受信感度が最高になるように 疎調整しとくと調整時間が短くなります

さてうまく動いたかな?。 最初PLLの直線性調整で要領がわからず手間取りましたが 出力もちゃんと出てます。うまく動いてますね。バンザーイ!! 10Wで消費電流は2.2Aくらいです
さて次はオプションだ〜。ここまで2001-Jul-28

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オプション製作

160m、受信アンテナオプションは部品点数が少ないので楽勝です。 一度アンテナコネクタのついたパネルをはずず必要があります。 いっしょにファイナルトランジスタの取り付けもはすさなきゃ・・・。 RF基板の追加部品とジャンパー取り外しして、受信アンテナ端子をとりつけ完了っと。









ノイズブランカも気楽です。 部品を間違わないようにっと・・。ジャンパー取り外しも忘れずに!。










SSBオプションは部品が多いので仕分けに時間をかけます。 一部基板のスペースがなく部品表示が省略されているため、 取説の説明図をみながら間違わないように取り付けます。 パネル基板の部品を取り付けるときは、スイッチボタンを 半田ごてで焼かないように注意注意。 使用するマイクコネクタにあわせてジャンパーピン上に配線していきます。
ここまで2001-Jul-29




最終調整です。 160mのPLLの電圧チェック、直線性をチェックし、 バンドパスフィルタも出力最大にします。 さてめんどくさいのはこれから・・・

内臓カウンタをチェックポイントにあててIFの可変帯域フィルタの調整です。 通過帯域幅とBFOを各モード・帯域設定ごとに設定していきます。 各モードで帯域は4つ設定でき、FILTERボタンで切り替えできます。 設定が4モード×4帯域と多いため面倒ですが、落ち着いて説明書の チェックリストを埋めていきましょう。
通過帯域を4段に切り替え、かつキャリアポイントも気に入った音質に調整できるんで とっても気に入っているところです。(完成後もケースを開けずに設定変更できます)






これでSSB、CWのHFオールバンド機の完成です。感度比較にIC706MKUGを乗せてます。 受信音は明瞭度重視のはっきりとしたもの、 歪感はありません。うーん、なかなか!!。帯域切り替えもイケてます。 で実際のアンテナつないでチェックします。 7.003MHZでVVV送信。あれ、オーバーカレントのメッセージがでます。 このあたりはアンテナのSWRが高く消費電流が4Aにもふえている。 ダミーでは10Wで2A少々、急遽手動のアンテナチューナを引っ張り出しました。、 やっぱり条件の悪いところで消費電力を押さえるにはオートチューナーは必要かな?。
ここまで2001-Jul-30
その後7MHZで国内コンテストにも出てみましたが、可変帯域切り替えとメッセージキーヤーが 使いやすく、市販のものに負けない操作性と性能に、無線機らしいデザインに非常に満足してます。 さてせっかくだから太陽電池システム も作りましたよ。2000年12月末に内蔵オプションのオートチューナーを組み立てました。あとは移動運用の軽いアンテナだ〜。できたら九重山で運用するぞー。

その他実施ずみの改造、付属品
・キャリングハンドル取り付け 
・ショートワイヤ用BNCコネクタ 
・鉛シール電池12V2.6Ah電池内蔵 2001 Mar 30
・肩掛けベルト取り付け        2001 Mar 30

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パドル・タイピンマイク

 2001 Apr 28
 k2と組み合わせるパドルとタイピンマイクで合計190g。パドルはタッチタイプです(65g)。 タイピンマイクは小型のコンデンサマイクに不要のネクタイピンをねじ止めして作りました。 これをPTTスイッチと組み合わせます(125g)。コンデンサマイクそのままですと音量不足の上 ものすごく低音が強調されたので、高音を強調した マイクアンプ  をPTTスイッチに組み込みました。
高音が出なかったのはマイク入力のインピーダンスが低いのかなぁ。とりあえず解決しました。



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軽量ダイポールアンテナ

 2001 Apr 28
写真は7MHzの場合で合計450g少々
エレメントは断面積0.75mu 10m×2で230g
FCZスーパーバラン50g
同軸 1.5D2V 8m 145g
アンテナ線はギボシ端子で取り替えが簡単です。ギボシ端子を使えば 14+10MHz、21+18MHzとつなぎ足しで多バンド化できますね。 細いステンレスワイヤーを使えばさらに軽量化できます。 アンテナ線は釣り用の20号15m2本で引っ張ります。端により戻しをつけ 簡単につなげるようにしました。
写真にはありませんが、支柱は磯釣りで使う玉網の竿が便利です。 カーボンファイバーなのでアンテナ線を巻きつけて使えませんが、 最長7.1mもあり先がある程度太く支柱にGoodです。 網付きで5000円くらいで売ってます。これは1本1kgです。

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出力特性

 2001 Mar 28
 K2の出力と電流の関係を取ってみました。5wで1.6Aとかなり電流が少ない事がわかります。
 10Wでも2.2Aです。



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ニッケル水素電池でのテスト

 2001 Mar 28
 単3ニッケル水素電池10本で試しました。電流が多くなると電圧が急激に下がり、3W 以上は使えません。


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リチウムイオン電池でのテスト>実用断念

 2001 Mar 30
 ジャンク品のLi-ion電池11.1V1550mAを試しました。ニッケル水素電池に比べ、 電流を増やしても電圧はあまり下がりません。短時間なら10wも耐えます。 しかし難しいのは、放電にしたがって電圧が7.5Vまで大きくさがることと、 特に過充電や、過放電、過電流にならないように精密に 制御しないと発火したり、最悪の場合、爆発する危険もある点です。 市販のものは制御回路をバッテリーと、本体側に内蔵し、細かく何重にも制御しているそうです。 専用の制御回路作れないので、今回はテストだけで終わりです。


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