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トラブルシューター

私の修理・製作体験記(茨城・県西おもちゃ病院・JA7FJP/1)

単四×12本用電池ボックスの自作

2018-09-04 11:01:23 | 電子工作

 従弟の事務所で使っている安価なロボット掃除機だが、充電池(14.4V/1000mAh)が寿命になった様で動かなくなった。
実は、これで2回目になるが。
前回はタブ付き単四Ni-cd×12本を購入して接続したが、値上がりして来たので一般の単四Ni-MH充電池を使うことにした。これだと1本100円程度で済む。
だが、丁度合う市販品は無い(単四×6本用は有るので、これを2個使う方法もあるが)ので、自作することにした。
最初はホルダー型電極をユニバーサル基板に半田付けして製作したが、電池を入れると何故か数個が過熱するので、すぐに外した。
調べると、マイナス側電極がケースになっており、これをプラス側電極に差し込む際に外皮チューブが破けて、ショートになっていた。
ということで、このホルダー方式は使えないので、プラ板でケースを作り、一般的な単四用電極+-用を接着して接続する様にした。
想像してた通り、やはりプラ板では長手方向の強度が弱く、たわんで接触不良となるので、ポリイミドテープ(高耐熱性電気絶縁テープ)で巻いた。バンドはプラレールの車輪ゴムが丁度良いので、これで固定した。

その後使っていたら、動作しなくなってしまった。
見ると、充電池が過熱したのか、周囲の絶縁チューブが切れて剥がれており、これでは隣通しの電極が接触してしまう。このため、取り敢えずはチューブの代わりに絶縁テープを巻き、市販の単四×6本用のホルダーを注文し、これを2個直列にして交換した。

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宿泊体験の一環で「手作りプラネタリウム」を

2018-07-27 11:34:27 | 電子工作

 おもちゃ病院等でお世話になっている「茨城県県西生涯学習センター」から
平成30年度宿泊体験「ふしぎな世界」を体験しよう!(古河市スポーツ交流センター・8/7~8、24名)
の中で、以前にも作ったことのある「プラネタリウム」を「電子工作サークル」で考えてくれないかと依頼があった。
前回は円筒形の簡単なものだったが、今回は小学4年生~6年生が対象とのことで少し凝ってみた。
といってもネットにあった、おもしろ教材がいっぱい「手作りプラネタリウム」をそのまま作ることにした。以前はダイソーでもキットシリーズが有ったのだが現在は入手不可。
オリジナルでは豆電球を使用しているのだが、世の中のLED化の動きは急激で、100円ショップをあちこち探しまわったが、豆電球を使用したグッズは皆無だった。
かといって、部品単体だと、希少価値になっていて、とても予算内に収まらないので「電子工作サークル」パワーによりLED点灯させることにした。
プラネタリウム本体はデーターを厚紙のコピー用紙にプリントアウトすることで簡単に出来るが、このままでは内部の光が漏れてしまうので、内側にアルミホイルを貼り付ける様にした。
接着剤は水性だと用紙が変形してしまうので木工ボンドの方が良い。完全に貼り合わさったら星の部分を画鋲で(下に段ボールを引く)抜いて、外形をハサミで切り抜く。
ドームの部分は3枚を立体的貼り合わせるために、いろいろと試してみたが、両面テープ(障子貼り用の細いもの)が作業しやすい。

光源には1W白色パワーLEDを使用し、放熱用のアルミ基板に半田付けする。LEDは接着剤型放熱シリコーンで接着しておく。

これを支点の菜箸に取り付けるのだが、ここは一工夫ひねってみる。
セリアで6本100円の菜箸と、そしてこれに刺さりそうなストロー(ノギス持参しなかったので目分量で選定)を購入する。
帰ってから試すと、これがピッタリ!感動ものである。
(26セット製作していくと、ストローの径にばらつきが結構あるので、選別して使用する)
菜箸にストローを差し込み、空洞部分に切れ目を入れて潰し、この平らな面に強力両面テープを貼り付けてフィンの裏側と固定する。
微妙な角度(ベースと並行になる様)が必要なので、曲げながらUVレジンで固定する。短時間で好きな角度に固定出来るので最高!

