担当授業のこととか,なんかそういった話題。

主に自分の身の回りのことと担当講義に関する話題。時々,寒いギャグ。

黙って済ませばよし。

2013-02-27 12:36:25 | もじりあーの。
男「あ゛~,はだかみたい。」

女「え゛ッッ?!!!ちょっと,真昼間から急に何言いだすのよ。わ,わたしたち,そういう仲じゃないでしょ?」

男「?い゛や゛,だんに゛はだかみたいんだって。」

女「し,しつこく言ってもダメなんだからねっ。・・・。見るだけだよ?」

男「あ゛っ,ディッジュあっだ。<ブビー,ズビー>(※ はなをかむ音。)いや~,花粉症ヤバいわ。ティッシュの消費量ハンパないっていうか。って,あれ?何脱いでんの?」

女「###########~~~~~~~~~~ッ!!!!」<バキッ,ドカッ>(※ 手近にあった鈍器で人体が殴られたような重く鈍い音。)


男は,はなをかみたければ,わざわざその願望を口に出したりせず,ただ黙ってティッシュを取り出してはなをかむべし,という教訓を得たのであった。
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コンデンサを作ってみた。

2013-02-26 22:10:32 | 工作・実習
電子工作にかける費用としてとりあえず5万円を見込んでいたのだが,すでに数万円オーバーしている今日この頃である。

稼ぎも貯金も少ない貧乏人の分際でそれほどまでの大金をつぎ込んでしまったので,買っただけで満足するという「つん読」状態であってよかろうはずがない。

先週のアキバ遠征で最も高かった買い物は,2/23 に行ったときに時間がなくて慌てて衝動買いした sanwa の CD771 というデジタル・マルチメーターである。僕ごときには間違いなくオーバースペックのテスターであるが,『武蔵野電波のブレッドボーダーズ』92ページの写真に添えられたメーカーの方のおススメコメントが頭に残っていて,つい選んでしまったのである。

なぜテスターが必要だったか。

電子工作を楽しんだり,電子デバイスの性能を確かめたりするには当然何らかの測定機器があった方がよい。昔,アナログ式のそこそこのテスターを持っていたはずだが,それがどこにしまってあるかがわからず,比較的最近に買った覚えのある800円の安いアナログテスターしか手元になかった。しかもそのアナログテスターは抵抗値を測るためのゼロ調整用のボリュームの接触が悪く,オームの法則を確認しようと思い立った時に使えないことが判明してしまったのである。

それで新しいテスターを買う必要性を感じていたのだが,デジタルテスターは高いし,まだ自分には早いと思っていたにもかかわらず,買ってしまったというわけである。

もっとも,またアナログテスターを購入しようと思っていたものの,ちゃんとしたやつはやはりそこそこの値段がするので,それならちょっとだけお高いデジタル・テスターにしてもいいかな,とおかしな気分になってしまった。

まあ,税込みの定価がほぼ9千円のところが,7千5百円ぼっきりで手に入ったのだから,まあよしとしよう。機能面を考慮したらお買い得品であることは間違いない。ただ,問題は豚に真珠というか,猫に小判というか,僕に CD771 という組合せは宝の持ち腐れになる悪い予感しかしない。

しかし,せっかくコンデンサの容量計や周波数カウンタの機能をもった高性能マルチメータを手にしたのだから,抵抗と並ぶ電気回路の基本素子であるコンデンサやコイルの自作に役立てようと思う。

というわけで,今回の工作のテーマは「手作りコンデンサで圧電ブザーを鳴らそう」である。小中学生の「やっつけ」夏休みの自由研究のようなしょぼい工作が中心の企画であるが,やらないよりはましである。それに,あまり気負わない方が気楽に取り組める。それは,何をなすにも腰が重い僕のような人間にとっては極めて大事なポイントなのである。


今回のレポートは工作の前半として,コンデンサを作った結果をレポートする。材料はアルミフォイルと,肌着を買ったときにくっついていたボール紙である。

発振回路に使用するのが目的なので,容量としては 100 pF 程度を目標にしたい。ところで,発振回路に使用に耐えるためは,周波数特性のような難しいことも考慮しなければならないのではないかと漠然と不安になってきたが,何をどう考えればよいか全くわからないので,とりあえずおいておく。

