安価なステッピングモータを試してみた

久しぶりにステッピングモータで遊ぼうと、アマゾンで安いステッピングモータとドライバのセットを購入しました。3セットで699円なので1セット233円とマブチモータ並みの価格。ただ、ドライバと言ってもパルスを送れば勝手に回転してくれるものではなく、単に電流を増幅するだけなので各コイルを順次オンしていかないとダメです。まぁ、ステッピングモータの勉強用にはよいかも。

ギアで1/64に減速しているモータなので、出力軸がどの程度の速さで回転するか分からなかったのでArduinoで試してみました。1相励磁、2相励磁を試しましたが、500Hzは回転しましたが、1,000Hzではブーンとうなるだけで回転せず。500Hzで約4秒/回転です。とてもゆっくり回ります。

以下は試した簡単なスケッチです。

単純なプログラムとするためにloop内のdelayでパルスの周波数を決めているので分解能は1msです。1ms(=1,000Hz)では動かなかったので2ms(=500Hz)を試したら動きました。もう少し早く回るとよかったのですが、安いものはギア比1/64しか見つけられませんでした。

トルクは結構あって指先で押さえた程度では止まりません。無理に止めると内部のギアが壊れるかも。1相でもトルクが十分で、2相にすると電流が多くなって発熱も大きくなるので、1相で使います。

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// ステッピングモータのテスト
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#define P1 2
#define P2 3
#define P3 4
#define P4 5

int cnt;
void setup() {
  pinMode(P1, OUTPUT);
  pinMode(P2, OUTPUT);
  pinMode(P3, OUTPUT);
  pinMode(P4, OUTPUT);

  digitalWrite(P1,LOW);
  digitalWrite(P2,LOW);
  digitalWrite(P3,LOW);
  digitalWrite(P4,LOW);
  cnt = 0;
}

byte ph1[4][4] = { // 1相励磁
  1,0,0,0,
  0,1,0,0,
  0,0,1,0,
  0,0,0,1
};
void loop() {
  digitalWrite(P1,ph1[cnt][0]);
  digitalWrite(P2,ph1[cnt][1]);
  digitalWrite(P3,ph1[cnt][2]);
  digitalWrite(P4,ph1[cnt][3]);
  cnt = (cnt+1)%4;

  // １回転 32step * 64（ギア比） = 2,048step 
  // delay 1ms -> 1000step/秒  --> 約2秒/回転 ※回転せず 
  //       2ms ->  500step/秒  --> 約4秒/回転 
  //       4ms ->  250step/秒  --> 約8秒/回転
  //      29ms -> 34.48step/秒 --> 約60秒/回転
  delay(2);
}

非接触スイッチをPICに載せ替え

前回プロトを作った非接種スイッチ（Arduino版の回路図とスケッチを追記しました）をPICに載せ替えました。

プロトタイプはArduino Nano互換機とブレッドボードを使っています。空いているものがなくてこんなに長細くなっています。

これを8ピンのPIC12F675とユニバーサル基板に載せ替えました。PICはアセンブラで書きましたが、改めてArduinoは簡単で楽ですね。

配線が5本あるのは、電源・グランドとオンオフ信号の他に、2つのフォトリフレクタの反応時間差を2ビット(2本)で出力しているためです。2本なので4通りの分解能になります。スイッチオンオフを素早く行ったかゆっくり行ったかで、何か制御できればと思い組み込んでみました。

デバッグ用の赤いLEDがオン状態を表し、緑LED2つで時間差を表しています。右側だけ点灯しているので、4段階の2つ目、25〜45msの時間差で手を動かしてオンしています。あまり細かい制御はできず、4通り程度がよい感じです。3通りでもよいかも。

非接触スイッチのプロトタイピング

今日の午前中は約1ヶ月ぶりに出勤しました。朝は雨が降りそうでしたが、昼に帰宅するときは夏の日差しで汗かきました。マスクが息苦しかったです。気を付けないと熱中症になるのもわかります。

午後は代休を取ったので簡単な工作です。フォトリフレクタを使った非接触スイッチです。

まずまず想定していた動きになりました。

--21.06.27追記

回路図とスケッチです。無保証です。

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//                                                   21.06.26 naka
// フォトリフレクタを使った非接触スイッチ
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#define PHOTO1  2
#define PHOTO2  3
#define LED_PIN 4

