วิทยุสมัครเล่น e25extra: Antenna

Showing posts with label Antenna. Show all posts

หาวิธีสร้าง HF Mobile Screwdriver Antenna

March 10, 2025 E25 Radio Amateur Extra

หาข้อมูลเท่าที่จะค้นได้ในอินเตอร์เน็ต พบว่าสายอากาศย่าน HF สำหรับติดรถยนต์ ที่สะดวกต่อการใช้งาน คือสายอากาศ ประเภท Screwdriver ใช้งานได้ในย่าน 80m (3.5MHz) ถึง 10m (28MHz) สามารถปรับเปลี่ยนย่านได้จากภายในรถยนต์ สามารถทำให้เป็นระบบอัตโนมัติได้ ความสูงของสายอากาศ ประมาณ 102 นิ้ว หรือ 2.6 เมตร

อุปกรณ์ตัวล่างสุด เป็นชุดควบคุมสายอากาศScrewdriver เพื่อปรับย่านความถี่อัตโนมัติ

รูปภาพจาก QRZ NY9R

Ultimate HF Mobile Rig - Tarheel Antenna with Kenwood TS480 เปลี่ยนย่านความถี่ สายอากาศก็จะปรับให้ match โดยอัตโนมัติ

ภาพจาก KI5OLV QRZ / Facebook-POTA

เราจะหาวิธี การสร้าง HF Mobile Screwdriver Antenna เบื้องต้นจะทำตามแบบของ W6AAQ Don Johnson ซึ่งได้ชื่อว่า the father of the screwdriver antenna

"Don Johnson, W6AAQ (sk), is credited by many as the father of the screwdriver antenna. His was, in fact, not the first motorized antenna, nor was it the first to hide the unused portion of the loading coil inside of a sleeve (mast). He certainly popularize it, and perhaps that's all that counts. Perhaps unfortunately, and contrary to popular belief, he never patented or copyrighted his design."

"หลายๆ คนยกย่อง Don Johnson, W6AAQ (sk) ว่าเป็นบิดาแห่งเสาอากาศแบบไขควง อันที่จริงแล้ว เสาอากาศของเขาไม่ใช่เสาอากาศแบบใช้มอเตอร์ตัวแรก และไม่ใช่เสาอากาศตัวแรกที่ซ่อนขดลวดโหลดที่ไม่ได้ใช้งานไว้ภายในปลอก (เสา) แน่นอนว่าเขาเป็นผู้ทำให้เสาอากาศนี้เป็นที่นิยม และบางทีนั่นอาจเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด บางทีอาจเป็นเรื่องน่าเสียดาย และตรงกันข้ามกับความเชื่อทั่วไป เขาไม่เคยจดสิทธิบัตรหรือลิขสิทธิ์การออกแบบของเขาเลย"

ทำความเข้าใจ DK3 Screwdriver antenna ของ W6AAQ

How To Build a Screwdriver Antenna: by W6AAQ Don Johnson
Inside a DK3 design screwdriver antenna / picture
อ่านเพิ่ม เกี่ยวกับ HF Mobile & Portable Antenna

โครงสร้างสายอากาศแบ่งเป็นส่วนๆ ได้ดังนี้
1.Base unit เป็นท่อโลหะขนาด 2 นิ้ว ยาว 36 นิ้ว
2.Coil unit เป็นท่อ PVC ขนาด 1-1/2 นิ้ว ยาว 22 นิ้ว เมื่อพันลวดทองแดงแล้ว ต้องใส่เข้าไปใน base unit ได้หลวมๆ
3.ส่วนกระจายคลืน เป็น whip โลหะ ยาว 66 นิ้ว
4.Motor unit สำหรับขับเคลื่อน Coil unit
5.Control unit สำหรับควบคุมการหมุน Motor unit

1.Base Unit เป็นท่อโลหะประเภทใดก็ได้ ทองแดง อลูมิเนียม สแตนเลส ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 นิ้ว ยาวประมาณ 3 ฟุต (36 นิ้ว) ตัวเลือกที่เหมาะในบ้านเรา จะเป็น สแตนเลส ความหนา 1 mm ในเว็บ shopee เขาแบ่งขายที่ความยาว 1 เมตร นำมาตัด 90 cm เพื่อทำ base unit ที่เหลือ 10 cm จะนำมาทำฐานยึด