アルミフォイルを電極に使用し,電極間に挟む誘電体としてボール紙を使おうという腹であるが,どれくらいの大きさにすべきか,何らかの見当をつける必要がある。

そこで高校の物理の教科書を引っ張り出すと,そこには平板コンデンサの静電容量が,誘電体の誘電率と極板の面積,そして誘電体の厚さの逆数の積で与えらえるという有名な式が書かれている。

ボール紙の比誘電率は,紙の誘電率と同じだとみなせば 2.0~2.5 程度であるらしいが,静電容量の下限を見積もるため,誘電率として真空の誘電率 8.9 pF/m をつかって理論値を求めることにする。

さて,ボール紙一枚の厚さを知る必要があるが,そのためにボール紙を2.5cm角ほどの大きさに切り分け,8枚重ねて定規で測ったところ,4mm 程度だった。したがってボール紙一枚の厚さは 5×10-4 m ほどとわかる。

真空の誘電率に出てくる 8.9 という数値を見て,なんとなく 11 の 2乗の 121 をかけたら 10 の累乗に近い数値が出るのではないかと期待し,極板を一辺 11cm の正方形にしようと考えた。じつはこのとき厚さに出てくる 5 で割ることをうっかり忘れていたのだが,それはさほど問題ではない。

これで計算に必要な数値がすべてそろった。

誘電率は 8.9 pF/m,面積は 0.121×10-4 m2,極板間の厚さ,つまり誘電体の厚さは 5×10-4 m

である。こうして容量の下限の理論値は 215 pF ほどとわかった。紙の比誘電率が 2.0 だったとしても,この2倍の 430 pF が期待できるというわけだから,多少サイズが小さめになったり極板間が若干離れたとしても,100pF くらいならちゃんとあるかもしれない。

次は製作段階である。定規を使ってボール紙に切り取り線を書き込み,はさみでジョキジョキする。そしてそれを型紙として,アルミフォイルもジョキジョキする。測定用の端子としてアルミフォイルの端っこをちょっと出してみたが,実際の測定には役に立たなかったので,そういう飾りはなくてもよい。

切り取ったものを重ねる。


容量を測定する際,極板が机などに接触していない方がよいだろうと思い,洗濯ばさみで挟んでちょっと浮かせることにした。アルミフォイルとボール紙は特に接着していないので,洗濯ばさみは両者をくっつける役割も果たしている。


出来たものを斜めのアングルで見ると,サンドイッチ構造がよくわかるだろう。ちなみに,コンデンサを載せた箱は,CD771 の外箱である。


さて,ドキドキの測定だが,数回測定を繰り返したところ,表示は 00.17 nF 前後の数値を示した。つまり 170 pF ということで,容量の下限として見積もった 215 pF をさらに下回っている。まあ,こんな雑な作りである以上,世の中こんなものだろう。

これを発振回路のコンデンサとして使用して無事に発振するかどうかについてはまだ実験していない。
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懐かしさが溢れ出る。

2013-02-26 21:46:33 | 工作・実習
僕が電子工作少年だったころ,誠文堂新光社発行の月刊誌『初歩のラジオ』と電波新聞社発行の月刊誌『ラジオの製作』が二大情報源だった。しかし,『初歩のラジオ』は一旦アマチュア無線専門誌に衣替えをして,その後すぐに休刊となってしまった。

『初歩のラジオ』にはゲームを始めとする子供心を刺激する電子工作の記事が満載であった。その一部が『カセット・ケース・クラフト』というタイトルの本にまとめられたわけだが,その最初の4本の記事はゲームの回路である。中には「干支シリーズ」と題するものもあるが,番号を見る限り干支シリーズがすべて収録されているわけではないらしい。

他にはどんな内容の回路が紹介されていたのかが気になったので,国会図書館の検索サービスで目次を調べてみた。といっても,雑誌のタイトル名で検索し,ヒットしたデータを一件一件しらみつぶしに調べるという地道な作業である。目次を眺めるだけでも楽しくて,つい時間を忘れて作業にふけってしまった。

