ステッピングモーターの回転テスト

ステッピングモーターの回転テスト

ジャンク品のステッピングモーターが手に入ったので、使用可否を確かめるべく回転テストを行いました。
ステッピングモーターは、シナノケンシ製の「STH-56D102」1.8DEG/STEP 12V 0.4A と記載されており、ネットでデータシートを探しましたが、よほど古いものとみえ見つけることが出来ませんでした。

　
やむを得ず導通テストにより固定子コイルの判別を行いました。ステッピングモーターは、一般的に２相励磁・ユニポーラ型が多く、今回の物もリード線が6本出ていますので同種と判断し下記のように判定しました。
　　

回転テスト

ステッピングモーターは、パルスモーターとも呼ばれ、モーターにパルス信号を与えることにより決められた角度（ステップ）で回転します。
そのため、回転制御はもちろん正確に位置決めできることにより、決められた角度を回転する用途に多く用いられます。
今回のモーターは「1.8DEG/STEP」の表示がありますので、ステップは1.8度で1回転（360度）するためには２００STEP必要になります。
とりあえず動作確認のため、スイッチによりパルスを1個ずつ加えることにより回転を確認します。
　

回路は下記の通りで、ブレッドボードに仮配線をしてテストします。スイッチを順番に押すと1.8度ずつ回転すればモーターの動作はOKです。

動作状況

０STEP　　　　　　　　４STEP　　　　　　　　　２０STEP
　　　　

とりあえず回転が確認できました。次回は秋月電子で販売されている「PICステッピングモータドライブキット」を組み立てモータ制御を行ってみたいと思います。

温度センサー（ＴＣ６２２ＥＰＡ）を使った実験

以前から興味を持っていたMicrochip社製の温度センサーを、秋葉原の秋月電子で一個120円で入手することができました。
今回入手したものは、８ピンでDPIタイプのものです。早速、温度調節器や温度警報器ののセンサーとして利用すべく実験をしてみました。

TC622EPAの特徴

●Tset端子に接続した抵抗１本の調整で温度設定が可能
●Low→High と　High→Low の出力ポートがある。
●供給電圧の幅が広い（4.5v～18v)
●温度設定範囲　-40℃～+85℃と広い
●精度　センサーの温度が設定値になると出力反転
　　　　センサー温度が設定値より２℃下がると出力が戻る

TC622EPAのデータシート抜粋

抵抗値の計算

温度設定用の抵抗値の計算式　（　単位は抵抗値＝Ω　、　温度＝ケルビンで表示　）

上の枠内の計算は温度が５０℃の時の計算例です。

 

温度の換算表

エクセルで抵抗値の計算

データシートの計算式と気温の換算表を使ってエクセルで各温度の抵抗値を計算をしてみました。

温度が-４０度の時のエクセルの計算式（赤枠＝Ｃ３）は下のようになります。

=0.05997 * POWER((B4+273.15),2.1312)

温度を表示している任意のセルに設定したい温度（℃）を入力すると設定する抵抗値が計算されます。

実験回路

ピン３のOUT端子にに２ＳＣ１８１５を接続し、出力が反転した時にブザーを鳴らすようにしております。

温度設定用の抵抗値はピン５（Tset)と電源側の間にある　R(100kΩ＋100kΩVR)で設定します。

ブレッドボードへの配線状況

2011/6/11追記

単３電池を使用した時の使用可能時間（電池の寿命）

この装置をセンサーとして利用するとき、電源が電池であれば、利用できる場面が多くなるが、電池の容量により使用時間が制限されます。
そこで単３電池を使ったときの使用可能時間を計算してみました。

●装置の消費電流（実測値）
　○待機時　　0.18mA
  ○リレー・ブザー動作時　　40mA

●単３（赤）で連続待機時の使用可能時間を計算すると

　時間＝700/0.18≒3889
　日数＝3889/24≒162
　月数＝162/30≒5.4

  単３（赤）で約５ヵ月使用可能
　単３（黒）で赤の1.4倍約７ヵ月
　単３（金）で黒の２倍約１４ヵ月となります。
アルカリ電池を使うと１年以上は使えそうなので何とか電池でも実用になりそうです。