#define TIMELAG_MIN   6
#define TIMELAG_MAX   100

int stat;
void setup(){

  // IOポート設定
  pinMode(PHOTO1, INPUT);
  pinMode(PHOTO2, INPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  // モニタLEDオフ
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  stat = 0;
}

void loop(){
  int time_1st,timelag;
  
  int p1 = digitalRead(PHOTO1);
  int p2 = digitalRead(PHOTO2);
  int po;
  if (p1+p2==1) {                  // どちらか一方のみactive
    time_1st = millis();
    while(1) {
      if (p1==0)  po = digitalRead(PHOTO2);  // 他方のphoto refrector
      else        po = digitalRead(PHOTO1);
      timelag = millis() - time_1st;
      if (timelag > TIMELAG_MAX)     // 時間差が大きいので無効
        break;
      else if (po==0) {
        if (timelag < TIMELAG_MIN)   // 時間差が小さいので無効
          break;
        if (p1==0) stat = 1;         // オン
        else       stat = 0;         // オフ
        break;
       }
    }
    while(digitalRead(PHOTO1)==0);
    while(digitalRead(PHOTO2)==0);
  }
  
  if (stat==1) digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  else         digitalWrite(LED_PIN, LOW);

}

チップ部品の半田付け練習

アマゾンを彷徨っていたら面白い基板を見つけたのでポチッてみました。

単に練習するだけでなく、一応動くのでモチベーションアップになります。

マイナポイント受け取りました。

昨年度、マイナンバーカードの普及促進策として展開されたマイナポイントをようやく受け取れました。確か提携カードに2万円以上チャージか利用すると5千円分のポイントが貰えるというもの。昔のことで詳細は忘れてしまったが、申請が結構面倒だった記憶がある。

6月17日にメールで連絡がありましたが、手続き期限が7月5日までと短い。散々待たせた挙句、この期限の短さは如何なものか。メール見落としていたら失効してしまう。それを狙っているのかも。

提携カードはPASMOにしておきました。これ以外は使っているカードがなかった。クレジットカードが使えればよかったのですが、ダメなので仕方ない。しかし、テレワークで出勤しなくなり、出張もないし、コンビニにも行かないのでPASMOのチャージが中々減らない。

ちなみにお店のポイントカードは面倒なのでその類いのカードは一切持っていません。毎回レジで聞かれるのも煩わしいけど。PASMOとかSuica 1枚でなんでも済むようにしてくれれば便利なのに。

ポイントの受け取りは駅の券売機か改札機のオートチャージでできるのかと思っていたら、セブン銀行ATMでの手続きが必要でした。なぜ？ オートチャージができるのだからポイントをチャージすることくらいは技術的にできると思う。

約1年ぶり(もっとかも)に近所のセブンに行き、初めてセブンATMなるものを使い、無事にポイントをチャージできました。まだ1万円以上もチャージが残っていた。

しかし、手間の割に5,000円ですから面倒で申請しない人も多かったのではないかな。職場で聞いても反応薄かった。また、ワクチン接種のスマホ申請ができない問題と同様に高齢者には無理ですね。高齢者は狙っていないキャンペーンだったのかな？ 高齢者の方が資産を持っているので狙い目だと思うけど。

ポイント費用の他に広告宣伝費やシステム構築運用費用、手数料など多額の費用がかかったと思いますが、どれだけの効果があったのでしょうか？ これならマイナンバーカードの受け取りと同時に直接現金給付したほうが安上がりで効果があったのではないかと思う。

デジタルタコメータモジュール（その２）

前回、回転数計を「旋盤」に付けると書いていましたが、ボール盤の間違いです(修正済み)。以前から旋盤が欲しいと思い続けているので、つい旋盤という言葉が出てしまう。

フォトリフレクタをユニバーサル基板に載せてもう少しタコメータの実験をしてみます。

ちなみに回路はこんな感じ。

タコメータの裏はこんな感じです。タクトスイッチでエンジンタイプ(回転あたりのイグニッションパルス数)を指定できます。

タコメータとレーザ回転数計で同時に測ってみましたが、8%位高めの回転数になっています。このタコメータの精度は±30/分となっていましたが、とても収まりません。本来の使い方をしていないから？

レーザ回転数計も安物でそんなに精度がないと思われるので、オシロでも測ってみました。オシロも安物なのですが、、、

50.69Hzとなり、3,041rpm程度のはずなのですが。これは+3.6%位の誤差でした。回転数表示は結構不連続に変化して3,150の上は3,160にならず3,220とかになります。

次にボール盤での確認です。ボール盤の主軸プーリに白い紙を貼り、この反射で回転数を測ります。

ボール盤の仕様では1,330rpmなので8%位違いますね。レーザ回転数計では1,360rpmでした。

負荷がかかった時にどの程度の回転数になるのか、リアルタイムで可視化したかったので回転数計を付けようと思った次第です。まぁ、わかったからどうなの？ ですが。

最終的にはこのあたりに付けようと考えています。ボール盤の電源と連動してタコメータの電源が入るようにします。フォトリフレクタの取り付け場所は仮に紙を貼ったプーリ上部では蓋の開け閉めの邪魔になるので要検討。

