おとけいさん、出来ました。

エスケープメント部分を調整し、やっと正しく時を刻めるようになりました。

１時間でもほとんど誤差はなさそうですので、振り子ってすごいですね。


現在の脱進機部分の動画です。
行ったり来たりしているのはGiff画像の繰り返しなためで、実際のガンギ車は反時計回りに回転しています。
（すぐ改良されると思いますが･･･）

ちなみにガンギ車周辺部分は

こんな感じです。

タグ：振り子時計 時計

こちこちこっちん、お時計さん。

ゴムでっぽうのゴムを引っかける部分をじーっと観察していると、
時計の 脱進機に見えてくるのですね。

で、子供の夏休みの宿題の振り子時計を思い出し、ちまちまと歯車を作っていたのですね。


な感じに切りだして、


糸のこ盤で切ります。

なんとなく出来た歯車たちですね。


とまあ完成？試作？が

こんなものです。

やはり、脱進機（エスケープメント：escapement）がなんとなく･･･

色々と考えて、Grasshopper escapementがいいかなぁと考えたのですが･･･

結果、一番シンプルな形に落ち着いたのでした。

切れ端を利用したら、なんとなくプランクトン？に見えなくもないような。


な感じに動きますね。（手持ちで、かなりぶれていてすみません）

結構大きな歯車ですので、コチ、コチではなく、ガ、ガと言った感じでしょうか？


ちなみに、子供の宿題はこんな感じで、ちゃんと動きましたね。

原理を教えてあげると、つくちゃうのですね。うーん。



色々、改造が楽しそうです。

タグ：振り子時計 時計 歯車 糸鋸

さてさて、

ものづくりにはまってしまって、抜け出せていないdumboです。

ゴムでっぽうが増殖して、量産されていたのでした･･･



「商売でもするの？」って後ろから声が？

いぇ～ポリカの切りだしの練習なのでした。
さすがにゴム銃で、１カ月はかかりませんので顛末は次回にでも。

タグ：鉄砲 ゴム

はかってみよう

ADコンバータはアナログ信号をデジタルに変換します。
たとえば、－１～１Vのデーターを０～２５５と言った具合です。

この場合、８bitの精度ってことでしょうか？
さらに変換速度、多くはサンプリング速度で、Hｚで表しますか？
この二点でADコンバータの基本性能が決まります。
まあ初めは、厳密でなくてもいいものを測定することにしましょう。



さて、何を測るかですが、初めに温度を測ってみましょうか？


これが温度センサーですね。

LM35DZでご存知の方も多いでしょうか。
１０．０ｍＶ／℃の割合で、温度が上昇すると出力する電圧も上昇するという何とも便利なICです。
３本端子なので、隣のトランジスターの２SC1815と区別がつきませんね。

±１℃の精度で一見低そうですが、体温あたりでは普通± 0.4℃ですから、体温計としては十分ですね。

よく使われる電子体温計の精度は±0.1℃ですのでそちらは正確そうですが、
±0.1℃とは、標準室温 23℃にて、恒温水槽で実測測定した場合ですので、
普通に測定する予測値は結構いい加減です。
（お医者さんで測定するときに待たされるのは実測なためなのでした）



さて、体温だけでは、うーんな感じなので、
もう少し高度？なものを測定します。


で、上の回路です。
これは試作として色々、フィルター、増幅器を吟味するためにモジュール化したので余分に大きいです。

何かと言うと、心電計です。
そう、心臓の電気を測定する機械ですね。

回路のきもは、

で、DCドリフトが少なく雑音も少ない設計の、計装アンプと呼ばれるOPアンプの一種を使います。

AD620と呼ばれるICで、データーシートにそのままずばり、

回路が載っている、れっきとしたICです。
計装アンプが入手できない場合、OPアンプ３つで回路を組むのですが、昔は決まってOP07でした。（ご存知？）
ですが、LF412とか、ＬＭ324でさえちゃんと心電図を測定できました。


しかし、医療機器として使用するには、
高度な雑音除去と、安全性が求められますのでそのままでは使えないのは言うまでもありません。
そのあたりは、JIS規格に厳格に決められていますので規格書から読み解けばよいでしょう。


実際に使用するには、低周波と高周波、さらにハムノイズ（５０Hzか６０Hzの電気の周波数です）を除去しなければなりません。
上の写真には、ハムノイズを除去するフィルターを組み込んでいるので結構正確に心電図が測定できます。


ここで注意点ですが、計装アンプは人体に接続しますので、
安全には注意が必要です。

出来れば高価ですが、絶縁タイプの計装アンプならもっと安全ですね。
（それで組んだ装置がどこかにあったはずなのですが、押し入れの奥なのでしょうか？見つかりませんでした）

