カテゴリ:活動(電気)( 30 )
百均ランタンをベースに非常用ランタン(1)
 「100均シガーライターUSB充電器を見る」の続きも書いているのですが、ヨメさんの要求で「緊急時に使うようなランタンみたいなやつ」を作るように言われました。

 とりあえずパッと作れるものとして、百均ランタンベースでこんなものを作ってみました。電子工作系サイトにこういうのよくありますね。
a0008202_23525775.jpg

a0008202_2353086.jpg

a0008202_2325561.jpg

 使ったものは
 ・百均ランタン(キャンドゥ)
 製品の内部構造はパソコン・FXなどに関する日記さんのところの『ローソンストア100』で買った『3LED ランタン』が詳しい。
 ・百均緊急充電用電池BOX(セリア)
 これについてはJR7CWK'sぶろぐさんのところのDC-DC>エコプラス製USB充電用電池BOXが詳しい。
 ・チップ白色LED 日亜 NSSW157T
 ・他スイッチや抵抗など

 要は元々単三 4本で白色LED 3個を光らせるランタンを改造し、単三 2本を充電用電池ボックスの中の昇圧基板を使って5Vに昇圧し、白色LED 1個を光らせているに過ぎません。スイッチは2回路中点OFFのものだったので、なんとなく明るい/暗いの使い分けができるようにしてみました。また、小細工として無駄に上に漏れている光をアルミテープを貼ってカットしています。
 このDCコンバータは、低電圧までがんばることでも知られており、他の機器で使いおわった電池の最後の働き場所として活用するつもりです。非常用ですしね。子供がおもちゃで使い切った、2本で解放電圧が1V、使用時0.3Vしかない終わった電池でも暗闇で役立つ位には光ります。
 もちろん、ニッケル水素電池などの充電池ではそのように電池からエネルギーを絞り出す(過放電)は禁物です。

 この「非常時に使うようなランタン 1号機」は既製の昇圧回路を使いシンプルにまとめましたが、5Vに昇圧するので白色LED 1個を点灯させるのは効率が悪いことが気になります。
 DCコンバータの出力5Vから抵抗で40%を消費していますから、DCコンバータの効率を80%とすると、約50%の効率となります。LEDの入力までに電池のエネルギーの半分を捨てていることになります(さらにLEDの発光効率もあるがそこは略)。
 
 使用した白色LED NSSW157Tは比較的Vfが低く、40mA時に実測で2.9V程度です。3.3V昇圧DCコンバータで光らせることが出来れば約70%の効率を狙えることになります。DCコンバータの出力とVfの電圧差が小さいため低ドロップの定電流回路が必要です。2号機ではそっちの方向で作ってみます。
 コンセプトとしては1号機と比較して、「一定の明るさで長時間光ること」「より省エネであること」です。
[PR]
by r34_gtt | 2013-10-06 23:54 | 活動(電気) | Comments(0)
ドロパック(5)-調整編
 一応鉄道模型を動かせるようにはなり、ケースも準備できているのですが、一つ困ったことがアレです。

 JS1 Hのアナログジョイスティック部分をポテンショメータ(ボリューム)に交換したとすると(アナログジョイスティックは縦と横それぞれにポテンショメータがあるようなもの。参考:秋月で売ってるアナログジョイスティック部品のデータシート)、回転と取得値の対応がおかしいのです。
a0008202_015061.png
ボリュームの回転角とJS1 Hから送ってくる値の対応(厳密なデータではない。以下同様)

 回転始めと終わり、それに中間部分で回転させても取得値が変化しない部分があります。アナログジョイスティックの用途に合わせたものと思われるが、模型を運転する際には不都合です。

 夢の中で対策を考えてみる。回転始めと終わりの不感帯は↓このようにバイアス抵抗?的な抵抗を入れればキャンセルできる。簡単だ。
a0008202_23221097.png

a0008202_015479.png

 さて、真ん中の不感帯はどうするか。。。 

!ピコーン

 今は元のアナログジョイスティックで言うX軸入力しか使っていないが、Y軸入力と組み合わせればなんとかなるのではないか。つまりこんな感じにX軸とY軸を2連ボリュームとして、バイアス的抵抗を変えれば、X軸とY軸の不感帯がずれるので、X軸の不感帯ではY軸の値を使えばいい。

a0008202_026489.png

a0008202_015888.png


 こういうことを考えているとなかなか完成しないのですが、これも楽しみの一つ(だと思うことにします)。

 それに、JS1 Hの改…もにょもにょに失敗しても大丈夫。近所のディスカウントストア ジェーソンでJS1 Hが1個399円だったので、4つも買ってきましたw
[PR]
by r34_gtt | 2013-07-03 23:47 | 活動(電気) | Comments(0)
ドロパック(4)-開発編-2
 前回ソフト/ハードとも8割程度の進捗まで来ていたので、鉄道模型をとりあえず動かせるところまで早急に持っていきました。

