電子工作

電源電圧計(実車テスト中)

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 とりあえずケースに組み込んで実車テストです。

電源電圧計実装テスト
 走行中の電圧表示
 右に見えているのはA/Tシフトインジケータ

 以前に作ったA/Tシフトインジケータの横に置いて、電源を結線して実車でテストです。
 日中の利用で明るさ的に問題ないか、ディマー表示時の明るさは眩しくないかなどを確認中。

 思った以上に7SEG-LEDが明るく、スモークアクリルを用いなくても十分のようです。
 ケースはテイシンのTB-50に入れました。
 実際はシフトインジケータの奥にはさらにターボメータ(過給圧メータ)も置かれており、このステアリングの右側に空いていた部分はほぼ満席状態になりそうです。
 写真のようには置けないので、どこかが2階建てになるかもしれません。

 また、入力チャネル2になるECUの出力もどれか決めなければなりません。
 実装完了までは、まだまだかかりそうです。

 表示の更新はほぼ1秒ごとですが、十分な感じです。特に短時間での変化量が現れる入力でなければ気になる状態ではありません。

電源電圧計(製作中)

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 どうも車のバッテリーの弱り具合が酷いようなので、しばらく寝かしていたものを完成しました。

電源電圧計
 車載用電源電圧計
 実験用電源(テスターで計測すると11.97V)の電源電圧値が出ている

 先般の記事で居酒屋ガレージ店主さんがご指摘あったようにトランジスタアレイを使ってLEDをドライブします。
 CPUには手持ちの関係でPIC16F88を使用しました。アナログ入力2チャンネルで、1チャンネルは電源を分圧抵抗で測定できる電圧まで下げて測定します。
 分圧後または直接の入力は表面実装のオペアンプであるμPC1251でボルテージフォロワにして受けてPICのアナログ入力に投入します。μPC1251はLM358と同じく、入出力ともRtoRではなく、電源電圧-1.5Vまでぐらいしか入力も出力も出せませんので、最大3.5V程度までの入力となります。

車載電圧計裏面
 裏面の配線
 まだ、仮配線もあるのでちょっと...

 入力・出力ともピンを使い切った状態なため、VREF入力を投入できませんでしたのでVREF=VDDで5Vとして10bit-A/Dを掛け、表示したい数値に正規化(単なる計算ですが)して数字の7SEGフォントへ変換し点灯セグメントと桁の出力をします。もちろん3桁分全部を表示させるポートがありませんので、3桁ダイナミック表示です。アノードコモンのLEDですが、コモン側はトランジスタで、セグメント側はトランジスタアレイでドライブします。そのまま接続するとPICの定格消費電力値を超えてしまうからです。

 計算上の有効桁数が怪しいのですが、テスターの読み取り数値と比べて小数点以下1桁は充分精度がでているようです。計算は整数演算ですので端数切り落としになり、実際の値からは低めに出る事が予想されます。計測は32回行って平均した値を取り、約0.5秒ごとに更新します。
 実際に車載テストを行いましたが、走行時はACC電源の場合、13.8Vをキープし±0.2V位で変動する位でした。停車時は主灯のオン・オフ、ブレーキランプの点灯など負荷の具合で多少の変動も観察できましたので、まずまず使い物になるようです。

 今回配線を引き回すのが面倒くさかったので実車試験していませんが、コンソールのバックライト照明点灯(DIM)信号の入力をすることで、車幅灯以上を点灯すると表示ループの部分でソフトウェア的に表示デューティを変更して減光する機能もあります。

 あとは必要な配線の引き出し・取り回しとケース加工をして車載実装をする予定です。
 が、次に進むのはいつになる事やら...。
 実際の車載機器としては保護回路やら必要なのですが、あくまでも自己責任ということでかなりはしょっています。

便利小物(#9)