一般に健康な人でも、心臓を横切る電流が0.4Aを超えると死に至りますので、十分ご注意を･･･



では測定結果ですね。

こんな感じによく見かける波形が測定できます。

シールドもしていない部屋での測定で結構雑音がのってますが、意外と綺麗な波形だと思いませんか？


さらっと波形を解説すると、

Pから始まり、QRS、Tでおしまいです。

なぜPからなのか色々あるようですが、初期の文献を見るとAから始まっていますので、
よく言われるのは、論文を重ねるうち前の波形と区別するため、
順々にアルファベットをあてはめて、最後にみんなに認められるようになったのがP～ということのようです。
（初めに測定されたのはパグ犬らしいですよ。その波形は結構歪んでいるものでした）

信じるか、･･･は･･･


そうそう、増幅度を上げると脳波を測定できます。
（心電計は1ｍV程度、脳波計は５０μV位の微電圧を増幅します）
その場合には、ローパスフィルター（30Hz位）を使用し、周波数特性を極端にすぼめます。
（特性の良くないフィルターですと波形がひずんで使い物にはなりませんね。この場合形そのものに対してで、必ずしも周波数特性がいいからと言っていい図が出るわけではありません）

タグ：ADコンバータ 心電図 脳波

ADコンバータ で、いってみよう

昨日、ADコンバータで入力しました･･･
で、ADコンバータをご存じない方もおられるでしょうから一応解説をしておきましょうか？

実物は

かなり昔の、大作？でしょうか。
（昔はマメでしたねぇ･･･いまは･･･目が見づらくて･･･）


実際のADコンバータはと言うと

の中の縦長のICで、ADC0820と書いてある部品ですね。

そのほかは、データーを取り込むマイコンと、アナログ信号をとどめておくサンプルホールド、
８ｃｈ入力のためのマルチプレクサなど々です。


さて、ADコンバーターというのは、かんたんにいうと、
アナログ信号をデジタル信号に変換するものです。


あまり聞き覚えがない方でも、パソコンに音を録音するサウンドボードはご存知でしょうか？
これは、まさしくAD、DAコンバータで、アナログの音声信号をデジタルに変換、あるいはその逆を行ってくれます。


じゃあ、たいしたものではない？ですが、決定的な違いはDC信号（直流）を読めるか読めないかですね。

サウンドボードはDC（直流）成分が必要ないので（あるとスピーカーを破壊します）、
入力、出力にコンデンサーを入れてあります。

実際にサウンドボードを改造して（＝コンデンサーを外して直結）いる方もおられますね。



かなり昔の回路図があったので、一応ご紹介です。
（上の写真とは異なりますが、ADC0820→AD7820で同じもの。また、SH：サンプルホールドは１回路しか図示していません）

回路のわからない方はちんぷんかんぷんでしょうが、
INPUTと書かれているところから入力し、D1～D7へとデジタル出力するものです。


実際のデーター入力は、今は枯れたインターフェースのRS232Cで行っています。
転送部分にはマイコンを入れてあり、
これまた枯れてしまったZ80（東芝のTMPZ84C015？という周辺チップを組み込んだLSI）を使用していますね。
（これだけでもこの装置がいかに古いかおわかりでしょう？、笑）


マイコン周りはこんな感じで、記憶が正しければCTCに入れる外部クロックに同期してサンプリングしていました。
セイコーのSPG8640Aという、プログラムクロックを使用したと思います。