2011/7/13 追記

単３乾電池４本収容のスイッチつき電池ボックスを利用して簡易型火災警報器を作製

単３乾電池（金）で１年以上使うことが判明したので、設定温度を約60℃に設定して火災警報器を作ってみました。

回路はユニバーサル基板を１/３程度に切断しその中に配線します。完成した回路とブザーを電池ケースの外側に露出で取り付けました。

温度設定中

R=142.6kΩ　動作温度を約６０℃に設定

完成後、家の中で唯一火（ローソク・線香）を使う仏壇の側に取り付けて経過を観察することにしました。

本装置はあくまでも個人的趣味の範疇ですので、性能を保障するものではありませんので自己責任において製作使用をお願いします。

 

２チャンネルＬＥＤ温度計キットの製作

最近は液晶を使った表示装置が多くなっていますが、離れた場所や、暗い場所でも確認できる７セグメントＬＥＤも捨てがたい存在です。
そんな中、共立エレショップで販売している、２チャンネルＬＥＤ温度計キットを見つけたので、早速購入し製作してみました。
この温度計の特徴は、センサー部と表示部が最大１００ｍまで離せることと、センサーへの配線が２本なので設置が簡単なことです。

主な仕様

組立
細かい部品は既に実装済みで、ＬＥＤを半田付けするだけで終わりです。

電源とセンサーの配線
電源はＤＣ５Ｖ，消費電流９０ｍＡですので、市販のＡＣアダプターを使うことができます。

センサーの配線
温度センサーはＤＳ１８Ｂ２０を使用しており、ＧＮＤとＶＤＤのピンを合わせてー端子とし、真ん中のピンをＤＱ端子として２本線でボードに接続します。（最長１００ｍ）

最高温度・最低温度の表示機能もありますが、今回は使用しておりません。

ＰＣとの接続
外部出力機能として、ＣＳＶ形式でシリアルによりデータを出力していますので、それを使いＰCにデータを取り込んでみました。
このキットの通信端子はＲＳ２３２Ｃではないので、ＰＣに直接接続は不可能です。
そこでＲＳ２３２ＣのレベルコンバータとＵＳＢシリアル変換モジュールを介してＰＣのＵＳＢ端子へ接続しました。

ＲＳ２３２Ｃレベルコンバータ

シリアルＵＳＢ変換

ブレッドボードで仮配線実測中

通信条件　　　：　9600BPS  　　　　
データ　　　　：　８ビット　      
ストップビット：　１ビット
フロー制御　　：　なし

データの例　　＃21.8 , 20.5$

データは１行１レコードで、「＃」で開始「＄+ＣＲ＋ＬＦ」で終わりデータ間は「,」で区切られています。

アマチュア無線バンド7MHz帯受信機（MRX-7D-FX9)の組み立て

久しぶりにアマチュア無線を聞いて見ようと思い立ち「マルツパーツ」で
販売している、7MHz帯のSSB/CW受信機製作キットを購入し組み立ててみました。
　本キットには、組み立ての詳細説明と調整方法が詳しく記入されたマニュアルが
ついているので、比較的簡単に組み立てることが出来ました。
　今回は調整のための簡易信号発生器製作キットも合わせて購入し、完成後の
受信帯域の調整をおこないました。

組み立て前の基板

組み立ては基板上の背の低い抵抗から初めて、ジャンパー線、コンデンサー、
トランジスタ、ICソケットと進みます。
マニュアルには、それぞれ個々の部品にチェックボックス設定されていて１個づつ
確認しながら進めることができるので、間違いが少なく組み立てることができます。
　次に、ボリューム、「FCZコイル」を取り付け、基板に取り付ける部品は完了です。
半田付けをチェックした後、基板周辺の部品への配線を済ませ、ケースに組み込みます。

部品取り付け　　　　VR等取付け　　基板周辺の配線　　　　　ケースに組込み完成
　　　　　　　　

各部電圧のチェック
　基板内の６箇所について電圧チェックを行います。
組み立て時と同じようにチェックボックスがあり、電圧の許容範囲が表示されているので
その範囲内にあるかどうか、テェックを行います。

7MHz簡易基準信号発生器の組み立て
　この発信機は「MRX-7D-FK」の調整に使用する 5.88MHzから8.3MHzまでの範囲を出力する
発信機です。
リニアテクノロジ社製のLTC99を使い半固定抵抗器で周波数を可変します。
非常に簡単な回路でブレッドボードに組み込むようになっています。


部品一式　　　　　　　　組み立て　　　　　　　　　出力　周波数測定　　　出力　波形

 　　　　　　

