2022年9月29日 (木)

「ダイソー ミニケース 5個組」が見つからない

ダイソー ミニケース 5個組、小物部品入れだけじゃなく、
ちょっとした回路を入れ込んでおくのに便利。

D11_20220929161801
ところが、この商品。終息してしまったみたいで、
ご近所のダイソーでは見かけなくなってしまいました。

ニッケル水素電池「LOOPER」 も見かけなくなってしまい
ましたし。

「糸ようじ」のプラケース はおもちゃ病院仲間のルートで
手に入るので助かっています。

ちょっとした小物を組み込むケース
 ・絶縁の心配がいらない樹脂製
 ・中が見える、透明あるいは半透明
何かイイの、ありませんかねぇ。
  ※フリスクのケース が有名どころか・・・
   けど、私は使ったことがありません。

※追記 10月1日
昨日、近所のダイソーに寄ってみましたが、やはり
「ミニケース5個組」はありませんでした。
店員さんに聞いても「入荷するのかどうかは不明」。
あれこれ見ていますと、こんなのを発見。
  ・No.1434 トラベルケース S 2P
11_20221001082101

奥のピンクのがこれまでのミニケース。
トラベルケースSは完璧に透明。
12_20221001082101

材質はポリスチレン
   ミニケースはPP:ポリプロピレン

PPのミニケースは柔らかいので、ケースの加工は
もっぱらカッターナイフ。  (丸穴はドリルだけど)

ポリスチレン、Wikipediaにはこんな記述が。
  比較的硬質の、無色透明あるいは白色のプラスチックで、
  染色性、塗装性や接着性、切削等の加工性も良好。
  欠点として、弾性に乏しく曲げや衝撃に弱く、傷もつきやすい。
  また経年とともに黄変や曇りを生じ、実用品としてはやや
  耐久性が劣る。

※追記
ダイソ-「ミニケース5個組」に収まる基板の大きさ。
31_20221002135901

秋月電子の「Cサイズユニバーサル基板」より
ちょっと小さめ。
33_20221002135901

でも、「トラベルケース S 2P 」には入らない。
32_20221002135901
5mmくらい削らないと・・・


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103JTサーミスタの自己発熱。 5Vで10kΩはちょっとなぁ

前記事2022年9月28日:回路設計はデータシートの熟読から。 スペックをちゃんと調べろ!
は、サーミスタを使った温度測定に絡みます。

Arduinoにサーミスタをつないで温度測定・・・
複雑な計算式も入るし、サーミスタを指で触れば温度変化が
出てくるし。
マイコンを活用してる気分になれます。

しかし・・・ちょっと待てぇ
  そのやり方は正しくない。
  サーミスタが持つ性能をつぶしているぞ。
という例を見かけるのです。
  ネットでも初心者向けの本でも。

安価で入手しやすいからとよく出てくるのが
セミテックの「103JT」
  応答性が良いので私も愛用しています。

このサーミスタの特性を分かって「こんなもんだ」と
使っているのなら仕方ないのですが、きっと分かって
ないのだろうなぁというスペックが「熱放散定数」。

サーミスタに電流を流した時、その消費電力で自分が
発熱してしまい、測定温度に誤差が生じます。
その影響度合いで、単位が「mW/℃」。
「ンmWの測定電力で1℃上がる」という指標です。
103JTだと「約0.7mW/℃」というスペックが出ています。

  ※形状の大きな103AT-11だと3mW/℃、
   103AT-2だと2mW/℃。
   大きくなると頑丈になりますが、応答が
   遅くなります。

103JTの約0.7mW/℃、これ、なかなかキツいスペックなんです。
よく出てくる例がこの図のような接続。
【図1】
T1_20220929114401
サーミスタに直列に10kΩの抵抗を入れて5V電源に接続。
ArduinoのADCは、基準電圧=5Vで変換。
   ※
サーミスタを使って温度測定という解説記事、
    たいていはこれ。

これだとどうなるか。
サーミスタの抵抗値とRsが同じ値になったときが
最大の消費電力になります。
   ※103JTだったら10kΩの25℃
どれだけの発熱があるかをグラフに。
Cap036
各温度での抵抗値からサーミスタの消費電力を算出し、
熱放散定数で温度上昇を計算しました。
  ※5Vだけでなく、3.3V、2.5V、2.0V、1.25Vの
   電圧の時も示しています。

測定電圧=5V、Rs=10kΩだと10~40℃の温度域で
およそ0.8℃の温度上昇が生まれると。
Arduino UNOの10bit ADCだと、0.1~0.2℃が
分解能です。
それに0.8℃が積み重なるのは・・・ちょっとなぁ。です。
  ※これをどうにかしたいと思うか、
   こんなもんでエエやんと置いとくか・・・

