ぽんず製造所

当ブログの記事を参考にして行った事により、いかなる不都合が発生としても当方は一切の責任を負いません。全て各自の自己責任でお願いします。

PICマイコンで波形を取る何かを作った

電圧波形を見たいけど、オシロスコープを持ってないので波形を見ることはできない。
その見たい波形というのは周波数もそれほど高くないし連続的に見る必要はないので、マイコンでちょっとした記録装置を作れそうだったので作ってみました。

仕組みは、マイコンで一定の間隔でAD変換を行って記録、ある程度のデータが取れたらPCに送信してExcelなどの表計算ソフトでグラフ化してみるというものです。
波形測定にPIC12F1822、PCへの送信にPIC18F14K50を使ってます(自分が頭悪すぎてマイコン1つにできなかったんだよ)
波形測定中は12F1822に測定と記録だけに専念させて、あとからURATで14K50→USBでPCの順で送信します。
12F1822はRAMが128byteなので8bitのADCにしても100個ちょいくらいしかデータが取れませんが、とりあえずよしとします。ADCも8bitで十分だし。
14K50は12F1822からUARTで送られてきたデータをUSBに変換(?)してPCへ送るだけです。


ブレボで実験中
RC回路でコンデンサを充電した時の波形を取ろうとしています。

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実際にとれた波形がこちら。条件は0.147uFと10kΩのRC回路
OpenOffice使ってみたけどまだ使い方がよくわかっていないのでその辺は勘弁

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ビット数とか色々妥協したところはありますが、なかなかといい感じに取れてます。


入力を浮かせてみたらこんなんなった。当たり前だけど

CC92j8hVEAEqXcp


ん?コレって......レールガンの波形取れるんじゃね?とか思いつきましたので
ブレボから基板に移植。
レールガンとPCをつなげるのは気持ち悪い...というか危ないので、12F1822単体で波形を取ったあとに14K50と繋げられるようにしました。

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取得したデータをPCに持ち帰る際に12Fの電源が切れるのでデータを一旦EEPROMに書き込んでおくようにしました。PCに送信するときはEEPROMのデータを送信すればいいわけです。

シャント抵抗を利用する方式で電流波形を見てみたいと思います。
シャント抵抗は直径2mmの銅線を5cmくらいにカットして0.25mΩのものを作りました。尚mΩ級の抵抗値を測れるテスターとかは持ってないので抵抗値は計算で出だしてます。ちょっと不安
マイコンのADCが5Vまで測定できて0.25mΩなので最大20kAまで測れるはずです。


実際に撃ってとれた波形
レールガン2号機, 電解300V, 33.6mF, サイリスタ

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コレ本当にちゃんと波形取れてるのか???って感じです......
EMPの影響もありそうだし......
電解コン300Vでピーク14kAも流れてるし電解コンでそんなに流れるのかよって
あと本当はシャント抵抗じゃなくてロゴスキーコイルとかのほうが正確な値が出たはず。
測定方法やノイズ対策、プログラムなど色々なところに問題があったので信用ならないデータだと思う。

もしコレが本当の波形だとしてもレールガン的にはすごく効率悪い波形だよなぁ。


うーん、作ってみたはいいけどいちいちPCに送信するのめんどくさいかなぁという感じです。
まぁ本来欲しかったデータはとれたからそれでよかったんだけども。
はぁお城欲しい 

直流電流計を作った

とあるジャンク袋にこんなものが入っていました。

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0.022Ω 5Wのセメント抵抗 
これをシャント抵抗にすれば電流計が作れそうです。



まず仕組みを考えます。
今回はPICマイコンで検出・計算して7セグLEDで表示することにします。
マイコンは手元にあった18F13K22を使います。


シャント抵抗に電流を流します。
抵抗が5Wなので
√(5W / 0.022Ω) = 15.0755...
で約15Aまで流せる(つまり15Aまで測れる)事になります。いや15Aだと定格ギリギリなのでちょっと危ない気がするけど...