ปลายบนของ base unit จะต้องมีชิ้นส่วนที่จะเชื่อมระหว่าง base unit และ coil unit เรียกว่า finger stock ทำหน้าที่ สองประการ เป็นตัวเชื่อมทางไฟฟ้า และ ช่วยประคอง coil unit ให้อยู่ตรงกลาง base unit ชิ้นส่วนนี้ หาในไทยไม่ได้ จะต้องดัดแปลงเท่านั้น

ดัดแปลง finger stock แบบที่ 1 ใช้เหล็กสปริงแบน ยึด สี่ด้าน

ดัดแปลง finger stock แบบที่ 2 ใช้แผ่นทองแดงมาตัด และดัด แล้วใช้ขดลวดสปริงช่วยในการรัด

ดัดแปลง finger stock แบบที่ 3

ดัดแปลง finger stock แบบที่ 4 คล้ายๆ แบบ 2

2.Coil unit ส่วนนี้ เราจะพันลวดทองแดง ที่ไม่เคลือบน้ำยา บนแกนกลาง เป็นท่อที่ไม่ใช่โลหะ ท่ออาจจะเป็น ไฟเบอร์กลาส หรือ PVC ขนาดท่อ 1 1/2 นิ้ว ยาว 22 นิ้ว (56cm) ท่อจะต้องแข็งแรงพอสมควร และสวมไว้ใน base unit

W6AAQ แนะนำให้ใช้ Schedule 40 PVC pipe (white) 1-1/2 inch ถ้าซื้อในอเมริกา ลองหาคำตอบจาก Youtube / PVC Pipe Sizes โดย Schedule 40 PVC เมื่อเทียบกับในไทย คืออัตราทนแรงดันของน้ำ (ความหนาของท่อ ก็จะมากน้อยต่างกัน ในไทย ก็จะมีขนาดความหนา 8.5 , 10.5 , 13.5) ใน usa ขนาดท่อ 1-1/2 inch มี OD 1.9 นิ้ว / ท่อ 1-1/4 inch มี OD 1.66 นิ้ว

ในบ้านเราใช้ ท่อ PVC หาได้ง่ายสุด มี 3 แบบ ท่อร้อยสายไฟฟ้า สีขาว และสีเหลือง / ท่อน้ำ สีฟ้า ขนาดของท่อ PVC เช่น 1 1/4" เป็นเพียงชื่อเรียก แต่ไม่ใช่ขนาดที่วัดได้จริง ไปวัดขนาดที่ร้าน แล้วเลือกอันที่เหมาะสมกับงานของเรา โดยต้องพิจารณา รูปแบบการทำ finger stock ด้วย ว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลางเหลือเท่าไร

เลือกท่อ PVC ให้มีความหนา ทนแดด ทนUV ทนฝนได้

ท่อร้อยสายไฟฟ้า สีเหลือง ขนาด 1 1/4" หรือเบอร์ 35

วัดขนาดภายนอก

วัดขนาดภายใน

วัดขนาดภายนอก เป็น เซ็นติเมตร

ลวดทองแดง สำหรับพัน Coil ขนาดเบอร์ 16 ไม่เคลือบน้ำยา ยาว 75 ฟุต (23 เมตร) โดยพันให้มีความหนาแน่น 10 รอบต่อนิ้ว (10TPI) หรือจะใช้ลวดทองแดงเคลือบน้ำยา พันcoil เสร็จเรียบร้อยแล้ว ค่อยใช้กระดาษทรายขัดออก

ตารางนี้มาจาก The 'Screwdriver' Rapid QRV antenna หน้าสุดท้าย จะเห็นว่า ความถี่สูง ย่าน 20m ไปจนถึง 10m Active coil ใช้จำนวน 10 รอบ หรือน้อยกว่า

Coil ของ YAESU ATAS-120 ก็มีการพันจำนวนรอบต่อนิ้ว ไม่เท่ากัน

Screwdriver ในแบบ VE3EDY หน้า 47 ให้แนวทาง แบ่งพัน 5TPI ใน 1 นิ้วแรก ส่วนที่เหลือพัน 10TPI

ท่อแกน Coil unit ยังมีอีก 2 หน้าที่ ด้านบน จะเป็นที่ยึด ของ whip ในการกระจายคลื่น ด้านล่าง จะทำเป็นเกลียว เพื่อเป็นกลไก ให้ Coil unit เคลื่อนที่ขึ้นลงได้

รูปด้านบน

รูปด้านล่าง พร้อมกลไก การเลื่อน coil unit

3.ส่วนกระจายคลื่น เป็น whip โลหะ ยาว 66 นิ้ว (1.6 เมตร) อุปกรณ์ยึด whip อาจจะเป็นแบบ Quick connect