(後で考えるとホットメルトでも良かった気がする)
電源部?の製作であるが
当然、白色LEDは3.3V程度必要なので、昇圧してやる必要がある。
費用削減の為にも乾電池1本(1.5V)で点灯させたい。
これもいろんなICを試した結果、部品点数も少ないCL0117が良さそうだ。現在は在庫切れになっており5個不足する。
X3688AH203も同様に使えると書いたが、実際使ってみるとX3688Eは3V用の様で点灯せず、AH203は暗いので互換性は無い様だ。
HT7750を使える記事が出ていたので試してみた。
実験の結果(HT7730,7733,7750で比較したが大差無くHT7733が良さそうな感じ)点灯したがCL0117より少し暗いので3WのLEDを使うことにした。
インダクタにはSMDタイプの47uFが安価なので裏面に接続する様にした。外れない様にシリコン接着剤で固定する。
LEDからの配線を型紙から通す必要があるので、出力はねじ端子板を使用する。
(下の写真のはDC/DCタイプの試作なので実際とは少し異なる)

電源部とLED部は24人分用意しなくてはならないので、吉本OMにお願いしております。
材料費が160円程度に収まった。
当日の写真ですが、自分の時は写真を撮る暇が無く、次の液体窒素実験の様子です。
やはり、時間が足りなくて、この実験中に未完成品の製作をしてました。

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16曲メロディキットをDIPロータリーで切り替える

2018-07-24 16:12:27 | 電子工作

 aitendo製16曲メロディキット[K-MLD16](写真は同一仕様の中華直輸入品)は4個のスライドスイッチで16曲サウンドを切り替える様になっているが、回路図を見ると0~F:16進・正論理で切り替えられる様なのでパターンにあるABCDと手持ちDIPロータリースイッチを接続してみる。但しコモン側はVCCに接続する必要があるので、パターンにあるGNDは使えない。
当然ながら、問題無く曲が切り替わる。曲のON/OFFスイッチが必要だが。

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ACS712ホール素子型電流センサー再実験

2018-07-03 11:08:48 | 電子工作

 2年前にも実験したが、また使いたくて思い出しながら再製作してみた。
回路は以前と同様OP-AMPの差動増幅回路を使い0Aで0V出力となる様に可変抵抗で調整。
増幅度調整の可変抵抗を省略した関係か各ポイントでも誤差が広がってしまう。(電源電圧:DC5V)
ところが、何故か電源電圧を可変してみると、丁度4.8Vで誤差が最低となった。
逆に言うと、電源電圧を安定化してやらないと、値に誤差が生じる。

 

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スイッチング可変電源を手直し

2018-06-29 11:20:41 | 電子工作

 以前に製作したものだが、電源モジュールやVAメーターが壊れたままになっていたのが2台有ったので直してみた。それだけのことだが。

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PS3の冷却ファンは強力で何かに使えそう

2018-05-11 11:29:48 | 電子工作

 先日、壊れて分解したSony-PS3だが、電子工作マニアには使えそうな部品があり、処分は勿体ない。
電源モジュールはDC12V/18Aの能力がある。
高性能ゲーム機のCPU/GPUは或る意味パソコンより電力消費が大きいので、これらの放熱フィン(強制空冷)はすごい能力がありそうだ。
5WパワーLED×複数個のスポットライトを作ろうかとファン(Nidec:日本電産製)にDC12V電源供給してみたが、一瞬回るだけで止まってしまう。

3線式で黒線:0V、茶線:DC12V、灰線:コントロール端子らしい。

コントロール端子をDC12Vに接続したら勢いよく回り出した。かなりうるさいほど強烈な風量だ。
消費電流は0.9A弱も流れる。

この電圧を変化させることで、回転数(風量)をコントロール出来そうなので、今後、電圧を可変したり、PWMコントロールを試したいと思う。
ヒートパイプで、少し離れた放熱器にも熱伝導させている。

