電子回路工作

2018年8月 7日 (火)

ヒロセの小型コネクター ピン番が見えない トホホ

ヒロセの小型丸形コネクタHR10A 、今回使うのは4極のもの。
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「どこが1ピン?」っと目をこらして見てもはっきり分かりません。
ルーペが必須。
さらに・・・
1~4ピンの位置が不安。
4つのピンの中間位置に番号が刻まれているのです。
どこが1ピン?っと不安に。
写真を撮って拡大。
プラグ側
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レセプタクル側
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上部の「ポッチリ」が基準位置のようで、プラグならポッチリの右側が1ピンでそこから右回り。
レセなら左回りで番号が進むようです。
近視ですんで、接近しての眼視は得意なんですが、光の加減で見え方が変わるものは、さすがにルーペが必須です。

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2018年7月23日 (月)

反転型チャージ・ポンプIC:LM2776

トランジスタ技術 2011年1月号 (創刊555号記念感謝号 PartII)の特集記事「定番デバイス 555」に、スイッチド・キャパシタIC(負電源出力)の特性調査を載せてもらったことがあります。
反転型チャージ・ポンプの代表はICL7660
プラス5Vを入れるとマイナス5Vが出てくるという仕掛け。
コイルを使わないので、魔法のようなICです。
この記事では最も古典的なICL7660をはじめ、MAX660、LM2660、LM2662、LM2664、それとTPS60402、60403の特性を調べました。
編集部に提出した元記事では、ICの特性調査が主目的ではなく、チャージ・ポンプICの特性を調べる回路の製作記事とその制御プログラムの解説がメインだったのです。
ところが、製作記事がカットされて、特性データだけが掲載されたといういきさつがあります。
チャージポンプIC、その定番的な選択基準ですが、
・ICL7660、取り出せる電流が小さい。
 そのわりにちょいと高いんで、使わない。
・100mAほどいるならLM2662あたり。
・ちょいとmAで良いのならTPS60402とか60403。 安価。
先日のこと、新規設計で「新しいチャージ・ポンプICってあるんかな?」っと調べてましたら、表題の素子LM2776 を見つけました。
このICのブロック図を見ると、新しい考えで設計されているのが分かります。
従来のチャージポンプICはこんな内部回路でマイナス電圧を発生させています。
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ところがLM2776だとこんな具合に。

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出力電圧と入力電圧をコンパレータで比較して安定化制御を行っています。
データシートには、こんな出力電流・出力電圧の特性カーブが出ています。
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ある意味「ほんまかいな?」なんですが、よく見るとX軸の電流出力は対数目盛。
だもんで、電流の小さい所の状態が「良く見えて」います。

測定機材を引っ張り出してきて(ひさしぶりだったので発掘に時間が・・・)、LM2776の様子を調べてみました。
  入力電圧+3.0Vから+5.5Vまで0.5Vステップで可変。
  出力電流は0mAから-250mAまで-10mAステップで可変。
こんな実験条件でグラフを描いてみました。

・実験回路の外観
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左端の小基板にLM2776を乗せてます。
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こんな特性図になりました。
  ※比較対象としてLM2662のグラフと混ぜています。
X軸が負荷電流、Y軸が出力電圧(負の値)です。

Cap008

負荷電流=0の時は、少し電圧が低くなっていますが、LM2662に比べるとドロップの具合が改善されています。
   ※LM2662は電源電圧3V未満でも動作しています。


ちなみに、ICL7660ではこんな特性になります。
入出力と電圧反転用コンデンサは、アルミ電解とOSコンの2種を試しています。
Cap002
電圧ドロップが大きいのがわかるかと思います。



常用しているTPS60403だと、こんな具合。
Cap003

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2018年7月13日 (金)

砲弾型3φLEDの明るさ

実験で使う赤色・3φの砲弾型LED、PARA LIGHTのL-314ED (共立扱い ) を常用しています。
この赤色は、「1mA流せば見える」ということで、ちょっとした表示に便利なんです。
この手持ちの数が少なくなったので『買い足さなければ』っとなったところ、「秋月」に注文するタイミングと重なったので、秋月扱いの3φLEDを入手しました。
共立で買ってあったのが、
  赤:L-314ED   黄:L-314YD   綠:L-314GD
     ※これ、赤以外の黄色と緑は暗い・・・ちょっと悲しい
秋月に注文したのが
  赤:OSR5JA3Z74A
  黄:OSY5JA3Z74A
  綠:OSG8HA3Z74A
     ※この3つはVF=2.1Vのもの。
       VF=3.1Vの青や白だと、もっと高輝度。
       そして、ちょい価格アップ。
これらのLEDを直列にして、電流を変えた時の明るさ変化を見てみました。
※おまけに2つ。
  ロームの橙:SLI-343DU と綠:SLI-343MG  ←仕事で使った素性の確かなブツ