15A流した時でもシャント抵抗から発生する電圧は
0.022Ω * 15A = 0.33Vしか発生しません。
マイコンのADCの分解能が4mVなので4mVごとにしか測定できません。これでは180mAごとにしか測定できないことになってしまいます。
2mVごととか1mVごととか、それ以下でもできるっちゃできるけど、そこまでするとノイズの影響で値がふらつく思われるのでなるべく電圧を高くしたいんです。

そこでオペアンプを使ってシャントの電圧を増幅してからマイコンに入力することにします。
オペアンプは手元にあったLM358Nを使いました。オペアンプを自分で設計して使うことは初めてで何もわからないのでとりあえずこれを使います。

ADCで測れる最大電圧が4.096Vなので、約12倍すれば3.96Vで余裕を持って計測できることになります


LM358Nは電源-1.5Vまでしか増幅ができないらしいです。これはレールツーレールと言われるオペアンプを使えば解消できるらしいです。
電源は5Vなので3.5Vまでしか増幅できず、3.96Vまでは出力できません。

増幅値を約10倍にすればいいんですが、それだとADCをいっぱいまで使ってなくてなんだか気持ち悪いので、ADCで測れる最大電圧を2.048Vに変更することにします。

2.048V / 0.33V = 6.2なので6.2倍に増幅すればいいことになります。
増幅値は調節用に半固定抵抗で可変できるようにしておきます。


まとめると、シャント抵抗から発生した電圧(最大0.33V)を、オペアンプで6.2倍にしてからマイコンに入力します。
2mV(ADCの分解能) / 6.2(オペアンプ増幅値) / 0.022Ω = 15.1515...mA
これで15mAごとに測定できるようになりました。

まぁ色々計算してみたけど実際は適当でやってます。

マイコンのプログラムはADCで測定して計算させて表示するだけなので省略
オペアンプの入力オフセットの影響とかも考えて計算してやります。



そんなわけでとりあえず作ってみた

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デジタル直流電流計ですね。
制作費は400円位でした。 
7セグLEDはダイナミック点灯方式のものを使用。茶色の塩ビ板を貼っつけて見やすくしています。
どうせ自分が使うのは鉛蓄電池につなげて使うくらいだと思ったので、端子はファストン端子にしてみました。
矢印の向きに電流を流します。

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1.27mmピッチ基板を使ってみました。 
ICの足の間にも配線が通せるのでおすすめです。半田の難易度もそれほど高くないです。とか言って半田クッソ汚いけどね
シャント抵抗あたりは一応最大15A流れるので太めの銅線と銅板で配線してみました。放熱も兼ねています。
 
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動作風景

ブレボで実験中。5Vで負荷33Ω
計算値0.1515...A流れるはずなのでぴったり

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鉛蓄電池に10Ωをつないでみた時。
1.18Aとか電池切れかけだね。

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ペルチェ素子つないだ時

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かなり適当に作ったのに意外と正確な値が出たので良かったです。
スペック的にも大きさ的にも非常に使いやすい感じ。
なんかこれのケース欲しいな。3Dプリンターとか使ったらいい感じに作れそう(3Dpりんたー持ってない)

でもやっぱりオペアンプあたりがどうもうまくいって無いようで...LM358NだとGND付近の微小信号の増幅には向いてないのかもしれません。
オペアンプ内臓のPICマイコンとかあったりするのでそれで作ってみても面白そう。

PIC18F14K50でコピペキーボードを作ってみた

はぁ
中学校も卒業してNT狂都も終了して一段落して春休みです。


とりあえずテスラコイルのノーマルインタラプタを光出力に改造しました。

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コネクタ壊して開きっぱになっちゃったんだよな

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あと前から欲しかった温調半田鏝を買ってもらいました。 

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コテ自体の使い心地は最高ですが、小手先をD型に変えたいかも。
まぁまた今度買おう。 


さて本題
PICマイコンでUSBをいじってみたかったのでPIC18F14K50でコピペキーボードを作ってみました。

元ネタはコレ(パクツイを引用してるので厳密には元ネタではないかもしれませんがこんなのがTLに回ってきたので(パクツイ死ね))
 

