4. 専用基板で作る光トランシーバ「FTR102」
R16 Friendship Radio（Designed by JE1DLC / JA1AOQ）
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無線を知らない子どもたちでも、なぜかモールスを知っている。「モールスこそが無線だ、モールスで交信したい」と思っている。「4アマ取得し電話から無線に入門 → 入門してからモールス」ではなく、「モールス交信で楽しさを体験 → 4アマ取得し無線に入門」に・・・
FTR102（光モールストランシーバ）の発明は、今まで当然だった「無線への入門ステップ」の入れ替えを可能にすることにある。中学生（できれば小学生も）が作れるだけでなく、「作りたくなる」こと。 #FTR102 を作り上げると、スマホ同様の「コミュニケーション・ツール」となるのだ。 この令和のゲルマラジオは受信するだけではなく、コミュニーケーションを取れるのだ。ハンダ付けが必要だが、専用基板なので短時間で組み上げられる。同じようにしか見えない部品はみんな違っていて、違う役割を持っているという。いつの日にかその部品の役割を知りたい・・・。
たった単3電池3本で室内で20mの交信ができる。
「電波を使わず」に、室内で「10m以上」離れた場所にいる友だちと、「モールス信号を送信・受信」できる。
中学生（できれば小学生も）が作れるだけでなく、「作りたくなる」こと。
ハンダ付けが必要だが、特注基板なので短時間で組み上げることができる。
実店舗でなくてもNet購入できる、安価な部品で構成する。自作キットとして頒布する。
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設計仕様
音声出力：内蔵スピーカー（インピーダンス：8Ω）
電源電圧：4.5V（単3電池 x 3）
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概要
ここではFTR102基板の組立方について以下に示します。はんだごてやニッパー等、取り扱いに注意が必要な工具を使用しますので、自己の責任において安全にご注意の上製作願います。
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「赤色LED・フォトICダイオード間の距離」は45mm。左側が送信、右側が受信。
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回路図
https://gyazo.com/94a9aec3f30bd7cdf375b8bbbedd0444
タイマーIC、555発振回路
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部品は表面（部品記号が書いてある）から取り付ける。
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PCBは両面スルーホールの72mm x 47mmサイズ（秋月C基板）です。
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R6を3k9Ωにすると、U1の発振周波数は740Hzと低くなる。
R1を22Ωにすると、D1は明るくなり、到達距離が長くなる。
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FTR102-R（カーボン抵抗・1/4W）
R1：1 47Ω（1/4W）黄紫黒金
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R2, R7：2 1kΩ（1/4W）茶黒赤金
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R6：1 3.3kΩ（1/4W）橙橙赤金
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R3, R8：2 10kΩ（1/4W）茶黒橙金
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FTR102-C（コンデンサ）
C1, C8：2 0.1μF（104）積層セラ
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C2：1 0.22μF（224）積層セラ
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C3, C4, C5, C6 ：4 10μF（16V）MH7
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C7, C10 ：2 470μF（16V）WXA
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FTR102-Q（トランジスタ・IC・LED）
Q1, Q2：2 2SC1815（NPNトランジスタ・50V150mA）
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U1：1 XD555（CMOSタイマーIC）
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U2：1 M2073（オーディオアンプIC）
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D1：1 OS5RKA5111P（5ｍｍ赤色LED・624nm）
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D2：1 S7183（フォトICダイオード・650nm）