この温度測定方法でサーミスタの消費電力=発熱を
減らすには・・・
 ・測定するときだけ通電する
 ・測定電圧を下げる
 ・Rsを大きくする
この3つです。

Rsを変えた時の様子がこのグラフ。
15kΩと20kΩにした時の発熱です。
Cap037
Cap038
Rsを大きくするより、サーミスタへの供給電圧を
下げる方が効果があります。
   (電力の計算式 ExE/R、IxIxR)

※Rsを4.7kΩにしたら・・・
Cap001_20220930145401
40~50℃あたりで、自己発熱が1.9℃ほど積み
上がってしまいます。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
サーミスタへの供給電圧を下げての測定方法、
どんなのが・・・
例えば、こんな回路。
【図2】
T2_20220929114901

サーミスタへの供給電圧とA/Dコンバータの基準電圧
を分けてやると、測定温度範囲が自由に決められます。
ところが、この回路だとやっかいな問題が出てくるの
です。
VthmとVzが変動したら、それが測定系の誤差に
つながります。
サーミスタの抵抗値を正しく算出するにはVthmとVzの
絶対値が必要なのです。
どちらかの電圧が動くとアウト。誤差が生じます。
  ※動くなら二つが比例して。
  ※VthmをそのADC測定系で計るのも方法。

それを改善するのがこの方法。
【図3】
T3

【図1】は5V電源でしたが、ADCの基準電圧と
サーミスタへの供給電圧を両方とも下げて発熱を
防ぎます。
二つを同じ電圧にというのが重要で、サーミスタの
抵抗値はRsを基準に算出でき、Vzは計算式から除け
ます。
このRsは「神様抵抗」(俺が正しい!)となります。

Arduino UNOで使っているATmega328Pマイコンのように
Vref電圧が外に取り出せるなら、こんな方法も可能です。
【図4】
T4
Arduino UNOだと「1.1V」が取り出せます。
  ※測定電圧が低い方が自己発熱が小さくできる。


サーミスタを使った測定で、もう一つのグラフを示しておきます。
ADCの分解能を変えた時、測定温度の最小値がどう変化するかを
描いています。
神様抵抗Rsを10k、15k、20kにした時を計算してみました。
Cap039_20220929115501
Cap040_20220929115501
Cap041_20220929115601

Arduino UNOの10bit A/Dだと、常温域で0.1~0.2℃の
分解能がギリギリになることが見えます。
発熱の影響を小さくしようと、Rsを大きくすると、
サーミスタの抵抗値が小さくなる高温域での分解能が
落ちてしまいます。
  ※Vz=ADCの基準電圧=Vthmとしてのグラフです。
   Vz=Vthmが変わっても分解能は変わりません。

 

※関連
2021年8月11日:サーミスタ温度計、何ビットのA/Dコンバータがいるか?
2021年7月31日:16bit A/Dコンバータ LTC2460 サーミスタ103JTを使った温度測定で・・・
2018年2月13日:ピピちゃん温度計・ヒータ制御

※ネット検索
ラジオペンチ:Arduiono を使ってサーミスタで温度を測る(2019-11-08)
ラジオペンチ:ペルチェ温度コントローラーの製作 (温度センサーをサーミスタに変更)(2019-11-11)
セッピーナの趣味の天文計算:サーミスタで正確な温度を測るコツ - 基準抵抗(R0)、B定数、熱拡散係数(2015年2月18日)
マカロニペンギンの健忘録:#arduino で温度測定-自己発熱対応版(2011年11月17日)

あれこれ見てますと・・・
サーミスタの抵抗測定の手順で、A/D電圧を求める時、
件の「1/1023」 が多く出現しています。
例えば、
Decent dress:Arduino Nano と NTCサーミスタで温度計測 (2018/11/29)

本来、Rsを神様抵抗としての測定系では、A/D変換の
基準電圧値は数式から除外されます。
しかし、電圧計算の1/1024を1/1023にしてしまうと
「‰」単位の誤差が生じます。   ※10bitのADCで

jh4vaj:Arduinoでサーミスタを使って温度計を作るのに、電圧を求める必要はない(2021/3/9)
jh4vaj:ArduinoのADコンバータ、1023?1024?( )

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2022年9月28日 (水)

回路設計はデータシートの熟読から。 スペックをちゃんと調べろ!