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 最近、細かいハンダ付けが続いているので導入しました。

プリント基板用フラックス
 プリント基板用フラックス 無洗浄RMAタイプ
 大洋電機産業株式会社(goot) BS-75B

 前回のZIFソケットやICソケットへのハンダ付けのピン側ではなく、ソケット側)をするときなど、非常にハンダのノリが悪いのです。高活性ロジンのハンダを使ってはいますが、それでもハンダのノリと流れが悪くハンダ付け不良やソケット基材などへの熱損傷が危惧されます。
 また、表面実装用ハーフピッチの多ピンICを使用する事になったので、そのための対策でもあります。

 ハンダ付け前に、ハンダ付けを行うピンや部位に薄く塗ってからハンダ付けすることできれいに流れてノリもばっちりでハンダ付けができます。もちろんつけすぎるとよく無いことは言うまでもありません。
 また、高インピーダンスでリークする電流が無視できないような場合は、ハンダ付け後に洗浄を行う必要がある場合もあることを忘れてはいけません。

 ちょっとした小物ですが、かなり細かいハンダ付け作業などに威力を発揮します。RMAタイプは非腐食性に優れた上に低残渣ですから、ハンダ付け後の経時変化もそれほど気にしなくとも良いでしょう。
 無くてもそれほど困らないかもしれませんが、あると快適にハンダ付けできると思います。ただし、ぺったりと塗ると周辺も含めて良く流れすぎてしまい、隣とブリッジする状態になることもありますので、通常の場合以上にハンダの量は慎重に調節しながらハンダ付けしなければなりません。

ZIFソケット

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 以前に紹介したどうやらパチモンくさい(笑)ソケットを購入。

TFXTDOL 18pin
 TFXTDOL 18pin

 もう、見るからにコピー品と言わぬばかりの色といい、形状といい、もう笑かしてくれます。
前回の記事にも紹介しましたが、このソケットの本家というかオリジナルであるTEXTOOLのソケットの場合は、コンタクト部分が信頼性向上のために金メッキされていますが、こちらはニッケルめっきかなにかのまま。

 実際に使うには開発中のターゲットに実装する必要があるのですが、ピンが挿入するデバイスのピンをつかむようにするためにV字のリーフ型になっており、実装部のピンの形状が通常の丸ピンソケットなどでは挿入できません。

TFXTDOL ピン形状
 ピンの形状
 このように横に平たい形状のため丸ピンソケットに挿入できない

 仕方がありませんので、このソケットの下に丸ピンのICソケットをハンダ付けしてゲタを履かせます。

TFXTDOL ソケットつき
 ゲタを履かせた状態
 さらに下にゲタがあるが気にしないでください

 ソケットにソケットをハンダづけする際に、ハンダののりがかなり悪い事もあるため、フラックスを少し塗ってからハンダ付けすると、導通不良やソケットのプラスチック部が焼けるほどコテを当てないとハンダが付かない状態が避けられます。

 一応いままでの丸ピンのゲタ(ラッピング用のICソケットをはさんだもの)も含めて、開発時のデバイスの抜き差しにIC引き抜き工具(以前の記事を参照)を使う必要が無くなりました。
 おかげで、デバッグ時のデバイスの書込み→実装→実行テスト→取り外し→デバッグという繰り返しにデバイスの抜き差しに対するストレスがかなり軽減されました。

 ただし、いかんせんパチもんですので、それほど信頼性があるのかどうかは疑問が残る点がありますが...。

便利小物(#8)

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 かなりの期間悩んだあげく、購入しました。

ポリイミドテープ
 ポリイミドテープ
 たぶん、一生のうちに使い切らないと思う
 10mm幅:寺岡製作所 No.650S #25(商品名:カプトンテープ)
 20mm幅:NITTO No.360UL