組み込んで使える小さな12V ACアダプタがないので、コンデンサとツェナーダイオードによるトランスレス電源にしようかと思いましたが、手元に12Vのツェナーがありませんでした。

Aliを彷徨ったら1個100円しない小型の12V出力モジュールを見つけたので注文しました。到着までしばらくかかりますが、急ぐ工作ではないので良いです。届くまでにモチベーションが下がるのが心配ですが。

デジタルタコメータモジュールを試す

ボール盤に回転数計を付けようとAliexpressで注文した部品が届きました。クルマやバイク用のデジタルタコメータです。電源を繋いだだけでは電圧表示ですが、イグニッションパルスが入ると回転数表示(rpm)に切り替わるというモノです。送料込みで900円位でした。Aliの割にはそんなに安くない。

もう一つ、別のショップで購入したフォトリフレクタも同時に届きました。こっちは10個で100円位(別途送料100円位)でした。

LEDは赤外線です。iPhoneのカメラは赤外線が映らないので、古いデジカメを出してきて点灯確認しました。ちゃんと光ってます。

全景です。先日 交換したCNCフライスコントローラのファン に半分黒く塗った紙を貼りつけました。この白黒をフォトリフレクタで検知して回転のパルスを作ります。定格24Vのファンを12Vで回すので少しゆっくり目に回ります。

フォトリフレクタの上に持っていくとパルスを認識してrpm表示になりました。フォトリフレクタとの位置合わせが結構シビアです。ズレると変な値になる。また、少し電圧を変えて回転数を変えても数値に変化がなく追従性はイマイチかな。

念のためにレーザ回転計で測ってみると結構違う。同じ電圧を印加したままなのでファンの回転数はほぼ同じはず。ファンを立てたことで若干はズレると思うけどこんなに違うか？

どうも精度はそれほどではないのと、追従性が遅いのかも。エンジンの回転に素早く追従させると値がバタバタ変化してしまうので、このような仕様になっているのかもしれません。

PICで作るか？！もう少し試行錯誤してみます。

電子工作用作業マットが怪しさ満載

関東は中々梅雨入り宣言しないな、と思っていたらもう真夏日になりましたね。テレワーク部屋もそろそろエアコン入れないとキツイです。家族でテレワークしているので部屋のドアを開けっぱなしにできず、窓を開けても空気が流れていきません。冷房費を出してほしい。

電子工作時に小さな部品がどこかに行ってしまったりするので、机の上に広げる作業マットを買おうかと思いアマゾンで探してみました。結構色々でていて意外と安いです。大きなマットがよいので大き目のものを探していたら、以下のマットが目に付きました。結構大きいのでよいかな？と思ったら、、、

なんか不自然です。仕様を見たら45cmx30cmです。えっ、マットに比べてテスター棒を当てているスマホらしき基板が小さすぎないか？

画像にサイズを入れてみました。とても小さな手の人が、小さなスマホ基板を修理しているようです（笑）リリパットかな？  外したビスやドライバビットがとても大きいのも気になるけど（笑）

なお、このマットを使用するには電源が必要なようです。100Vに対応してるかな？ 寸法も幅3cm、高さ30cmでは使いにくい。他にも毒成分なし、マグレット付き、電子分解とか突っこみどころ満載です。

ちなみに同じサイズの他の製品紹介画像はこんな感じです。

この画像の中央上にある「コンピュータ修理」ですが、ハードディスクのそこ開けて修理する人はいないだろう（笑）

結局、大きなサイズは見つからず、また帯電するというコメントや、臭うというのもあって購入しないことにしました。レビューの評価は怪しいものが多いです。購入してよいコメント書くと何かプレゼントを貰えるという例の匂いがします。

洗面台のサーモスタット混合栓修理

自宅の水回りメンテナンスDIYが続いています。先日の風呂場のシャワー混合栓交換、台所のステンレスシンク磨き に続き、今回は洗面台の水栓修理です。以前から水栓を閉めてもポタポタ水が滴っていることがありパッキンを交換しなくては、と思っていました。が、水栓が特殊なので躊躇していた次第です。

TOTO製の洗面台に付いているサーモスタット混合栓で、混合された水は左のシャワーヘッドから出ます。かなり古く、所々塗装が剥げています。

TOTOの建築専門家のための情報サイトで旧型の洗面台の画像から探して設置工事用の図面を見つけることができました。水栓部は、デリシアシリーズの台付サーモ13(シャワー)(洗面)というもので型番は TL846A となっていました。

