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2012年7月1日 - 2012年7月7日の1件の記事

2012年7月 7日 (土)

次のテーマはLANによるAC電源コントローラー2号機

小物の工作にはまってしまった(6/24/2012)
 P10のデータロガー用にUSBシリアルアダプターを組み込んでから、小物の工作が面白くて手が止まらなくなってしまった。USBシリアルアダプターならAitendoで、もうひとつ別のアダプターを買ってある。こちらの石は定番のCP2102だ。Prolificのものより¥100高い¥600だが、それでも他より安い。

 ただ、何故かこれもUSBのソケットがAタイプである。このままだとTTLのシリアル線を引き回すことになりUSBの長所が生かされない。こいつもP-10のときと同様、USBソケットのミニBにしてやろうと手が勝手に動いた。

S_p7025067 そういえば、以前秋月でUSBのミニBソケットをブレークアウト基板につけたものを、必要もないのにいくつも買ってあったのを思い出した(¥200)。これを使えば面倒なソケットの表面実装のハンダ付けをしないですむ。

 例によって低温ハンダを使ってAタイプソケットをアダプターから取り外し、小さく切った基板の上にミニBの基板を載せてUSBアダプターを作り替えた。次のプロジェクトを何にするか、なかなか決まらないときは、こうして何も考えずに手を動かしているのが一番気が紛れる。

 簡単に出来たので、早速PCで動作試験をやる。うーむ、こちらの方が安定しているな。現在のP-10に入っているProlificのUSBアダプターは、USBのポートによっては認識しない時があったり、COM番号がやたらと飛んだりして扱いにくいが、こいつはどのUSBポートに入れても常にCOM3を維持して問題なくCOMポートが開く。

 P-10の方に換装したくなったが、かなりおおがかりな工作が必要なことがわかって断念した(USBソケットをケースから出すために基板かケースを大きく削る必要)。まあ、USB-TTLシリアルは使うところが多いのでこの基板は無駄にならないだろう。

アクリル曲げ器の実用品工作第二弾は006P電池ケース(6/26/2012)
 次にはまったのが、このあいだのLM2735を使った006P電池の充電池化の続きである。この回の記事(STM32F107のTFT液晶のフォントを大きくする 2012/3/13)に詳しいいきさつが載っている。

 要は、使用頻度の高い006PをDC-DCコンバーターLM2735を使ってリチウムバッテリーで充電池化しようというものである。コンバーター基板の部分は既に完成している。このLM2735は、500mAまで電流の流せる優れもので、これまでにフォトフレームや、ガイガーカウンターに使ってとても具合が良い。電圧も5Vから20Vまで可変できる。

S_p3114786 基板の動作確認までやり、リチウムバッテリーは、インドアプレーン用の350mAhのものを既に準備してあるが、実際の組み込みはまだやっていない。006Pと同じサイズの容器を作り、この基板とリチウム電池を中に入れて実装することが最終目的だ。

 容器は、アクリル板をアクリル曲げ器で曲げて作ることにしている。このあいだ時計の自動巻き機のフレームを3ミリアクリル板から作ったのに続いて実用品制作の第二弾である。

 その前に、電池の端子板を用意する必要がある。どこにもある006P用のソケットから作ることも出来るが、ここはこだわって本物の電池のものを使うことにする。使い終わった006P電池をばらして、電池の端子部分を回収した。

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 006Pを分解した写真は、ウェブサイトで何度か見ており、電池は横積みで積層されているものと思っていたが、今回ばらした電池は、、電池が縦置きだった。ウェブを調べてみると、最近は縦置きもあるらしい。中のセルは単6と呼ばれているそうだ。

 それはともかく、次は、いよいよアクリルを曲げて容器を作る工程だ。コの字型にアクリルを曲げ、この上に先ほどの端子板を固定する。これでうまく行ったら、残りの面をL字に曲げた辺で覆うという目算である。

 006Pの電池のサイズを測り、2ミリアクリル板に採寸する。アクリル曲げ器の工作にも大分慣れてきた。治具は必ずしも必須ではない。こつは、急速にアクリルが柔らかくなった時、あわてずに、ちゃんと微調整すれば望みのものが出来上がる。

S_p6265048 2ミリのアクリル板は、3ミリに較べると柔らかくなる速度が速く、最初は、やはりうまくいかなった。どうしても辺がちぐはぐになってしまう。アクリル板は、古くなったCD-ROMのケースでいくらでもある。再度挑戦する。2つ目のケースは、結構、綺麗に縦横が揃った。