 前々から欲しかったのですが、日本橋ではなかなかお目見えせず、もどかしく思っていたのが最近ぼちぼちとみかけるようになりました。
ポリイミド粘着テープは通常の鉛入りハンダの溶融温度ぐらいであれば余裕で耐えてなんともありません。リフローのマスキング用テープとしても使われているようです。また暗いオレンジ色のフレキシブルプリント基板のベースとしてもポリイミド樹脂は使用されており、ポリイミド樹脂のフィルム自体は目にする機会は比較的あるのではないでしょうか。
 使用例として居酒屋ガレージさんのところで使われていた(充電式エボルタとサイクルエナジー#7)ように二次電池の外装絶縁にも使えます。

 で、何に使うかというと、表面実装タイプの多ピンデバイスを2.54mmの両面スルーホールのユニバーサル基板に実装するときに、こいつに貼付けて載せるためです。これはChaNさんのサイトELMで拝見して見つけて、こりゃいいわ!と感心しきり。実際に表面実装する事が無かったのでそれほど必要性は無かったのですが、制作物でどうしても8p-SOPを使う必要ができてしまい、探していたのです。 
 始めに見つけたのはテクノベースでした。その後、千石電商の大阪日本橋店、次いでシリコンハウスにも置き始めて選択肢が増えた事もあり、思い切って上記のテープを購入した次第。
 相当に勇気がいる価格の商品です。写真の2本の購入費で工具の高級なものが2〜3台買えるのではないか思えるほどです。もう、散財気分を満喫できます。

デバイス実装
 実装サンプル
 このパッケージ(SOP)は1.27mmピッチである

配線状態
 配線した状態

 このように表面実装部品をポリイミドテープの上にボンド付けして固定、その状態でポリウレタン線(UEW)で配線を行います。部品の固定にはセメダインスーパーXのようなある程度高温に耐え、熱膨張係数の違うものを貼り合わせても大丈夫な接着剤がよいでしょう。
 使用している両面スルーホールの基板であってもオモテ・ウラの両面ともにデバイスを実装できるため、非常に高密度で手配線実装する事ができます。
 ただし、ピン間が狭いのでハンダづけはかなり修行状態と言えなくありません。掲載の写真もあまりお見せできるような上手なハンダ付け状態ではないのでお恥ずかしい限りで申し訳ありません。

リモコン修理

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 通勤必携、広帯域無線受信機のリモコンが壊れました。

EDS-12
 EDS-12
 リモコン本体の左にあるのが内部断線しているコネクタプラグ

 JR西日本で通勤しているのですがあまりにも事故、急病人救護、乗客同士のトラブル、車両故障による点検、踏み切りの無理な横断を含む線路内への人の立ち入り、防護無線の発報などによる遅延が頻繁にあるため、乗る前と乗車中は列車無線を参考にしています。最後尾、先頭車両の運転台近くにいると否が応でも聞こえてきますが。
 おかげでなにかあっても理由が早くわかるため、ちょっと心の余裕がもてます。あくまでも遅れることを防止はできませんけど。

 で、使用しているのがAlincoのDJ-X8。以前IC-R1があったのですが、どうもかなり前に勝手に処分されたらしく見当たらずやむなく購入。
 この受信機の便利なところはリモコンEDS-12を使うと、本体に手を触れずにバンド変更や周波数のアップダウン、ボリューム調節ができることです。

 アンテナも強電界地域ならSMAコネクタに装着する付属アンテナを使用しなくとも、イヤホンジャックのラインをアンテナにすることで受信できますので、本体からはリモコンの線だけしか出ないため目立たずに使用できます。
 さらにこのリモコンの便利なところはステレオライン入力があり、非受信のときはライン入力の信号をイヤホンに伝え、受信すると瞬時に受信音声に切り替わるため、無声期間が長い局のワッチには最適です。
 ステレオ入力なのでiPodなどのポータブルオーディオのイヤホン出力を突っ込んで、リモコンのイヤホン端子にステレオミニプラグのイヤホンを挿せばそのまま音楽を聴くことができます。