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FTR102-P（半固定抵抗・スイッチ・ジャック・スピーカー）
VR1：1 半固定ボリューム 10ｋΩ（103）
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SW1：1 タクトスイッチ（12ｍｍ赤）
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SW2：1 スライドスイッチ（1回路2接点 基板用 横向き）
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J1, J4：2 3.5ｍｍステレオミニジャック（基板取付用）
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J2：1 スピーカー用ターミナルブロック（2.54ｍｍ・2P・緑縦）
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J3：1 電池ボックス用ターミナルブロック（2.54ｍｍ・2P・青縦）赤・黒の表示あり
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SP1：1 マイクロスピーカー（青/白リード付 8Ω）
https://gyazo.com/e5ae2796cbd5d12a9c4809f15873beda
FTR102-B（基板・電池ボックス・ビス）
B2：1 電池ボックス（単3 x 3本・リード線）
B3：2 なべ小ねじ（M3 x 20）上板用（スピーカーのない側）
B4：2 なべ小ねじ（M3 x 15）上板用（スピーカーのない側）
B5：4 なべ小ねじ（M3 x 10）下板用
B6：2 六角両メネジ（M3 x 20）スペーサー（スピーカーのない側）
B7：2 六角両メネジ（M3 x 15）スペーサー（スピーカーのある側）
B8：2 サラ小ねじ（M3 x 8）電池ボックス用（電池ボックスから）
B9：2 六角ナット（M3 x 3）電池ボックス用（下板から）
FTR102-S（ケースセット）
S1：1 樹脂製上板（格子柄）
S2：1 樹脂製下板（電池穴あき）
S3：1 樹脂製スピーカーボックス
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＜組み立て方＞
電池ボックス（単3 x 3本・リード線）を、 樹脂製下板（電池穴あき）に、サラ小ねじと六角ナット固定する。
四隅の穴に、 B5：と六角両メネジ（M3 x 20）とB6：六角両メネジ（M3 x 15）を立てる。
作成した PCB基板・樹脂製スピーカーボックス・樹脂製上板（格子柄）を乗せる。
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必要な工具
最低限必要な工具
はんだごて
温度調整ができる温調型とよばれるはんだごてを推奨します。
https://scrapbox.io/files/6492a60af15653001cbafaad.jpghttps://scrapbox.io/files/6492a6ca3cc402001c32a966.JPG
ニッパー
100均等でも入手できますが、なるべく良質ものを購入してください。
はんだ
初心者向けには鉛を含んだ共晶はんだを推奨します。毒性のある鉛を含んでいますので取り扱いに注意願います。
あったほうがよい工具
ワイヤーストリッパー
電池ボックスやスピーカーの配線を切断・皮むきするのに良質なワイヤーストリッパーがあると便利です。
テスター
完成後のショート確認や電池の寿命判断等に使用します。
マスキングテープ
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製作の手順
はんだづけは、背の低い部品から順に行います。
抵抗のはんだ付け
抵抗は向きはありませんが、抵抗カラーコードの向きを統一したほうがあとのチェックがやりやすくなります。予め足は根本で90度に折り曲げておきます。はんだ付け後、余った足はニッパーで根本から切断します。 R1：1 47Ω（1/4W）黄紫黒金
R2, R7：2 1kΩ（1/4W）茶黒赤金
R6：1 3.3kΩ（1/4W）橙橙赤金
R3, R8：2 10kΩ（1/4W）茶黒橙金
https://scrapbox.io/files/649fad87852064001c61f45a.JPGhttps://scrapbox.io/files/649faef76ef28e0021f37e65.JPG
ICのはんだ付け
XD555とM2073をはんだ付けします。この部品には向きがあります。部品の切り欠きと基板のシルク印字の切り欠きをあわせてください。 U1：1 XD555
U2：1 M2073
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https://scrapbox.io/files/649fb22d87d25a001b2565b3.png
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積層セラミックコンデンサのはんだ付け
C1, C8：2 0.1μF（104）→「104」印字あり
C2：1 0.22μF（224） →「224」印字あり
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https://scrapbox.io/files/649fb3271f0adb001b958fcb.JPG
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トランジスタのはんだ付け
