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IQ WINE

2013年11月30日

やっと!ワインを瓶詰めしました。人にあげるんでこの間一本だけ先にボトリングしたので、今年は6本!!去年が24本だったので4分の1しかできませんでした。
葡萄の木を大幅に伐採したのと、今年はワイン作らないつもりで収穫がすごーく遅くなった為です。だがしかし!収穫した葡萄は完熟のものしかないので、出来上がったワインの味が楽しみです。瓶詰めした色みても去年よりかなり濁りワインって感じ。
あとひと月ぐらいは瓶内熟成させた方がよいかと。飲む前にしっかり冷やすと澱が沈殿して濁りが消えて透き通った色になります。
また、発酵は人工的に止めていないのでボトリング後も少しですが発酵が続いています。なので軽いスパークリングワインっぽくなってる可能性もあり。

ですが!今年はご覧のとおりあと5本しかないので!誰にもあげませ~ん!!
ウチで消費しちゃうもんね~

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自作リフロー装置への道 (5)

自作リフローオーブンは完成したので早速リフローしてみたいんですけど、基板にクリームはんだを塗るためのメタルマスク、ステンシルが必要です。
簡単そうなのはカッティングプロッタみたいだけど、持ってないんで、今回はリン青銅版をエッチングして作りました。

EagleのtCreamレイヤーを画像出力し、画像編集ソフト(GIMP)で編集。回りの黒い部分の塗り足しと両面からエッチングするために左右反転したのを並べて配置しました。
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それをレーザープリンタでOHP用紙に印刷。
OHP用紙を買いに行ったとき、探しても見つからないんで店員に「OHP用紙ありますか?」って聞いたら「それなんですか?」と聞き返されてしまった。。まあ、いまやOHPなんて使わないからなぁ。。
「OHP用の透明のフィルムみたいな。。」「OHPって何ですか?」「スライドみたいな。。」。。。
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裏表がぴったり合うように真ん中から半分に折ります。
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その間によく磨いたリン青銅版(暑さ0.1mm)を挟みます。
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アイロンで加熱します。
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そしてOHPをはがすとリン青銅版にトナーが転写されてます。
熱々のウチにはがすのがコツです。ただし、リン青銅版も熱々なのでご注意を。
こっちの面はいまいちでした。。
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いまいちトナーが移ってない部分は油性マジックで塗り足しました。
そしてどこの家庭にも大抵ある第二塩化鉄溶液でエッチング。
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ちょいと温度が低かったんで時間かかりました。
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エッチングできて穴があいたら水洗いして、スチールウールでこすってトナーを落とします。
あまりきれいじゃないけどとりあえずメタルマスクの完成。
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それでは基板に半田を塗りましょう。
不要な基板などで固定用のガイド枠をつくりました。セロテープで止めてるだけですけど。
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作ったメタルマスクをパッドの位置を合わせてこれもセロテープで固定。
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メタルマスクにソルダーペーストをちょっとおいて適当なスキージ、私は不要な基板でやったけど、弾力がある素材のほうがよさそう。プラスチック製のカードとかいいかもー、で印刷します。プリントゴッコの要領ね。
そしてメタルマスクをそっとめくると。。
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いい感じで半田が塗布できました。

そこにピンセットで電子部品を手乗せ。これが難しかった。エアで部品を吸い付かせて持ち上げるツール使ったんだけど途中で吸引力なくなって基板の上に部品を落しちゃったり。それが半田の上だったり。。。
結構苦労して全部の部品を置きました。
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とりあえず初リフローは1枚だけで。
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おお、お見事にきれいにはんだ付けできました。
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全てのパッドを拡大鏡で確認しました。
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ジャンパも半田不足もなく全ピンきれいにできてました。おみごと!!

さあ、これで表面実装どんとこい!
これからは面実装中心で基板設計することにしまーす!
とりあえずカッティングプロッタがほしいぞ!!!

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自作リフロー装置への道 (4)

いよいよ制御部分です。
メインの基板はArduino leonardoを使いました。理由は余っていたから。それだけ。でも後々これがめんどくさかったり、よかったり。。

そして、熱電対はスイッチサイエンス熱電対センサモジュールキットを購入しました。
マキシムのMAX31855という石を使っていて、センサモジュールとのやり取りはSPI通信でできます。
Arduinoに入っているSPIライブラリでそのまま動くだろうと思ってサンプルスケッチを動かしてみました。
ところが受信する値はずーっとゼロ。。おかしい。。。
LeonardoはSPI関連のピン配置が純血UNO系と違うんですよ。こんな感じにISPコネクタとMISOやSCKをつながなきゃいけないんす。
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まあこれは想定していて、このせいかな~と思ってたんだけど、でもデータこない。
SPIライブラリの中をちょっと見たら、SSピンが固定なってたりしたんでLeonardoではコネクタにつながっていないSS(D17)をつないでみたり。でもこれは関係なかった。