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強制空冷ダミーロードの製作

2018-04-26 14:16:49 | 電子工作

 先日のブログで充電器修理を紹介したが、少し使っていたら、またエラーが表示され充電出来なくなったというので引き取って調べると、交換したFETがまた破裂していた。
どうも、実負荷で動作させないとわからないが、バッテリーは巨大になるので、疑似的に負荷(充電器の容量が13A)になるものを作ることにした。
メタルクラッド抵抗(5Ω/50W)が手持ちにあったので、これを負荷にするが、放熱フィンを付けないとその電力は満足しない。
デスクトップPCのジャンクが沢山あり、これのCPU空冷用のフィンとファンを使うことにした。
メタルクラッド抵抗の取り付け穴に合わせてフィンにM3のタップを切る。
放熱用シリコングリスを塗布して取り付ける。
ファンはDC12V用なので12V出力のACアダプタを使用。
電圧/電流計は安価なデジタル表示品が20Aまで使えるので採用。

今後は、半導体(FET)を使った電子負荷装置を作ってみようと思う。

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野良猫撃退・電子工作

2018-04-11 16:50:55 | 電子工作

 家には飼っている猫が一匹いるが、勝手にサッシを開けて外出?するので、夜間閉め忘れると、開いた戸の隙間から野良猫(目撃し追い回したこともある)が入り込み、テーブルに置いてあった食糧を食い散らかすということが複数回あったので、得意?な電子工作で撃退出来ないものかとアイデアをひねって製作してみた(効果については未確認なので自己満足だが)。
手持ちの電池式人感センサーライトの点灯信号を取り出して、犬の鳴き声の入ったaitendoのメロディキット[K-ZK12HLD]を起動するというものだ。単体のICを使えば安価に出来るが、今回は手抜きである。
LEDは電源+から制限抵抗でアノードに、カソードは制御トランジスタのコレクタに接続されているので、電源(単三×3本)の+とコレクターから配線を出す。ICは3~4.5Vで動作するので問題無い。

十二支の鳴き声が出せる内、犬だけで良いのだが、3×4マトリクスで、単純にL/Hで制御出来ないので、犬のタクトスイッチ部をスライドスイッチで短絡させておき、電源の入り切りで動作させることにした。

このICはワンショットで1フレーズ流れるので、ライトが点灯している時間(調整は無し)より短い時間で終わってしまうが我慢しよう。


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差動式分布型感知器の動作確認表示器製作

2018-02-16 11:42:56 | 電子工作

 火災感知器にも種類があるが、差動式分布型感知器(空気管と呼ばれる銅パイプを天井などに張り、火災による急激な温度上昇による空気管内の容器の膨張を検出して火災を感知します)の古い物では表示灯の無いのがある。
点検は注射器で空気管長さに応じた規定量を注入して動作時間・継続時間が規定範囲にあるか確認が必要。
この場合に一般的なのは、ベル鳴動をONにしておくことがあるのだが、音を出せない場合には信号端子間にテスター(電圧レンジ)を入れて電圧変化(正常時は感知器接点がオープンなので供給電圧が掛かり、動作時はショートして0Vとなる)を見る方法があるが、直感的に確認しにくいので、もう1つの方法として24V用2JWランプを接続する方法を従弟から教わった。
ところが、受信機によっては、接続したときフィラメントの抵抗により電流が流れて受信機が動作してしまう場合があるので、電流が少なくて済むLEDで製作することにした。
監視電圧はDC24Vが殆どなので、単純にLEDに制限抵抗(1mAを想定)を直列に入れれば良いのだが、電子工作マニア?としてはTL431とNPNトランジスタによるによる定電流回路を組んでみた。
極性を気にしなくて良い様に入力にはブリッジダイオードを入れる。

あとは、固定出来る様に、鉄板ケースに収納されている場合が多いので、基板裏にマグネットを貼り付け、接続にはミノムシクリップを付ける。

定電流回路の動作範囲を確認したが5V~30Vまで問題無い。

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簡易赤外線チェッカーの製作

2018-02-16 10:47:06 | 電子工作

赤外線が出ているかはデジカメやスマホでも簡単にチェック出来るが、赤外線受信簡単な赤外線チェッカーを作ってみた。
受信モジュールは秋月で販売されている[OSRB38C9AA]を使用。これはDC2.7Vから動作するのでCR2032コイン電池で動作させる。モジュールには5Vで動作するのもあるので確認して下さい。
[PL-IRM1261-C438]は少し高いがDC2.4Vから動作する。

