2018年12月2日日曜日

ランダムサンダーでやかん磨きました

羊毛+ピカール約12分

ランダムサンダーでやかん磨いてみました。使用前がこちらです。炒め物の油がはねてそのまま使うから焦げるんですよね…ってか汚いにも限度というものが。


中性洗剤で洗ったあと(ほとんど落ちないw)、#400ジスクペーパー(ジスク=ディスクなんだろうなぁ)で全体を磨いたあとがこちらです(約10分)。焦げは落ちていますが、研磨傷ヒドい。


ペーパーの後、本来はフェルト+研磨剤で磨くんですが注文ミスでハンドグラインダー用のフェルトを買ってしまいまして、他には手元に羊毛しかなかったので少し時間かかりました。約1/3を磨いて12分程度。それがトップの写真です。磨いていないところとの境界の写真を取りました。

なんで1/3しかやらないのかというと…重いってか重量もあるんですがジャイロ効果で手首が拗じられるので、普段キーボードより重いものを持ち上げない身(持ち上げません)にはとてもしんどくて、5分に1回休んでも指先がプルプル震えます。これ業務で長時間使う人って鉄人やな。あと、昔なつかしいトレーニング器具のダイナビーを思い出しました。

使ったのはマキタ(makita) ランダムオービットサンダ BO5030というタイプ。同様のボッシュのやつは壊れやすくトルクない、というレビューだったのでこれにしたんですが…これも意外とトルクがなくて羊毛押し付けると止まってしまいます。ただ、当てているつもりの場所と離れたところが鏡面になっていたりで使いこなせていないようです。

あと、細かいところはやっぱり無理で、取手の付け根のような場所はミニルーターにフェルトつけて磨かないとあかんかな、って感じです。

フェルトと研磨剤(茶・白・青棒というやつ)を買って、またそのうちに。

2018年11月29日木曜日

リフロー炉導入

いい仕上がりです。

■購入まで■

私淑する先輩がリフロー炉とステンシルプリンターは必需品とおっしゃったので、Aliexpressを物色。すると、定番リフロー炉T962の後継機種としてLY-962Aというのが出ていました。T962は赤外線加熱のみでしたが、LY-962Aは赤外線+熱風式。これまで私が使っていたホットプレートは手軽ですが均一に加熱されないのが悩みのタネでしたので、即購入しました。送料込みで$328.21です。

ステンシルプリンターは、ピンで基板の位置を自在に変えられるちょっと良いやつを買いました。送料込$421.98。

どちらも発注日は11月12日です。

■ちょっと紆余曲折■

ステンシルプリンターは11月21日に届きました。

でかい

サラリーマン業が忙しくて開封したのは28日なのですが…見事に破損していました。かなり重い機械なのですが、高いところから落としたようで、箱の一辺が潰れ、その中にある調節つまみがひん曲がり、アルミ製の分厚い定盤も曲がっていました。



Aliexpressに連絡を取ったのですが、業者は「配送業者FedExに連絡しろ」とのこと。で、FedExに連絡を入れたところ、折返しメールでクレームを出してくれと言われて、担当者と何度かやりとりをして提出しました。返金されるかどうかは7-10日ほどで通知されるそうです。どうなることやら…。

リフロー炉は11月23日に届きました。特に問題はないです。

でかい^2

■テスト運転■

こっちもでかくて重いです。作業場所がないので、とりあえずキャンプ用テーブルを引っ張り出して、その上で動作テストをしました。


スイッチのパネルが割れているというような些細なことはどうでもいいのです。


リフロー炉のテストです。110V仕様を100Vで使っているせいか150度から上の昇温が0.5度/秒って感じでとても遅い。220度まで2分ちょい。冷却も遅いので、150度以上に5分程度とどまってしまっています。



T962はそのままではまともに動かないので制御プログラムを入れ替えて使っている方が多いとのことですが、これは少しオーバーシュートしますが一応制御はまともに動いており、特に改造しなくても使えそうです。



遅いものの、大きな基板で試してみても端から端までのフラックスの流れ方が均一なので、ホットプレートで一部240度、反対側はまだ溶けてない…なんていうのより遥かに品質は良いはず。

■実践:ステンシルでスキージング■

前記の通りステンシルプリンタが破損していたので、手動でスキージングしました。

カッティングマットの裏側に捨て基板をマスキングテープで止めてから、実基板を固定し、ステンシルの位置を合わせてマスキングテープで止めます。



スキージングには漫画喫茶の会員証を使いましたw テレホンカードが良かったんですが、さすがに在庫が尽きました。一部で0.2mmほどズレましたけど、ユニクラフト製の基板はきっちりレジストが塗られているので大丈夫…と思います。



