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”その１”の記事の最後に掲載している、自作光電センサーの回路図を紹介します(^-^) まずは、発光部の回路からです(^-^) おなじみのタイマーＩＣ５５５を使って、３８ＫＨｚの発振回路を作り、その出力でＦＥＴの２ＳＫ２９５６をドライブして 赤外ＬＥＤのＳＬＲ−９３８ＣＶを点滅させています(^-^) この赤外ＬＥＤは、連続では駆動電流１００ｍＡが限界なんですが、パルス駆動の場合だと、 最大で１Ａまで電流を流すことができます(^-^) ちなみに、発光波長が９５０ｎｍあたりで、発光出力が１０ｍＷ以上あるような同等の赤外ＬＥＤだったら 何を使用してもいいと思います(^^) また、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）も、同等性能のものだったら、何を使用してもいいと思います(^^) そうそう、２２Ωの抵抗は、２Ｗ以上の定格のものを使用しないと、焼けてしまうので注意が必要です(-^^-); 今回は、運用のことを考えて、回路の電源を乾電池からとることにしたので、あまり電流を流さないようにして、 １系統（ＬＥＤ４個直列）あたり、１５０ｍＡぐらいの電流で設計してみました(^^) 電源としては、アルカリ単三電池を６本直列で使って、９Ｖを供給しています(^^) 最近は、１００円ショップでこの電池が４本１００円で売られているので、ランニングコストを抑えることができて 助かりますね〜(-^^-); ラジコンやエアーガン用の８．４Ｖニッカド電池を持っている場合には、それを電源にすれば、もっとランニングコストを 抑えることができますし、バイク用のバッテリーの余分があれば、そこから電源を取ってもいいと思います(^^) 製作には、計測器として最低限、電気テスターが必要だと思います(^^) さらに、この回路の場合は、３８ＫＨｚで発振していることを確認できないと、回路の動作確認が出来ないので、 オシロスコープは欲しいところですね(-^^-); さらにさらに、正確な周波数の調整のためには、周波数カウンタも欲しいと思います(^^) 最近は、安価な電気テスターに周波数カウンタの機能がついているものもありますから、そういうものでも良いと思います(^^) （ぼくの持っている電気テスターも、そのタイプです(^^)） 周波数カウンタで、ＩＣ５５５のＯＵＴ端子の出力周波数を測定しながら、１ＫΩのボリュームを回して、 発信周波数が３８ＫＨｚに近づくように調整しておくと、受光部のセンサの感度が一番高いところで使用できるので、 発光部と受光部のあいだの距離を、もっとも長く離して設置できるようになりますよ(^^)  次は、受光部の回路図です(^-^) 赤外線リモコンの受光部用デバイスの、ＣＲＶＰ１７３８というＩＣを使用して、発光部から出てきている ３８ＫＨｚで点滅する赤外線を受け、その入光の有る／無しによって出力を制御しています(^-^) ”その１”でも書きましたが、ＣＲＶＰ１７３８は、３８ＫＨｚで点滅する波長９５０ｎｍの赤外線にもっとも良く反応をし、 その他の波長や周波数の光には反応が鈍いように作られています(^^) 直射日光下でも、センサーに直接太陽光が当たらないようにしてあげれば、問題なく動作をしてくれます(^^) このＣＲＶＰ１７３８は、３８ＫＨｚで点滅する波長９５０ｎｍの赤外線がセンサ面に入光している時には、出力をＬｏｗにし、 入光が無いときには出力をＨｉにします(^^) その出力のロジックを７４ＬＳ０６というインバーターＩＣを使って反転して、フォトカプラＰＳ２５０１−２を駆動しています(^^) また、３８ＫＨｚで点滅する波長９５０ｎｍの赤外線がセンサ面に入光している時には、ＬＥＤを点灯させて、 人がそれを見ながら、発光部と受光部の光軸調整をしやすいようにしています(^-^) それから、フォトカプラＰＳ２５０１−２の８番ピンと７番ピンを、”その１”の記事で紹介した簡易型計測器の、 ワイヤセンサの代わりに接続すれば、簡易型計測器でもこの光電センサーを