これはモジュール側でMISO端子がグランドにショートしてるのかも??
オシロでSPIの波形みたり、いや、MISO端子とグランドをテスターであたるだけでも良かったのだが、結構はまっててもう嫌になってて、勝手にモジュールが悪いと決めてかかってました。

そんで、スイッチサイエンスさんに状況を説明したら、新しいのを送ってくれました。いつもながら素早い対応ありがとうございます。
んで新しいMAX31855モジュールで試したら、、、試したけど、、、状況変わらず。。。
こりゃ、SPIライブラリじゃね??ちゃんとクロック出てんのかよ???つかLeonardoに対応してるのか???

なんかSPIライブラリが信用できなかったので、ソフトSPIのライブラリを探して拾ってきました。
というか、MAX31855ライブラリがありました。Rocket Scream ElectronicsというところのMAX31855ライブラリ
ソースみたらソフトでSPI通信やってます。これだ。これならマイコン種別かんけーないぞ。

ということでこのライブラリ使ってやってみたら、はい!ちゃんとデータ読めてます。
スイッチサイエンスさんごめんなさい。。不良品じゃなかったです。。。

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このセンサモジュールにコネクタメスをつなぎました。LeonardoのISPコネクタにつながるようにしたんです。

そしてLeonardoにつなげるとこんな感じ。
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その他はグラフィックLCD、これは秋月で買って使ってなかったやつ。
GLCDライブラリというのがあったのでこれで。ただ、ピンアサインが固定になってたんでその辺はライブラリ修正してピンアサインを自由に変えられる様にしました。
あ、Leonardoはアナログピンをデジタルピンとして使うときはポート番号が他のArduinoと違うのでそこも注意。LCDのバックライトはつきっぱにしました。
適当にステータス表示用にLEDを3個つなぎました。
SSRに3本。押釦スイッチを2個。

グラフィックLCDがデータ8本、CSが2本、RS、RW、ENで13本もポートを使用。
熱電対モジュールとの通信がSCK、DATA、CSで3本
LEDが3本、SSRが3本、押釦が2本でこれで合計22本!
なんとUNOだったらポート足りませんでしたわ。Leonardoにしてよかったのはこれです。

というわけでポート割り当て表

D0:ヒーター上
D1:ヒーター下
D2:ファン
D3:LED紫
D4:GLCD DB0
D5:GLCD DB1
D6:GLCD DB2
D7:GLCD DB3
D8:GLCD DB4
D9:GLCD DB5
D10:GLCD DB6
D11:GLCD DB7
D12:LED緑
D13:LED赤
D14:温度センサ MISO
D15:温度センサ CS
D16:温度センサ SCK
D17:押釦スイッチ2
D18:GLCD CS1
D19:GLCD CS2
D20:GLCD RS
D21:GLCD RW
D22:GLCD EN
D23:押釦スイッチ1

なんとleonardoのポートを全部使いました!
そんで、アルミ板を切り抜いたパネルにArduino LeonardoとGLCDとスイッチとLEDを固定

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一度組み立てた後、「スイッチはひとつでよくね?」と思って一つに変更しました。
もともとはスイッチ1がスタート/ストップボタン、スイッチ2はプロファイル選択ボタンにするつもりだったんだけど、プロファイル変更することってあんまないな(鉛フリーかそうじゃないかぐらいかと)って思ってスイッチ2を廃止しました。
フロントパネルに穴が残っちゃうんでここにはUSBのBコネクタをつけて、フロントパネルはめたままデバッグやプログラムの書き換え、場合によっちゃあPC側アプリを作ってPC側でモニタリングやプロファイルの変更や管理ができるようにしましょということで。
上の写真はボタン廃止してUSBコネクタつけた後の写真でした。

とりあえずこの状態で各機能が動作することを確認。さあ次はソフトです。

ヒーターとファンはPWM制御します。ところが割り当てたポートはPWMじゃありません。
ま、ヒーターとファンだから遅くても問題なし。ソフトPWMのライブラリを作成しました。

#include
softPWM heater1(0, 255, 0, 10); // pin, max, init, resolution(ms)

こんな感じでインスタンス作ってやって、あとはメインループでloop()を呼んであげればポートパタパタしてくれるってライブラリです。
タイマ使ってもよかったんだけど精度そんなにいらないし、タイマ資源消費したくなかったのでこんな適当PWMにしました。

void loop(){
 heater1.loop();
  ・
  ・
 heater1.setValue(value);
}

ソフトの方でもう一つ必要なのがPID制御ライブラリ。今回ファンはオンかオフかだけにしましたけど、ヒーターは目的とする温度に調整するにはやはりPID制御が必要かと。
探してみたところPIDライブラリがすぐに見つかったのでそれ使いました。

