t-yosh’s blog

元ソフトウェアエンジニアが、モノづくりについて学んでいるブログです。モノづくりに必要なハードウェア・ソフトウェア・デザインのことを書いています。

< 休憩時間ミュージック その5> DJ minoyama "The Dutch Masta"

音楽

< 休憩時間ミュージック その5> DJ minoyama "The Dutch Masta"

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今回はDJ minoyamaさんです。あまりminoyamaさんについて詳しいことは知りませんが、彼のmix 好きなやつが多いです。

最初に聞いたのは、Queen Of Soul III なのですが、完全にやられてそこから過去のmixを買いあさってます。（あまり見かけません。。。）

minoyamaさんは、mixのテーマで使う曲のジャンルを変えて使っているイメージあったのですが、このmixはいい感じにジャンル横断されてます。

けっこうクラシックなソウルがメインかと思って買ったのですが、ラップ、R&Bも何曲か入っていて結構目から鱗的なつなぎがありますね。

このCDが作業にいいのはですね、ちょうどよい横揺れ感ですね。ちょっと午後一で眠くなってきて、眠気防止にちょうどよい塩梅です。

よくやるのが、景気づけにアッパー系で行こう！イエィ！っとアッパーでいって、そっちの世界に行ってしまうことです。ダンクラ / R&B アッパーいれると上がりすぎてしまうんですね。

その点、これは最初あげてきますが、間にラップやバラードで落ち着かせてくる調子が良いのです。中盤のスティービーワンダー、そして後半のSteely Dan 2連発にやられます。

トランジスタ　- ちょっとしたTopic - 

電子部品

電子部品のちょっとしたTopic 

小ネタですが、以外と役に立ちそうなTopicはこのカテゴリーに書こうかと思います。参考にされる場合はご自身でよくご確認して利用してください。

 

<トランジスタの足の覚え方>

　2SC1815 は、エミッタ、コレクタ、ベースが毎回わからなくなっていたのですが、魔法の呪文がありました。

1815の文字が見える方向から見て「エクボ(Ｅ，Ｃ，Ｂ)」です。

仕様書のエミッタ、コレクタ、ベースの絵がボトムビューなのも注意ですね。

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 　　　　　http://akizukidenshi.com/download/2sc1815-gr.pdf

 

 

分解ネタ　- その２　マウス -

分解 ハードウェア (筐体) ハードウェア(回路)

二回目の分解ネタです。今回はマウスです。

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Logicool M325というマウスで、かなり定番のものかと思います。私のは変った模様で気にいっていたのですが、クリックがダブルクリックになってしまう問題が頻発したので買い替えましたので、いざ分解してしまいます。

今回はボタン操作部分と基盤がどのようにつながっているか見てみたいと思います。

マウスについているボタンですが、以下の5つがあります。

  1. 右・左クリック
  2. ホールのボタン操作　（真ん中・左右）
  3. 上下ホイール
  4. 電源ON/OFFボタン 

こちら一つずつ見ていきます。

 

はいっ！！

開けました。

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左の筐体部分はパーツにわけるとこんな感じです。

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バランスを取るためか、おもりが入っていますね。

それでは、各操作の仕組みを見ていきましょう。

 

<1 右・左クリック>

f:id:t-yosh:20180127162729p:plainここは白いパーツの四角部分が、基板に実装されているボタンを押す構造になっています。白パーツは白い爪で後ろ半分が固定されていますが、前部分はフリーなので自由に曲げられます。クリック感は実装されたボタンがそのような押し心地になっていました。Kailhという刻印があるのですが、Kailhで検索するとキーボタンの構造の名前のようで、わりと有名な仕組みなんでしょうか。

 

<2　ホールのボタン操作　（真ん中・左右）>

 

f:id:t-yosh:20180127164000p:plain ←このホイールは押しと左右に倒すボタンでもある。

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↑　中はこうなっています。

　f:id:t-yosh:20180127164741p:plain　f:id:t-yosh:20180127165159p:plain

↑ホイールのパーツはこんな感じです。

ホイールを組み込む透明なパーツが基板の黄色の部分で支えられており、ホイールを倒すと基板の青い四角の左右ボタンを押すようになっており、また、下側のボタンはシーソーのようになっていて、ホールを手前に押すと赤い四角のスイッチが押される構造になっていました。

 