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電流を 10mA→5mA→2mA→1mA→0.5mA→0.2mA→0.1mAと下げて行きながら正面からカメラで撮影。
シャッター速度とF値、ISO感度は同じまま。

 (クリックで拡大↓)
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共立扱いのL314黄と綠以外は、0.5mAでも点灯は十分に認識できます。
0.1mAだとだいぶ暗くなりますが、秋月の赤・黄、ロームの橙は(人の目では)まだ大丈夫かと。

斜め横から見たときの視認具合はこんな感じ。
電流2mAです。
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LED、やっぱ光らせてみないと様子が分かりません。
何mAの電流で何ミリカンデラ、半減角何度、波長なんぼ、などというスペックだけで比較するのは難しいです。
※関連
 

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2018年7月12日 (木)

TLC2272 入出力の挙動

「単電源オペアンプの入出力特性を調べる」 をトラ技に載せてもらったのが2015年12月号。

機会があれば、違った品種のオペアンプの特性を調べてみようっと思ってるんですが、使いやすい単電源オペアンプ、そんなに品種がありません。
そんな中、TIのTLC2272 を使うことがあったんで入出力の様子を見てみました。
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ざっと
・TLC2272はTLC272の改良版という位置づけ
・TLC272より1.5倍くらいの価格
・似たような性能
・TLC272には低オフセット版のTLC277というのがある
電源電圧5Vで使った時の「0V付近の挙動」と「大信号(0V~5V)入力時の挙動」を調べてみました。
測定方法とかは↑の記事リンクを見てください。
入力に三角波を入れて、アンプの出力を観察します。
どちらも単純に、非反転接続のバッファとして使っています。
0V付近は大きな不感帯もなく大丈夫ですが、4.5Vあたりから出力が飽和し始めます。
飽和からの回復の時、出力が遅れるような波形が出ています。
まとめ
・0~5V全域では使えない
   4.096V基準電圧でのA/D入力には使える
・0V付近は問題なし
・オフセットは小さかった
※トラ技記事の参照データ

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2018年7月10日 (火)

ロータリーエンコーダ- 非接触!

はじめてのロータリーエンコーダー では、小型の2相パルス出力、コパルの「RE12D-300」を紹介しました。
で、小型のロータリーエンコーダに関して、『こんなのがあるよ!』っと情報が。

renishaw rm08 encoder
驚きの構造。 検出部(回路)と回転部(磁石)が分離!
非接触です。

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※浮遊はしません。

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むちゃ、小さい。

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2相パルス出力だけでなく、sin・cos波出力、シリアル出力、アナログ出力と
いろんな用途で使えそう。
ただ・・・ メカ的組み立て(機構設計、組み込み精度)が難しそう。

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直角の精度、軸ずれの精度、対向距離の精度・・・

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2018年6月29日 (金)

TL494で60Hz駆動、再び

2011年6月の記事、TL494で60Hzインバータ (旧ブログのバックアップ)。
   ※もうこれには書き込み出来ません

このトラブル体験談に関して、tac3210さんからメールでコメントを頂戴しました。

メールの内容をかいつまんで…

 ・タイミングRCの値が気になる。

 ・こんな動画がある。

 ・C=1uF R=11K。 これで53Hzで駆動。
 ・Cの値が小さくて、Rが大きくなっている
  ため不安定になっているのでは?

このようなご意見です。
気になったので、ジャンク箱を発掘。
実験回路基板を引っ張り出してきました。

さて「CT」の値、元は0.1uFでしたがそれに1uFのフィルムコンをパラってました。

この手のトラブル対策、「インピーダンスを下げてみる」というのが定石ですんで、試した記憶があります。
通電して確認しましたが、やはりアウトです。

で、TL494,他のがないかと、これまたIC入れやらジャンク箱を発掘。
実験に使ったの以外に4つ出てきました。
そのうち一つだけ新品がありました。

古いのは、何かの電源基板から外したのでしょう、足が短い!
交換して試すのにいちいちハンダ付けは面倒なんで、
  試作基板のICを抜いて16ピンの丸ピン・ソケットに交換。
  全部で5つあるICは別のソケットにハンダ。
  ICの乗ったソケットを入れ替えて試運転。
こんな手順で、ICによる違いを見ました。