4.Motor unit สำหรับขับเคลื่อน Coil unit ต้นแบบใช้ ไขควงไฟฟ้า

ตัวเลือกอื่น เป็น DC Gear Motor 12V 100rpm (เลือก rpm ได้)

ในเอกสารการสร้าง DK3 แนะนำให้ใช้ SKIL Twist Cordless Screwdriver 2105 หรือ Master Mechanic cordless model 8521 ทั้งสอง ลักษณะคล้ายๆกัน ชาร์จไฟได้ (2.4v)

5.Control unit สำหรับควบคุมการหมุน Motor unit เป็นสวิทสลับขั้วไฟ บวกลบ ให้มอเตอร์

ในความคิดของผม ส่วนแรกที่ควรจะทำคือ finger stock จะลองดัดแปลง ทำตามแบบที่ 1 เลือกวัสดุเป็น แผ่นสแตนเลสสปริง ขนาดหนา 0.5mm กว้าง 10 cm ยาว 1 เมตร ราคารวมค่าส่ง 206 บาท เมื่อได้มาแล้ว จะมาลองตัดเป็นแผ่นเล็กๆ เจาะรู และหารูปแบบการดัดแผ่นสปริง

แผ่นสแตนเลสสปริง ขนาดหนา 0.5mm ได้ของมาแล้ว หนาเกินไป

จะลองสั่งใหม่ขนาด 0.08mm และลองสั่ง แผ่นทองแดง ขนาดหนา 0.1mm มาลองด้วย 2 รายการนี้ ราคารวมค่าส่ง 200 บาท

ได้ แผ่นสแตนเลสสปริง ขนาดหนา 0.08mm มาแล้ว ลองจับดูแล้ว มีความรู้สึกว่า อ่อนเกินไป เลยสั่ง 0.15mm และ 0.2mm มาลอง

ได้ แผ่นทองแดง ขนาดหนา 0.1mm อ่อนเกินไป ถ้าสั่งใหม่อาจะต้อง 0.3mm

มอเตอร์ เลือกตามรูปด้านบน DC Gear Motor 12V 100rpm ราคารวมค่าส่ง 79 บาท

เกลียวสำหรับเป็นกลไกให้ Coil unit เลื่อนขึ้นลง เรียกชื่อว่า สตัดสแตนเลส ขนาด M6 ยาว 1 เมตร ราคารวมค่าส่ง 7ุ6 บาท ตัวนี้ จะเป็นเกลียวไปตลอดความยาว 1 เมตร

ที่เลือกซื้อ สองรายการนี้ มาก่อน เพราะจะวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ แกนมอเตอร์ และ สตัด จะได้เป็นข้อมูลไปซื้อ คัปปิ้ง ข้อต่อเพลา

base unit ใช้ท่อสแตนเลส ขนาด 2 นิ้ว หนา 1 mm ยาว 1 เมตร ราคารวมค่าส่ง 243 บาท

ท่อสแตนเลส มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 48.8mm ส่วนท่อPVC สีเหลือง 1-1/4 นิ้ว มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 42mm ถ้าพันลวดทองแดง น่าจะเป็น 45mm เหลือระยะห่าง 3mm เดี๋ยวของมาครบค่อยมาดูอีกทีว่าจะต้องลดขนาดท่อ PVC เป็น 1 นิ้ว หรือไม่

ท่อสแตนเลส มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50.8mm ปลายท่อบุบ ระหว่างการขนส่ง

ความหนา 0.87 mm

สตัดสแตนเลส ขนาด M6 เส้นผ่านศูนย์กลาง 5.89 mm

ขนาดของ Motor เส้นผ่านศูนย์กลาง 24.85mm ประมาณ 1 นิ้ว ยาว 5.5 cm

แกนของ Motor ขนาด 4 mm ยาว 1 cm

คับปิ้ง ข้อต่อเพลา 4mm to 6mm ราคารวมค่าส่ง 48 บาท

ได้ข้อต่อเพลา มาตามรูป ตัว สกูร ต้องใช้ ประแจ หกเหลี่ยมไข

ทดลองต่อเข้ากับ มอเตอร์ และ สตัดสแตนเลส ใส่ได้หลวมนิดหน่อย

HF Mobile & Portable Antenna

February 28, 2025 E25 Radio Amateur Extra

สายอากาศสำหรับ นักเดินทาง ท่องเที่ยว แคมป์ปิ้ง สายอากาศติดรถยนต์ เหมาะสำหรับไปทำกิจกรรม POTA จอดรถใน Park แล้วออกอากาศได้เลย สายอากาศนี้ ยังเหมาะสำหรับเหตุการณ์ ที่ต้องการความรวดเร็วในการติดตั้ง และออกอากาศ ในสถานะการณ์ไม่ปกติ