 次の課題は、電池と基板の固定をどうするかだ。それと、リチウム電池の保護である。こういうリチウムポリマー電池の外装を傷つけることは厳禁である。傷のついたところが発熱し、連鎖反応で最後は発火する危険がある。基板のハンダ面に保護シートを当てれば、リチウム電池に傷をつけることはなさそうだが、まだシートはつけていない。テストで入れるたびに冷や冷やする。

LM2735を使った充電式006Pが形になった(6/28/2012)

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 リチウム電池の保護は、スチロール製のフィルムを下敷きにしてハンダ面を保護し、006Pは、何とか、原型の大きさに実装することが出来た。容器を密閉することはまだ考えていない。どうやって固定するかが悩ましかったが、ケーブルやケースの剛性で一旦ケースに入れると簡単にははずれてこない。

 ただ、テストしているときに重大な問題に気づいた。LM2735は無負荷でも、8mAもの電流が流れるのである。以前、HT7750のコンバーターで遊んだ時は、無負荷のときは殆ど電流が流れなかったので、LM2735も大丈夫だと思っていたが、このままでは、あっというまに電池がなくなってしまう。

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 使い勝手は極端に悪くなるが、とりあえず小さいスイッチを基板に載せて運用することにする。手持ちの基板用の極小スイッチが何とか入りそうなので急遽追加する。

 ケーブルがはみ出してまだ完全ではないが、色々な機器で試してみる。チューニングメーターだけがケースが出っ張って入らなかった。ただし通電では問題なし。秋月のDVMや、ストロベリーのLCメーターは問題なく入って完動した。電圧は半固定抵抗器で自由に変えられる。

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 記念撮影をする。ちょっとかっこ良い。満足である。まだ、ケースが全部を覆っているわけではなく、スイッチがあるので電源の入り切りのたびに、ケースから電池を取り出す必要がある。実用にはまだ程遠い。

 ただ、これ以上の方策があるわけでもない。半年近く時間をかけているが、とりあえずLM2735のDC-DCコンバータープロジェクトはこれで一段落させることにする。どこかの機械に常駐させて運用してみよう。

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追記:このLM2735基板には、ガイガーカウンターにもつけた過放電防止回路がついている。リチウムバッテリーの過放電は電池を駄目にするし無理に充電することは危険だからだ。リセットICとダイオード、FETで3.3V近辺で切れるようになっている。

 過放電防止回路のテストはやってある。負荷のLEDが点滅するところまで確認した。最初、もっと早いサイクルで点滅し、電池などに悪影響があるかと心配したが、10mA程度の負荷だと、5秒点灯しては、電池が3V以下になって消灯し、15秒程度で3.5V以上に回復してまた点灯のサイクルを繰り返すことがわかった。いずれ点かなくなる。この程度の発振ならまあ問題ないだろう。

次のプロジェクトはLANを使ったAC電源コントローラー2号機か(6/29/2012)
 手を動かしながら実は、あれこれ次の研究テーマを考えていた。未使用の部品の活用だけで考えるのも夢がない。もうすこし発展的なテーマはないかと頭をひねる。候補を沢山出して次のプロジェクトを探す。

 グラフィック気圧計完成以来、大掛かりなプロジェクトへの熱意が下がってしまっている。意欲が回復するのを待つため、細かい小物の製作に励んでいた。PCのまわりには、これまでに作った工作品が所狭しと並んでいる。

 PCデスクの横には、LANによるプリンター電源制御アダプター、時計自動巻き機、グラフィック気圧計が通電されたまま並び、左の棚には、Xbeeのラジコン車と、ガイガーカウンター2つ、LPCMプレーヤー2台が置いてある。奥のガラスケースには山ほど基板が重なっている。考えてみれば電子工作を始めてもう5年近くなるのだ。

 周りからの要望もある。ガイガーカウンターは欲しいと友人から言われているのだが、電池が特殊で充電機構がついていないので、そのまま差し上げるわけには行かない。ガイガー管の買い置きがあるので、もう一台作っても良い。高圧関係の部品も余っている。

 LANによるAC電源の制御装置は結婚して独立した娘から注文を受けている。プリンターが少し離れたところにある場合は非常に効果的だ。この機械はマイクロチップ社のイーサネットIC ENC28J60を使って、HTML(ブラウザー)でAC電源を入り切りするもので、電源の電解コンデンサーがいかれた以外は、しっかり当研究所のプリンター電源の制御に活躍している。

 頼まれているうちが花である。そうだ、結婚祝いを兼ねてこの2号機を作ってやろうか。NICチップもひとつ余っている。久しぶりに、開発の時お手本にしたドイツのサイトを訪れた。ここに通いつめていたのは4年も前のことだが、あまり状況は変わっていないようだ。