 ハードの方はモータードライバL298Nをフライバックダイオードと共にはんだ付けして、ハード工作はほぼおしまい。
a0008202_0173733.png


 ソフト側はジョイスティックの4つあるボタンに機能を割り当てます。こんな感じです。
・A, Bボタン - 進行方向を決定します
・Dボタン - 押すごとに 0→5→10→15→20→15→…→0(%) と常点灯出力を変化させます。
・Cボタン - 出力を完全に(常点灯も含めて)OFFにします。(ただし常点灯出力は記憶しておきます)
a0008202_23383448.jpg


 出力スロットルはジョイスティックのままではとても運転しづらいのですが、Bluetooth機器ということもあり、改造はナニでアレなので、後で夢の中でもにょもにょします。

 さて、とりあえず鉄道模型を動かせるようになったので、早速試走です。



 速度調整がジョイスティックなのでアレですが、スムーズに動いて涙が出そうでした。構想ウンヶ月、やっとここまで来ました。

 この後にケース組み込みやソフトをかっこよくするなどの作業が残っていますが、これまでのソフト/ハード設計、製作工数は意外に小さく、最も時間を使ったのは妄想構想でした。
a0008202_2338451.jpg

[PR]
by r34_gtt | 2013-05-11 23:39 | 活動(電気) | Comments(0)
ドロパック(3)-開発編-1
 さて、いいかげん進捗がないと「またペーパーウェアか」とか「口だけ」とか言われそうなので、せめて"それっぽく"動作しているところをお目にかけようと思います。

 まずは想定した構成が動作することを確認するために、最低限のハードとソフトを実装しています。

 ハードはモータードライバ周辺以外のFT311DとR8A66173(以下"66173")、電源レギュレータなどを実装しました。これでソフトからの指示で想定したPWM信号が出すことができるかどうかは確認できます。

 ソフトはFT311DのSPI Master用サンプル"SPIMasterDemo"を改造して66173用のコマンドを出すようにします。そしてここまで黙っていた秘密兵器、BluetoothジョイスティックであるZeemote JS1に対応させて、これのアナログジョイスティックに応じてPWMデューティを出力するようにします。
 つまりドロパックはワイヤレスパワーパックプロジェクトだったのです!(な、なんだっ(ry)

a0008202_216684.png


 デモ的に動画も撮ってみました。ジョイスティックをグリグリ動かすと66173からそれに応じたPWM信号が出力されるという内容です。動画には映っていませんが、PWM周波数は希望通り23.5KHzとなっています。



 だいぶ先が見えてきた感じです。電車が動き出す日は近い…?

(まだ続く)
[PR]
by r34_gtt | 2013-05-07 02:19 | 活動(電気) | Comments(0)
ドロパック(2)-調達編
 20KHz程度の周波数のPWM出力をするためにGoogleとの格闘の末に見つけたのが、ルネサスのPWMジェネレータR8A66173SP(以下66173)というICでした。

 66173はシリアル通信でコマンドを送ることにより12bit分解能(4096分解能)、最大PWM周波数32KHzのPWM信号を4チャンネルまで作れるICです。
 この種のICはLED制御用などに各種出ていますが、LED制御用だとPWM周波数が低いものが多く、また66173のように外付けのオシレータで自由にPWM周波数を設定できるものは少ないようでした。
 それに66173は機能がシンプルなため、コマンドも分かりやすくて使いやすそうでした。

 しかし、66173は圧倒的に入手性が悪く、名だたる電子部品販売サイト(たとえばDigikey, Mouser, RS online, chip1stop etc.)でさえ売っていない。無理すれば買えなくもなかったが、「1個800円で25個から」などという厳しい条件でした。

 海外のBtoB電子部品一括見積サイトにまで手を伸ばしましたが、「なんで日本のメーカーの部品なのに日本で買わないの?」と香港の商社のお姉さんからメールで突っ込まれる始末で、「おれは海外通販をしたいんじゃない」と心が折れそうな日々でした。