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DC-ACインバータ [V12V-220V40W] を試す

2018-02-03 15:22:19 | 電子工作

 真空管用の高圧B電源に使えそうなスイッチング電源ユニットを探していたが、aitendoに「DC-ACインバータ [V12V-220V40W-B]」(この他に-C,無しの全3種類あるが全て基本的には同じ様だ)があり実験してみた。

使用トランジスタが2SA1441と2SA1443の違いがあるが。

入力にDC12Vを接続すると出力には678V P-P(テスターではAC240Vの表示)、46.3kHzの正弦波が観測される。

これにブリッジ整流器を接続して0.1uFのフィルムコンデンサで平滑してやるとDC366Vが出力される。
正弦波なのでスイッチングノイズは殆ど無い。

無負荷での実験だが、入力電圧3V以上から動作する。
DC3V入力でDC94Vの出力でした。

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1Hz発振回路を試す

2017-10-19 16:17:28 | 電子工作

 電子工作サークルで、生徒さんがロジックICでデジタルタイマーを製作(回路は私がネット検索して紹介したもの)したのだが、動作しないという。
クロックにはLMC555(タイマーIC)を使用し1Hzを出力。
標準の回路で、配線も間違い無い様だが、出力が出ない。
そこで、私がその回路だけ作ってみることにした。結果的には2種類。

1.LMC555によるデューティ比50%自励発振回路
微調整出来る様に多回転可変抵抗を使用する。
計算では10uFと75kΩで出るはずで、抵抗を可変することで1Hzに調整出来た。
やはり、電源変動に弱いので、安定化は必要である。

2.RTC(リアルタイムクロック)の1Hzクロック
以前、秋月から購入してあった「32kHzシリアル出力リアルタイムクロック(RTC)RTC-4543SA」
があったので変換基板でDIPにして実験してみた。
FSEL端子をHにするとFOUT出力が1Hzになる。
FOE端子をHにするとFOUT出力が出る。
これは約32kHzの内蔵水晶を使っているので安定し正確な周波数が出る。

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UVレジン硬化用ライトを作る

2017-07-17 12:04:28 | 電子工作

 紫外線で硬化するUVレジン(ハードとソフトの2種類)が100円ショップにあったので購入。

歯の治療で医療用に使われているものが、短時間で硬化するのに興味があって試すことにした同機である。
そもそも、現役時代から、この技術は使われている。
プリント基板の両面にチップ部品を実装する場合に利用している。
まずは裏面の部品を乗せる部分に紫外線硬化の接着剤をメタルマスク(薄いステンレス板に接着する部分の穴を開けたもの)を使って印刷する。クリーム半田も同一方法で印刷する。
次に部品を自動実装し、紫外線の暗室を通すことで、部品と基板が接着されるので、今度は表面にクリーム半田を印刷し部品を実装。これを300℃以上(温度管理されている)の不活性ガスの炉に通すことで、クリーム半田が溶けて半田が付くことになる。
本題に戻るが
紫外線ライトを作ることにする。
手持ち品は秋月から以前購入したOSV4HA3A11A(Φ3紫色だが紫外線も出るというもの)を点灯させてみた。
約3Vで20mA程度流れる様で、これでレジンに当ててやると1分程度で指触乾燥する様だ。

100円ショップで購入した単三×2本の懐中電灯が有ったので、これのLEDを交換してみた。

・コメント(7/25 匿名さんより)
小生も100均のUVレジン(ハード)を購入し、秋月のUVLEDの3連で硬化させてみたら、ある程度までは固まるのだが、完全硬化に時間がかかりすぎる。市販のものは蛍光管が多いので、秋葉原の店の人に聞くと殺菌用、化学反応用、集虫用と3種類あるというので化学反応用6Wを購入。硬化良好、やはり波長の適正があるようだ。
また、ダイソーのものよりもセリアが感度高く、太陽光の入る部屋で作業中にチューブの先が硬化してしまった。
そして屋外使用のLEDのモールドに使ったらはがれてきた。エポキシで再モールドでは1年異常なし。

