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GPSの1PPS信号でルビジウムオシレータを補正

 ルビジウムオシレータのFE-5680Aの絶対精度が気になっていて、手持ちのGPSロガーとの比較などいろいろやっていたのですが、これがなかなか難しくて、いい結果が得られていませんでした。

 今回、タクシーのAVM用のGPSモジュールを使うことである程度の精度が出るようになったので、現在の状況をまとめてみます。実はもっとお金をかければ、こんなジャンクを使わなくても1PPS信号を簡単に手に入れることができます。例えば、今月号のトラ技の記事とか、

▼GPSモジュール
タクシー用のGPSレシーバ
 タクシー用のGPSレシーバーモジュールです。黒く写っているのが回路のシールドケース。左はアンテナのコネクタで、灰色の角型です。背景はWebにあったこのモジュールのカタログ。

▼アンテナとバックアップ電池を接続
アンテナなどを配線
 外部から電源の3.3Vを供給することでとりあえずGPSとして動作するようになりました。

 1PPS信号を得るためのGPSモジュールの話は別途記事にするとして、GPSの1PPSを基準としたFE-5680Aの位相変化グラフはこんなでした、

▼GPSと比較したFE-5680Aの位相変化
FE-5680Aの位相変化
 縦軸はμSで、直線でフィッテングすると1日あたり46.275μSの位相変化があります。この位相ズレは増加しているのでFE-5680Aの周波数が低いことになります。

 これを判りやすい値に直すと、誤差は -5.356E-10。周波数に換算すると10MHzに対し5.356mHz低い、つまりぴったり10MHzに対し、0.00536Hzだけずれていることになります。
 まあ大したずれではなかったので良かったのですが、せっかくなのでこの誤差を補正してみます。

 このFE-5680Aはコマンドで約6.8μHZステップで周波数が調整できるので、補正量は787ステップ。この値を補正するコマンドは以下。詳しくはこちらの記事で
 2C 09 00 25 00 00 03 13 10

 このコマンドを232Cから流し込んだので誤差を10μHz程度に補正できたはずです。ただ、このれくらいの誤差の確認には数時間かかるので今夜はムリですが、そのうち確認して必要なら再補正をやってみたいと思います。

 ところで、Webを見ているとFE-5680Aの初期型にはDDSがあって、現行型はDDSを省略した安物のようなことが書かれています。でも現行型にもDDSが入っていて、その分解能は初期型より千倍も高いのですがこのあたりはどういう解釈なんでしょうね。まあ、音が違うと言われればそれまでなのですが。

昼夜自動同期式の和時計の製作-箱作り

 Arduinoでコントロールしている昼夜自動同期式の和時計は、もう半年以上バラック状態で動いています

▼Arduino UNO R2で動かしている和時計
バラック状態
 これ、面白半分で作ったのですが、昼夜の時間を液晶に表示するので季節の変化が数字で判って楽しいです。ならば、こんなバラック状態ではなく、ちゃんと箱に入れてみたくなります。

 箱に入れるといっても何しろ和時計。アルミシャーシなぞに組んでは風情も何もあったもんじゃありません。ということで、木の箱に入れることに。

 なかなかしっくりする箱が見つからなかったのですが、セリアで売っていたアクセサリーケースが良さそうなので、これを使うことに。もちろん100円です。

 ただ、白木で無処理の箱なので、そのまま使うと汚くなるのは間違いなし。ということで塗装することに。

▼塗装前の箱
白木のケース
 左側はアクリルの窓になっていますが、塗装の準備でマスキングテープで養生中。

 ダイソーで水性のニスを買ってきて塗装。その後およその位置に部品を取り付け。

 塗装中の写真はありません。だって、手が汚れていてそれどころではなかったです。

▼とりあえず雰囲気の確認
全体の雰囲気を確かめる
 お、結構いい感じ。文字盤はまだ現代の時計のままです。

▼内部
和時計の内側
 時計のメカはまだ仮固定状態。時計のケースはピンク色しかなかったので黒に塗装してます。

 基板をどう固定するか悩んだのですが、結局は全体を前扉に取り付けることにしました。こうやった方が配線が楽になるはず。

▼心臓部
心臓部
 秋月の16文字×2行の液晶の裏にコネクタで基板を取り付け、AVRをArduinoとして動かす予定。

 小さな基板なので回路が全部入るか心配ですが、高さ方向の制約が無いので多分大丈夫でしょう。

 ということでこの工作を始めてから約3週間くらい。これが現在の状況です。あとは昼夜の信号のコネクタを後面に作ればメカ物の細工は終わるので、後は電気の配線とソフトの手直しです。

 たぶんここからは早いはず。かな、
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