ข้อจำกัดของสายอากาศ คือเรื่องความยาว ในย่าน 10m (28MHz) ถ้าติดตั้ง สายอากาศ 1/4 Lambda ก็ยาว 2.5 เมตร นักออกแบบสายอากาศ ต้องบาลานซ์กันระหว่าง ประสิทธิภาพ และความยาว ของสายอากาศ ในอเมริกา จำกัดความสูงของสายอากาศ ขณะที่รถวิ่ง ไว้ที่ 4 เมตร จากพื้นถนน ถึง ปลาย whip

Pete Wilson, K4CAV เขียนไว้ว่า เขาเป็นนักวิทยุสมัครเล่น ตั้งแต่ 1955 เดินทางด้วย motorhome กว่า 150,000 miles ในเวลา 13 ปี ใช้สายอากาศติดรถยนต์ มาหลายชนิด " I am convinced that the Screwdriver Antenna is the best compromise I have seen so far." Screwdriver Antenna เป็นทางเลือกดีที่สุด เท่าที่เคยใช้มา The ARRL Antenna Compendium Vol 7 หน้า 89

Ronald Pariseau ได้ตอบความเห็นหนึ่งในกลุ่ม Making Antennas for Amateur Radio " I have used many antennas mobile in my 64 years in ham radio, and by far the best "compromise" antenna is the screwdriver, 225 DXCC countries less than 50 watts mobile in a year and a half, being a tech on the road alot has many benefit " // ใช้เสาอากาศ Mobile หลายแบบ ในช่วง 64 ปี ที่เป็นวิทยุสมัครเล่น และเสาอากาศ "ประนีประนอม" ที่ดีที่สุดคือ Screwdriver ติดต่อ DXCC มาแล้ว 225 ประเทศ ใช้กำลังส่งน้อยกว่า 50 วัตต์ ในหนึ่งปีครึ่ง การเป็นช่างเทคนิคที่ต้องเดินทางบ่อยๆ มีประโยชน์มากมาย

Mobile amateur radio operators เว็บที่เขียนเกี่ยวกับ Mobile Operators

The ARRL Antenna Book for Radio Communications, 24th Edition เขียนถึง HF MOBILE ANTENNA FUNDAMENTALS ในบท 21

The ARRL Antenna Book for Radio Communications, 20th Edition Chapter 16 THE “SCREWDRIVER” MOBILE ANTENNA หน้า 16-16 ถึง 16-21

40 Years of HF Mobileering, Antennas, Installations, Tuners, A Compendium 1988 Don Johnson, W6AAQ

The ARRL's portable antenna handbook

ScrewDriver Antenna สายอากาศติดรถยนต์ในย่าน HF ที่ออกแบบให้ใช้งานได้หลายย่านความถี่ตั้งแต่ 3.5 - 30 MHz โดยออกแบบให้ Center Loading Coil สามารถปรับค่าได้ ด้วย มอเตอร์ ถ้าใช้งานความถี่ต่ำ ก็จะปรับให้ Center Loading Coil ให้มีค่ามาก ถ้าความถี่สูงขึ้น ก็ลดค่า Center Loading Coil ลงมา

โดยปกติ สายอากาศ ที่ใช้ Loading Coil ที่มีค่าคงที่ มักจะมี bandwidth แคบ ณ.ความถี่หนึ่ง ScrewDriver Antenna ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ เพราะสามารถปรับค่า Loading Coil ให้เหมาะสมกับความถี่ที่ต้องการ

diamond sd330

Don Johnson, W6AAQ เป็นผู้ออกแบบ และเผยแพร่ DK3 ScrewDriver Antenna เมื่อ 18 march 1991 เขียนคำแนะนำว่าใช้กับอะไรได้บ้าง Mobile - RVs - Portable - Motorhome / Use two as Horizontal dipole / In use in apartments - mobile home parks - hotels

นอกจากติดรถยนต์แล้ว ยังนำไปใช้ในสถานที่ ที่มีพื้นที่จำกัด เช่น ระเบียงห้องพัก คอนโด โรงแรม

สายอากาศประเภทนี้ ที่มีขายในไทย DIAMOND ANTENNA SD330 HF ราคา 16,900 บาท Link Diamond JP