お疲れさまでした。
そして、これが生き物とどうかかわるかは次回にでも。

タグ：ADコンバータ

鉄砲

戦争は武器があるからなのか、人がいるからなのか・・・は、わかりませんが、
武器によって平和が訪れることはないでしょう。

同じ鉄砲でも、ゴムならばとは思いますが、
それでも不謹慎ということになるのでしょうか？

昔は、よく遊んだものです。

こんな形でしたでしょうか？

しかし最近は色々と進化して、
連射、連発、カートリッジ・・・とエスカレートしているのですね。

これが本物へと移行することはないでね、と思うのは私だけではないようです。


さて、とはいえ工作としては基本を学べるので、子供と一緒に作ったりするわけです。

以前、砂ネズミさん宅の蓋（もう２才？ですが元気ですよ）で使ったあまりがあったので、ポリカの板から

・・・な感じに仕上がりました。



ゴムの発射部分は、こんな感じでよくある構造ですがうまく動かすとなると結構大変ですね。
みなさんご苦労されているようです。

では、お久しぶりでした。


追加）子供のが出来たようです。
これで、なんとか糸のこ盤が使えるようになったのでしょう？



ゴムのかかる部分もOKのようで、ちゃんととんでました。
うーん子供ってすごいですよね。

タグ：鉄砲

スパイスをきかせてみよう。

さて、先日の回路ではどの程度まで昇圧出来るのか試したくて、SPICEというソフトを使ってみました。

なかでも有名なものが、LTSpice (リニアテクノロジ社）らしいです。
（以前こちらのブログでお教えいただきました。）

無負荷でシュミレートとすると。

な感じで、200V越えとなります。ほんとなら感電しますね。
ということは、LEDをつけないで＝外れた状態で動かすとかなりまずそうですね。

氏のご指摘どおり、LEDのオープンモード故障に注意が必要です。
（おもちゃで感電では、シャレになりませんので。たぶん電流が少ないのでビリっとくるくらいでしょうが？）


で、330μH＆2.2ｎFと、私の手持ちの100μH＆4.7ｎFではどこが違うのか検証すると。

ともに1000Ω負荷では、
330μH＆2.2ｎFが下です。


100μH＆4.7ｎFが下です。


上が、２０V付近、下が３５V付近まで昇圧可能らしそうです。


試しに接続しますと。

実際には３個くらいまでLEDをつけられるみたいです。やっぱり凄い。

しかし、この場合、電源の変動には弱く、1.2V位で消えてしまいます。


さて、一般に昇圧する場合の電圧は、電圧の平均値によって求まりますので、
スイッチをオン＝磁石としている時間、が長く、
スイッチをオフ＝誘導している時間、が短いと電圧が高くなります。
→デューティ比によるということ。（イメージとしては電圧：V×時間：Sが入力と出力で等しくなるということ）

Vout = Vin/(1-D)
この場合D=1/2→５０：５０では電源も加わって２倍の電圧が出ますね。

いずれにしても無からは何も生じませんので、電力＝電流×電圧が、入力から出力で増えるわけではありません。


さて、面白いサイトを見つけました。
そのものズバリ、DC/DC昇圧コンバータ回路というところですね。
（リンクOKなのかなぁとりあえずってことで）

早速シュミレートしたところ、
330μH、デューティ１：１で（1.5V、20kHzですが）、

こんな感じ、

デューティ１：９で、

となりますね。
理論通り電圧が高くなります。


ちなみに、100μHでは、


50μHで、

こちらも、だんだんと電圧が高く出来るようです。

タグ：DCコンバータ 昇圧 LED

乾電池でLEDを点けてみよう。

ボリュームレンダリングに溺れているdumboです。
影を付けるとマッハバンドが出るのですが、それにはランダムなテクスチャを・・・

もっと簡単な方法はと探しているのですが。うーん歳ですかね最近ヒラメキが？？？

で、今日は気分転換にものづくりの話題です。


先日、イベントの折、知り合った方なのですが、スーパーなのでした。
dumboはアナログ回路はおもちゃ程度作っていたりしたのですが、なんと高周波の専門家の方なのです。

いやー早速ホームページを拝見して簡単なLEDのところをつまみ食いさせていただいた次第です。


イベントのときに、プラレールに白色LEDを組み込んでおられて、
それがなんと、４個直列なのですね。
しかも回路を拝見させていただいたら表面実装ICなのです。
まさしく、うーんって唸ってしまいました。


ご紹介の許可をいただきましたので、こちらですね。
執筆活動もなされておられるので、まさに神と言った感じです。



さて、ジャンク箱の中から部品を引っ張り出してきまして、
１００μHと、4.7ｎF（3.3ｎF）しかないかぁ、で、トランジスターも２SA1015と、２SC1815しかないけど、
なんとかなるかって作ったのが下の回路です。


で、電池をつなぎますと、

見事、一発点灯。
さらに電圧を変化させると、0.7Vから光るではありませんか。

まさしく神のみ業ですね。
発振が停止することもなくちゃんと動作してくれました。
（結構難しいんですよ！作るのではなく回路設計の方がです）

そこで、壊れた麦球の付いたC62に組み込んで、


光ってくれたのでした。

最近は麦球が手に入りづらくなってどうしようか迷っていたのが見事治りました。

（氏よりもご指摘がありましたが、こういったものの常といたしまして、安全面ではご注意ください。
改造は、いわゆる自己責任となるかと思います。）



神は専門家の方ですので、dumbo的な解説を記しておくことにしましょう。
（どちらかといいますと、忘れっぽい私のメモってことですね？）


最近はLEDを目にすることが多くなって、コンビニやスーパーの照明はほとんどがそれに置き換わっています。
信号機もLED化してきてますね。

実のところ現在のLEDは１００Lm/W程度なのでそれほど高効率というわけではありません。
HIDなどのナトリウム高圧ランプの方がそれより高効率のものがあったりします。
以前の記事でお話ししたように、どちらかというと長寿命という方が魅力的ではあります。
そのうち古い低効率のLEDを使い続けるということが非効率と言われるのでしょうね？