コレが話題になったあとRafale氏が実際に作っていたので


自分も作ってみたっていう

まずは適当にいじって慣れさせることにします。
「PIC18F14K50 USB」とかでググると雛形プログラムと回路がいっぱい出てくるのでそれらを使わせていただきました。
USB-シリアルのプログラムでPCに何か文字を送ってみます。 

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📞( ◠‿◠ )お前マジなんなん
📞( `o´)ぎんなん
( ^o^)Г☎チン
┗('o'≡'o')┛ウワアアアアアアアアアアアアア!!wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww
☝(☋`)☝ヴッヴェェェィwwwww
 
割と簡単に通信させることができました。まぁパクりプログラムだから当たり前か。

色々いじってるうちになんとなくわかってきたのでキーボードを作ってみます。 

ハードウェアはテンキーを改造して使うことにします。
分解して基板とボタンになるところのシート?を取り出します。 

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基板はシートとの接続部だけ欲しいのでUEWで配線を引き出していらない部分の基板はカットしました。

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余ったスペースに14K50の基板を乗っけてハードウェア完成です。
完成とか言って完成した写真とってないですすいません

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ソフトですがUSB通信のプログラムは雛形を使わせて頂いたのですが
キーを読み取る部分がめんどくさくて、このキーシート(?)はダイナミック点灯のボタンバージョンみたいな配線になってるようです。
なのでそれを読み込めるようなプログラムを書けばいいわけです。
何のキーが押されたかを読み込んだあとそのボタンに登録されてる文字をUSBで送ればいいわけですね。
コピペをする場合Ctrl+CとかCtrl+Vですが、今回は「コピペキーボード」ということなのでCtrlを省略して1つのキーを押すだけでCtrl+○をやってくれるようにします。わざわざ2つのキーを押す手間が省けます(ネタ的にはCtrlキーが合ったほうが通じやすいか)
あとキーもたくさんあるしC, VだけではもったいないのでX, A, S, Z, Y...とか色々なCtrl+○キーを装備してみました。



使ってみた感想は意外と使いやすいです。Ctrl+EnterキーなんかはTwitterに投稿する時結構便利です。
あとネタにもなったり
今思いついたけどShift+○なんかも実装すると!"#$%&'()を楽に入力できそうだな

意外と便利で面白いので皆さんも作ってみてはどうでしょうか? 

NT京都2015に出展してきました

2015/3/22に京都の西院幼稚園でNT京都2015が開催されました。

僕はここでレールガンと弾速計を出展してきました。
これ

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写真があまりないので文章ばっかりになっちゃいますが...
時間がたつのが早すぎてあんまり他の作品を見ることができなかったんですよね。


今年のレールガンは僕とたんく氏とで2人出展されました。

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手前が僕の、奥のがたんくのレールガンですね。
コンデンサの量も本体の大きさもたんくの方が何倍も大きいですね


公式には11時と15時の2回撃ちました。

11時の射撃では二人共成功
初速は大体マッハ2くらい出たようです。
しかし展示場所が屋上なので直射日光があたって弾速計の表示が見えづらく(と言うかほぼ見えない)なる事態が発生...
これは盲点でした。もうしかたないね...


15時の射撃では2人同時撃ちをしました。



これも二人共成功でマッハ2出てたっぽいですがタンク本人は失敗したとか言ってました


公式射撃以外では他にも何発か撃ってました
これとか頭おかしい

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(実際はガラス飛散防止のためタオルに包んだ上から撃ちました)

雑追K(通称馬)のモックアップですご安心ください。

気づけばもうNT京都終了の時刻
あっという間でした。 
他の人の作品が見れなかったのがくやまれる










...











さて第二部()の始まりです。 
今年は次の日まで会場を使っていいということだったので泊まらせていただくことになりました。
ここで、中高生勢はじゃれ始めて、大人の方々は打ち上げで酔っぱらい、そしてホモパコをし始める奴らが...