 と、まあ、けっこう便利なのですが、どうもこのプラグ部分のケーブル外装がきっちり固定できていなく、引っ張りに対して微妙な弱さがあります。現在2代目。
 この本体側に接続する4極のミニプラグが内部断線を起こして接触不良状態になり、大変不具合に陥ります。聞こえたり、聞こえなかったり、完全に聞こえなくなってしまって、コネクタの首の部分を触ると聞こえてくるなど明らかな内部断線です。
 メーカーでは付属品の修理はしていないとの事でしたので、仕方なく修理することにしました。

コネクタ分解
 コネクタ分解
 上がリモコンのオリジナル、下がテイシンのコネクタ

 4極ミニプラグはテイシンからも出ていますのでそちらを購入して電極の順序をあわせてリモコンの線を切り離して再度端末加工をし、半田付けして修理します。
 写真の白い線がどうも引っ張られることで微妙に線材に移動が起こり、断線を起こすようです。
 リモコンのコネクタは樹脂モールドになってしまっていますので分解するともう使えません。修理にはこのように別のコネクタに付け替えをしなければなりません。
 中心の2極は大変デリケートで、半田付けには注意が必要です。

新たなコネクタ
 新たなコネクタ
 シールド側のケーブル止めのカシメは圧着端子用で作業

 使用されている線材はどうも高級なようで、UEWの撚り線らしく、銅の赤銅色をしていますがテスターなどで電極を当てても導通が確認できません。また、心材に繊維が通してあり引っ張り強度を上げているようです。このように良い線材を使っているのですが、コネクタ内部での線の引張りには弱いようで、半田付けしている部分の極短い部分で断線を起こしてしまうようです。

 また、本体側のコネクタジャックの外周に1mm程度の高さのリングがあり、そのままでは元の無線機本体にはテイシンのコネクタ外装が当たって挿入できませんので、外装のプラスチックを削り落としてしまう必要があります。なんとか導通チェックも済ませて本体に接続して動作確認。無事修理完了です。

動作確認
 動作確認

 細身のコネクタを使うのは小型化の手段だとは思いますが、一般部品でそのまま対応できないのが難点でしょうか。

なんか違うんです

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 よく抜き差しするデバイスや入替を前提としたデバイスのソケットです。

TFXTDOL
 よく見ると...

 バーンイン用ソケット/ZIF(Zero Insertion Force)ソケットの代名詞、と言えば3MのTextoolTMブランドです。
 大変堅牢でしっかりした作り、コンタクトも金メッキですし、安心して使えるのですが、価格が一瞬躊躇するほど高いのが難点です。

 と、思いつつ「お、えらい安いやん?」と目にとまったのがコレ。

 よぉ〜く見ると、TEXTOOLではありません(笑)。
 なにかの間違いかとも思ったのですが、違うというのが正しい(ああ、ややこしい)のです。

 じっくり見てみると、綴りが
 正)TEXTOOL
 異)TFXTDOL
 で、ほとんど間違い探しの世界です。
 色もほとんど同じ。抜き差し時のハンドルもよく似ています。形状は3Mのものよりちょっと小振りで、コンタクトの金メッキはありませんでした。

 まあ、激安なんですが。

トラブル続き

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 最近、更新が遅れてしまっていたりしましたが、いろいろとマシントラブルが起こっていました。

マザーボード
 マザーボード(GIGABYTE GA-8IPE1000 Pro2)

 まず、マザーボード。この暑さで調子が悪くなったのか、頻繁に勝手に電源が切れたりリブートがかかったりしていたのですが、そのうち起動時にメモリの認識が悪くなったりしてきました。
 だましだまし使っていたのですが、どうにも調子が悪すぎ。
 撮影したデータ一切合財をHDDに入れていたのでなんとも作業効率が悪く、記事の編集もままなりません。そんなこんなで、データを加工したりすることが滞り、更新ができなくなってしまいました。
 仕方がないので、別のMacG4にてバックアップデータなどからなんとか苦労しながら作業。

