銅線をハンダメッキする

最近新しいのを買った。減らないのでたぶん生涯最後のペーストｗ

■銅線ハンダメッキ方法■

初心者向けです。

基板などにはんだ付けする前に銅線にハンダを乗せるハンダメッキ仕上げをしておくと、後のはんだ付けがラクになります。でも、いくつかの電子工作系ブログ、主にソフトウェア寄りのブログで「銅線にハンダが乗らない」と苦労している人を複数見かけたので、イニシエの技術を一つ。

1. 被覆を剥く。高いものではないのでワイヤストリッパーを使いましょう。人生が変わります。
2. ハンダごてにハンダを少し載せておきます。
3. 露出した銅線をはんだペーストに突っ込みます。溶けて広がるので、ついてるかどうか分からない程度の少量でいいです。
4. ペーストのついた銅線をハンダごてに当てます。
5. ペーストを拭き取る。
6. 基板のはんだ付けがすべて終わったところで、フラックスクリーナーやIPA、無水アルコールなどできれいに掃除しましょう。

なんということでしょう、ハンダが吸い込まれるように銅線に広がっていきます！

ハンダにはフラックスが封入されていて、はんだ付けする時に溶けて広がるのですが、蒸発しやすいのでハンダメッキするような時は常にハンダを供給しないとうまくいきません。でもこのように対象物にペーストを付けておくと、被覆を剥いて時間が経ち少し褐色になったような銅線や太くて熱の回らないごつい端子ですらハンダの方から勝手にしみ込んでいってくれます。

これは秋葉原の店先で真空管ラジオ作っているおっちゃんがやってたテクニックです。見たのはもう45年前、確か土橋くん山科くんと一緒だったな（笑）。どうして中学校の同級生の名前は覚えているのに新しいAPIを覚えられｎ（ｒｙ

なおハンダペーストは糊状になったハンダ（ハンダクリーム / クリームハンダ）ではないのでお間違いなく。

ハンダペーストは基板、特に精密基板には使わないこと、とメーカーのWebに書いてありますので、守ってくださいね。基板にはフラックスを使いましょう。上でも書きましたが、半田付けが終わったら、ペーストやフラックスはきれいに掃除しましょう。フラックスは無洗浄タイプもありますが、掃除しておくと見た目がきれいになり、ハンダ不良を見つけやすくなります。

よくブログに焦げたフラックスそのままの写真が上がってたりしますが、きれいな方がいいじゃん？（語尾上げ

理想のハンダ付け作業台を求めて

メインで使っているのはこれです。パナバイス。

パナバイスの固定ベース台座（300）とミニホルダー（203）です。自由度の高さと確実な固定という意味では最高なのですが、サイズの違う基板を挟もうとするとネジをグルグルグルグル…と延々と回し続けなければならないのがネック。基板をほぼワンタッチで固定できるプリント基板ホルダー（315）も持っているんですが、そっちはでかい基板じゃないと使えないので1度も使ったことがありませんｗ

そういう時はこっち。gootのレンズ付作業台 ST-93 。今Amazonで4000円台ですね。あちこちの機械としての仕上がりが悪くてスムーズにスライドしないし力いっぱいネジ締めないと止まらないしプラスチックカバーも飛んだりするので、この値段はないわーって思います。

でもまぁワニ口でポチっと挟むだけで使えるので小さな基板をちょこっとハンダ付けするにはラクで良いです。ルーペもついているので、ヘッドルーペを買うまでは重宝しました。まぁ便利なんですが、品質が低すぎて使うと気持ちが萎えます。そういう意味ではパナバイスは300+203で9000円ぐらいしますが、満足感あります。

そして今日お勧めする商品はこちらっ　じゃじゃんっ（テンプレ）

下から、熱可塑性のプラスチックねんど おゆまる、HAKUBAの自由雲台、ETSUMIの「スマホホルダー」の3点です。自由雲台にスマフォグリップを取り付けて、スマフォグリップで基板を挟んでいる図。このMade in Japanの自由雲台はカメラ用、人間の肩関節と同じ3自由度でスムーズに動くので、好きなアングルにネジ一つでしっかり固定することができます。上記ST-93だとあっちこっちのネジを緩めたり締めたりしないといけないですが、これはネジ一個でピタリと止まります。