 で、紆余曲折の末、タオバオで"R8A66173SP"で検索したら出るわ出るわ。
 そこで会社の中国人の方にお願いして代行購入してもらいました。1個80円くらい。もともと1個90円くらいだったのだけど、交渉してディスカウント(送料もまけてもらった)するのは当たり前らしい。文化の違いですね。5個で500円くらいで買えました。
 あと、驚いたのがそのレスポンス。会社の人がタオバオで検索して、2つの売主とチャットみたいなやつで交渉して、話がまとまるまで10分もかかりませんでした。

a0008202_2158068.jpg

超苦労して手に入れた66173(とaitendo変換基板


 66173は同期シリアル通信が必要なので、FT311DをSPI Masterモードで使用することにして、次のような構成に変更しました。いよいよ製作に入っていけそうです。
a0008202_2158419.png


(まだ続く)
[PR]
by r34_gtt | 2013-03-27 22:21 | 活動(電気) | Comments(0)
100均シガーライターUSB充電器を見る
 ドロパックプロジェクトの方は部品調達中(たぶん今は中国のどこか)なので、暇つぶしというわけではありませんが、最近100均で続けてシガーライター充電器を手に入れたのでレポートします。

a0008202_0122952.jpg

 左がダイソーで手に入れたもの、右がセリアで手に入れたもので、両方とも百円の品です。以前からこの手の充電器は売っていましたが、最近売られているものは最大電流が大きめになっています。

a0008202_0124130.jpg

 ダイソーのものは1000mA、セリアのものは800mAの最大電流ということになっています。充電電流の大きいスマホを意識したものでしょう。両方ともその中身はどうなのか、ちょっと見てみます。
 なお、以前から売っていたもの(最大電流500mA程度のもの)については気の迷いさんのところの100円シガーライターソケット用DC-DCダウンコンバータをアップコンバータに改造しよう!という記事が詳しいです。

 早速容赦なく分解します。まずはダイソーのものです。
a0008202_0131770.jpg
(クリックすると大きくなります)

a0008202_013218.jpg

 この大きさにするために基板の両面に部品を実装し、表面実装部品が多用されています。MC34063Aも表面実装品になっています。気の迷いさんのところで紹介されている物と回路自体はほぼ同じですが、ヒューズが入っていません。また、コイルの大きさもあまり変わっていないようなので、1000mAの出力には疑問があります。

 ・電流制限抵抗 0.22Ω=1.36A
 ・出力電圧抵抗 4.7KΩ(1%)と1.5KΩ(1%)=5.17V
 ・入力コンデンサ 35V 47uF、出力コンデンサ 10V 220uF

 なお、iPhoneなどの対応のために、D-端子は5V×(51K/51K+43K)=2.71V、D+端子は5V×(51K/51K+75K)=2.02Vにプルアップ、プルダウンされている。

 次にセリアのものです。
a0008202_0131440.jpg
(クリックすると大きくなります)

 以前のものに比べ、筐体自体の精度が良く、梨地の表面となっており、質感がかなり上がっています。これもMC34063Aを使用しています。こっちのほうがダイソーのよりも少しコイルが大きいです。各種部品のスペックは下記の通りです。

 ・電流制限抵抗 0.15Ω=2A、ヒューズ 1A
 ・出力電圧抵抗 3.9KΩ(1%)と1.3KΩ(1%)=5V
 ・入力コンデンサ 50V 47uF、出力コンデンサ 25V 470uF

 こちらはD+, D-端子は短絡されており、共通で5V×(51K/51K+75K)=2.02Vでプルアップ、プルダウンされている。

 ざっと回路図を起こしてみました。主要部分以外はまともに見ていませんのであしからず。

a0008202_1433976.png

(クリックすると大きくなります)


 USB充電の規格については、MAXIMのUSBバッテリ充電の基礎:サバイバルガイドがわかりやすい。
 また、Jashi's ROOMさんのところではダイソーのものと似たものを既に紹介されていたのを見つけた(スマートフォンなどで使うシガライターUSBチャージャー 3種類のテスト)。ただし、D+, D-端子の結線が異なる。また、Galaxy S2 #26 充電に関することをいろいろ検証してみた (4)という記事では各種USB充電器の結線パターンを示されていて参考になる。ダイソーのは(5)のタイプ、セリアのは(3)のタイプになりますね。

