XRQ技研業務日誌

ものづくりを楽しんでいます。日々の暮らしの中に面白そうなものを探しながら

アルコールストーブ

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一つ作ると次のアイディアが浮かんでくる

 災害時にガスが止まった場合に備えて、料理に使うためにカセットガスのコンロは用意してある。だが念のため、もう一つの備えとしてアルコールストーブを作った。
 ネットで動画を見ている時、ふと気になって見たのが、このストーブの作り方である。アルミ缶を使い、アルコールを効率よく燃焼させる仕組みである。
 よく旅館などで各自のお膳で鍋物を温めるために固形のアルコールを燃焼させるものが使われる。20gから30gの燃料で一人分の鍋をしっかり煮ることができる。結構火力が強く、アルコールも侮れない。それを液体のアルコールを気化させることで強力に噴出させ火力を増す工夫をしたものが紹介されていた。
 ペラペラのアルミ缶であるが、2つを重ね合わせることで強度を持たせ、燃焼室に副室を設けることで気化したアルコールを吹き出す仕組みを作っている。普段資源回収に回しているアルミ缶にちょっとした細工をするだけで調理器具とすることができるのがいい。ありあわせの材料と道具で30分程で組み上げることができた。
 出来上がり、家にあった消毒用アルコールで試し炊きをするが、全く火が点かない。表示を見ると消毒用アルコールは水が混ぜられているとのこと。改めて燃料用アルコールを近くのドラッグストアで入手した。どんな燃焼になるのか不安だったので、念のため庭に出て燃焼させた。しかし周りが明るすぎて炎の様子が見えなかったが、穏やかに燃焼することは確認した。より詳しく燃焼の様子を見るため、家の中に持ち込んで再度燃焼実験をした。点火当初は固形燃料と同じようにちょろちょろと燃えていたが30秒ほどすると開けた穴から炎が勢いよく吹き出し燃焼が安定してきた。400ccの水を約4分ほどで沸騰させる火力であった。

 ライフラインが途絶える事態も想定しなければならない状況である。備えられることはできるだけしておきたいと思う。簡単な工作で調理用の火力が確保できることを体験しておくことも意味があるだろう。なにしろ、資源回収に回す前のアルミ缶をカッターとハサミなどで細工するだけである。燃料用アルコールは500mLで400円ほどで買うことができる。本来はソロのキャンプ用具であるアルコールストーブは大人数の料理をするには向いていない。それでも暖かい飲み物を作ったりカップラーメンのお湯を沸かしたりすることはできる。災害時の最後の手段として備えておくのもありだと思う。手軽にできる工作として試してみてはいかがだろう。
 
 ネットの動画にはさまざまな作り方が紹介されている。それぞれ工夫されているので見ているだけでもおもしろい。いかに効率よく燃焼させるか、さまざまな工夫がみられる。動画では副室の構造、穴の数、穴の大きさ方、穴の位置等々、それぞれの蘊蓄が語られている。1つ作ると改良点が明らかになりもう一つ作りたくなる。ものづくりの沼にどっぷりとつかってしまう楽しい工作である。

 

                   空き缶1本で作るアルコールストーブ PDF

QRP 寸感

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QRPでの交信はコンディション頼み?