そのまま使用することが出来るようになっています(^-^) 電源の説明ですが、この受光部の回路は、発光部と違って電流をいっぱい使うところがないので、 電源は００６Ｐ型の９Ｖ電池を使用しています(^-^) ただし、こちらの回路では、ＣＲＶＰ１７３８が必要とする５Ｖの電圧を作らなくてはならないので、 （そのついでに、７４ＬＳ０６にも５Ｖを供給して動いてもらっています(^^)） ３端子レギュレーターＳ−８１３５０という電源ＩＣを使って、５Ｖの電圧を作り出しています． このＩＣは、低消費電力タイプで、電源電圧からの電圧ドロップも小さいので、このような乾電池を電源とした回路で ５Ｖを作りたいときには最適なもののひとつです(^-^) もとから、５Ｖを電源として与えられれば一番いいのですが、電圧が５Ｖの電池はありませんし、 ちょっとでも電圧が下がってきたら、そこで回路が止まってしまうのでは困ります(=^^=); そこで、９Ｖの電池を使って、そこから５Ｖを作るようにしています(^-^) この方法だと、電池の電圧が９Ｖから５．５Ｖぐらいまでは、Ｓ−８１３５０の出力電圧は５Ｖを保ち、 回路が問題なく動くので、長時間使用することができるようになっています(^-^)  この発光部と受光部の回路の部品代は、合わせて１０５０円でした(^o^) （発光部回路１個分、受光部回路１個分です(^^)） 秋葉原とかに出向いて、安いお店を探せば、もっと安く作れるかもしれないですねー(^-^) 製品を購入すると、１万円弱もかかってしまうところを、自作すればこんなに安く作れるので、けっこう良いと思います(*^^*) |
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さてさて、この自作光電センサですが、発光部と受光部のあいだの距離は、”その１”でも書いたように、 だいたい４ｍぐらいまで離して使用することができました(^^) しかし、本当は、もうちょっと距離を離して使いたい気がします〜(-^^-); スタート側は、まあ４ｍも離れていたら十分だとしても、ゴール側は車体との接触が心配になるかもしれません(-^^-);  なんとか、もうちょっとこの距離を離すことができないか考えていたんですが、ヒョンなことから解決の糸口が 見つかりました(#^^#) この光電センサの受光部は、テレビなどのリモコンと同じタイプのものを使っているので、 うちのＴＶのリモコンを向けて適当なボタンを押すと、受光部の受光モニタ用ＬＥＤが点灯したんです(^^) で、ＴＶリモコンと受光粕の距離をどんどんと離していって、１０ｍぐらいになっても、 それでもＴＶリモコンからの赤外線に受光部は反応しているんですよ、これが・・・(-^^-); ここで、受光部の受光モニタ用ＬＥＤをよく見てみると、１秒間に数回瞬いています(-^^-); ぼくの自作の発光部の場合は、３８ＫＨｚで点滅する連続した赤外線を発光しているんですが、 ＴＶリモコンの場合には、１秒間に数回程度点滅する３８ＫＨｚの赤外線が出ているようなんです(-^^-);  どうも、使用している赤外線リモコン受信モジュールＣＲＶＰ１７３８は、連続して３８ＫＨｚの赤外線が入光してくると、 ＡＧＣ（オートゲインコントロール）が働いて、感度を自動的に落としているのかも知れません〜(=^^=); それに対して、ＴＶリモコンから出ている赤外線のように、断続的に３８ＫＨｚの赤外線が入光してくると、 途切れる赤外線の信号を拾おうと、一生懸命ゲインを上げて、がんばるのかもしれないですね（笑）(-^^-); まぁ、原理はどうあれ、どうやったら発光部と受光部のあいだの距離を伸ばせるのかがこれで判りました(#^^#) 要は、自作発光部もＴＶリモコンと同じように断続的な発光をさせればいい訳です(^o^)/ ちなみに、計測タイムの精度は、この断続的な瞬きの時間の長さと密接な関係がありますので、ここでは瞬きの周期は １ｍｓｅｃ程度ということにしたいと思います(^^)（３８ＫＨｚでの点滅では、１回の発光間隔は２６．３２μｓｅｃと いうことになります．