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リモートTXセレクター(マイク切替器)

1 マイクコネクタのDCで動作するダイナミックマイク専用TXセレクタ

 車載無線機のマイクを下げるところに困って、1本のマイクを3台の無線機で共用する切替器を製作しました。
本機はリグのマイク端子から得られるマイク用DCで動作する設計で、現在自家用車に搭載しているTM-401、TM-521、FT-857DMの3台を接続対象にしています。

幸い無線機3台が全てローインピーダンスのダイナミックマイク仕様なので、マイクアンプやレベル調整機能は省いてマイクの接続先を切替えるだけの機能としました。

モービル運用を考慮して、接続先は手元のマイクのUP/DNスイッチで切替えられ、どのリグにつながっているかは"ピ""ピピ""ピピピ"とビープ音で知らせます。
(従ってUP/DNキーで周波数やチャンネル操作などはできなくなります)
プログラムされたMPUにはLEDで現在の接続先を点灯表示する機能もありますが、今回は使っていません。
ビープ音は出力チャンネル切替え時とPTTを押したときに鳴ります。

制御MPU(ATmega88)の低クロック速度化(128kHz)と、音声切替えにメカリレーではなくフォトMOSリレーを使うことで消費電流を小さくしています。
この結果、電源はリグのマイク端子に出ているDC出力でまかなえる様になりました。

MPUはPTTを押している間と、出力チャンネルを切替える一瞬以外は停止させています。
クロックも止まっていますので受信に被る心配はありません。

(注)リグの電源で動作するため、各リグのアースが共通接続になります。
   筆者の環境では問題はありませんが、リグの電源・接地系等の影響で送信音声にハムやオルタ
   ネータノイズが乗る等の症状が出る可能性があります。
   特に各リグのGND間に電位差がでないようご注意ください。


タカチのSW-100Bケースに組み込みました。

フォトMOSリレーはパターン側にマウントしてあります。
表面実装形ですが2.5mmピッチの万能基板に合う扱い易いサイズです。

写真ではAVRチップと電子ブザーは未実装です。
組立完了時の内部です。

写真の電子ブザーはコビシ製のDC供給で発音するタイプのものです。

基板は固定してありませんが、蓋を閉めるとワイヤとブザー部分に押されて動かなくなります。
リモートTXセレクタを実装した車内の様子です。
マイク1本だけなので、すっきり収まっています。

セレクタ本体は中段のリグの天井に磁石で固定してあり、上段のコントローラに隠れる位置のため見えません。


回路と動作

 制御はプログラムが書き込まれたMPU(ATmega88)で行っています。

本機の電源は各リグのマイク端子DCを5Vにそろえてダイオードで合成して利用しています。
マイク端子のDCが8V系の場合は3端子レギュレータで5Vに下げています。
今回使ったリグのうちTM-401は本来8V系ですが5Vに改造されています。

動作時に最大10mA程度の電流が流れますので、供給能力が少ないか不明のリグでは、外部から電源を別供給したほうが良いでしょう。

マイクのPTT/UP/DWN何れかのボタンを押すとMPUに割り込みが掛かり、パワーダウン状態から復帰して必要な制御を行います。
割込み信号は各入力からダイオード経由で割込みピンを引いています。

UP/DWNプッシュ時は、マイク端子DCが来ていない出力チャンネルをスキップして有効なチャンネルに切替え、チャンネルビープ音を発生した後、パワーダウンモードに戻ります。
この制御を行うためマイク端子DCを検出する回路を備えています。

ビープ音はある程度の大きさの音が欲しかったのでDCで鳴るタイプの電子ブザーを使用しました。
受動型の圧電素子を使う場合はプログラムの変更が必要になります。

PTTプッシュ時はマイク系を出力に接続、PTT出力オン、チャンネルビープ音を発生した後、PTTが解放されるまでマイク接続とPTT出力を維持します。
PTTが開放されるとマイク接続を開放、PTT出力オフの後、パワーダウンモードに戻ります。
パワーダウンモードではクロックも停止しています。

マイク系の切り替えはフォトMOSリレーで行い、制御系とは完全に分離されています。
マイク系はホット・コールドともPTTを押したときだけ出力側に接続され通常は開放されています。
リグ相互の制御GNDは共通ですが、マイク系は相互には接続されておらず、個別のマイク端子にマイクを挿しこんだのと同じ状態を作っています。

図面クリックで拡大します↓


プログラム

 プログラムはBASCOM-AVR(デモ版)で制作しています。

とりあえず働くレベルですが公開しますので、著作権は放棄しませんが非商用の個人用途に限り自由にご利用ください。
ソースは ここ ←クリック

本プログラムおよび回路の利用により何らかの損害が生じても作者は一切責任は負いませんので、自らの責任においてご利用ください。


2 外部DCで動作する汎用TXセレクタ
 
 多くのリグに対応できる汎用切替器を作ってみました。
アナログ部は見直しましたが、使い勝手は前作と同じで制御プログラムも同じものを使っています。

どんなリグと接続するか判りませんので、本機の電源は外部電源に変更し、ダイナミックマイクだけでなくコンデンサマイクをジャンパ設定で使えるようにしました。
前作同様マイクアンプは省略です。
リグのマイクが混在する場合はコンデンサマイクを使い、出力レベルはリグのマイクゲインを下げるか本機の出力とマイクの間に半固定抵抗を入れれば調整できますので、アンプを入れてノイズ混入を心配するより安心できます。