 高知県の局と交信していた時のことである。7MHz、CWでのQSO。互いにRSTを交換した。599を送り、同じく599をいただいた。ただし、こちらからの信号にはQSBがあるとのこと。その後、リグの紹介をし、こちらは3WのQRPであることを伝えた。相手の局もQRPに関心をお持ちのようで、現在は100Wで運用しているが、電力を落とすから待機するようにとの通信が入る。しばらく待機していると微かにこちらを呼ぶような音が聞こえてきた。RSTにすると219から319の微かな信号で、相手局だと判断がつかない、信号が来ているのはわかるが内容までは判別できない信号だった。応答するのをためらっていると、相手局が元の100Wに戻してこちらを呼んできた。状況を説明すると「QRPは難しいですね」という話になった。
 QRPというと小電力、出力のことを考えてしまうのだが、受信能力はどうなのだろうと考えた。受信機の感度とアンテナの効率から受信能力は決まってくる。送受信に同じアンテナを使っているのだし、受信機の感度はどのリグでもそれほど変わらないだろうと考えていた。しかし、今回、相手局が出力を絞った時、受信ができず交信に至らなかったことを考えると受信性能について考えざるを得ない。
 「それでも電波は飛んでいく」と気軽に考え、主にQRPのコンパクトなリグと5m程の高さに伸展したワイヤーアンテナで運用してきた。この設備ではCQを出しても応答してくれることは少ないので、専らこちらから聞こえている局に呼びかけるという運用をすることが多い。呼びかけても気づいてもらえず、QRPだから仕方がないと諦めることもある。それでも粘り強く呼びかけて交信できることを楽しんでいる。聞こえる局を相手にしているのだからこちらの受信性能については意識していなかったのだ。
 つまり、強力な電波を送ってくる局を相手にしていたということもあり得るわけである。そう言えば、多くの局が呼びかけをしている場面に出合ってもその呼びかけられている局が聞こえていないということがあった。それぞれの局で伝播の状況が異なるからだろうと思っていたのだが、受信性能の低さが原因だったのかもしれない。
 
 受信性能を上げるように努めるのが必要なのだが、その対応は容易ではない。アンテナの効率を上げるべく、移動運用をしてロケーションの良いところを探したり、アンテナとの整合をしっかりとったりすることが現状での対応となる。QRP同士での交信はコンディションなどの条件に頼るしかないのだろうかと考えてしまう。
 それでも、アマチュア無線では確実性や再現性よりも偶然性を楽しむ面がある。十分な設備ではなくても、さまざまな条件が味方してくれ、思わぬ交信ができるのを楽しむ。私的学究を旨とするアマチュア業務を大自然の営みの中で楽しませてもらっている。

リードスイッチ

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リードスイッチを使って

 前回100均のLEDライトに細工をして地震などの揺れによって点灯するライトを紹介した。このセンサーに使われているのがリードスイッチである。磁気近接スイッチなどと呼ばれることもある。
 磁性を持ったニッケル合金のリードを向かい合わせに、先端部が少しオーバーラップするように配置されていて、ガラス管の中に不活性の気体とともに封入したものである。2枚のリードはほんのわずかな間隙を持つようになっており、通常は導通はないが、磁場の中に入ると、リードが互いに引き付け合い、導通するようになる。磁場がなくなるとリードの弾性でまた間隙が生まれ導通が切れる。磁場を与えるのは永久磁石でも電磁石でもよい。
 このデバイスは1940年代にベル研究所で開発されたようで、単純な構造で安価で耐久性にも優れているのでさまざまな機器に使われている。機器に組み込まれているのであまり目立たないデバイスである。しかし、身近なところではタブレットでフラップを綴じるとスリープになる機構のセンサーとして使われているなど普段の生活にとても役立っている。
 前掲の100均センサーライト改造はマグネットが離れると点灯する仕組みで、所謂NC(ノーマルクローズ)の動作であった。リードスイッチにはこのNCとNO(ノーマルオープン)のものがある。通常手に入りやすいのは上記の基本原理のようなNOのものが多いようだ。
 NO動作でも使い方によって揺れを検知して動作させることができる。マグネットをひもなどで吊るし、揺れによってマグネットを落下させリードスイッチに近づくように配置すればよい。支点を定めて紐で吊るすことで、落下したマグネットが所定の位置に収束するように配置するのだ。試しに作ったのが写真の卵型のLEDライトである。マグネットをケースの上に載せておき、揺れを与えるとマグネットが落下する。紐に吊るされているのでリードスイッチの近くに収束することでライトが点灯する。
 リードスイッチは小さなリードで構成されているので大きな電流を扱うことはできない。LEDやブザーのような小電流での使用が前提である。我が家ではこのリードスイッチをチャイムの回路に使っている。一度スイッチが入るとチャイムが鳴る回路にこのリードスイッチを付け引き戸の枠に取り付けてある。引き戸にマグネットを取り付け、戸が開かれるとリードスイッチが入り音が鳴る仕組みである。
 磁石が近づくとスイッチが入るというこのデバイスはいろいろとアイディア次第で楽しめる。YouTubeの動画を見るとモーターの製作例がたくさんあった。次はどんなものに組み込んでみようかと思案中である。