赤外線リモコン受信モジュールＣＲＶＰ１７３８のデータシートを見てみると、 少なくとも１０発のパルスが入光しないと反応しないことになっていますので、 ２６．３２μｓｅｃ×１０発→２６３．２μｓｅｃの間、点滅光の入光があればいいことになります(^^) ここでは、余裕度を２倍程度見積もって、約５００μｓｅｃのあいだ、点滅光の入光があるようにということで、 １ｍｓｅｃの周期で、瞬かせようと考えました(^^)） で、受光部では、その断続的な信号を引き延ばして、断続的に入光があるあいだには、回路の最終的な出力信号は 入光しているものとして出力し、断続的入光が途絶えた場合には、遮光されたとものとして出力するように 回路を設計することにしました(^^) つまり、約５００μｓｅｃ（＝０．５ｍｓｅｃ）のあいだの、入光信号の途切れは、回路で穴うめをして、遮光状態とは 取らないように判断し、それ以上の長さの入光信号の途切れには反応するようにします(^^) これによって、実際にセンサへの光が遮光されてから最大で５００μｓｅｃ後には、受光回路の最終出力が遮光状態を 出力するようになります(^^) このＭＡＸ５００μｓｅｃの遅れは、測定時間への誤差となりますが、測定精度が１／１０００秒台の計測回路に、 この自作光電センサを接続する場合には、その最小ケタよりも誤差が小さいので、問題にしなくて良いと思います(^^) 以上の動作を簡単にタイミングチャートで表すと、下の図のようになります(^^)  さて、回路の設計方針も決まったので、さっそく実際に回路を設計して試作してみました(^-^) （回路図は、また後日紹介したいと思います(^-^)） で、ここでちょっと新兵器（笑）の紹介です(-^^-);ゞ じつはぼくは今までは、回路を設計して、それを試作するときには、いきなりハンダ付けなどで、 回路を基板の上に作っていました． しかし、この方法だと回路設計を間違っていた時とかには、あとで回路の修正がたいへんなんです(=^^=); ちょっとした間違いぐらいだったらすぐに修正も出来るんですが、大きな間違いや、 回路の追加をしたくなった時とかには、いっぱい時間がかかってしまうことになります(=^^=); 幸いにも、いままではそんな目に遭ったことはなかったんですが、回路の試作をする時には、 実際に作ってみるというのは、やはり効率があまり良くないことです(-^^-); そこで、今回はブレッドボードっていうものを買ってきました(#^^#) これは、ＩＣのピンと同じピッチで穴がいっぱい空いている板になっていて、その穴が内部で１列（穴５個）ごとに別々に 電気的につながっているものなんです(^^) ある穴に部品のピンをさして、となりのつながっている穴にケーブルをさして、そのケーブルを介して別の部品のピンと 接続するという風にしていけば、回路を自由に作ることが出来ます(^^) つまり、ここにＩＣや抵抗やトランジスタやコンデンサを差し込んでいって、そのピンを回路図通りにケーブルで つないでいけば、あっと言う間に設計した回路の試作が完成して、動作確認をすることができます(#^^#) もちろん、回路はブレッドボードにささっているだけの”仮”組みですから、そのままずっと使い続けるのには ちょっと問題がありますが、設計した通りに動いているかどうかを確かめるだけだったら充分なものです(^-^) これで作ってみた、改良版送信部の回路が、下の画像になります(^-^)  配線がいっぱいのたうっていて、ちょっと不格好ですが、なんと５分くらいで回路を組み立てることができました(*^^*) 普通にハンダ付けしていけば、その何倍もの時間がかかってしまいますから、本当に便利なツールです(#^^#) 受信部の回路は、下の画像のようになりました(^-^)  さてさて、この送信部と受信部に乾電池をつないで、実際に動かしてみました(^^) まず、最初に発振回路の調整を行ってから、２ｍぐらいの距離をおいて発光部と受光部を相対させて 動作確認をしてみます(^^) うれしいことに、問題なく動作ＯＫです(^^) 距離をだんだんと離していって、その距離が１０ｍほどになっても、発光部から出ている３８ＫＨｚの、 １ｍｓｅｃ周期で点滅している赤外線を、受光部はちゃんと捉えています(#^^#) また、発光部と受光部のあいだを手で遮ると、受光部の受光モニタＬＥＤが消灯して、 赤外線が遮られたことを検出しています(*^^*) この改良回路でうまくいくことが判ったので、あとは基板の上にきちんとハンダ付けで製作すれば ＯＫですね(*^^*) 次回は、この回路の回路図を紹介したいと思います(^o^)/ |