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実際にはしてないですネタでやってるはずです

なぜか上にホモォ人形があるという偶然

あとは某馬氏はごちうさ鑑賞会を始めたりしてました。ホントなんにも写真ないんだよなぁ
とにかく第二部はカオスでした。
翌日の朝は掃除したり片付けたりして解散です。

まだ時間もあるので僕たちは大阪・日本橋の電気街に行ってきました。
まず高エネ勢には有名な塚口勇商店さんに行ってきました。

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店主のおっちゃんとしばらく話をしていると
おっちゃん「もしかして...ぽんずくん?」 
僕「ファッ!?ソウデスケドえっナンデ....エッエッ」 
とか初対面なのに名前を知られていました。マジでなんでや...おっちゃん何者なんだ...
部品も安いしおっちゃん優しいしとてもいい店だった
そのあとは共立やデジットとか行って普通に部品買ったりしてました。

そしてまた18切符を使って浜松に戻りました......疲れすぎて死ぬかと思った...クソ寒いし
僕はここでまた1泊させてもらって、次の日に自分の家に帰りましたとさ
いやぁ~疲れた。でもとても楽しい旅でした。

おわり 小並感な日記だった

【NT京都】浜松オフ・前日設営日

3/20~3/24にかけてNT京都に行ってきました。
関東から京都なのになんと鈍行で行くことに...。18切符を使います。
NT京都は設営日と合わせて21,22日だけですが、いきなり行くのはちとキツイので浜松の雑学追究室とかいう謎組織の本部に泊まらせていただきました。
雑追もNT京都出展するらしいので明日は一緒に京都行きますん
本部に泊まってなかったら完全に死んでました。ほんとに感謝です。


さて、まず秋葉原ででんうさとおりおんと集合
その後東京で東海道線に乗り換えて熱海まで

さらに乗り換えて熱海から沼津へ
もうつらいので沼津からはホームライナー浜松3号にのって楽に行くことにしました。

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コレに乗っちゃえばもう浜松に一直線です。
追加320円で指定席だし特急型車両だから乗り心地もいいしサイコーだね

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浜松の本部着。
本部は工作専用スペースみたいな感じでした。良い
しばらくすると海苔巻氏も合流

ハンバーグ・たこパしました

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焼き器はリフロー用に買ったらしい(プレートは新品なので安全)

ハンバーグ"は"普通に美味しかったです。まぁ半完成品だから当たり前かもしれない
一方のたこ焼き......

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(ぼけてる)
......

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(やばい)

海苔巻きが青着色料入れました
そんで海苔巻きが食ったんですが味は普通だったらしいです......

着色料入ってない普通のもなんか汚くてまずそうですが意外と美味しかったです。 
最後のほうタコなくなっちゃって「焼き」でしたがそれもなかなか


さて雑追が進捗ヤバかったらしいので作業開始
これは3Dプリンターですね。プリントうまくいかないしいろいろやってやっとうまくプリントできそうってところで暴走してプリンターがぶっ壊れました
進捗ダメです

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他の作品の基板ちょこっと手伝いましたが結局ダメでした 
うん。


結局徹夜で京都へ出発
また東海道線を乗り継いでブラブラと...

京都駅ついた
おりおんとでんうさはこのまま日本橋行きました

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京都駅から会場の最寄駅までは地下鉄です。

会場着
あんまり撮ってないのでこんな写真しかありません

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そのまま設営をしたりして夕方にはdomino氏のドミノピザのピザパ
美味しいです

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誰かがポン酢とか買ってきてサイダー割りして飲んでる人がいてホント頭おかしかったです。
ともろうとみすかが飲んだようですが、このあとともろうは体調悪くなったそうです。そうなるに決まってる

そしてそのまま会場泊
海苔巻は蚕(食べ物)持ってきてました
なんか、カブトムシというかそんな味がする......うーん

DSC_0234

進捗ダメダメ勢は頑張ってましたが進捗大丈夫勢はゴロゴロしたり寝てました
あと部品配ったり頂いたりして交流してました。
いつもはTwitterで話してるMakerさんと話したりできて楽しいです。技術的な話はもちろん雑談も結構あったり。

そんなことしてる間に夜が明けてました。
みんなしんでる...

次の記事に続く
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