波及事故

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判断ミスからトラブルの拡大

 事故と言っても商業電源に影響するような大きなものではない。ほんの小さなミスから基板を反故にしてしまった顛末である。
 コンパクトなトランシーバーキットを組み立てていた。この機種は3台目の組み立てである。前回は多少のトラブルがあったが、どうにか組み上げることができていた。今回のものは第2ロッドになり基板のレイアウトなどが少し変更になっていた。しかし製作マニュアルを書き換えるほどの変更ではないようだった。3枚ある基板に部品を取り付け、それぞれを組み合わせようとした時、ピンとヘッダが合わないところが出た。ピン同士になってしまうのだ。思い返すと、マニュアルに記載されていたピンとヘッダを読み間違え、また、キットの場合よくあるロストパーツと判断して手持ちのピンを取り付けてしまったのだ。
 ここからが間違いの連なりである。ピンの相方であるヘッダをその基板に取り付ければ良かったのだが、マニュアル通りにやろうとしてピンの取り外しを始めた。簡単にはずせると思ったのだが、両面基板を使っており髪の毛ほどのラインが走っている。ピンを取り外した時には基板のラインが破損していた。こて先の数分の一の細さのラインに手持ちの中から一番細いワイヤーをハンダ付けし修理した。そしてヘッダに取り替えたのである。
 基板を組み合わせ動作確認をした。スモークテストは大丈夫のようだ。しかし、コントロール部を操作するが機能していない。やはり配線がうまくいっていないようだ。操作を続けているうちに、「バシッ」という音と共にLCD表示が消えた。細い線で修理をしたラインの繋がったスイッチを押した時である。さて、どこが焼損してしまったのか探さなくてはならない。一番大事なCPUは大丈夫だろうか。前回組み立て動作している機器にこのCPUを移植して確かめる。動作しない。CPUが破損したようだ。それならと、逆に動作が確認できているCPUを事故を起こした基板に取り付けて動作確認をした。動作せず。さらに他のデバイスも破損している可能性があるようだ。SMD(表面実装デバイス)を多用している基板なので修理はあきらめるしかなさそうだ。
 さらにCPUを移植して動作確認した機器を元に戻してみるとこちらも動作しなくなっていた。事故機に取り付けたことでCPUが破損してしまったようだ。さらにLCDが異常動作するようになっていた。

 ピンとヘッダの取り違えというミスを起点として、その対応への判断を誤ったことから被害が大きくなってしまった。基板1枚を交換しなければならなくなった。動作検証に使った機器の被害はCPUだけで済んだようだがCPUを新たに入手しなくてはならない。
 キットの頒布元に問い合わせるとスペアパーツとして基板部分のみを譲っていただけるとのことで、早速手配する。判断ミスからの波及事故の影響が拡大してしまった。じっくりと状況把握に時間をかけ、リスクの見積もりをしながら対応することの大事さを身に沁みて感じた。
 
 コロナ禍の収まらない現在も、さまざまな現場で慎重な判断を求められ対応してくださっている方々のおかげで日常の生活が保たれている。有り難いことである。

三角帆型のMLA

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MLAを三角帆のように伸展してみました

 