それ以外にも雑誌に関する思い出話を書き綴ったブログを覗いたりしたのだが,情報交換のページからの抜粋を掲載しているものを眺めていたら,その欄を結構愛読していた当時の頃が思い出され,ノスタルジックな気分な溢れ出てきた。

検索にヒットしたサイトで懐かしく思い出したのは,嘉穂無線(当時はカホ無線と表記されていたと記憶している)というパーツ専門店である。さっそく検索してみると,九州唯一の電子部品専門店と銘打って健在であった。今度九州に行く機会があったらぜひ寄ってみたい。ここも僕にとっては憧れの聖地のひとつなのである。

カホ無線のことを思い出したついでにエレキットというシリーズのキットのことを思い出した。僕が子供時代に足しげく通った名古屋は大須のアメ横第1・第2ビルのお店にもエレキットはたくさん置いてあった。いくつか買って作ったように記憶している。

「エレキット」で検索したところ,Wikipedia に,カホ無線からエレキット事業部が独立して,現在ではイーケイジャパンという名の会社になっていることが判明した。

こういった情報がネットでいともたやすく入手できることも含めて,時代の流れを強く感じた一日であった。

しまった。懐かしさにかまけて,どこの図書館にも置いてないが子供のころ好きだった本を2冊,Amaz○n の中古書販売で購入しただけで,ろくに何もしない一日になってしまった。しかも2冊で1万5千円って・・・。一ヵ月近く悩んだうえでの買い物だが,古本屋さん,足元見過ぎだろう・・・。ホント,つくづく自分はいいカモだと思う。
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冷え込み過ぎ。

2013-02-26 21:38:32 | 爺ネタ
眠りについてから4時間ほどしか経っていないのに目が覚めた。

寒さで目ア覚めるということはこの冬,何度となく経験していることであるが,もうちょっと寝ようと二度寝を試みても,目がかゆくて眠れそうにない。

仕方がないので起きだして猫の様子を見に行った。去年の春までは猫と一緒に寝ていたのだが,それ以来はずっと家庭内別居状態なのである。

パンミちゃんが,昨晩毛布にくるんだ湯たんぽにあごを乗っけて寝ている姿を見て一安心したのだが,部屋の温度計を見て文字通り凍りついた。

1.8℃だって?!

この家に住むようになってから今日に至るまで,ここまで室温が下がったのは初めてである。

湯たんぽごときでは不十分だったかとは思うが,他に暖をとる手立てがないため,それで我慢してもらっている。

Yah○○! 天気予報を見たら,午前6時ごろの外気温は -4℃ と表示されていた。そりゃ寒いわー。

今年の厳しい冷え込みはこれが最後であって欲しいと痛切に願う次第である。
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論理ゲートを機械的に実現する。

2013-02-26 17:02:37 | 工作・実習
1入力1出力の重要な論理ゲートの一つは NOT ゲートである。

2入力1出力の論理ゲートは,22=4 通りある入力に対し,出力が HIGH か LOW の2択なので,24=16種類考えられる。それらの中で特に有名なのは AND ゲート,OR ゲート,NAND ゲート,NOR ゲート,EXOR ゲートあたりであろう。

デジタル回路で利用される,これらの代表的なゲート機能を持った IC は一個数十円で手に入る。スイッチや出力表示用に LED などをつなげばそれらのゲートの働きを確認することができる。僕はそういった最も基礎的な実験をしたことがなかったので,しばらくそうした実験を中心にやっていこうかと考えている。っていうか,必要性は強く感じているが,まだ構想の段階に留まっている。

ところで,そういった IC が期待通りのゲート機能を発揮したとして,それを自分の手で確認したとしよう。それはそれできっと感動的な体験には違いないのだが,IC は文字通りブラックボックスであって(本当に,IC のパッケージはたいてい黒い小さな箱である),中身が気になってしまう,

デジタル IC というのは,電気を利用して論理ゲートの機能を実現するものである。スイッチのオン,オフも含めてすべて電気的に処理する素子は半導体を用いて構成されるが,手動のスイッチやリレーを用いて,半機械・半電気的な論理ゲートも考えられる。