<3　上下ホイール操作　>

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 上下のホイール動作の検知は、光のセンサーで行っているものと思います。送信部と受光部があって、ホイールの部分の動きを検知しているのだと思います。

<4　電源ON/OFFボタン　>

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こちらは普通にボタンですが、筐体との組み合わせのところが面白いですね。青丸に示した基板上の爪に引っ掛けてるのですが、方向を間違えないようにスイッチのパーツが上下非対称に作ってあります。

 

< おまけ >

f:id:t-yosh:20180127171637p:plain 電池ＢＯＸを見てみると何やらシールが。

f:id:t-yosh:20180127171500p:plain はがしてみると基板上にはんだあとがあります

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このハンダはスルーホールではなく半貫通ですが、配線を追うと、VB010411に入っているようです。VB010411は光学マウスの移動を見るセンサーのようですが、後工程で何か調整とかをするんでしょうか？

ちなみに、メインCPUは、[ NRF24LE1 ] とあり、Nordicのチップのようです。型番で調べると、「The nRF24LE1 is a highly integrated ultra low power 2.4GHz RF System-on-Chip (SoC) for 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) band operation.」だそうです。

　http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24LE1 

2.4Ghzの通信と、マイコンが乗っているSoCですね。

 

捨てようと思ってたマウスですが、よく見てみると色々と発見があって、面白いかったです。小物が多いですが、分解ネタは定期的にやっていこうかと思います。

 

水漏れセンサー　<機能追加編　その１>

以前作成した水漏れセンサーシステムですが、何点かつっこみがあり修正点がいくつか出てきました。大きくは二点。

　(1) たまに止まっている。電源を抜き差ししないと復帰しない。

　(2) 水漏れ検知した際のスピーカーの音が小さく気づかない。

(1) は、ウォッチドッグタイマーの実装をすればよいと思います。

（ウォッチドッグはいれるか悩んでいたところなのですが、長期運用ではやはり必要ですね。）

(2) については、前回の回路図を見てみると、IO23から直接SPの+端子に接続していましたので、十分な電流が得られず音が小さいのもしょうがない感じの設計でした。

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インジケータと警告音については、居室の方に設置したいとの要望ありましたので、別の部屋に設置するインジケータと警告音デバイスを作成する予定となりました。

今回はWROOM-32本体からは離れた位置なので、GPIOのラインのみを延長して、インジケータと警告音のON/OFFするようなものを作成したいと思います。電源は別取りかな。

イメージ的にはこんな感じのものになるかと想像中です。

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Fusion360 Eagle連携チュートリアル

ハードウェア(回路) ハードウェア (筐体)

2018年の初投稿は「FusionとEagleの連携チュートリアル」のお試しになりました。

以下のリンクで試したあとに、自前の基板想定でやってみました。

https://knowledge.autodesk.com/ja/support/fusion-360/learn-explore/caas/video/youtube/watch-v-ebqvLY37rW0.html

 

チュートリアルの手順をまとめると以下な感じです。

(1) Eagleで基板にパーツを並べる。

(2) Eagleで配線する。riplupなやautoで配線

(3) Eagleから、FusionのPCBデータにリンクする。

(4) FusionでPCBの板の外形が決まる

(5) EagleでFusionからデータをpullする。

(6) Fusionで行ったレイアウトの変更や外形が反映される。

 

・自作の基板を作るのにもFusionと連携させてみました。

基板のデータがFusionに入ると以下のようになります。チップLEDと抵抗の3次元データが挿入されています。3Dデータがない部品は、基板上の2Dの使用領域から少しだけ厚さをつけた板状のボディが形成されました。真ん中の黒い板がSOP-16の部品から作成されたボディです。

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配線などはPCBのボディの上にデカールで貼り付けられていました。(今回はなぜか配線がずれて貼り付けられてしまいました。)

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注意が必要なのは、Eagle純正の部品データには3Dが入っているものとそうでないものがあるということですね。

Eagleのライブラリーで3Dのアイコンがついているものの場合に、Fusion側で3Dデータが現れました。

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チップLEDは3Dデータがあるので、形状が確認できます。

探してもパーツデータがない場合は、自分でパーツデータを作成することも多いので、3Dデータも合わせて作成する方法を今度調べたいと思います。

 

 

これまでは基板から筐体を作る際に、基板情報をdxfデータにして読み込んだりしていたので、簡単にリンクできてやはり便利です。Fusion側からPCB形状の変更をEagleに持っていくことも可能なのは、設計変更時に便利そうですね。