 MLA(Magnetic Loop Antenna)は波長に対してとても小さなループ(輪)とキャパシタンスによる共振によって電波を乗せるアンテナである。私はワイヤーを使って幾つものアンテナを作り実験してきた。効率は余りよいとは言えないが、太い銅管出なくても同調点が得られ、交信をすることができた。
 そこで、この輪をもっと大きくしたらどうだろうと考えた。デルタループというアンテナがある。1波長の長さのワイヤーをループにしたものである。給電部のインピーダンスが200~80Ω程度になるのでマッチング回路を入れて給電するようだ。効率が良く、ダイポールに勝るとも言われている。1波長の長さを用いることで共振させているようでMLAとは異なる動作原理だあると思える。
 デルタループの場合、1波長のループと言うことで低い周波数帯の場合では大きなループになる。7MHzなら直径13m強、3.5MHzでは27mもの巨大なループである。そのため、デルタループは高い周波数帯での使用が多いようだ。
 MLAならもっと小さなループにすることができるが、効率は良くない。もしもっと大きなループにしたら、多少なりとも効率が良くなるのではないかと考えた。そこで、ヨットの三角帆のような形のループを実験した。グラスファイバーのポールを立て、その根本にキャパシタと給電部を置く。エレメントを横に引っ張り三角帆のような形に伸展した。給電はFT37#43のトロイドコアに3Tのコイルを巻き、その中をエレメントを通すようにした。最初は5Tで作ったのだがSWRが結構高く、調整の結果3Tに落ち着いた。
 数量的な比較はできていないが、小さなループよりは感度がよいようである。手持ちのワイヤー8.35mを使い、260pFのポリバリコンを入れている。ポールに3mほど沿わせて横にロープを使って広げている。これで7MHz、3.5MHz帯でSWRは1.2程度に整合がとれている。10MHzでも整合点は得られたがSWRは2.2と高めであった。
 ポールを立てて、近くの樹木などを利用してロープでエレメントを広げることで容易に設営ができる。手元で調整をすることができ、短い同軸ケーブルを使ってリグに接続する。エレメントやキャパシタに触れると整合点が変化するので、多少アンテナとリグの間隔は空けた方が良いようだ。
 アンテナの理論から言ったら邪道なものかもしれないが、「それでも電波は飛んでいく」ということを楽しむアンテナとして使っている。非常事態宣言の移動自粛が収まり、青空の下で気分良く遊べる日が早く来ることを望んでいる。

安心灯

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「安心灯」マグネットセンサーのライトを工夫した

 大きな揺れが長く続いた地震だった。二階で椅子に座っていたのだが、微かな揺れを感じ、「地震かな」と訝っているうちに揺れが大きくなり、家族に声をかけて部屋の真ん中にうずくまった。棚から小物がパラパラと落ちてくる。テレビを点けるがまだ速報は出ていない。タブレットスマホからは警報音が流れてくる。なかなか揺れが収まらない。不安になり声を掛け合っているうちにやっと揺れが収まる。10年前のあの地震を思い出す。
 その後情報が次々と入ってくる。最大震度6強のところもあるという。震源地を見るとあの地震と同じようなところだ。津波の惨状が頭をよぎるが、今回は津波のおそれもないようで少し安堵する。しかし強い揺れである、被害の状況が心配になる。
 
 テレビを見ていると停電が起きているという。信号機が消え、街灯が消え、家々の電灯も消えて街が暗くなっている映像が映し出される。地震によって停電がどのように起きたかは知る由もないが、明かりがないだけで恐怖と不安はいかばかりかと心配になる。私の地区では停電は起きなかったのだが、棚の上の「安心灯」が点灯していた。
 この「安心灯」はあの震災の後作ったものである。夜間に発災し停電になった場合、真っ暗な状況は心理的に恐怖が増大する。少しでも明かりがあれば気持ちを落ち着かせるのではないかと作った。100均の店で手に入れた、マグネットで点灯するランプに少し手を加えたものである。この商品の本来の使い方はクローゼットの内側などに取り付け、扉を開けると点灯するというものである。本体とマグネットが離れると、本体内部のセンサーが感知し、点灯する仕組みだ。マグネットが離れたら点灯するということに注目し、本体の上にマグネットを置き、地震で揺れたらマグネットが落ちるように工夫した。マグネットの重心を高くするよう人形を張り付けたのだ。こんな簡単なもので、明るさも僅かだが、暗闇になることは避けられると考えた。想定通りの動作をしたようだ。