この考えをある方向におし進めた結果,機械的なからくりとして論理ゲートを実現するには,それぞれどんな仕組みにするべきだろうか,という疑問に到達した。

実現したいのは論理ゲートの持つある種の機能のみであって,そのような機能を持つ装置を電気的に実現するか,機械的に実現するかはどちらかというと主目的ではなくて副次的なものである。

これはなかなか手ごたえのある課題だと思う。

入力は HIGH と LOW の2種類の状態だけをはっきりと区別できればよい,ということにする。
ただし,操作性の観点から,「誰がやっても同じ動作をする」という条件は入れておこう。これだけでは言葉足らずなので注釈を加えておくと,うまく動作させるのに習得が難しいコツなどが必要ない程度のシンプルなメカニズムを用いるのである。また,機能の安定性も欲しい。「さっきやったらうまくいったけど,今やったらうまくいかなかった」みたいな信頼性の低い動作性では困る。平たく言うと,ある人がその装置を操作しているのをわきで見ていた人が初めて操作をしても期待通りに動く,という程度の装置として実現したいのである。

まずよく考えなければならないのは,入力のための機構と出力表示をどうするかであろう。

ここで一つ条件を追加しておこう。複数の論理ゲートを直列に接続して新たな論理ゲートとして動くように作りたいのである。例えば,AND ゲートの出力に NOT ゲートの入力をつなぐと全体として NAND ゲートとしてふるまう,というようなことである。


なお,この問題は電気的な装置と機械的な装置の等価モデルという視点とも関連するだろう。

最近再び手を出し始めた電子工作をただのお遊びで終わらせないためには,何かしら小難しい話題をからませないと格好がつかない。ただ,そういった観点はたぶん小中学生の頃には持っていなかったはずなので,ちょっぴりだけ成長したようにも思うのである。
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新カテゴリーの立ち上げ。

2013-02-26 16:59:58 | 工作・実習
数日前に工作や実験の記録用にブログの新カテゴリー『工作・実習』を立ち上げた。今月の半ばごろまで遡って,このカテゴリーに分類した方がよい記事を移した。
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久々に。

2013-02-25 23:42:42 | Weblog
久々の俳句。といっても,何の趣向も凝らしていない駄作であるが。


寒風に白き梅の花耐え忍ぶ
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落差による半端ない値上がり感。

2013-02-25 23:29:48 | 
我が家でいつも猫に与えているキャットフードがすごく値上がりしたようである。

一袋 1.2kg という分量のものを近所のスーパーで買っているのだが,このところずっと 120g(つまり 10%)増量というサービスを実施していた。一袋を仮に X 円とおくと,X 円で 1.32 kg 買えたわけである。

ところが,そういうサービスで客を引き付けておいて,分量が一袋 1.1 kg に減ってしまった。一袋の値段は変わらないが,内容量が減ったわけだから,実質的な値上げである。

サービス時は 1 g 当たり X/1.32 円であったのに対し,これからは 1g 当たり X/1.1 円になった。したがって,現在は値上げ直前のころと比べて

(X/1.1)÷(X/1.32)=1.32/1.1=1.2 倍

の値段になってしまったわけである。

実は X=375 であった。1.32 kg が 375 円だったのが,今では同じ 1.32 kg が1.2倍の 450 円相当である。一袋当たり 75 円の値上げは結構大きいと言わざるを得ない。

数年前は別のメーカーのえさを利用していたが,それもしばらくして分量を減らすという値上げをしてきた。キャットフード業界だけの特殊事情なのかもしれないが,猫を飼っている身としては,物価の上昇を痛切に肌で感じる出来事である。
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地震速報。

2013-02-25 23:16:02 | 爺ネタ
本日午後4時半ごろ,久々に携帯電話の緊急地震速報のアラームを聞いた。見ると栃木県で強い地震があったとのことである。
しばらく身じろぎもしないで警戒したが,幸い,特に揺れは感じなかった。

ネットで速報を確認したところ,僕が住んでいる地域では震度2とのことであった。いつも震度が公表値よりも大きいように感じているので,揺れを感じていたら震度3相当に思えたはずである。しかし,震度1の揺れにも気づくほど敏感なはずの僕が今回は揺れを全く感じなかった。

震源地である日光では震度5強で,その後も強い余震があったとのことで,被害が心配であるが,報道を見る限りけが人などの被害は出ていないようなのは,ひとまずほっとするところである。