 さて、この2つの充電器はうちのガラケーやGalaxy Noteを普通に充電できているが、買うならセリアのものかな。理由は以下のように作りがダイソーのものよりマシだからです。
 ・ボディの作りが良いし、質感もある。
 ・コイルや出力コンデンサ、電流制限抵抗がダイソーのものより余裕がありそう。
 ・800mAという(比較的)正直な出力電流表記とヒューズの存在。

 それにしてもこれが百円というのも、すごい話です。

追加:
 負荷を掛けた時の電圧の変化を見てみました。(2013/9/2 ダイソー追加)
a0008202_2025479.png

 セリアのものは、スペック通りの0.8A出力時には4.9V程度、スペック以上の1.2Aを出力しても4.75Vを維持しています。値段を考えると想像以上に安定していると言えるでしょう。ただし、1.2A出力は発熱で長続きしないようです(だんだん下がる)。
 ダイソーのものは、0.7Aまではセリアのものと似た特性でした。0.86A流すと最初は4.88V流れますが、じわじわ電圧が下がっていくので実用不能です。電流制限抵抗が1.36Aの設定なので(電流制限は出力電流の2倍くらいにするようにとアプリケーションノートにある)、その制限が効いているのでしょうか。それとも発熱のせい?

 じゃあ電流制限を増やせばいいかというとそうではなく、0.7Aでも結構熱くなります。セリアのものはボディが大きいためか幾分マシのようですが、それでもあったかくなるのは変わりません。

100均シガーライターUSB充電器を見る2 に続く)
[PR]
by r34_gtt | 2013-03-25 01:34 | 活動(電気) | Comments(7)
Android powerpack(略してドロパック)(1)-構想編
 またまた随分間が空きました。

 最近、Android開発に興味がありまして、どうせやるなら模型に関係するものを。との思いでパワーパックを作ることにした。プラットフォームとしては、Androidにアクセサリ的なハードを追加するAOA(Android Open Accessory)というインターフェイス仕様に対応したICであるFT311Dを選びました。

 FT311DはAndroidに接続するだけで、GPIO, UART, PWM, I2C Master, SPI Master/Slaveのいずれかの機能を提供します。AOAに対応したチップは他にもありますが、FT311Dはチップ側のプログラミング無しでandroid側のプログラミングだけで上記機能を使えるのが特徴です。

 能書はともかく、まずはハード設計です。FT311DデータシートのPWMの場合の回路例ほぼそのままで、こんな構成で考えていました。
a0008202_013776.jpg


 キモとなるFT311DについてはFT311D Development Moduleという開発用ボードを使えば手っ取り早いのですが、コスト削減のためにチップ単体でRSオンラインから購入しました
 しかし無事FT311Dを手に入れ、秋月のTQFP(LQFP)32ピン(0.8mmピッチ)変換基板にFT311Dをはんだ付けしたあたりで気づいたのですが、FT311DのPWM出力周波数は最大1KHzでした… orz
 コアレスモーターの駆動も考えると、やはり市販のPWMパワーパックのように20KHz以上のPWM周波数が必要でしょう。

 このくらいであきらめるわけにはいかない! FT311DはGPIO, UART, I2C, SPIといろいろな通信手段があるのだから、何か手はあるはず。Googleとの相談が始まりました。

(続く)
[PR]
by r34_gtt | 2013-03-14 22:14 | 活動(電気) | Comments(0)
Bluetoothスピーカー:IODATA CPSPK/BT

 最近、IS01でタイマーを掛けてネットラジオを聞きながら寝るのが習慣になってしまった。
 これまでは内蔵スピーカーで鳴らしていたが、超小音量で聞くので音質うんぬんは関係ない世界とはいえ、それでも内蔵スピーカーは寂しい。

a0008202_0243114.jpg

 線をいちいち繋ぐのもなんなので、安価なBluetoothスピーカーであるIODATAのCPSPK/BTを調達した。小さっ! IODATAの直販アウトレットで1980円とお手頃です。

 普通にペアリングして、音が鳴って、次/前/停止のコントロールも出来ている(ボリュームはスピーカー側の制御)。音は、まあ、内蔵よりマシレベルだけど(でも思っていたより良い)。質感はまずまず。安っぽさはあまり感じない。SCMS-Tにも対応しているし、少なくとも1980円の値段以上の価値はある。