8ピンのATtiny85、14ピンのATtiny84のA/D入力絡みで
ちょいと失敗。

◆状況
・テスト用ジグ作り。
・内蔵のADCを使ってアナログ電圧を測定。
   サーミスタで温度測定
・基準電圧はできるだけ低くしたい。
   サーミスタの自己発熱の防止
・内蔵基準電圧の1.1Vを外に引っ張り出せれれば
 良いんだが、tiny85もtiny84もそれはできない。
   Arduino UNOのATmega328Pは可能
・基準電圧を外部に持たせて、Arefピンに供給か。

こんな考えで回路を組んだのです。

◆参考:基準電圧の切換
ATtiny85の場合
VccかArefか、内部の1.1Vあるいは2.56V。
85_0

ATtiny84の場合
VccかArefか、内部の1.1V
84_0

この基準電圧選択で
 「内部の1.1Vが使えるんだから、Arefピンに外部の
  基準電圧として1.1Vを加えてもかまわないだろう」
と、勝手に推測。

これが間違い。
A/D変換のスペック表を見ますと・・・
ATtiny85
85_1

ATtiny84
84_1

いずれのチップもAref:外部基準電圧の最小値は「2.0V」

外部から1.1Vを入れると・・・
  A/Dから全ビットHのデータが出てきます。

Arefに入れてる電圧が低いんやぁ」の原因に到達するのに
えらく手間取りました。
I/Oの初期化ルーチンで、A/Dの基準電圧をVccや内部電圧に
切り替えると正しく変換。
おもわく通りのデータが出てきます。
ところがArefにして外部からの1.1Vだとアウト。

その後、データシートを熟読したら「最小2.0V」という
記述を発見
したという次第です。
  Aref電圧も徐々にアップすると、1.5Vくらいから
  データが出始め、2.0Vのちょい手前から安定になる
  という挙動でした。

 

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2022年9月26日 (月)

ロジクールの無線マウス 単3アルカリ電池の液漏れを喰らう

昨夜のガレージ、「マウスが動けへんねん」とロジクールの
無線マウスを持ってきた佐藤テック君。
「スイッチ入れたらピカッとLEDが点くはずやねんけど」と。

こんなときはたいていが電池。
電池は抜かれてたんで、ガレージにある単3電池を入れようと
したら・・・電池ホルダー部に違和感・・・
「濡れている?!」
電池ホルダーには単3電池が2本(並列接続されてた)。
写真の右側の電池が液漏れして、その下に位置する制御回路
基板の上に電解液がポタリ。

21_20220926162501

電池のマイナス極側からもろに電解液が漏出した模様。
基板、ひどいことになっていました。

22_20220926162501
IPAを浸ませたティッシュで拭ってみたら・・・
23_20220926162501

漏れて間なしだったんでしょう、スプリング電極は
腐食してません。
修理不能で廃棄。 もったいないけど。


※追記 電池の様子
液漏れ電池は右側です。
Mm0
右のフィルム外装内部に漏出電解液が入り込んで
(まだ乾いていない)います。
両方とも「06-2020」で「賞味期限切れ」。
また、電圧は両方とも4.7Ω負荷で「1.33V」と
エネルギーはまだまだ残していました。

※残骸 ・・・M.S.さん、危なかった
外装樹脂はすでにゴミ出しで発掘困難。
基板と外した部品は写真のような状態です。
昨日ハンダゴテがトラブりまして、復旧後の調子を
見るため、ハンダ外しをこの基板で行ったという次第。
お送りできるのはこれだけになりますが、いかが
しましょうか?
Mm1
基板上のマイクロスイッチ一つは、漏出液が
侵入したようで、ハンダゴテを当てると
いやな匂いが漂ってきたので、撤去を中断
しました。

文鎮:ハンダ付け補助ツール が残っていますんで、
これをリクエストいただければ同梱しますけど・・・
   ※メールしています


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2022年9月25日 (日)

恐ろしいピン名称:TMS9914の解説、昔のトラ技で発掘

古いトラ技を見ていて、
  ・2011年10月04日:恐ろしいピン名称
この話に関する記事を1995年11月号で発見しました。
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目次
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★印の記事
 ・IEEE488規格とGPIBコントローラ
   計測用インターフェース・ボード設計の基礎知識
というタイトルで、著者は橋本忠幸さんです。
   (10、11、12月号で連載)

そのp.311でμPD7210とTMS9914の違いを解説されています。
その中に、「TMS9914はMSBとLSBの表記が反対だぞ」を
示されています。

13_20220925103801

「TMS9900ファミリの名残り」だと。

私がピン名称をミスしなかったのは、この記事を見て
たからだったのでしょうか。
当時はインターフェース誌も定期購読してました。
インターフェースでもGPIBコントローラの解説は
あったと思いますので、今となってはわかりません。

※追記
GP-IBデータ・モニタと6303用デバッグ・モニタの製作(上)
をプロセッサ誌で掲載してもらったのが1988年5月号ですんで、
この橋本忠幸さんの記事よりずいぶん前。
ということは、私がGPIBで遊んでた(仕事で使ってた)のは
これよりまだ前ということかと。
HPのミニコン(HP-IBだ)に、VMEバスの68000や、独自の
Z80ボードをつないで計測システムを構築してました。

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