ただ、そのままだと軽くてハンダゴテ触っただけで動いてしまうので、熱可塑粘土を柔らかくしておいてギューっと押し付けてやれば、ゴムゴムしたいい感じのマウントが出来上がります。冷えるとスーパーボールみたいな感触で適度なクッション性があり触ってもベタつきません。粘土は850円で約200gなので、全部混ぜて極彩色のゴムマウントにするもよし、鉄の灰皿などに粘土を突っ込んで雲台を固定するのも良いと思います。私は200gのゴム全部使って作りましたが、とてもお見せできる色ではないので写真のオレンジの台は約20gを使ってデモ用に作りましたｗ

スマフォホルダーは基板を挟む幅の範囲があまり広くない（私のは55-88mm）のとグリップ力が強すぎるという点がネックになるかもしれません。また広げるほどバネが強くなるので、大きな基板で熱を加えると基板が変形してしまうかもしれません。でもサイズさえあえば、作業性はとても良いですし、安いのに品質感があって気持ちいいです。

後ろから見た図：うなじがセクシー

そういえばこの2週間ぐらいはパナバイスと自由雲台ばかり使っているなぁ…。道具がスムーズに動くのってストレス少ないんですよね。

ハンダ付け：拡大鏡からUSB顕微鏡へ

「EDI」に見えるのは「103」天地逆

えー、老眼です。

ハンダ付けにはルーペのついたハンダ付け作業台が必須です。

でも覗き込んで作業するのは首やら腰に負担が大きいので何とかしたいなと、以前USB顕微鏡を購入しました。

が。

• 附属のLEDランプが明るすぎる
• ランプが真上から照らすのでハンダの金属光沢が見えづらい
• 専用アプリでは遅延が大きすぎて作業に支障出まくり

ということで、買ってすぐオクラにしてました。「誰か買ってー（泣）」とfacebookで呼びかけたものの、「こういう欠点ある（きっぱり）」なものが売れるはずもなく。

が。

ちょっと顕微鏡的なことに使いたくて、久しぶりにパッケージを開けてみました。専用ソフトは消してしまったので、「またインストールするのも面倒くさいな」と手っ取り早くPhotoBoothを起動してみたら…表示されました。ははは。

それもほとんど遅延なしで表示されてます。あははははは。

ただPhotoBoothだと鏡像なので、QuickTimeで試してみたら…ちゃんと見えます。問題なく。遅延なくフルスクリーンで表示できて鏡像/正像の表示ができればOKなので何でも良いのですが。さがすの面倒くさいのでAppStoreで240円のアプリを買いました。

MirrorPro

で。

作業台に取り付けようとUSBケーブルをたぐっていたら、ケーブルの途中に見慣れないツマミが。ボリュームとスイッチがついてます。ボリュームを動かすと何とLEDランプが暗くなり、消すこともできるじゃありませんか。だははははは。

というわけで、撮影したのが一番上の写真。赤っぽいのは電球色LEDで撮影したせいです。ハンダ付けには倍率大きすぎるんですが、でも冒頭の欠点はすべて解消しました。強いて言えば割と発熱するので使わない時は切っておきたいんですが、アプリ等からオフにできないので使わない時はUSBハブから引き抜かないといけない＝使うときに引っぱり出さなければいけない、というのが欠点かしら（ズボラっぷりをカミングアウトしているだけとも言う）。

ということで、微細なハンダ付けをきれいに仕上げたい方にお勧めです。

表面実装部品は安いっ

電解コンデンサはあまり在庫を持ってません。しかし、いつ必要になるかわからないので一応表面実装タイプで揃えてます…秋月で5個100円のやつ。しかし、今夜、ついに47-100μFが必要になったので、ブレッドボード用の足を付けました。

勢いが止まらなくなって、ついでに0.1μFの1608積層セラミックも制作。10個ぐらい作っておこうと思ったけど、ふと時計をみたら30分もたっていたので2個でおしまいにしましたorz

これは三端子レギュレータ用なのですが、どうせなら中央GNDにして3pinに2個付ければ便利じゃね？と思ったのですが、工作技術と視力が追いつきませんでした…。

反作用ピンセットもう一個買っておこうっと。

ArduinoでFFT(8bit int)

