iPhoneアプリのお手伝い

真面目にiOSの勉強をしていたのはiOS 8の頃までだったので、最近のSwift4なんて全然浦島太郎状態なのですが、こういう変なことを頼めるのは倉橋さんしかいない！と同僚さんに言われてお手伝いしました。

…「難しいこと」じゃなくて「変なこと」指名ですかい…ありがたいことですｗ

やったのは、動画にエフェクトを入れる処理。何本かCIFilterを使って、その後作ったのがこれです。

CIDetectorはかなり重い処理なのでCIDetectorAccuracyLowで使えたらと思うのですが、Highじゃないとそもそも結果が返ってこないんですよね…。描線と角度を一致させるためにfaceAngleを見ているのですが、たまにしか値が返ってこないので、左右の目の位置からatan2で角度を求め、線画の座標を変換してベジェ曲線で書き込みました。

何年かに一度Swiftを使うんですが…そのたびにバージョンが上がっていて、まずは差分の習得からやることになるので、手間取ります。

ステンシルプリンターとリフロー炉

1.注文
2.到着時破損
3.リフロー炉試用
4.ステンシルプリンタ試用
5.フレーム付きステンシル＋ステンシルプリンタ＋リフロー炉

■注文■

Aliexpressに注文したものが届きました。今まで細かいものは買ったことがあったんですが$100を超えるものは初めてです。

ステンシルプリンターは11月12日注文で11月14日発送、21日着。

リフロー炉は唯一無二の家庭用中華リフロー炉T962の後継機、LY-962Aを注文しました。赤外線＋熱風式です。

■到着時破損■

ステンシル・プリンタは2つの意味で難物でした。まず到着時に破損してました。AliExpressにDisputeしたところ「それはFedExによる破損なので、FedExにクレーム入れろ」と。ただ、費用負担は一切交渉の余地なしでしたが、破損した部分の修理についてはかなり親身に相談に乗ってくれました。

ただ、プリンタがないと仕事にならないので、ebay.comにもうちょっと安いやつを注文しました。

で、FedExについても、破損状況を示す動画や写真、なかでも外箱とシュリンクラップと製品に同じ打痕があったことが決定打となったのか、一度も確認無しですんなり返金となりました。ものすごく重い製品で、8mmぐらいの太いボルトがぐんにゃり曲がっていましたので、多分相当高いところから落としたんじゃないでしょうか。

FedExさんに壊れたステンシル・プリンタの処分について確認したところ、捨ててくださいとのこと。譲渡や修理について確認したところOKとのことでした。

AliExpressの業者さんにはその旨を報告し、一件落着。

と思ったら（笑）、前記ebay.comの業者が発送すらしていないことが判明ｗ

相談してみたところ、前記AliExpressの業者さんが15000円ほどで修理部品を送ってくれることになり、直して使うことに。ただ機械経験のないソフト屋風情に破損部分の解体は本当に難物で、ハンマー1本と半日を潰して、なんとか復旧できました。鋼鉄製の土台も微妙に曲がっているので広い面積の基板だと精度が落ちるんですが…私が使う程度ならまぁOK 。

なお「新しいのを買ったほうが安かったんじゃない？」という指摘を禁止します。

■リフロー炉試用■

この時点ではステンシル・プリンターが手元になかったので、手スキージングで試してみました。共晶ハンダを使って温度220度。110Vの機器を100Vで使っているせいか、昇温が遅いのですが、きれいに仕上がりました。

■ステンシルプリンタ試用■

ということで、ステンシルプリンターの試用です。

このあと1時間かかろうとは…。

組み立てと、細かいパーツの役割の理解、基板を取り付けて調整が終わるまでに90分かかりました。ステンシルフレームの取り付けまではわりと見た通り大きな部品を組みててていけば良いのですが、基板を正しい位置に固定する機構に関しては理解するのに時間がかかりました。実作業してて写真がないのですが、

1. L字型の金具の横にあるネジをアーレンキーで緩めてピンを基板のネジ穴にあわせて交換する。3mm、2.5mm、など4種類のピンが付属しています。
2. ピンが金具から基板の厚さより少し短い程度、飛び出すように金具の底の部分のネジをアーレンキーで回して、金具横のネジで固定する。
3. フレームをプリンターに取り付けて高さを調節する。ネジたくさん。ここできちんと水平かつ同じ高さに合わせておかないと密着精度がでません。
4. 金具を基盤に固定する。その際、基盤のすべての穴にネジが切られているわけではなく、ステンシルの位置と合わせる必要があるので、なかなか面倒くさいです。ステンシルの比較的大きめな穴から基板の特徴的なパターンが見えるように合わせたら金具を基盤に固定し、あとはX-Yステージ調節ノブを回してあわせるのが良いと思いますが…いやー苦労しました。
5. 最後に基盤の下にある固定ネジでステージが動かないようにする

位置を合わせたら、あとはスキージングです。フレーム付きのステンシルを使うのは始めてですが、「あろえ師匠」が書いておられた通り、基板とステンシルに余計な力をかけなくても密着するので、ずれることや塗ったステンシルが抜けることを気にしないでスキージングできます。実際、少し粘度の高くなったペーストを使ったのですが、VSONや0.5mmピッチコネクタ周辺でも抜けはゼロでした。