 しかし使っていると欲が出るもので、もう少し音質向上するために外部スピーカーを付けてみようと考えた。Bluetoothアンプとして使おうというのだ。が、Bluetoothモノということで、「電波法」というものが気になる。Bluetoothの部分に手は入れないのだが、そういうわけで、この記事は「夢」をビジュアル化したものということにしよう。
a0008202_0405117.jpg


More
[PR]
by r34_gtt | 2011-02-24 00:49 | 活動(電気) | Comments(0)
三度rev/speedメーターを直す
 以前にも(1回目2回目)紹介したAPEXi REV/SPEEDメーター青色LED改。またLED切れました orz

 およそ15,000km走行で切れましたから、平均時速30km/hとしてたった500時間… もう同じ部品を使っても虚しいだけなので、別の青色7セグLEDを探しました。

 秋月にはこれまで使用していたPARA LIGHTのA-551UB-EP(¥200)に加えOptoSupplyのOSL10561-IB(¥100)があり、マルツにはlinkmanという聞いたことのないメーカー製のKW1521ABB(¥200)と、おっとROHM製のLA-601BBというのもある!

ダイレクト価格:1,239円(1個)


 …切れてもあきらめがつくOptoSupplyのOSL10561-IBにします。
a0008202_1243832.jpg

 あとは交換する“だけ”。電動はんだ吸い取り機欲しい。
a0008202_1245716.jpg

 もうパターンがボロボロなので、ジャンパー線があらたに2本追加されましたが、なんとか復活。
a0008202_1245386.jpg

 でももうさすがに次の交換はやりたくない。新しいLEDが長持ちしてくれることを願うばかりです。でもOptoSupplyだからなぁ。次に切れたら一流メーカーの緑7セグとかにします。

#その後同じ15,000km走ったが、OptoSupplyのOSL10561-IBはまだ切れていない。光度は少し落ちてきている感じ。
少なくともPARA LIGHTよりはマシな品物だったようだ。
[PR]
by r34_gtt | 2011-01-08 12:06 | 活動(電気) | Comments(0)
USBコンセント?
 その後、IS01は2chビューワ兼メディアプレイヤー兼ブラウザ兼メモ書きマシンとして、すっかり定着しました。壊れたらいやなので、2台目も入手してしまいました。

 そこで気になったのが充電環境。ガラケーとIS01、NDSなどを同時に充電すると、コンセントに4台のACアダプタが刺さることになって不合理はなはだしい。
 安価に買えるUSB充電ケーブルを使って、充電するためだけのUSBハブみたいなもの、すなわち「USBコンセント」が欲しいと思った。そういう製品(バッファローコクヨの製品)もあるようだが、わざわざ買うほどの物ではないと思うし、「8円生活」にはなじまないので、なにか利用できそうなものは…

a0008202_23562397.jpg

 あっ!

 じゃあこれでw 手元に5V 3AのACアダプタがあったので、これと組み合わせて使います。

a0008202_23584648.gif

 回路図風の表現をするとこんな感じです。 電源とポリスイッチだけですね。基板上の部品はUSBコネクタ以外全部取っ払ってしまいました。

 ポイントとして、UCS対応?(大げさ)として、900mAまで流せるポートを2つ設けました(残り2ポートはガラケーなど充電用で500mA)。IS01やXperiaがUCSに準拠している(らしい)ためです。
 UCS(Universal Charging Solution)とは共通充電器規格としてEUなどが推進しているもので、いろいろ規約がありますが、主な所で言うとこんな感じ。
 -5V 850mA以上の電流供給能力
 -電源側コネクタはUSB-A、端末側はmicroUSBで、+D端子と-D端子はショートしておく(これで端末側が「本当のUSBじゃなくてUCS充電器に接続されているな」と認識できる)

 ほかに類似規格として中国政府が制定した新規通信業界標準における充電器規格やUSB-IFが制定したBattery Charging Specificationがありますが、電源供給能力の差があるくらいで、基本的には同じです(こちらの記事がわかりやすい)。

 IS01の充電にはXperia用充電・通信ケーブルを使っています。アキバで150円でした。通信ケーブルを使うことで、ハブ側で行っている+D-Dショート(回路図で2-3ピン間が直結してあるのがそれ)が効いて(IS01がUCSと認識して)充電可能となります。

a0008202_23562790.jpg

 こんなものでもコンセント周りがすっきりします。「こんなもの」も活用できて一石二鳥です。
[PR]
by r34_gtt | 2010-12-28 00:12 | 活動(電気) | Comments(0)