ハンダ付け作業台、4980円

もちろん（と威張って言うことではないのですが）自分では書けないので、あちこちで公開されているライブラリを漁ってみたのですが…私の目的に一番フィットしていたのがこれでした。
　　Modified 8bit FFT in c
Webに貼ってあるfix_fft.hとfix_fft.cppをテキストにしてArduinoライブラリフォルダに入れておく。それからArduino IDEを起動しSketchで以下のようなコードを実行（「マイコンボードへの書き込みが完了しました」という表示が出たところで、すぐにツール＞シリアルモニタを開き、ボーレートが違っていたら57600に設定する）すると、意図したようなスペクトル数列が得られました。

#include <fix_fft.h>
char im[128];
char data[128];
char buf[20];

void setup() {
  Serial.begin(57600);
}

void loop(){
  int  i;
  char buf[6];
  for (i = 0; i < 128; i++) {
    //  data[i] = (i % 16) * 16 - 120;  // 三角波  
    //  data[i] = (((i >> 4) & 1) * 255) - 128;  // 方形波
    // 2つの正弦波を合成した波形
    float d = (float)i * (PI * 2.00) / 128.00;   // ラジアンへ変換:dは0〜2pi
    float f = (sin(d * 2.00) * 0.66 + sin(d * 30.00) * 0.33) * 127.00;  // 2fと30fの正弦波
    data[i] = f;
 
    // 虚数部をクリア
    im[i]   = 0;
  }
  Serial.println("");
  dispData("Source  : ", data, 128);
  Serial.println("");

  fix_fft(data, im, 7, 0);  // full scale 2^7=128, FFT mode

  for (i = 0; i < 64; i++) {
    data[i] = sqrt(data[i] * data[i] + im[i] * im[i]);
  }

  dispData("Results : ", data, 64);
  Serial.println("");
  while(1) ;
}

void dispData(char *inMsg, char *inData, int inN) {
  Serial.print(inMsg);
  for (int i = 0; i < inN; i++) {
    sprintf(buf, "%5d", inData[i]);
    Serial.print(buf);
  }
}

よかった良かった。ここ数日これに睡眠時間を削られていたので、安眠できます。

…でも、中学生ぐらいからずっと欲しかったハンダ付け作業台が昨日Amazonから届いたので、やっぱり睡眠不足は続く予感:-)

Arduino時計＋温度計

年末年始は電子工作で遊ぶ予定だったのに大掃除の際にハンダゴテを破損。次にいじれるのはいつになることやら…と思っていたら、思わぬところから発掘しました。

何年行方不明だっただろう…。

というわけで、SainSmartのキットからLCDと小型ブレッドボードとLM35（温度センサ）をつかって、デジタル時計/温度計を作ってみました。何を今更と言われようとも、私のデジタル工作の原点は秋月ならぬ信越商会のMN5311デジタル時計キットなので（アナログは今はなき三鷹トリオ商会で買った2石レフレックストランジスタラジオ）、ともかく時計を作らなければいけないのです。

Arduinoはハンダゴテ使わずに試作できてしまうのですが、SainSmartのキット付属の
LCDにはヘッダピンが付いていなかったので、ハンダ付けします。老眼が大いに障害になりましたが、何とか完了。ハンダの溶け込むリズムを思い出すのに時間がかかったぜ。

そして、小型ブレッドボードをパッチベイのように使って配線。まぁパッチベイといってもGNDやらVccなど複数の線が集まるところをブレッドボードのrowを使って配線するってだけですけども。

まずは、キットのテストコードをそのまま入力して実行。最初まったく表示が出なくて焦りましたが、コントラスト調整をしたら文字が出ました。また、LCDバックライトの抵抗を220Ωにしたら物凄く明るくて全体的に薄暗い写真になってしまいました。この後、1kΩまであげてみたのですが、それでもかなり明るいです。

続いて時計スケッチ。あちこちサンプルが上がっているのですが、いまさらArduinoで時計作る人も少ないのか、Timeライブラリの仕様が古かったりして使えません。ので、ググりつつコーディングしてアップロード。