おうちでやるはんだペースト印刷

箱から出して組み立てて〜また箱にしまうのに軽く2時間かかりましたｗ　まぁ慣れれば30分ぐらいで済むでしょうけど、出しっぱなしにできる作業場がほしいです。試作についてはこれまで通りフレーム無しのステンシルをテープで貼ってスキージングし、生産のときにはステンシルプリンターを使うという運用になりますわ…。

■フレーム付きステンシル＋ステンシルプリンタ＋リフロー炉■

これまでシリンジでクリームハンダを塗ってVSONを使うと不良率が1割程度あり、フレーム無しステンシルでのスキージングでもパターン抜けが必ず1箇所は発生していました。

写真とってからL1忘れに気づきましたorz

でも、今回パターン抜け、ハンダブリッジ、いずれもゼロでした。いやー…ウデが悪い分は道具に金かけないといかんですね…。

という当たり前の結論ですみません。

Eagle 9.2の怖い現象

■追記　：　原因がわかりました！　：　追記終わり■

上の回路図はUSBコネクタ付近です。図の通り、VCCには何も配線していません。

が、ボード図を見ると、他のデバイスのVCCと接続されています。

で、回路図にダミーの配線を付けてダミーのNAMEをつけると

意図した通り、何も配線が生成されなくなります。

つながっているところは全部チェックしますが、つないでいないところはチェックから漏れやすいものです。今回たまたまAutoRouteをかけたらAirwireとして残ったので気づけたのですが…この基板の標準電圧は+3V3なのでUSBのVccが接続されていたら無事ではすまなかったでしょうね…。

気をつけましょう…。

Eagleのライブラリにパッケージ生成機能が！

いつからあったんですか？この機能。

パッケージのタイプ（SOICとかSOT）を選択して、ピン間隔などを入力すると3Dデータとフットプリントが生成されてしまう。

今までライブラリ探しに費やした時間は何だったんや…これなら確実に探すより早いです。

ライブラリのデバイス一覧画面、3D Packageの一番下にある「Impoprt 3D Package」をクリックするとプルダウンが出て、その中の「Create with Package Generator」を選択すれば出てきます。

いやー、今まで3Dデータなんて無縁って考えていたので、ぜんぜん気づきませんでした。

久しぶりにSwift：サイズの違うUnsafeMutablePointer間の変換（自信なし）

いやー…相変わらずDeprecatedの嵐ですわー。フィックスしますか？って聞いてくれなくていいから自動的に直せやコラ、とついガラが悪くなる今日このごろです。

えーと、MP3への変換をしようとして、lameは16bitだけどoutput streamは8bit、両方ともUnsafeMutablePointerなんだけどサイズが違ったら変換できないよ、って言われて散々苦労したんですが…これでとりあえずビルド通りました。デバッガで見るとpcmBufferとpcmU8Bufferには同じアドレスが入っているのでC言語の慣行的にはOK、ですかね。

let pcmBuffer = UnsafeMutablePointer<Int16>.allocate(capacity: Int(PCM_LENGTH))
let temp = UnsafeMutableRawPointer(pcmBuffer)
let pcmU8Buffer = temp.bindMemory(to: UInt8.self, capacity: PCM_LENGTH*2)

2時間ぐらい試行錯誤してましたわ…。

ググっても見つからなかったので貼っておきます。もっと簡単な方法があればご教示いただければ幸いです。コメント欄、スパム対策の承認制ですので、書き込んでもすぐには表示されません。ご注意くださいませ。

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。

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…。

【追記】FedExに画像などを送ってクレームを入れたところ、運送中の破損だと認定され全額損害賠償されることになりました。クレームを入れてから10日で決裁されたと連絡があり、その1週間ほど後に入金されました。AliExpressへのdisputeは、一度却下されたのですが、破損状況を説明する怒りの動画を送って再審査を求めたところ、再度裁定の判断になり、業者側で対応を検討するステータスになりました。業者からは、「こうすれば治る」という説明は来るのですが、破損した部品を交換するとお金がかかるからFedExと交渉してくれ、の一点張りでした。結果的にFedExが認めたから良かったものの…。【追記終わり】

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。表面実装のDCジャックは熱量が足りなくてハンダ不良になることもあるのですが、完璧でした。

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。【追記】溶接機なんかに使う15% / 25% up切り替えスイッチのついた2KVAのやつを購入しました（スター電器製造(SUZUKID)昇圧専用 ポータブル変圧器 トランスターハイアップ SHU-20D）。怖くて25%にはできませんが、15% upの115Vなら定格内、試してみたところ0.5度/秒ぐらいだった最後の昇温が1度/秒程度までスピードアップしました。新品で思ったよりも安かったし。よかったよかった。【追記終わり】

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。【追記】輸送中の破損ということでFedExから返金されました【追記終わり】

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。

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12月11日
被害再発しました。ただ、9Fから私が顔を出しただけでカラスが逃げる。装置ではなく私が危険認定されている可能性。

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。

昇圧チョッパー回路のスイッチング周波数の計算

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。

ESP32 Arduino: LED PWM fading

■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。

MOS FETによるスイッチングの基礎 | マルツオンライン

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。

ポリウレタン銅線（UEW線・エナメル線）を使う

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。