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ではでは、今回は上で説明した回路の回路図を紹介します(^o^) まずは発振側の回路です(^^) ＩＣ５５５を２個使用して、１個は以前の回路と同じく３８ＫＨｚで発振させ、もうひとつは約１ＫＨｚで発振させるように 抵抗値を設計しています(^^) この２つの出力波形を、７４ＨＣ０８というＣＭＯＳのＡＮＤ回路で論理積をとり、上の記事で説明したような、 ０．５ｍｓｅｃ毎にＯＮ／ＯＦＦする、断続的な３８ＫＨｚの信号を作っています(^^) この信号によって、２ＳＫ２９５６をドライブして、赤外ＬＥＤを点滅させています(^^) 赤外ＬＥＤは、実験の結果、もっと減らしても充分だということが判りましたので、こちらの回路では ４個にしています(^^)  次は、受信側の回路です(^^) 前に紹介した回路と異なっているところは、７４ＬＳ１２３というＩＣを使っているところです(^^) このＩＣは、外付けした抵抗とコンデンサーの値によって決められる時間の長さだけ、入力パルスを引き延ばして 出力する働きをします(^^) その引き延ばしているあいだに、さらに入力にパルスが入ってくると、引き続いてさらに引き延ばしを行い、 出力パルスを出したままに保ちます(^^) この動作によって、ＣＲＶＰ１７３８から出力されてくる、１ＫＨｚのパルス出力をつなげて、１つにしています(^^) 発光部からの赤外線が遮られて、ＣＲＶＰ１７３８の出力パルスが途絶えると、最大で約０．５ｍｓｅｃの遅れのあとに、 ７４ＬＳ１２３の出力が落ち、これによって赤外線が遮られたことを検出するようになっています(^^)  さてさて、次はいよいよこの回路をハンダ付けで製作ですね(^o^)/ （・・・と言っても、動作することはすでにブレッドボードで確認済みなので、ワクワク感が少ないのが ちょっと残念かも〜(-^^-);） |
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今回は、その１で紹介している、簡易型０−５０ｍタイム計測器の自作回路部分の基板のプリント基板化を行ってみました(^o^) プリント基板というのは、ハンダ付けなどで行っている部品の配線の代わりに、樹脂やガラス繊維の板に張り付けられた銅箔を 加工した配線パターンを使って、電気部品の配線をやってしまう方法で、プリント基板さえあれば、あとの配線が 不必要になるために、回路の製作がとっても楽になるんです(^o^) プリント基板の製作を専門の業者さんに外注すると、ちょっとしたものでも十万円オーダーのお金がかかってしまうこともありますが、 今回は費用を安くあげるために、道具をそろえて自分で作ってみました(^o^) 道具は、良いものをそろえるとそれなりにお金がかかってしまいますが、必要最小限のものをチョイスして、 全部で１万円弱ぐらいに抑えました(^^) さてさて、その１掲載の簡易型０−５０ｍタイム計測器ですが、こことページが違うので、もう一度構成と回路図を載せておきますね(^^) もっと詳しく動作を知りたいかたは、その１の記事を見てみてみてください(^^) まずは全体の構成図です(^^) スタート側センサや、ゴール側センサからの配線を直接ストップウォッチにつないでしまうと、 バイクがセンサを通過する際に、前輪と後輪でセンサを２度踏みしてしまうために、一旦始まった時間計測が