温度計の補正に悩みましたが、それもなんとかクリア。とりあえず、
　温度 ＝ analogPort値 ☓ 基準電圧 ☓ 100 / 1024
で上手いこと動きます。素子の出力電圧が1度=10mVなので基準電圧☓100、1024はフルスケール値です。なお、浮動小数点なら最後の3つの定数を電卓で計算して1つにしてしまえばいいのですが、浮動小数点演算の負荷を嫌って整数を使う場合は演算の順番を考えないとオーバー／アンダーフローを起こします。こういう場合、例えば500と1024を因数分解して演算の途中でも値がintの生の最大値32767を超えないようにします。今回は確実に動くこと優先で浮動小数使いました。また、文字列への変換もsprintfを使っています。書式指定のあるprintf/sprintfはプログラムサイズが大きくなるのですが、まぁここは確実に動くこと優先で…なお、Auduinoのライブラリではprintfの浮動小数への書式指定 %f は使えませんのでご注意を（少しハマりました）。

追記：
ArduinoのADCは基準電圧の切り替えが可能です。unoの場合は電源電圧、外部、内部（1.1V）に設定可能です。設定するには　analogReference(type);　のtypeにDEFAULT、INTERNAL、EXTERNALのいずれかを使います。EXTERNALの場合にはAREFピンに基準電圧を与える必要があります。詳細については以下のページが参考になりました。ありがとうございます。
　　Arduino 日本語リファレンス - analogReference(type)

というわけで、何とか動きました。デジタル時計作ったのは何年ぶりかなー。

次はmbedのLPC1114FN28と適当なRTCを使って、ローコストかつデカイLEDデジタル時計でも作ろうっと。

#include <Time.h>

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

time_t tokei;

int iYear  = 2014;

int iMonth = 1;

int iDay   = 3;

int iHour   = 18;

int iMinute = 20;

int iSecond =  0;

int lm35 = 0;

void setup() {

  lcd.begin(16, 2);

  setTime(iHour, iMinute, iSecond, iDay, iMonth, iYear);

  tokei = now();

  analogReference(INTERNAL);  

}

void loop() {

  

  while( tokei == now() ) {

    delay(100);

  }

  

  tokei = now();

  digitalTokei();

  digitalOndokei();

}

void digitalOndokei() {

  float val;

  int dat;

  char buffer[5];

  

  val = (float)analogRead(lm35) * 110.0 / 1024.0;

  dat = val * 10;

  sprintf(buffer, "%02d.%1dc", dat / 10, dat % 10);

  lcd.setCursor(11, 0);

  lcd.print(buffer);

}

void digitalTokei(){

  char buffer[20];

  

  sprintf(buffer, "%4d/%02d/%02d", year(), month(), day());

  lcd.setCursor(0,0);

  lcd.print(buffer);

  sprintf(buffer, "%02d:%02d:%02d", hour(), minute(), second());

  lcd.setCursor(4,1);

  lcd.print(buffer);

}

さて、一応時計なのでしばらく動かして精度を見てみようと思いますが、USBにつないだままにしておくのも少し不安があるので、とりあえず使わなくなったスマフォ充電用エネループをつないで放置したところ、約18時間で終了。消費電力150mAってところでしょうか。なお、スマフォ充電用のエネループを使うと写真ではわかりませんが何やら液晶が脈打ってるようになります。他の電源やUSBではこういう症状が出なかったので、電池の3.7V出力を5Vに変換するためのDC/DCがあんまり安定していないのかもしれませんね。

■追記■

その後、別バージョンの時計も作りました。この他にも教材用やアルバイトで3つ作ったｗ

Arduino時計＋温度計（7セグメントLED編）
Arduinoユニバーサルボードにハンダ付けして作りました。私の部屋で元気に稼働中です。

Beaglebone Blackで7セグメントLEDデジタル時計
待ちに待ったBeagleboneがようやく入手してうれしさのあまりついデジタル時計を作ってしまいましたが、BoneScript（Node.js）でセグメントごとに制御しているため表示がちらつきます。digitalOutじゃなくBus命令があればもうちょっと速くなるんですが。とりあえず多セグメント用のLEDドライバを入手したので、そのうち改良します。

Energia + MSP430G2でのハマりポイント
製作途中の巨大7セグメントLEDデジタルクロック。TIの省電力MCU MSP430G2シリーズをArduino互換のEnergiaという開発プラットフォームで動かしています。マカーにはありがたい。