図面にはパッキンの付いている「スピンドル部」の型番が書かれていなかったのですが、TL846Aでググってみたら以下のTH673Rのようでした。下側のパッキンだけでも売られていましたが、長年の使用でスピンドルもすり減っていそうなのと、パッキン本体は安いのに送料が高かったので、それならばとスピンドルごと交換することにした次第です。ちょっと高いけど。

開閉ハンドル部分のR2D2の頭のようなカバーを薄いスクレーパでこじって外し、見えてきたビスを抜いたのですが、ハンドルが固着していて抜けません。軽く叩いたりしてなんとか外せました。

長年の水垢と錆が溜まっていて汚いです。続いてスピンドル本体を外しますが、これも固くて中々回りませんでした。無理に回すと壊れそうで、モンキーレンチを軽く叩いて衝撃を与えて回しました。

スピンドルを外す前には洗面台下の水栓(水とお湯の2ヶ所)を閉めておきました。これを忘れると大変な事になります。

新旧のスピンドルです。色が激しく違います。古いパッキンは凹んで固くなっていて、隙間から水が漏れても仕方ない状況でした。

ハンドル部分は砲金製でしょうか、鋳物の鋳造痕がそのまま残っています。綺麗にしようと耐水ペーパで擦りましたが凹凸があってダメでした。

ハンドルの中に新しいスピンドルのギザギザ部品（ブッシュ）を埋め込みます。古いモノのままでも大丈夫そうでしたが一応交換しました。圧入されていて外すのも入れるのもちょっと大変でした。

新しいスピンドルを付けた様子です。

開閉ハンドルをつけて、ビスで抜けないように固定します。

R2D2の頭を付けて、洗面台下に水栓を開けて水とお湯が出ることを確認して作業終了です。分解時に掃除したので少しキレイになった程度で見た目の変化はありません。

今まではかなりチカラを入れて閉めないと水がポタポタ落ちていたのですが、軽く閉めるだけでピタッと止まるようになりました。気持ちいい。しかし、長年の癖でついチカラを入れて閉めてしまいます。パッキンが傷みそうなので注意しましょう。

PIC電子工作チャンネルの登録者が1,300人

おかげ様でＰIC電子工作チャンネル のチャンネル登録者が1,300人になりました。登録頂いた皆様、見て頂いた皆様、ありがとうございます。まだ年間再生時間が足りなくて収益化できませんが、これからも工作動画をアップしていくつもりです。

新しい工作ネタがないので、過去動画を再編集した動画をアップしました。タッチセンサTTP223を使った電子工作です。10個買ったのでまだ余っています。そのうち工作に使います。予定はまだないけど。

ウルトラワイドディスプレイ導入

在宅勤務も１年以上になりました。この状態がいつまで続くか分かりませんが、在宅での仕事のカタチができてきており、新型コロナが終息してもこのままになる可能性もあります。郊外に移住するという人が話題になったりしていますが、それもアリですね。我が家はすでに郊外なので時代を先取りです（笑）

在宅の仕事環境はMacBook ProにフルHDの外部ディスプレイを繋いで2画面で作業していましたが、MacBook Proの画面が小さくて文字が読みづらくなってきました。外部と内蔵でサイズが違うので視線移動の際に目のピント合わせが大変という感覚です。外部ディスプレイ側だけ使うとデスクトップが狭くて、複数のアプリを開くと重なってしまい作業効率が悪いです。

そこでウルトラワイドディスプレイ(3440*1440)を導入することにしました。解像度比はフルHDの約2.4倍です。4Kだと文字が小さくなりすぎそうなのと、高さ方向はそれほど解像度はいらないのでウルトラワイドです。ちなみに自腹ではなく職場で買ってもらいました。

USB Type-Cで繋がる機種を探して、IOデータの GigaCrysta LCD-GCWQ341XDB という34インチサイズです。写真だと34インチでもあまり大きく見えませんね。 

エクセルを全画面で開くとこんな感じです。ちょっと両サイドが見にくい（視力の問題）ですが、この状態でセル内の数字が普通に読めるのは素晴らしい。PDF資料やWeb画面を開きつつプログラムを書いたり、Excelをいじったりする作業が多いので、かなりよい感じです。

背面のロゴが光るイルミネーションのギミックが組み込まれていましたが、需要はあるのでしょうか？ これが光っていると（デフォルトで光っていた）、FMラジオにノイズが入ったので速攻でオフにしました。あと、内蔵スピーカの音は残念でした。MacBook Proの内蔵スピーカの方が断然よかったのですぐに元に戻しました。

設置した直後は大きいな、と感じましたがしばらく使っていたら慣れてしまいました。人間、楽なことにはすぐ順応する。