そのLEDは残念ながら１．５Vの乾電池では光らないのですね。
特に白色LEDではなおさらです。

写真をみていただく通り、３V付近から光り出しそれ以上電圧をかけていくとすぐに過電流となり壊れてしまうのです。
結構扱いが面倒なのですね。

そこで昇圧回路というものがかかわってくるのです。

キモはコイルで、（68μHと書いてある部品です）ここに電気を流すと、まず磁石になります。
上の回路で、左のスイッチをつけるとそうなります。

（10Ωと書いてあるのは抵抗で保護で入れてあるので：無い方が明るいですね：まあ無くても何とかなりますが、
コイルがいいもの？だと内部抵抗が低いので熱を持って焼けるかもしれませんね。）

次にスイッチを切りますと、コイルは宙ぶらりんになって、電磁石の磁気がコイルから戻ろうとします。
誘導起電力ってもので、ファラデーさん？がコイルに磁石を出し入れして、電気を起こしたのと同じことが起こります。

この電力が電池の電圧に加算されて電池以上の電圧が取り出せるというわけですね。

実際に上の回路図を組み立てると、

な感じに、スイッチを切った瞬間にLEDを点灯させることが出来るのです。
このスイッチを入れたり、切ったりする部分が回路の設計で色々あるというわけなのでした。


ちなみに動かしている時の動画です。
実際の回路では、スイッチが５０～100ｋHｚくらいで動きますので、ずーっとLEDが点灯しているように見えるのですね。

では、


追加）氏も解説されておりましたが、電池は過放電するときまって液漏れしますので、
電池は必ず取り出しておかないといけません。
でないと端子がさびて使えないってことになりますので。（この回路に決まったことではありませんが）

液漏れ保障というのも過放電に適応されるかわかりません？←メーカーさんの除外規定？かどうか不明ですね。


追加２）下の様な新幹線タイプの場合、車輪を動かすとモーターも回すことが出来ますので、
うまくすると、発電機として働いてLEDを点灯することが出来ますね。

手押し発電機ですね。
（プラレールは車輪からの回転を防止するクラッチがあるので難しいですが、うまくすると点灯しますよ。おためしあれ。）

C62では、残念ながらモーターを回すほどクラッチがかかりませんので点灯しませんでした。残念。

タグ：LED

モーターって？

さて、動くものといえばモーターですね。
小さい生き物たちを考える前に、周りにあるモーターがどうやって動くのかちょっと考えてみましょう。


ブラシ（整流子）モーターはこんな感じでしょうか？
整流子がいいタイミングでローターの電磁石を働かせて、動くのですね。
実際には３つの電磁石が全てON、OFFしていますが。


下は、その原理そのままのものです。

電磁石の数はいくつでもOKで、なかなか面白いですよね。

子供が夏休みの宿題で「モーター作る」って言ったので、作ってもらったものです。
（キットではつまらないので、こんなのでほんとに動くのか試したかっただけのようですが？○×△）

では。

タグ：モーター 宿題の手伝い

１年目たちました

お久しぶりです。

win10が出ましたね。
無料っていうのが面白いので、入れたら・・・で、HDDクラッシュ・・・。
その顛末はそのうちにお話しするかもしれないとして、

さて、今日の話題は、

半額の宣伝につられて、フォトブックを作ってみました。


中はこんな感じです。
２０P程ですのでたいしたものではありませんので、お恥ずかしいですが。

大体、２５００円位（送料込み）でしたでしょうか。

２５日まで半額らしいので、２４日の夜までに欲しい方はコメントにでも入れていただきましたら、
増刷するかもしれません。
別に商売をするわけではありませんので、まあご参考までにということです。


（前にもお話いたしましたが、できる限り正確な情報をお伝えしようと心がけておりますが、
お気づきの点がございましたら、何なりとご指摘ください。３人寄れば文殊の知恵と申しますし。）

また、たわいのないお話にもお付き合い頂けている様で、ご覧の皆様にはありがとうございました。
niceを頂いた方にはｎｉｃｅを返しておりますが、もし忘れているようでしたら、この場でお詫びいたします。

今後供よろしくお願いいたします。

dumbo

タグ：フォトブック