で、手で…というかピンセットで部品をマウントしました。ほとんどのパーツはルーペをみながら、0.4mmピッチコネクタだけはUSB顕微鏡を見ながらマウントしました。

■リフローとその結果■

付属の排気ダクトを装置裏の排気口につないで換気扇の下まで伸ばし、リフロー炉に基板を入れて、プロファイル1を選択してリフロー開始(予熱100度1分、プリヒート160度30秒、リフロー220度5秒、ホールド5秒(温度不明)、冷却)。室温から約10分で冷却まで終わります。

当たり前ですが、ホットプレートで手動で温度管理するよりも圧倒的に楽。

結果はトップの写真です。0.4mmピッチコネクタの下で3箇所ブリッジがありました。しかし、それ以外の箇所には完璧でハンダゴテでの補整は必要なしでした。

いやー…やっぱり道具にはお金かけないとダメですね…。

■今後■

課題として前記の通り昇温が遅いので自宅量産を始める前に100->110Vの変圧器入れようと思います。1600Wぐらいの変圧器、適当な中古品が見つかれば良いのですが…デカイし重いし大変。

あとはステンシルプリンターの返金処理…。結果は後日ご報告します。

2018年11月26日月曜日

導通試験器


テスターには導通試験モードというのがついてるんですが、大抵はブザーです。私は耳が悪いので、見てすぐわかる導通試験機を作りました。

材料:

  • 秋月のスイッチ付き電池ボックス(単4電池2本用)
  • 定電流IC(1mA)
  • 赤色LED
  • 熱収縮チューブ
  • ブレッドボード用リード


電池ボックスのマイナス側リード線を真ん中へんで切って熱収縮チューブを通してから定電流ICを取り付け熱収縮チューブで覆います。もう一度、別の熱収縮チューブを通してから先端にブレッドボード用のリードを圧着します。圧着は工具があるとキレイかつ楽にできますが、この用途であればラジオペンチでも十分ですし、そのへんに転がっているリード線の切れ端をはんだ付けしてもOKです。

LEDの足を写真のようにひん曲げておいてから、プラス側のリード線にも熱収縮チューブを通してからLEDをはんだ付けします。

以上で出来上がりです。



電池は普通のアルカリ単4電池でもいいですが、エネループなどのニッケル水素電池がおすすめです。アルカリ乾電池は新品だと2V近い電圧が出ますがニッケル水素電池だとフル充電の状態でも約1.4Vなので2本で最大3Vぐらい、赤色LEDのVfが1.8Vぐらいあるので、検査電圧1.2V 1mAの被検査回路に優しい導通試験機です。

1.2Vぐらいでは壊れない素子の方が圧倒的に多いですが、それでも壊れることは皆無ではないので、あくまでもはんだ付けなどの確認として使ってください。

2018年11月16日金曜日

Arduinoでカラスを追い払う…1



ハト対策が一段落したので、ハト対策に使った装置(PIRで体温を検知すると2つのNeoPixelsが激しく点滅する、だけ)をゴミ集積場に設置してみたところ、いつもは朝7:30ぐらいには盛大なパーティーを開いているカラス2羽がゴミを荒らすことはありませんでした。

すぐに「危険性がない」と舐められるような気がしますが、とりあえずは1勝ですw



2018年11月16日
06:00ごろPIR検知のNeoPixelsを設置。被害ゼロ。

〜2018年11月27日
火曜と金曜に設置、被害ゼロ。近所にたくさん似たような集積所があるのでわざわざヤバいところに行かなくてもいいんじゃね?的な判断なのだろうか。なおご近所の散らかりっぷりは変わらず。

2018年11年30日
設置停止したが被害ゼロw とりあえず被害が再発するまで停止するわ。

2018年11月5日月曜日

今更ですがESP32でニキシー管時計を作る


■はじめに■

先日、知人Kさんから依頼されてニキシー管時計を修理しました。一度うまくいったんですが、数日後また破損。もう一度調べてみたら高圧側のトランジスタが破損。交換しても直らなかったのであとはわからーんとギブアップしました。申し訳ない。

K氏はオークションで入手したそうですが……基板はヤニまみれ(フラックス洗ってない)でICもニキシー管もソケット無しの直付け状態、少し経験のある人なら基板見ただけで「ギャッ」と叫びたくなる代物でした。

ちゃんと作ればそれなりにできるんじゃね?ってことで、ついうっかり、アマゾンでニキシー管と74141互換チップなどをポチってしまいました。

てことで作ります。

■仕様と設計■

せっかくニキシーなので時計の基本機能をTTL(Nシリーズ)やDTLで作ったら超クールなのですが、そこまでは攻めません。手元にゴロゴロしているESP32を使います。ESP-WROOM-02と比べてGPIOが潤沢なので時計も簡単に作れます(そういえばまだESP32でデジタルクロック作ってないな)。

最近の私は3.3Vが標準電圧で、5Vは高圧です。しかしニキシー管は180vという超高圧で動作しますので怖いとかいっていられません。高圧を作るには、DC/DCを使います。せっかくADC付きのCPUがあるので、それをコントローラにして昇圧チョッパー回路で高圧を作ります。