トランジスタ（2SC1815）には向きがあります。トランジスタの形状と基板のシルクの形状をあわせてはんだ付けしてください。また、トランジスタの足は2~3mm程度になるよう、なるべく奥まで差し込んでください。 Q1, Q2：2 2SC1815
電解コンデンサのはんだ付け
電解コンデンサには足の向きがあります。足の長い方がプラスです。また、コンデンサ表面にマイナスの表示があります。基板上のシルクの白い側がマイナスです。
C3, C4, C5, C6 ：4 10μF（16V）
C7, C10 ：2 470μF（16V）
https://scrapbox.io/files/649fb3bb172f0d001cc96c94.JPGhttps://scrapbox.io/files/649fb413018fbe001c8793f7.JPG
3.5mmジャック
3.5mmジャックが外れやすい場合は、マスキングテープなどで仮固定してはんだ付けしてください。
J1, J4：2 ミニジャック]（基板取付用）
半固定ボリューム
半固定ボリュームの取り付け穴が2箇所ありますが、写真のように下側の穴を使ってください。
VR1：1 半固定ボリューム 10ｋΩ（103）
https://scrapbox.io/files/649fb4ec87d25a001b257b60.JPG
タクトスイッチ（KEYスイッチ）
押しボタンスイッチは向きがあります。正しい向きにのみ基板に挿入できます。
基板から外れやすい場合は、マスキングテープなどで仮固定してはんだ付けしてください。
SW1：1 タクトスイッチ（12ｍｍ赤）
電源コネクタ、スピーカーコネクタ
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基板の右端には、 スピーカー：SP（ + と − ）、電源：VCC（ + と − ）が並びます。
J2：1 スピーカー用ターミナルブロック（2.54ｍｍ・2P・緑縦）
J3：1 電源コネクタ XHコネクタ ベース付ポスト トップ型（2P B2B-XH-A）]
下記の写真の白いXHコネクタではなく、ターミナルブロックに変更しました。
J3：1 電池ボックス用ターミナルブロック（2.54ｍｍ・2P・青縦）
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電源スイッチ
両面テープをあらかじめ基板に貼ってあります。剥離しはがしてスイッチを固定してはんだ付けしてください。
SW2：1 スライドスイッチ スライドスイッチ（1回路2接点 基板用 横向き）
5mm赤色LED（ λD 610〜760nm（ナノメートル）） LEDには向きがあります。足の長い方がアノード（A)、短い方がカソード（K)になります。基板のシルクのA、Kマークに正しくはんだ付けしてください。なお、LEDの足は写真のようにあらかじめ90度曲げておきます。アノードとかソードが逆にならないように注意してください。LEDの半球面が基板の長手面と直角になるように注意してください。
D1：1 OS5RKA5111P
https://scrapbox.io/files/649fb57683bec2001bef5827.pnghttps://scrapbox.io/files/649fb594172f0d001cc97a6d.png
https://gyazo.com/8c27b8b8e8a3a983f47ec57800995604
フォトICダイオード（S7183）には向きがあります。表面にレンズの膨らみがある方を前に向け、左がカソード（K)、右がアノード（A)になります。 D2：1 S7183
表面のレンズ側を基板の外側になるようにはんだ付けしてください。足は、基板に密着するようにしてください。
この部品は熱に弱いので、短時間ではんだ付けしてください。足1本あたり「2秒以内」を目標としてください。
まず、片方の足をはんだ付けします。その後部品の傾きなどを調整し、
熱をさました後にもう一方の足を取り付けます。
https://scrapbox.io/files/649fb654eabed0001c05a969.JPGhttps://scrapbox.io/files/649fb6873d6472001c0bf75a.png
電池ボックス
白い電源コネクタに差し込みます。
電源コネクタを使わず、直接、基板にハンダ付けしてもいいです。
電池ボックスのコードは長い過ぎるので「5cm」にカットします。
電池ボックスからのコードは、「プラスが赤、マイナスが黒」です。
それぞれ基板上の＋とーのシルクのあるランドに、はんだ付けしてください。
電池ボックスを下板にビス止めするか、両面テープで固定してください。
スピーカー
青いスピーカーコネクタに差し込みます。
スピーカーコネクタ使わず、直接、基板にハンダ付けしてもいいです。
スピーカーからのコードは、「プラスが白、マイナスが青」です。
それぞれ基板上の＋とーのシルクのあるランドに、はんだ付けしてください。
https://gyazo.com/575d2163c86482ecb150d04ccd821cc1
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完成後の動作確認
通電して動作しなかったり、部品が熱を持ってしまった場合、すぐに電池を外してください。
R16 Friendship Radio にお問い合わせください。
twitter_icon.icon @ji1yus JN1GGZ / Ootaki : 090-3069-3425 ootakiradio@gmail.com hr.icon
さらなる発展
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