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結果:
ICは全部「TI」製。

5つあるうちの「3」はちょいとましだが、ほぼどれも同じ。
駆動周波数が80Hzくらいまで下がってくると不安定に。
PWM maxだともうちょい周波数を下げられるのが「3」。
エラーアンプ入力を触って、フィードバック端子の電圧(PWMコンパレータと比較)を上昇させると誤差動の確率が上昇。
このフィードバック系にフィルタを入れるとましにはなるが、ちゃんと動作させるには駆動周波数を上げないとダメ。
60Hz駆動ではあきません。
こんな状態です。

動画がうまくいってる可能性。
・PWMがmaxか? (フィードバック端子の出力電圧が低い)
・パルス抜けが起こっても、片相がちゃんとドライブしていると目立たないのかも

こちらでの実験はここまで。

※その後
Youtubeを見てますと・・・
1分13秒に「IC」が拡大表示。
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「HLF」がメーカー名でしょうか。

5分51秒のオシロ画面。
分周ミスしたような、方形波じゃないパルスになった波形が写っています。
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ICの引き抜き工具

客先からのhelpです。
ICの引き抜き工具、こんなのを知りませんか?』
『手に入らないかな~』っと。

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昔のDIP EPROMの抜き差しに使うんでしょうけれど、ずいぶんと年代物のようです。

私とこで使っている(た)引き抜き工具。
左のはDIP ICの「足矯正」器。
真ん中のはPLCC ICを抜くとき用だけどEPROMの引き抜きにも使える。
右のは小さなコネクタ用。
DIPのEPROMは、ソケットとICの間にマイナスドライバーを突っ込んでこじっていたなぁ。

A4

サンハヤトで使えそうなのがあるか… サンハヤト ic引抜冶具


※先ほど電話があり・・・『見つかった』とのことです。
 おさわがせでした。

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2018年6月28日 (木)

無負荷だとスタンバイするの?

なぜ仕事場にやってきたのかわからないACアダプタ。
調べるとプリンタ用の電源。
だもんで、プリンタは動かなくなったけど、生きてるっぽいACアダプタが残ったんで「下間はん。 いるか?」だったんでしょう。
16V・1.8Aという約30WのスイッチングタイプのACアダプタです。
これを、ちょいと実験に使ったところと、回路につないだら、なんか不安定。
こんなの
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銘板の拡大
A2

不安定な状況・・・
  ・無負荷だと電圧が下がる …? ような気が・・・
  ・負荷をかけて電流を流すと定格電圧を出力。
  ・負荷が軽くなると、なにやら不安定に ・・・? なるような気が・・・

テスターで見てるだけじゃ分かりませんでした。
この電源の出力をオシロで観察すると、状況が判明。

これが無負荷状態。
A3
   ※ACレンジで見てるんで、実波形とちょい違う


およそ2秒周期で定格電圧を出しています。
しかし、16Vなのは一瞬だけ。
電圧が徐々に低下。 その振幅は約2V。

そして、負荷電流を徐々に大きくしていくと、こんな具合。
A4
   ※こっちはDCレンジで観察

左端が電流ゼロで、右端が50mAほど。
徐々に電流を増やした時の出力電圧を観察しています。
電流が増大すると、ノコギリ波状の出力周期が短くなって、ある所から安定に出力しだします。

この電源のこの制御、これは仕様なの?
    ※使っていない時は休ませる?
それとも、故障なの?

実験用電源として使うには、このままでは不適合。
対処療法的にはブリーダー抵抗を入れればいいんだけど、ちょい不安。
はてさて、中をあけてみようかしら?


※追記
解体しました。
ケースの上下は、ビス1本と周囲の爪で固定されています。

ビスの場所↓
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ビスのアタマはよくあるイケズ・ビス。
でも、専用工具があるからへっちゃら。
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基板の様子。
ぱっと見、コンデンサンの頭膨れやハンダの異常などは無し。
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こんな制御IC。 「FA5515」富士電機

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どこかがおかしいのかもしれませんが、追求はしてません。
結局、無負荷時に現れるノコギリ波、ブリーダー抵抗を出力に入れることで防ぎました。
負荷抵抗が1kΩや820Ωだとノコギリ出現。
750Ωになると停止。
余裕を見て、1W・680Ωの抵抗を2パラにしてつないでおきました。
(無意味な電流、もったいないけど)
常時使う電源じゃないんでokかなっと。

もう一度言います。
  これってこの電源の仕様なの?