PID制御するにはまず、素の状態のパルス応答を計測してパラメータを決めます。
というわけでパルス応答の測定です。
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まだまだグラフは右上がり中ですがオーブンがぶっ壊れそうなんでやめました。
本当なら温度が飽和するまではかって、やっと飽和温度や傾きが求まるんですけど。。。
ですが、結局はPID制御のパラメータ、Kp、Ki、Kdは試行錯誤して決める事になりました。

そして決まった値と設定したプロファイルで試してみたのがこのグラフ。青い線が温度、赤い線がヒーターのPWM値。この後も若干調整していてプレヒート期間を長くしています。
ハード構成的には上下のヒーターを別々でコントロールできるようにしていますがいまのところ上下のヒーターを同時に制御してます。
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しかし冷めるのが遅い。。

GLCDにグラフを描く様にして最初から実験。
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よさそーです。

ということでフロントパネルを筐体にねじ止め
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なかなかカッコいいオーブンが完成しました♪

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紫LEDまぶしぃ~~

さてそれでは、このリフロー装置で実際にリフローしてみましょう!
と、これまた(5)に続きます。。。

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自作リフロー装置への道 (3)

いよいよ内部の改造
上下のヒーターとファンを別々にスイッチできるようにそれぞれの電源ラインにSSRを入れました。
なんか昔作った時に買って余ってた秋月のSSRキットを使いました。
ヒーターの上下は別々に制御するのかわかりませんがとりあえず別にしとけば後でどうにでもできます。
トライアックは念のために放熱板つけました。これも部品箱に余ってたやつ。これ上にもねじが切ってあったので写真みたく適当な穴に固定しました。

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アルミのダクトテープが貼ってあるのは、なんか作り付けがチャチくてファンの隙間があいてたから。
余計なとこから熱風が入ってこられても困りますから。

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上の写真でわかるでしょうか?SSRを3個使ってます。前の方の上部から熱電対を庫内に入れてます。
そしてファンの右下にある黒いのが小型のスイッチングアダプタです。コンセント使うスペースなかったのでスイッチングアダプタに直接はんだ付けしてます。
ちなみに写真で見えるファンの羽はモーターの冷却用で、板金の反対側、内側にメインのファンがついてます。が、しょぼいぐらい風量すくねーし。。

↓ACアダプタ部分のアップ写真
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制御基板はフロントパネルに固定して、フロントからアクセスできるようにするつもり。
なので、もう、筐体は元のように組み立ててもOKです。
でもその前に一応SSRの制御線をHIGH/LOWしてみてヒーターやファンがON/OFFするのを確認しました。
そして、筐体を元通りに組立!

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フロントに出てきている線は
・ACアダプタからの電源ライン
・熱電対
・SSRの制御線3本とグランド1本
です。

(4)につづく~

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自作リフロー装置への道 (2)

ブログ更新してませんが、もうできてます。ちゃんと動いてます。

前回このオーブンの素の特性を測定しなんとか使えそうだと分かったので、まずは分解です。
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スイッチ、サーモスタット、タイマーはマイコン制御になるので全部不要!とっぱらいました。
これらを外した空間にマイコンボードと液晶とSSRなどを配置するつもりです。
でも気になったのがこの空間はオーブン使ってる時に熱くならないのか?ってこと。気になったのでもう一度組み立ててこの空間の温度を測定してみました。

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20分間通電しつづけて34度でした。これなら大丈夫でしょう。

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サーモスタットとスイッチとタイマーのついていたこのフロントパネル部分の穴を何かでふさいで、液晶やらスイッチやらを付けたいと思います。
なにか適当なものがないか探していたら、ちょうどよさげなサイズのアルミ板が出てきました。

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適当にマジックでマークしてはさみでチョキチョキ
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オーブン側はハンドニップラでジョキジョキ、
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ジョキジョキというほど簡単ではなくて結構力いります。
全部くりぬいき終わった時には握力も終わってました。
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アルミ板は傷だらけだったので、耐水ペーパーで磨きました。
こんな感じにします。アルミ板は後でラッカーで着色します。何色にしようかな。
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さて、いよいよ本体内部の改造です。
(つづく)

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Make Faire Tokyo 2012

"Make Tokyo Meeting"改め"Make Faire Tokyo"と名前が変わったMake Faire
場所も科学未来館にかわって、無料だったのが入場料1000円になったり。去年は都合がつかずに観に行けなかったので2年ぶり。
Makeの波が来てるんでしょうか、もうすんごい人。。ビックリですよ。

適当にいくつか写真撮ってきたので、覚えてる範囲で紹介

オークボ電子機巧/赤外線でつながるLEDユニット
秋月電池ボックスに秋月小型ブレボ2個を接着?し、そこにAVRとLEDと赤外線受光部&IR LEDで回路を組んでました。キットも販売してた。
マイコンはATINYだったかな?