 

M5Stack analogRead() ノイズ問題（20180407解決）

M5Stackを使用して、交流の電流を測ろうとしています。

秋月電子で売っている電流センサーを使って電圧変換したアナログデータをESP32のArduino開発環境でanalogRead() して波形情報から計算させています。

ここで問題が発生していて、M5Stackにはスピーカーがついているのですが、analogRead()すると、大きなノイズ音が発生しました。

サンプルのアプリケーションでも起動音にノイズが混じっているので、何かありそうではあったのですが、早くも問題ありです！

スピーカーを使用しないので、外してもよいのですが、線を切っちゃうのも乱暴なので、原因を探ろうと思います。

ソフトの設定なのか、ハードの問題なのかわかりませんが、ひとまずハードを見ようと思っています。

こちらのリンクを見ると、スピーカーはGPIO25に接続されているようです。

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http://www.m5stack.com/assets/docs/index.html

GPIO25がSPEAKERと書いてあります。

回路図はM5StackのDownloadコーナーにあります。回路図にAUDIO AMPLIFER という項目がありました。

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http://www.m5stack.com/download/M5-Core-Schematic(20171206).pdf

 

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GPIO25とAudioAmpのNS4148の回路部分

NS4148の仕様書は検索すると出てきます。

http://www.chipsourcetek.com/Uploads/file/20151207193630_0605.pdf

上記の回路は推奨回路にだいたい同じで定数なんかが少し違います。

で、どうするか。。。。

ひとまずGPIO25をグランドにつないで大きな音はならなくなりましたが、まだ耳を近づけると音が鳴っています。

PGNDとGNDとかも気になりますが。

 

引き続き、調査が必要ですが、誰かに相談しないとわからないような感じがしてきました。。。

 

< 追記180405 ESP32の掲示板に気になる書き込み。>

尚、スピーカーから異音が出る場合は 以下の場所に dacWrite(25, 0); を追加してください。
void setup(){
M5.begin();
dacWrite(25, 0); // Speaker OFF

 

上記の　dacWrite(25,0)を試したら、大きなノイズは消えました。(書き込みしてくれた大野さん、ありがとうございます。）

若干の音(すごい小さな音でサー、という音)はまだ残っていて、音のない環境で気になる程度でした。

材料の基礎とテスト関連のセミナー

イベント・セミナー ハードウェア (筐体)

プラスチック材料と検査関係のセミナーに行ってきました。

プラスチックを使って製品開発していく上で、問題が発生したときにどう対応していけばよいか、ということをイメージして受講しました。

題目としては以下です。

・プラスチック材量の基礎

・非破壊検査について

・プラスチック材料の接着と接着状態の試験について

・材料分析について

備忘のため、ポイントをまとめておきます。

プラスチック材量の基礎

プラスチック成型材料の分類や特性、強度特性のテスト方法、欠陥調査の方法などについて。

<プラスチック材料とその分類>

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　↑　樹脂材料の分類　https://www.ipros.jp/technote/basic-engineering-plastic/

　・熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂。熱可塑性樹脂はチョコレート、熱硬化性樹脂はクッキーという例はわかりやすいですね。成型後に温めるとまた溶けるのか、そうでないのかの違い。

　・汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックの違い。耐熱温度や強度が高い順にスーパーエンプラ、エンプラ、汎用プラ、とのことです。エンプラ以上は機構部品に使われたり工業用途だそうです。汎用エンプラは具体的にはPE,PP,PS,PVC,ABS,PMMAなどを指すようです。

　・世の中にあるプラスチック製品は熱可塑性樹脂が全体の90％を占める。そのうち、汎用プラが80-90％、エンプラが10-20%、スーパーエンプラ数%、だそうです。ほとんど熱可塑性樹脂の汎用プラなんですね。

 　・プラスチック素材は単体のものに添加剤などをブレンドして用途にあった素材にしていくそうです。分類としては重合反応で分類していくそうですが、要はくっつける反応をさせて組み合わせていく、ということの様です。