 それでも一縷の望みをかけていたのですが、ついにBIOS画面も起動せず。
 もう、手も足も出なくなってしまいました。

 仕方がありませんので、ハードディスク以外はごっそり入れ替えです。
 ただし、シリアルポートやプリンタポート(ハードウェアキーが必要なソフトもある)などのレガシーなデバイスが必要なマザーボードが必要です。しかし、最近のトレンドではUSBにすべて移行するようでして、そんなポートがついているマザーボードは限られています。
 もう、ゲームはしないのでという割り切りで、オンボードグラフィックチップ、シリアルポート、パラレルポート、P-ATAがある一番ローエンド級のマザーボードをメインに、CPU、メモリの換装、データ移行用のためのS-ATAのドライブの増設、これまた調子が悪かった光学ドライブをDVD-RW(DL)に変更しました。
 電源も現状のATXの規格に合っていませんので、静音タイプの新しい規格の電源に変更。

 これら一切をヨドバシでカード決済(涙)で購入、重たい思いをしながら持ち帰りして現状のケースに組み込み。筐体の吸気ファンを増設しました。
 先ほど組みあがって起動を確認したのですが、ハードウェアの構成が大幅に変わったためライセンスの再認証をさせられます。そこで、ネットワーク経由で再認証を行おうとしたところ、ネットワークにつながりません。おかげで電話しろといわれる始末です。ドライバ類がすべて更新されたのにも拘らずつながらないのです。
 よもやとは思いながらLANの工作部屋にあるHUBを見ると電源が入っていません。
 電源の100Vはちゃんと供給されているので、筐体の中でトラブルと思って見てあけてみるとこれ。

焼損電源
 電源がかなり焼損しかけ

 どうやら電源が損傷して動作しなくなったようなのです。
 ショットキーダイオードと思しき近辺がかなり黒こげ状態。やっぱりですが裏側の半田も熱損傷して浮いています。

半田クラック
 半田が浮いている

 さあ、裏側を見るとかなり痛んでいます。パターンは浮いているしリードは酸化して黒くなっているし、相当です。ふと、横をみると電解コンデンサも噴いています。

よだれコンデンサ
 よだれつきコンデンサ

 これはあかんと思い、はずしてしまいました。
 定格が105℃の1000uF/6.3V。さすがにこのような低圧の定格の大容量コンデンサで、105℃タイプは手持ちにありませんので買いに行かなければなりません。
 とりあえず、HUBに+5Vを実験用電源から供給するとちゃんと動作しましたので、どうやら電源だけのトラブルのようです。

 ネットワークにつながらないでは何もできないので、仕方なくかなり昔に使っていた10Base-Tのスイッチングでは「ない」HUBをつなぎなおし。馬鹿ハブで高トラフィックが発生すると競合が発生して激遅になります(涙)。

イーサネットHUB
 Farallon Ethernet10-T Starlet/8
 左端のD-SUBは10Base5のトランシーバ用コネクタ
 上に載っているのはほかの部屋とつなげるためのApple AirMac Express

 まあ、いまどきこんなHUBを使う意味もありませんが、仕方ありません。
 出費がかさみますなあ。

 とにかく、今年はそれほど暑い日が続いたわけでもないでしょうに、7月に入ったころからいろいろとトラブル続きで、痛い出費を強いられています。堪忍してえなあ、ですわ。

kester 44

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 はんだマニアではないのですが、買ってしまいました。

kester 44
 kester 44
 これはメキシコ工場製のようだ

 手持ちのハンダが心もとなくなってきたので、何か買っておかなければならないと思いつつ、なかなか品定めをだらだらしていましたが、勢いでこれを買ってしまいました。
 以前のRMA規格の無洗浄タイプのものもあるのですが、エフェクタからみの工作では超定番らしいKester社の44を1ポンド(454g)巻きで買ってしまいました。
 おためしで1.5mとかで売っていたりするのですが、さすがに割高。アルミットのKR19-RMAが100g巻きの値段の4.5倍よりは安いので、けっこう普段使いができるかなと判断し、思い切って購入。実際はまだ作っていないので本当にこれで音が変わるだのどうのというのがあるかは同じ回路を2組作って検証してみないとわかりませんね。