　受信機の調整が終わりいざ受信と行きたいところですが、アンテナ等の受信環境が
整っていませんので後ほど報告とします。

PICで温度測定→ＲＳ２３２Ｃ→データをパソコンへ送る（3）

 温度データをパソコンに取り込むために作製した装置を発展させ、Excelにデータを直接書き込むように新たに製作しました。
　前回と同じく櫻木嘉典著「Excelを用いた計測制御入門」を参考にしております。
回路構成は、ほぼ前回と同じですが、ブレッドボードに組み込んでいた基準電圧回路が基板内に入ったのと、将来ZigBeeを用いた無線データ装置に発展させるため、バッファー回路が２回路とZIG-100B取り付けのピンソケットが増設されています。

ブロックダイヤグラム

　
基板完成状況


　計測データをＥｘｃｅｌに自動入力できれば即座にグラフを作成したり、温度データの分析が可能となります。
　そのためにＥｘｃｅｌのＶＢＡを利用して、ワークシート上に作成した「ボタン」を操作しただけで計測データが入力可能となるようにします。
　実際の測定には、ExcelのＶＢＡの制御プログラムとEasyComm(VBEモジュール）が必要となります。

ＶＢＡプログラム
　　「Excelを用いた計測制御入門」に付録のＣＤ－ＲＯＭからダウンロード

ＥａｓｙＣｏｍｍ
　Ｅｘｃｅｌにはシリアル通信を行う関数が用意されていないため、ＥａｓｙＣｏｍｍというフリーソフト（ＶＢＡモジュール）を利用します。
EazyＣommの中の　ec.bas , ecDef.basをＶＢＡにインポートして使用します。

Ｅｘｃｅｌの画面

測定したデータを元に作成したグラフ

PICで温度測定→ＲＳ２３２Ｃ→データをパソコンへ送る（２）

　測定した温度データを、ＰＩＣマイコンを利用してパソコンに取り込む実験をしてみました。
今回は櫻木嘉典著「Ｅｘｃｅｌを用いた計測制御入門」を参考にして、温度センサーＬＭ３５ＤＺ、　ＰＩＣマイコンは１６Ｆ８８を使用した回路です。

ブロックダイヤグラム

　前回にクイックポジ感光基板を使って作っておいた基板に組み立てしています。

　　

　ＰＩＣのプログラムは、ＣＣＳ－Ｃを使ってＣ言語で作られたものを、書籍付録のＣＤ－ＲＯＭからインストールした後、ＭＰＬＡＢ　ＩＤＥ　でコンパイラしてＰＩＣマイコンに書き込みました。

プログラム抜粋
　//メインループ
　　　　　　while(1)
            {
                i++;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //インクリメント
                output_low(Led_G);              //Led点灯
　　　　　　　　 set_adc_channel(0);               //チャンネル０を選択
　　　　　　　　 delay_us(50)；                         //AD変換時間
                volt = read_adc();                  //AD変換結果読み込み
                volt = (volt * 0.003);    
                volt = (volt / 5);                    //温度換算計算
                volt = (volt * 100);                //温度換算計算
                printf("%4lu ondo =%2.1f [Degc]￥r￥n", i , volt);//データ書き込み
　　　　　　　　
　　　　　　　　　output_high(Led_G);             //Led消灯
　　　　　　　　　delay_ms(1000);                   //1s待ち
　　　　　　　　　　　　｝

ＰＩＣ　１６Ｆ８８　にプログラム書き込み中


　今回のターミナルソフトは、最近のパソコンに、「ＲＳ２３２Ｃ」　の端子が装備されていないことを考慮し、フリーソフトのＲｓ２３２ｃを利用した上に、「ＲＳ２３２Ｃ」　と　「ＵＳＢ」の変換基板を併用しております。
データの取り込み状況はしたの図のようになります。


　更に、温度測定の精度を上げるために、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧を別に作成して処理をしております。また、パソコンに取り込むデータはＡ／Ｄ変換出力を温度に変換した後にパソコンに表示しております。
完成後の温度較正の作業状況は下の写真になります。


パソコンに出力されたＲｓ２３２ｃの画面


次の課題は、この回路を発展させＰＩＣマイコンから計測データをパソコンのＥｘｃｅｌに直接入力できるようにすることです。

クイックポジ感光基板を使った基板作製

　今までは電子工作で回路を作るとき、ユニバーサル基板か雑誌等に付録でついている基板を利用していましたが、今回初めてオリジナルの基板作製に挑戦してみました。

　使った材料は、sanhayato社のクイック感光基板とプリント基板工作キットです。
　手順は ①パターンフィルムの作製
　　　　　　②感光基板にパターンを焼き付ける
　　　　　　③感光基板を現像、エッチングする
　　　　　　④穴あけ
　　　　　　⑤仕上げ　の順序になります。
パターンフィルムの作製
　　プリント基板作成用のフリーソフト「ＰＣＢＥ」を使用し、感光基板アートワーク用「インクジェッ　　　
　　トフィルム」に印刷しました。
　　（パターンは別途書籍添付のＣＤより入手しました。）
　　　ＰＣＢＥ画面　　　　　　完成したパターンフィルム