各素材の特性なんかはネットに色々情報があります。

汎用プラ　　　http://www.sks.co.jp/business/japan_synr_qj_hc_fy.shtml

汎用エンプラ　https://www.ipros.jp/technote/basic-engineering-plastic/

<材料試験>

素材自体の試験としては、静的試験、衝撃試験、クリープ試験、疲労/振動試験、動的粘弾性試験があるようです。

静的試験と衝撃試験がメインの試験で、荷重をかけた際の引っ張り・圧縮の特性試験を行い、ひずみに対して応力がどうなっていって破壊されるのか、ということを確認するとのことです。例えば棒のようなものを作って、それを曲げていった時に、ぽきっとおれるのか、ぐにゃっと粘るのか、といったことを確認するそうです。

非破壊検査について

材料欠陥を検査する際に使用される非破壊検査の種類についての講座です。品質管理や受け入れ検査、使用中の保守管理にこういったテストが利用されているようです。実際の製品つくりでは、初期ロットの故障の解析や経年劣化でどのように物性変化したのかを特定するのに使用できるテスト方法です。予防保全の基本は非破壊検査との説明があり、傷の状態を検査できるというのは信頼性を上げる上で必要な方法とのことです。

非破壊検査は、物質の物性的変化を検知するというものになるようですが、そのあたりの話は専門的なので、非破壊検査法の種類だけメモしておきます。

非破壊検査法のいろいろ

・超音波探傷法

・AE法

・電磁波法

・渦流探傷法

・X線透過法

・赤外線サーモグラフィー

・目視検査（ファイバースコープ）

・光干渉法（ホログラフィー）

・浸透探傷/蛍光探傷

・磁粉探傷

・漏れ検査

沢山あるので、紹介できませんがそれぞれの原理とかちゃんと見ていくと結構興味深いです。

プラスチック材料の接着と接着状態の試験について

接着の技術は最近進んでおり注目すべき領域だ、と話していました。自動車部品にも構造用接着材を使っているという話もありますし、確かに面白いものがあるかもしれません。（参考　http://www.aisin-chem.co.jp/technology/adhesive.html）導電性接着材などの機能性接着剤などは新しい接着として注目されているそうです。

こちらの講座では、接着の原理から、前処理の重要性、異種材料の接着例などを紹介してました。メモとしては、接着の際は表面処理が重要でこの表面にたいして洗浄や加工などをすることで接着の品質に差がでるというところです。表面の清掃が重要とかは当然でしょうが、化学的に接着できるような変化を接着面に施す、機械的に加工を施すなど、これまた奥の深い世界だなぁと思いました。

接着面に対するテストに関しては以下の図のようなものがあるようです。

f:id:t-yosh:20171221193948p:plain　http://www.toolfirst.jp/chishiki/shiken.htm

このあたりは、接着の信頼性を確認する際に役に立ちますね。

接着の基礎については以下で紹介されています。

セメダイン　　接着基礎知識

　http://www.cemedine.co.jp/basic/index.html

スリーボンド　接着の基礎について

　https://www.threebond.co.jp/ja/technical/seminar/adhesion.html

調べていて思ったことですが、もともとカーボン系の材料で軽量化させるために進んできた構造接着に関して、これまでの溶接などのピンポイントの接着に比べ、点ではなく面で接着できることで剛性や耐久性での優位性がある。という点は車に限らず設計するうえでの接着剤の使い方として頭にいれておいてよさそうです。

（接着技術を知らないと軽量化設計は限界を迎える　http://techon.nikkeibp.co.jp/atcl/column/15/415543/040300070/?P=1 ）

材料分析について

使用されている材料を調査する方法についての講座です。例えば、競合製品の調査でどんな成分で構成される部品なのかを調べたり、問題を起こしたパーツに対して樹脂の選定ミスで強度が足りなかった、耐候性が悪く長期利用でもろくなった、混入した異物の特定、などの分析ができるそうです。

分析手法には、破壊検査も含まれており、検査を行う際にどういった検査を組み合わせて特定するのか、といったテスト設計も重要だそうです。

分析手法として挙げられていたものをメモしておきます。

・フーリエ変換赤外分光分析(FT-IR)

・ラマン分光分析

・ 核磁気共鳴分析(NMR)

・ガスクロマトグラフィー質量分析(GC/MS)

・液体クロマトグラフィー質量分析(LC/MS)

・サイズ排除クロマトグラフィー(SFC)

・マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(MALDI-MS)

・蛍光X線分析(XRF)

・X線回析(XRD)

・X線光電子分光分析(XPS)

・熱分析(TG, DTA, DSC, TMA)

・電子顕微鏡（走査型、透過型）

など