 広告などではカナダ製などを見かけますがこれはどうやらメキシコの拠点で作られたもの。
 錫63%に鉛37%の共晶はんだもあるようなのですが、これは普通の錫60%に鉛40%のものです。
 ロジンにハロゲンを使っていますが、残渣は耐腐食性があるとのこと。

 さあて、これでいよいよ宿題を進めなければならない状況に追い込まれました(笑)。
 あとは、表面実装タイプのデジタルトランジスタとダイオードです。まあ、なんとかなるでしょう。

書き込みアダプタ

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 SOPパッケージのデバイスって使いたいですよね。QFPまでとなると躊躇しますが。

SOPソケットアダプタ
 SOP->DIP変換アダプタ
 PICSTART Plusで使用中

 ずっと店晒しプロジェクトが一件ありまして、いよいよ着手し始めたのですが、デバイスがSOPでないと装着時の余裕がなさそうなので、DIP 300milをあきらめて1.27mm-SOPを使うことにしました。
 そこで問題なのがデバイスのプログラミングとテスト。DIP品を使って開発すればよいのですが、どちらにせよSOPでの実装となると、このパッケージでプログラミングできなくなければなりません。ICSPを使うのも手なのですが、8pinデバイスを使用して周辺回路の両立を図るのはかなり実装状態からして無理があるようなのでSOPパッケージに直接プログラミングできなければなりません。

SK-SZ8
 SOPソケット実装専用基板(SK-SZ8)

 そこで、SOPパッケージ用のソケットを利用してSOP(1.27mm)とDIP(300mil)の変換アダプタを作りました。1.27mmピッチを受けるソケットのピン配置がRJ-45などと同じく千鳥のジグザグ配置で通常の2.54mmピッチのユニバーサル基板には実装できません。今回は共立で販売されていた専用の基板を利用してソケットを実装しました。
 さて、このままではPICSTART Plusのプログラマソケットには挿入できませんので、下駄を履かせることになります。

SOP-DIPアダプタ全景
 アダプタ全体

 ソケット実装基板が両面スルーホールならば基板間接続用のソケットを利用できたのですが、残念ながら片面スルーホールなしの基板でしたので、フラットケーブルを利用して接続ピンへの配線を引き出し、両面スルーホールのユニバーサル基板へ接続します。デバイスプログラミングのための配線経路が長いのは問題があるような気もしますが、ICD2のプログラミングアダプタもあることですし、多少引き伸ばしても大丈夫と判断しました。実装向けのソケットが付くドーターボードは両ピンタイプのヘッダを8ピン分ハンダ付けし、その先にDIP-8pの丸ピンソケットを重ねて取り付けます。
 プログラマのソケットは通常の実装基板向けのピンをしっかりホールドできないようでしたので、プログラミング時は両ピンヘッダのままで。デバッグ実装時はICソケットをさらに履かせて取り付けて利用します。

デバイス装着の様子
 SOP実装状態
 写真のPICはPIC12F675T-I/SN

 実際にSOPのパッケージのPICをソケットに装着してみますと写真のような状態です。
 ちょっと判りにくいですが、ソケット上に置かれたSOPのピンの上からコンタクトが押さえ込むような状態で接続されます。
 取り付けたデバイスのメモリ読み出し(クロックキャリブレーションデータの読み出しが目的)とデバイス書き込みなどのテストを行いましたがなにも問題はありませんでしたので、実用になると思われます。
 あとはSOP28pinソケットを入手すれば18pin~28pinのSOPパッケージのデバイスにも対応することができるようになりますので、近々入手・アダプタ作成の予定です。

 実装回路側をICSP対応にすればこんな手間も要らないのですが、なかなかそうもなりません。

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