 翌朝になり、各地の情報が報道されてきた。常磐道の法面が崩壊し通行止めになっているという。新幹線の架線が損傷を受け運航停止になっているという。それでも、マグニチュード7.3、最大震度6強という大地震であったのに被害を抑えることができたようだ。人々がさまざまな面で災害への備えを進めてきたことが役に立っていると考えたい。
 コロナ禍という災害の真っただ中だが、他の災害の発生もあり得る。想像力を働かせてできる限りの備えをしていきたい。

                                         このライトについては2012年にもブログに取り上げていた。

電報

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額表を使って電報の送受信をする

 NTTはその昔、電電公社と呼ばれていた。日本電信電話公社の略である。明治時代に東京と横浜の間を電線で結び、電話や電信のサービスが始まったことに由来する会社である。公衆への通信手段の提供という公的な事業であることから政府の直轄事業として設置され、国内の電気通信を日本電信電話公社(現NTT)が、海外との通信は国際電信電話株式会社(現KDDI)が担っていた。1985年の電気通信事業法によって民営化され、現在では多くの企業が担う事業になっている。 
 電信はペリーがもたらした電信機で有名である。電気通信は最初は電信による電報が扱われていたが、まもなく電話によるサービスも始められた。電報は1963年をピークに衰退傾向になり、今やデータ通信が主流になっている。
 電報は今では祝電や弔電が主流になっているが、昔は儀礼ではなく日常生活の通信手段として使われていた。電話機が普及していなかった当時、遠くに離れた人に急用で知らせを送る手段は電報しかなかった。電報局に依頼すると、電報局同士で通信が行われ、相手に近い局から電報配達員が直接その電報を届けてくれた。郵便よりもずっと早く届けられる通信手段だったのである。また、船舶など有線で繋ぐことのできないところにいる人には無線局同士で電報の送受が行われた。

 今の電報はデータで送受されているが、当時の電報は手送り電信によって一文字ずつ送受された。本文の字数によって料金が決まるので、できるだけ短い文字数で内容を伝えることが必要であった。
・サクラ サク  試験に合格したことを知らせる電報。ちなみに不合格はサクラ チル
・ケサ七,一0オンナアンザン」ボシイゼウナシアンシンセヨ」 女の子の誕生を知らせる電報
・サチ(サイワイ)エ(エダ)トメイメイス」  幸枝と命名したことを知らせる電報
・オネガイノケンイカガナリシヤ、ウナヘン 至急返事を求める電報
・ワレ3ヒマデニカエルヨテイ  3日までに帰る予定を知らせる電報
・サクデンウケタ」ホンセントウケウニチヨクコウス」センテウ 船長から昨日の電報に応えて東京に直行することを返事する電報
・アスコ八ジテウケウエキニツク、ムカエコウ 明日午後8時に東京駅に着くので迎えに来てほしいという電報
 
 今ではメールやSNSなどにより個人同士が情報のやりとりができる時代になったが、公衆通信を利用しなければ情報を送ることができなかった頃、電報は最速な唯一の通信手段だった。その大事な一文字一文字を和文モールス符号の手送り電信で送受していた通信士の方々の活躍によって成り立っていたシステムである。今では和文モールス符号を使う通信はごく一部でしか行われなくなってしまった。その人たちが鍛錬を経て身につけた技能をぜひ残していきたいものである。電文の短い言葉の中に人々の深い思いを感じるのだ。