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2018年6月27日 (水)

グルグル回る軸の角度変動の平均値を出す方法#5

これの補足をちょいと。
計算方法を言葉で言うと
 ・入力角度からsinとcosでX,Yの値を得る
 ・XとYの値を移動平均
 ・平均値からatan2(Y,X)で角度の平均値を得る
という処理で、角度の平均値を算出しています。

ここで問題なのがX=Y=0の時のatan2。 計算不能です。

例えばこんな時にこの異常が出現します。
角度0度が続いていて、突然角度180度に変わった時。
  sin(0) = 0 cos(0) = 1
  sin(180)= 0 cos(180)=-1
です。

sinで算出するYは、平均しても0のまま。
0度も180度もY=0です。
ところが、cosで出すXの平均値は、+1から減少しはじめ
0を通過して-1に変わります。

atan2への引数を見ると、Yはずっと0を維持しているんで
Xの値がプラスの領域は、その値がいくらであっても必ず
0度になります。
そして、Xがマイナスなら値によらず必ず180度になってし
まいます。
  ※その途中でatan2(0,0)の異常点を通過するかも!

この結果、入力角度が急激に180度回転した場合は、角度の
平均値が得られないのです。

以下は平均回数20回で、入力角度0度→180度を試してみた時の
変化です。
#6のタイミングで入力角度を変化させます。
  degが入力角度、
  smzが平均処理した出力角度、
  XとYはdegに対するcos、sinの値です。

#   deg smz X   Y
#1   0  0 1.000 0.000 入力角度、最初は0度
#2   0  0 1.000 0.000
#3   0  0 1.000 0.000
#4   0  0 1.000 0.000
#5   0  0 1.000 0.000
#6  180  0 0.900 0.000 入力角度を180度に変化
#7  180  0 0.800 0.000
#8  180  0 0.700 0.000 平均処理でXが減少し始める
#9  180  0 0.600 0.000
#10  180  0 0.500 0.000 しかし、Y=0なので出力角度は0度
#11  180  0 0.400 0.000
#12  180  0 0.300 0.000
#13  180  0 0.200 0.000
#14  180  0 0.100 0.000
#15  180  0 0.000 0.000 ★atan2(0,0)でエラー発生
#16  180 180 -0.100 0.000 Xがマイナスになると結果が180度に
#17  180 180 -0.200 0.000
#18  180 180 -0.300 0.000 Xはゆるやかに変化しているが、
#19  180 180 -0.400 0.000 結果は平均処理されない
#20  180 180 -0.500 0.000
#21  180 180 -0.600 0.000
#22  180 180 -0.700 0.000
#23  180 180 -0.800 0.000
#24  180 180 -0.900 0.000
#25  180 180 -1.000 0.000 平均処理おわり
#26  180 180 -1.000 0.000
#27  180 180 -1.000 0.000

0度→180度だけでなく、180度反対側に行くのがダメなんです。
これは30度→210度の場合。

#   deg smz X   Y
#1   30  30 0.866 0.500 最初は30度
#2   30  30 0.866 0.500 sin(30)は1÷2で0.5
#3   30  30 0.866 0.500 cos(30)は√3÷2で0.866
#4   30  30 0.866 0.500
#5   30  30 0.866 0.500
#6  210  30 0.779 0.450 入力角度、30度→210度に変化
#7  210  30 0.693 0.400 X,Yに対する移動平均処理が始まる
#8  210  30 0.606 0.350
#9  210  30 0.520 0.300
#10  210  30 0.433 0.250 X,Yの変化は同比率なので出力角度は同じ
#11  210  30 0.346 0.200
#12  210  30 0.260 0.150
#13  210  30 0.173 0.100
#14  210  30 0.087 0.050
#15  210  30 0.000 0.000 ★atan2(0,0)でエラー発生
#16  210 210 -0.087 -0.050 符号が変わったので30度の対向位置210度に
#17  210 210 -0.173 -0.100 急激に出力角度が変化
#18  210 210 -0.260 -0.150
#19  210 210 -0.346 -0.200 角度の移動平均処理ができていない
#20  210 210 -0.433 -0.250
#21  210 210 -0.520 -0.300
#22  210 210 -0.606 -0.350
#23  210 210 -0.693 -0.400
#24  210 210 -0.779 -0.450
#25  210 210 -0.866 -0.500
#26  210 210 -0.866 -0.500