Atelier Taro/ジャンクリング
ジャンク基板を切って強引に曲げてレジンで固めて指輪にしたもの。曲げちゃうんだから凄いw
フレキで回路作ったら面白いのに。チップLEDとか光らせてね。
あ!閃いた!!今度作ってみよww

森田造園/廃材利用の小物入れ
廃校になった小学校の床材だとか。使い込まれた感触、古釘の穴とか虫に食われた跡とか良い感じです。

まだまだ沢山あるんだけど。。。
続きはまた今度

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電池駆動Arduino

低消費電力Arduino互換システム。3V/8MHzで動いてます。
8MHz用にビルドしたArduinoのブートローダーと内蔵クロック/電源電圧3V用のフューズ設定を書き込んだATMega328P
Arduino用ボード設定ファイルにも設定を追加したのでArduino IDEがそのまま使えてそのまま書き込みできます。

この状態で基板起こそうかな。Denchi-Duinoとか命名してw
MobDuinoというのもいいかも。

内蔵8MHzのArduinoに関してはこのページを参考にしました。って自分のブログw
フューズはクロック設定とあとBOD (Brown Out Detection)の設定に注意。BODは1.8Vに設定しました。
標準のArduinoのBOD設定だと2.7Vになってるから電池で使うのには不適っす。

写真のブレッドボードではその他周辺として、RTC、気圧センサ、温度センサ、小型液晶、microSDカード、スイッチとかをつないでます。
基本ほとんどsleep状態。キー入力(Port Change Interrupt)かRTCからの1Hz割り込みで起きてるので、非常に低消費電力なシステムになってます。
でもAVRよか1800番台PICの方がはるかに低消費電力なんだよねぇ。。。値段も安いし。。。

このプロジェクト、ArduinoにこだわらずにPICにするかな。

でも一番のお気に入りはArduinoでもPICでもなくてNetduino
なんたって開発環境が最高!!チップの値段が最大のネック。。。

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秘密兵器

【ハセツネに持ってったライト達】
ヘッドライトはPrinston TechのApex Proを改造したもの。リチウムイオン電池18650の4本仕様です。総容量は約40Wh、6V500mAでライト駆動しても12時間使えます♪1本~4本の何本でも動きます。インテリジェントなDC/DCコンバータ(入力電圧に応じてステップアップ/ステップダウンを自動切替)内蔵です。
4本使用の通常時は効率90%のステップダウンモードでドライブし、電池に優しく3.3Vで出力を停止する回路を組み込んでいます。これでもワイド側のランプのみなら余裕なのですが、スポットを多用してると容量足りなくなる可能性もあり。
そんな時はスイッチを切り替えて、「電池死ぬまで駆動モード」に切り替えます。すると今度はステップアップDC/DCモードになって残りの電力を全部使い切ります。これでまた数時間はLEDを光らせることができます。電池も死ぬけどね。。。

ハンドライトも同じ電池を使うものです。自作品。
ハイビームにすると3Aも流れて(18650は流せるんです!)明るさはなんと1000ルーメン♪危険ですww
ただ、ハイビームにすると1時間もちませんwww
PWMで出力を20%にした状態で5時間ぐらい使えます。これでも十分明るい。
電池はヘッデンと同じなので、ハンドライトの電池がなくなったらヘッデンのバッテリーボックスから1本借用すればいいしね。

今回走れる部分ではスポット、登りではワイドを基本に使い分けてましたが電池は最後まで持ちました。一部ガスっていたトコではハンドライトメインに使ってました。
今回のライトは大成功♪

もう一つの開発中の秘密兵器は実用に間に合いませんでした。。。来年のUTMF???TGG???には持って行きたいなぁ~

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ゴーヤ

今年もゴーヤの苗を植えた。今年は西側の道路に面したとこ。去年は東側に植えたんだけど、日当たりイマイチで全然ならなかったので今年は西側。
でぇ、ごらんの通り成長し過ぎ。もう手の届かないとこまで成長してます。実も沢山つけてます。
当たり前の事なんだけど、日当たりって重要なんだな。

昨日収穫した分。比較対象に置いた電池がマイナーで申し訳ない。。。
18650っていうヤツでリチウムイオン界では超メジャーなんだけど。。。
電池のサイズはその型番の通り、直径18mm、長さ65mmです。

これくらいのサイズのゴーヤが毎日1本収穫できるペースで成長してますよ。
おかげで1日おきぐらいにゴーヤ食べてますw
ゴーヤ好きだからいいんだもんね~