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夏休みこども活動支援(電子オルゴール製作)試作

2017-07-09 11:05:23 | 電子工作

 2年前に結城市の「寺子屋:サイエンスキッズ」で電子オルゴール製作を行ったが、その時の担当者から、今度は八千代町の「夏休みこども活動支援」で又お願いしたいと依頼があった。
材料費200円以内という厳しい制限?なので、前回よりさらに簡素化(圧電スピーカーにすることでドライブ回路が不要)することにした。
最小のブレッドボードに実装。

こんなに簡単なのに動作しない。単純ミスだった。
1.ブレッドボードの方向を90度間違い、電源等をショートしていた。
2.オルゴールICのUM66T-「」の端子番号の振り方が一般と逆で、右から1-2-3となっていた。
圧電スピーカーは秋月で圧電スピーカー(圧電サウンダ)SPT08(40個入)が1600円(40円/個)が安価だったので、これを使用。
UM-66Tの動作電圧範囲は1.3V~3.3Vなのでコイン電池(CR2032)を使うことにし、電池ソケットで交換出来る様にする。
圧電スピーカーからの音量は意外と大きく実用上問題無さそうなので、これで進めることにする。
(当日のは、もっとスマートに作りやすくする予定です)
最終形(イルミネーションLEDもおまけで付けました)

会場は八千代町の図書館で7/30(日)午前/午後の2回、参加者各10名で予定している。
【7/30開催】
2回に分けて9名の参加があった。そのうち女の子が6名で、将来のリケジョに期待したい。
圧電ブザーと電池ソケットのリード線が細く、半田揚げしただけでは、やはり接触不良が多く、1回で動作する方が殆どいなかったのが反省点です。
県西おもちゃ病院からは仁平、吉本、田中が指導にあたった。

主催者からお礼のメールが有りました。
 先日は,八千代までお出かけいただきましてありがとうございました。
参加人数は少なかったのですが,その分先生方に細やかなご支援をいただけ,オルゴールの音色を聞くことができました。子どもたちの笑顔からは,満足度が伝わってきました。
 今回初めて開催したところですが,町内よりも近隣市町からの申し込みが多かったのには驚きました。それだけニーズは多様化してきているんだなあとつくづく考えさせられました。

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マイクロスコープ用LED照明電源の改造

2017-04-29 15:52:36 | 電子工作

 SOPタイプのIC表示を見るのに、aitendoから以前購入した60倍マイクロスコープを使っていたが、ボタン電池がLR1130×3個で、LR44に比べると一般的で無いので、LR44が使える様に改造することにした。
現在は販売されておらず、同一品を利用したスマートホン用マイクロスコープ [CM60X]」は入手可能だ。
1.5V×1個で白色LEDを点灯させるのに昇圧IC(CL0117)を使用する。
電池は入らないので不格好ではあるが、ケースの外側に電池ホルダを接着する。
問題なく点灯はするのだが、1.5Vの場合200mAも流れるので、インダクタ(現状47uH)を変えてみるか、HT7733に変更してみるか再実験したいと思う。

今回のCL0117(スイッチング周波数のままで点灯/点滅?)とHT7733A(DC昇圧で点灯)を調査してみた。
インダクタを可変しやすくするのに、手持ちのインダクタ(形状は異なるが)22,47,100,220,470uHをブレッドボードタイプ基板に実装しミノムシクリップで接続替え出来る様にし、CL0117とHT7733Aもその基板に一緒に実装した。

結果は下表の様になった。

インダクタによる輝度変化はそれほど大きくなく、インダクタンスが大きいほど電流が小さい。
HT7733Aの場合はインダクタンスが小さいとリップルが増加する傾向にある。
低電圧特性はHT7733Aのが少し良い。0.7Vから点灯するがCL0117は0.8V以上となる。
各波形を参考に掲載する。

前回のマイクロスコープ用は200mA以上流れたが、今回の実験結果では、それまで流れないので、もう1度確認することにする。

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