感光基板にパターンを焼き付ける
　　ＦＭＬ２７ＥＸ－Ｎ（コンパクト型４本平行管３波長域昼白色）を使用した、蛍光灯スタンドが手　
　　元にあったので、露光源にそれを使用しました。
　　露光条件は次の通りです。
　　　　　　露光中
　　クイックポジ感光基板　　ＮＺ－Ｐ１０Ｋ（２０１０年４月７日製）
　　蛍光灯との間隔　　約１２ｃｍ
　　露光時間　　３２分
　　ＰＫ－ＣＬＡＭＰでフィルムと感光基板をセット

感光基板を現像、エッチングする
　　現像・エッチングに使用する道具類は以前にモノクロ写真の引伸ばしで使っていた道具
　　がそのまま利用きたので新たに用意するものはありませんでした。　　　
　　（引伸ばし用は基板作製に使用するには大きすぎる物もある）
　　　　　左から現像液　水洗い　エッチングの順序で準備
　　現像時間　　約４５秒
　　水洗い　　２回
　　エッチング　　約１５分（少し温度が低かった）
　　水洗い　　３回
　　　エッチング済みの基板
穴あけ
　　ＲＹＯＢＩのホビールータの手持ちがあったのでそれを利用
　　　　　ホビールータで穴あけ
仕上げ
　　スチールウールでパターン部の感光剤を落とし、フラックスを塗り完成

完成基板


なお、作製した基板を使用したセットは完成次第報告します。

ハムフェア２０１０と鉄道模型コンベンションを見てきました

東京ビッグサイトで開催されたハムフェアを見学してきました。
アマチュア無線については、以前から興味があり資格も取ったのですが、無線局の開局にはいまだに至っておりません。
電子工作の参考になればと初めて見学しました。
関連メーカーと各クラブからの出展で大変興味深く見学し大変参考にもなりました。



自作コンテスト入賞作品


　　　　

鉄道模型コンベンション
こちらはハムフェアの会場である西ホールで同時に開催されていたので、急遽見学することにしました。こちらも大勢のマニア・ファンで賑わっておりました。


　　　　　　　　

ＰＩＣで温度測定 → ＲＳ２３２Ｃ → データをパソコンに送る

温度データをＰＩＣを利用して、パソコンに取り込む実験をしてみました。
温度センサーは、ＬＭ６１Ｃを使い温度変化を電圧変化に変換して、ＰＩＣの１２Ｆ６７５で
Ａ/Ｄ変換します。
それをＡＤＭ３２０２を使用して、ＲＳ２３２Ｃでデータをパソコンに送ります。
パソコン側は、ハイパーターミナルで受信しデータの更新間隔は約１分間です。
ブレッドボードを利用したバッラック状態の実験装置です。
なお、温度換算式は　温度＝（（Ｖ１－３００ｍＶ）÷１０ｍＶ）－３０℃となります。

ブロックダイヤグラム

プログラムは、中尾真治著”おもしろいＰＩＣマイコン　ＰＩＣ１２Ｆ６７５を使いこなす”を参考にアセンブラで作成しました。

組み立て状況


ブレッドボード　　　　　　　RS232C基板
　　


パソコンに取り込んだデータ


こちらも見てください
よねこの　「人形の着物」

PIC演習用汎用ユニットのテスト

　ＰＩＣ　のＣ言語によるプログラミングを勉強しようと購入した「Ｃ言語によるＰＩＣプログラミング入門」（後閑　哲也著・技術評論社刊・２００９年改版）に記載されている、演習用汎用ユニットがようやく完成したのでテストしてみました。
　組み立て用の基板は”Ｐ板.ＣＯＭ”にて入手し、使用部品は通販や東京に行ったついでに秋葉原に寄ったりしてなんとか揃えました。
　完成写真とテストの状況です。
　
完成写真


プログラム書き込み状況（ＰＩＣＫit２を使った書き込み）


ダイナミック点灯テスト（７セグメントＬＥＤのテスト）


液晶表示器（ＬＣＤ）のテスト


液晶表示器の表示例