大抵の車載機やICOM/スタンダード系ハンディ機のマイク回路でPTT制御を行うリグは接続可能と思いますが、一部ICOM機などマイク入力の感度が低すぎる場合やPTT回路の制限(40V,100mAまで)を越える場合は適合しません。

前作同様、マイク切替えの条件としてリグの電源状態をマイクコネクタのDCで見ています。
マイクDCを得られないリグは、常にONと見なすようジャンパ接続すれば使うことができます。

(注)本機中ではマイクと各リグのアースを分離してハムなどの混入を防ぐ構成としています
  が、接続先各リグの電源・アンテナ、本機電源の接続状態等によってハムなどが乗る可
  能性が皆無ではありません。
  発生状況は設備の環境によって異なるため筆者は個別対応は致しかねます。
  対策作業は利用される方が行ってください。



回路と動作

 このユニットは、PTT制御とマイクDC電圧の検出は全てフォトMOSリレー経由とし、本機GNDとリグのGNDは分離されています。
マイク回路とリグのGNDもトランスを介してフォトMOSリレーで各出力に切り替えていますので、マイクと各リグおよび各リグ間のGNDも分離され、各リグGND間の電位差でハムなどが載りにくい様になっています。

リグの電源が入っているかは、マイクコネクタのDC出力をフォトMOSリレー経由で監視しています。
この回路はリグ1台あたり約2mA消費します。
DC出力がないリグでは該当マイク出力が選択できませんので、擬似的に検出状態を作っておく必要があります。
また、リグによっては電源をオフにしてもマイク端子にDCが出ていますので、この場合はオンオフにかかわらず出力先として選択されます。

本機のマイクはコンデンサ形が使えるよう給電回路を用意してあります。
コンデンサマイクの給電方法にはICOMで使われているマイク信号にDCを重畳しマイクGNDも接地する方式の他、マイクDC端子と制御GND間で給電する方法も可能です。

出力側は接続先ごとにフォトMOSリレーでPTT(負荷40Vmax,100mA程度)を操作します。
アイコムやスタンダードのハンディ機で使われているコンデンサマイク回路を断続してPTT制御を行う方式のリグも、ジャンパ設定により使用できます。
回路図のMic-1がこの方式での接続方法になっていますので参照ください。

初号機プリント基板です。

前作同様タカチのSW-100Bケースに組込めるサイズになっています。

目立つトランスはマイク回路のアース分離用です。
将来の変更も考えられるので、今回使わない部品もマウントしてあります。
(部品面のジャンパ線は未接続)
ユニットのハンダ面側です。

12個ある黒い部品はフォトMOSリレーで、マイク切り替えだけでなくPTT回路とマイクDC検出回路にも使っています。

右下隅の緑線は必要により接続する回路図のジャンパ*2です。
今回はICOMコンデンサマイクを使用すためマイクGNDを接地する必要がありました。

図面クリックで拡大します↓


[付録] TXセレクタ用チェッカー

 TXセレクタ用のチェッカーを作りました。
TXセレクタの動作をチェックするには、実機につなぐのが簡単なのですが、リグは車に設置されているので行ったり来たりが面倒です。
テストベンチでもDC5Vと8Vの電源、テスターとオシロスコープまたはレベル計など、それなりの準備が必要なので簡易チェッカーを作ってみました。
乾電池やバッテリーなどDC9〜13.8V系電源で動作します。

主に車載機用に設定された(マイク系とPTTが別の)出力回路に対応します。
マイク回路でPTT操作を行うICOM/STANDAR形の2プラグSPマイク用回路には対応しません。

機能
 1 各送信機のマイクコネクタに出ているDC電圧を代理供給 SW-ON時にLED点灯 3系統
 2 TXセレクタのPTT-ONをLED点灯で表示 3系統
 3 マイク出力信号に応じてLEDが明滅 3系統




[付録] コンデンサマイク用アンプ


 Kenwood製ダイナミックマイクをコンデンサマイク仕様のFT-8900で使うためのアンプを作りました。
TXセレクタとマイク端子の間に挿入する構造です。


FET1石アンプで、ゲインは負荷によっても変化し、FT-8900に接続した場合のゲインは約8dBです。
回路を省略しているので大きな出力は出せませんがマイクレベルは問題ありません。
ソース抵抗(1kΩ)を小さくするとゲインがアップします。

                                                  (C)JA1VZV 2015.7.16
                                                2015.8.7チェッカ回路追加
                                             2015.10.29マイクアンプ回路追加


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