ニキシー管はダイナミックドライブにして、セグメントドライブには前記の通り74141を使い、カラム側のスイッチにはMOSフォトカプラを使います。これならよっぽどバカな失敗をやらかさない限りはCPUなどが壊れることがないので。CPUはまだしもMacに高圧かかったらもう生きていけません。

チョッパ昇圧回路のスイッチング周波数とかL値どうしようかなと思っていたら、計算式が見つかった。すごいよインターネッツ。試算するとだいたい経験則と近い値が返ってきたので、使わせていただきます(Rds=200mΩ,L=220uH,V=5v,I=0.1Aで520kHz)。ありがとうございます。

なお、ESP32にはPWMをわりと細かく制御できるledcなんたらという命令群がありますが、8bit精度の場合には320khzあたりが上限みたいです。1000000hzと指定してもこのぐらいの周波数しか出てきません。手持ちのMOSFET(パワーMOSFET TK6Q60W (600V6.2A))はRdsが600mΩ程度なので上記計算式からL=470uHを使えば良い感じで昇圧回路が働くのではないかと思われます(ブレッドボードの直流抵抗もバカにならないんですが、とりあえず気にしない)。整流にはファストリカバリダイオード(ファストリカバリダイオード 1JU41 (10本入))、キャパシタにはこれ(電源用電解コンデンサ   47μF400V105℃(ルビコンBXC))を使います。ESP32のledcなんたらについてはこの辺。


■実験■

とにもかくにも高圧回路。次にニキシー管点灯を実験します。

マイコンで制御する高圧発生回路は以前はと撃退用にLPC1114FN28で作りました。今回もよくあるMOSFET使用のチョッパー型昇圧回路を作ります。発生電圧の計測は抵抗で1/100に分圧しマイコンのADCを使います。MOSFETはNPNトランジスタでドライブします。

MOSFETの使い方に関しては、ここの解説が定番かと思います。

PWM周期はカットアンドトライで詰めて300vまで出せることを確認しました。コンデンサなどの耐圧がボトルネック(400V)なので、こんなに高くする必要はもちろんないんですが、PWMのデューティーとリニアに比例するあたりで使わないと制御プログラムが複雑になるので。

あとは可変抵抗もADCに接続して手動で設定電圧を可変できるようにしておき、発生した高圧も分圧抵抗通して別のADCに入力。可変抵抗で調節した値に電圧が自動調整されるコードを実行して、プレートに高圧、適当な数字をGNDに接続して、点灯テストをしました。IN-12Aの場合、120Vぐらいからセグメント?の一部が光り始め125Vでフル点灯になりました。よっしゃよっしゃ。


その後、一度部品をバラして組み直したら何故か電圧が60Vぐらいしか上がらなくなってしまいました。原因は電解コンデンサの極性が逆でした。怖い怖い。これヘタすれば爆発しますからね。気をつけましょう。なお逆接続で使った電解コンデンサは内部の劣化が進んでいる可能性が高いので、勿体ないけど廃棄します。申し訳ない>電解

で、この電圧管理部分は他の処理でブロックされるわけにはいかないので、別タスクとして起動します。Arduino ESP32はFree RTOSベースなのでありがたいです。

■そして茨の道■

ニキシー管には12本の端子があります。6桁だと72本っすね……ええもう修行僧になって配線しましたよ。今回ダイナミック点灯で数字に関しては全部並列です。なので、エナメル線を使いました。先日UEW線を試してみてイマイチだったのですが、線を細いものに変えてみたらばっちりでした。


ラグにエナメル線を2回通して絡めておき、少し温度を高めにしたハンダごてでじっくり溶かし込んでやります。イヤな煙が出るけど、気にしません。ざっと2時間ぐらいかかりましたが、最初にワイヤを全部切っておいて試行錯誤なしなら小一時間ぐらいでしょうか。なお、写真上の方にあるのは、導通確認用に作った定電流IC+LED付き電池ボックスです。


先週金曜日にiPhone Xが届いたのですが、なんかムダに写真がキレイですw なおソケットの色むらは買ったときからで私が焦がしたわけではないので念のため。

それからアノードは各桁ごとに配線します。写真ではオレンジ色の配線。高圧側なので一応26AWGのシリコンワイヤを使いました。ダイナミック点灯のコードを書いて、無事6桁点灯しました。最初隣の桁が薄ぼんやり点灯する現象が起こったのですが、そこはソフトウェア制御なので、ガードタイムを設けてカバー。

コーヒーカップ、洗いなさい

■ソフト■

と、ここまで三連休のうち7時間ぐらいで終わりました。時計のソフトは何度も作っているので、翌週末の午後で何とか完成。もうちょっと掃除したら公開します。

でも、時計として使うには、ちゃんとケースに入れないとダメですね。電流弱いからトラッキング現象で炎上、なんてことにはならないでしょうけども。

ってことで、そのうちケースとソフト掃除が終わったら続きを書きます。