強烈な寒波の影響なのか,雪国では記録的な大雪とのことなので,揺れが伝わった地域の雪崩も心配である。それにしても,日本海側ではこのところ毎年のように大雪,大雪と言っているような気がするのだが,どうなのだろう。
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RSフリップフロップ(再)。

2013-02-25 21:46:06 | 工作・実習
RSフリップフロップの実験をやり直した。少ないスペースで配線をやりくりしているため,見直す気にならず,改めて配線し直すことにした。

小さいブレッドボードを二つ使用し,一方は IC 部,他方はスイッチ部という風にモジュール化した。小さいブレッドボードを購入したそもそものねらいは,小規模回路をモジュール化して組み,それらをつなぎ合わせて規模の大きめの回路を実現することであったので,それを実行したわけである。

参考にした回路は負論理風の動作をするもので,ゲート出力に電流を吸い込ませるシンクロードで LED を駆動している。使用を想定している IC が TTL なのでそうしているようであり,回路を組み直して実験したところ,その本に書かれた通りの動作をした。

しかし,できれば右のボタンを押したら右の LED が光るようにしたい。そのように変更することは至極簡単で,LED の配置を取り換えればよい。しかし,配置を変えずに,ゲート出力で LED を光らせるソースロード方式に変更してみた。そして,ちゃんと期待通りの動作をした。

↓初期状態。どちらか一方の LED しか点かないが,どちらが点くかは決まっていない。


↓右のボタンを押すと,右側の緑色の LED が点灯する。この状態で何回同じボタンを押しても状態は変わらない。


↓左のボタンを押すと,左側の黄色の LED が点灯する。やはり左のボタンをさらに押してもこのままである。


↓両方のボタンを同時に押してみると,LED も両方点く。


↓しかし同時に手を離すと,手が離れるのがわずかに遅れた方の LED が点いた状態になる。


ところで,写っている僕の指はアップに耐えられるような美しい代物ではない。こうして写真をアップしてみて,手タレの存在理由が身に沁みてよくわかった。

写真の右端にちらりと回路図らしきものが映り込んでいるが,これは回路図兼実体配線図の一部である。とても人様にお見せできるようなクオリティではないので,さすがの僕もその画像をアップする気にはなれない。

どちらのボタンも,押すと L レベルの入力をするもので,OFF のときは IC の入力ピンは H レベルに吊り上げられている。そうした目的でプルアップ抵抗というのが用いられるのだが,その値をどう決めていいのかさっぱりわからない。ものの本には 5V 電源で 1kΩ を使用した回路が載っているので,それに倣ったが,10kΩに取り換えても問題なく動いたので,10kΩのままにしてある。

こうして,RSフリップフロップの動作確認は無事完了した。おそらく前回失敗したのは,配線ミスによるものだろう。


今日の実験はこれでおしまい,だと物足りないので,シュミット・ノットゲートを利用したパルス波形整形によるチャタリング防止回路を試すべく,7bit カウンターに再度挑戦することにした。

3枚の小ブレッドボードを,それぞれ LED 表示部,カウンタ部,スイッチ部とモジュールに分けて回路を組んだのだが,前回実験したのよりも悪い結果になった。リセットすらうまく機能せず,カウントボタンを押しても表示が変化しないのである。

あれこれ配線を直しつつ電源をつなぎ直しているうちに,LED が光らなくなってしまった。カウンタ IC 74HC393 が死んでしまったのかもしれない。そもそもシュミットトリガ・ノットの 74HC14 もちゃんと作動していたかどうかも定かではない。

IC の各ピンが H か L かを確かめるロジックチェッカーの必要性に強く思い至ったのであった。テスターでも代用できるだろうが,せっかくなので,専用の装置を使いたい。ロジックチェッカーの製作例が載っている本はいくつかあるので,それらを参考に作りたいと思う。ずっと昔にそういった回路を見ながら自作した覚えもあるが,作ったものは今見当たらない。

今週は,どうしても欲しいパーツだけを買いに一度はアキバに繰り出そうと思っているが,基本的には実験をしたり,理論を勉強したりして過ごす予定である。
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