 新たな要件は特にないが、しいて不満をあげるなら、ケースが小さくてACコードを直接引き出したので、とりまわしが面倒なこと、それとMACアドレスや、IPアドレスがハードコーディングされており、コンパイルしないと変更できないことなどだった。

 そうか、ちょうど余っているAitendoのUSB-TTLアダプターを使ってUART経由でIPアドレスの設定などができるようにしてやればよい。コードの引き回しはケースをあらかじめ調べて、インレットを付ければ楽になる。

 ケースはファンクションジェネレーターの時に使ったタカチの金属ケース(YMシリーズ)が見栄えが良いのでそれにしてやろう。予備のENC28J60も無駄にならない。俄然やる気が出てきた。必要な部品を部品棚から少しづつ取り出してひとまとめにしていく。心楽しい時間である。

 レイアウトを考える。ACアダプターは、やっぱり、前と同様、中にコンセントを設けてそこへアダプターを差し込む方式しかないか。基板用の電源ユニットは、相変わらず¥1500近くするので、コスト的にはこれが一番安い。

2号機の部品を揃え始めた(7/3/2012)
  昨日、仕事の帰り秋葉原に寄って2号機のための部品を調達した。ケースは、金属ケースYM130を選んだ。これなら改善ポイントのインレットも入る。ところが、定番の店、千石電商には候補にしていたYM130とYM150が狙ったかのように品切れになっていた。

 あわてて、ラジオデパートに戻り2Fのケース屋(エスエス無線)を探す。良かった。欠番になったわけではなかった。ちゃんと出てきた。ほっと胸をなでおろす。

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 リレーは前と同じメカニカルリレー(千石でパワーリレーG2R-1E ¥420)を選ぶ。電源は秋月のACアダプター(5V 1A ¥600 )を入手。この前、コンデンサーがパンクした製品と全く同じだが、まあ、改善されていると考えよう。

 買って帰ってきて早速大雑把なレイアウトをしてみる。今度のケースは背が低く、リレーが縦置きできないことが判明。ACアダプターのドーター基板に載せることにする。LEDとスイッチの実装に頭を悩ませていたのだが、このドーター基板を使って解決できることを発見した。

 昔、買ったまま使っていなかった横置きの基板用タクトスイッチである。これをドーター基板に固定すると、スイッチのボタン部分がぴったり上蓋に出てくる。前は、スチロール棒を工夫して縦に立て、基板上のスイッチを押すようにしていたが、そんな手間が全く必要なくなった。

S_p7025068 いやあ、はたから見れば何が嬉しいのかわからないだろうけれど、こういう不要余剰部品が何かのアイデアで役に立つ機会が出来て、しかも、それが懸案を解決したとなると、すこぶる気分が良い。生きとし生けるものを、ちゃんと生かせて上げるのが生きがいというものである(大げさな)。

 インレット、アウトレット、リレー、ヒューズボックスを実際のケースに置いて、すこしづつ詳細なレイアウトを決めていく。何とか入りそうだ。

ケースの工作は順調に進む(7/6/2012)
 久しぶりのケースの工作である。しかも金属ケースだ。心が躍る。おおまかな見取り図を描き、作業項目をリストアップして、ひとつづつつぶしていく。亡くなった親父から「段取り8分」(計画をキッチリ作れば8割出来たも同然)と口やかましく言われたのが今でも役に立っている。自分は娘たちにしっかり教えただろうかと自問自答する。

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 サーキュラーソー、ドリルスタンドなど工具を揃えたお陰で進捗はスムーズだ。インレットなどの大きな口を開けなければならないところは、昔使ったピラニア糸鋸が活躍した。アルミなので作業はプラスチック気分で出来る。

 ネジを使わずバネで固定するアウトレットの穴をドーター基板に開ける工程も、ぴったりサイズが開いた。以前のケース工作では、大きく開けすぎて冷や汗をかいたことのある工程である。あらかじめ部品のサイズを厳密に測り、正確に製図すること、やすりで広げる時も不精しないでこまめにチェックすることが秘訣のようだ。

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 2日間延べ8時間程度で、おおよその穴あけや基板切り出しは終了した。部品を仮止めして具合を確かめる。ありゃりゃ、ヒューズボックスの端子が2~3回折り曲げただけで折れてしまった。うーむ、やっぱり安物を買ったのは良くなかったか(それでも¥120もする)。

 誤算は、基板のスペースが思ったより狭く、ヒューズボックスをドーター基板に移す必要が出たことである。ヒューズの交換がやりにくくなるが、USBシリアルを入れるためには仕方がない。

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 それでも、短時間にこれだけの工作が出来るようになったかと少し嬉しくなる。勿論道具が揃ったこともあるが、技術力も向上しているに違いないと自己満足する。

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