次は30度→200度の場合。 170度の変化です。
これは180度対向じゃないので、移動平均がうまく進みます。

#   deg smz X   Y
#1   30  30 0.866 0.500 入力角度、最初は30度
#2   30  30 0.866 0.500 sin(30)は0.5
#3   30  30 0.866 0.500 cos(30)は√3÷2で0.866
#4   30  30 0.866 0.500
#5   30  30 0.866 0.500
#6  200  31 0.776 0.458 入力角度が30度→200度に変化
#7  200  31 0.685 0.416 移動平均処理が始まる
#8  200  32 0.595 0.374
#9  200  33 0.505 0.332 X,Yの比率が平均により変化するので
#10  200  35 0.415 0.289 atan2による角度はなめらかに変化
#11  200  37 0.324 0.247
#12  200  41 0.234 0.205
#13  200  49 0.144 0.163
#14  200  66 0.053 0.121
#15  200 115 -0.037 0.079 Xの符号が変わる
#16  200 164 -0.127 0.037
#17  200 181 -0.217 -0.005 Yの符号も変わり出力角度が180度を超える
#18  200 189 -0.308 -0.047
#19  200 193 -0.398 -0.089
#20  200 195 -0.488 -0.132
#21  200 197 -0.579 -0.174
#22  200 198 -0.669 -0.216
#23  200 199 -0.759 -0.258
#24  200 199 -0.849 -0.300
#25  200 200 -0.940 -0.342 平均回数である20ステップかけて、
#26  200 200 -0.940 -0.342 なめらかに30度→200度まで変化
#27  200 200 -0.940 -0.342

「いきなり180度」、これの対策です。

まずatan2(0,0)の処理。
こんな関数にしました。 (入出力はfloatで)

/***** ATAN2(0,0)を回避 *****/
//   0,0なら前回値を用いる
float atan2z(float y, float x)
{
static float d = 0.0;        // 前回値
  if((x != 0.0) || (y != 0.0)){  // どちらか0でない
    d = atan2(y, x);      // 計算可能
  }
  return d;
}

X,Yが両方ゼロなら、計算可能だった直前の値を返します。
移動平均処理で何度もこの関数を通るだろうからという考えです。
また、スムージング回数を偶数ではなく奇数にすることでも、
atan2(0,0)に出くわす確率を下げられます。
  ※スムージング加算値を割り切れにくくするということで

もう一つがいきなり180度対向時の平均処理です。
これは、前回との角度差が一定値を超えた時、例えばその角度差の
半分のポイントの角度を使って平均処理を行い、「いきなり180度」
を回避するのです。
「いきなり180度」さえ回避できれば、移動平均はスムーズに進みます。

以下は、270度→90度への「いきなり180度」変化の時、変化直前に「0度」
のデータを入れてみた結果です。

#   deg smz X   Y
#1  270 270 0.000 -1.000 入力角度、最初は270度
#2  270 270 0.000 -1.000
#3  270 270 0.000 -1.000
#4  270 270 0.000 -1.000
#5  270 270 0.000 -1.000 180度対向位置である90度に変化する直前
#6   0 273 0.050 -0.950 ←中間値である「0度」を挿入
#7   90 273 0.050 -0.850 
#8   90 274 0.050 -0.750 0度を含めての移動平均処理が始まる
#9   90 274 0.050 -0.650
#10  90 275 0.050 -0.550
#11  90 276 0.050 -0.450
#12  90 278 0.050 -0.350
#13  90 281 0.050 -0.250
#14  90 288 0.050 -0.150
#15  90 315 0.050 -0.050 0度付近で急激な変化にはなるが、
#16  90  45 0.050 0.050 平均処理はうまくいっている
#17  90  72 0.050 0.150
#18  90  79 0.050 0.250
#19  90  82 0.050 0.350
#20  90  84 0.050 0.450
#21  90  85 0.050 0.550
#22  90  86 0.050 0.650
#23  90  86 0.050 0.750
#24  90  87 0.050 0.850
#25  90  87 0.050 0.950
#26  90  90 0.000 1.000
#27  90  90 0.000 1.000

以上、「グルグル回る軸の角度変動の平均値を出す方法」の補足でした。

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2018年6月25日 (月)

『雨で引きこもるなら電子工作!』

これ↓ひょっとして、有名なフレーズなの?
先週、スイッチサイエンス で、ちょいとパーツを購入。
休みの間に届いていたようで、ブツは郵便ポストに入っていました。
厚み20mm、A5サイズの段ボール箱。

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モノと伝票を取り出したら、箱の状態なんて気にしないのですが、
上蓋の裏に、何やら青文字のハンコ押されています。12

『雨で引きこもるなら電子工作!』
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これ、何かで使われた(例えばマンガとかアニメ)、有名なフレーズなんでしょか?





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