すぐにストップしてしまい、スタートとゴール間のタイム計測が出来なくなってしまいます(^^; それに、ストップウォッチの内部回路は、配線を直接何十メートルも引き出すと、動作が不安定になってしまいます(^^; （もともと、精密な電子回路の配線というものは、特別なものを覗いては、せいぜい数十ｃｍ程度しか引き回せないものなんです(^^; ここではあまり詳しくは説明しませんが、配線がアンテナの働きをして、外部ノイズがたくさん入ってきてしまったり、 配線の抵抗によって動作出来なくなったりと、いろいろな弊害が出てきます(^^;） そこで、ストップウォッチのすぐ近くに、この自作回路を置いて、２度踏みのキャンセルの働きと、 配線ケーブルを何十ｍも延長しても、ストップウォッチの回路に影響しないようにする働きをさせています(^^)  回路図ですが、ＩＣが２個に、あとは抵抗とコンデンサ、定電流ダイオード、ＬＥＤを使って回路を組んでいます(^^) 部品点数も少なくて、簡単な構成の回路ですが、ハンダ付け配線でコンパクトにしようとして小さく製作すると、 作るのに１時間ほども時間がかかってしまいます(^^;  さてさて、いよいよプリント基板の製作に取りかかることにしましょう(^-^) プリント基板を製作するためには、まずは、その配線パターン図を作ることから始めます(^^) 個人レベルでプリント基板を作る場合には、一昔前だと、透明シートに、パターン図を専用のマジックペンで手書きしたりとか、 黒い遮光テープを張ったりとか、レタリングで配線パターンを作ったりとかしていたんですが、 現在では、フリーソフトに良いものがあるので、パソコン上でパターン図を設計して、プリンタからＯＨＰシートに 印刷すれば、あっと言う間に精密なパターン図を作成できて、お手軽簡単です(*^^*) プリント基板には、その片面だけで配線パターンを作る『片面基板』と、両面で配線パターンを作る『両面基板』、それから 何枚も基板をプレスしてくっつけた『４層基板』とか『６層基板』のような多層基板があります． 個人でお手軽に作れるのは、なんと言っても『片面基板』で、もうちょっと高度なかただと『両面基板』を 作っていらっしゃるかたもいます(^-^) 『片面基板』だと、基板の片面だけでパターンを作るので、他のパターンがジャマをして、どうしても繋げない 配線とかが出てくることもあるんですが、そんな時には配線をしていない面の側で導線をハンダ付けして つなげたり（ジャンパー線）、部品がすでにある配線パターンを跨ぐように実装して接続するように 設計していきます(^-^) 『両面基板』だと、表面と裏面のパターンをスールホールと言う導通させた穴でつないで設計できますので、 設計の自由度が高くなります(^-^)（裏面で接続できないパターンを一旦、表面に逃がして、そちらから 回り込ませて配線するとかが出来るようになります(^-^)） ただし、表面と裏面のパターンを、せめて０．５ｍｍ以内ぐらいの誤差で位置合わせしていないと、うまい具合に スルーホールで導通させることが出来なくなるので、かなり位置合わせに気を使います(=^^=); 多層基板では、もっと設計の自由度を上げられるので、部品の実装間隔を狭めて、実装密度の高い、 コンパクトな基板を製作することが出来ますが、プレス機が必要になりますので、 個人ではよっぽどのパワーユーザーでないことには、ちょっと難しいものです(=^^=); 今回は、片面基板で設計を行ってみました(^-^) 出来るだけコンパクトに、効率よく配線しようとすると パズルのようで楽しくて、ハマってしまいそうです（笑）(^o^) 設計には、プリント基板設計のフリーソフト、『ＰＣＢＥ』を使用させていただきました(*^^*) このソフトは、操作性も優れていて、サクサクと設計を進めることができます(#^^#) 設計したパターン図は下図のようになりました(^-^)  このパターン図は、部品を実装する側の基板（実装面）から見た、パターン配線側（パターン面）の透視図として 設計しています．（なもので、文字が逆になっています(^^)） やはり、部品を上から見た感覚で設計したほうが、ＩＣの足のピン番号も直感的に分かりますし、 設計しやすいです〜(^-^) 今回の製作では、１００×１００ｍｍの大きさの生基板を使用します(^^) １枚の基板の中に、６個の回路を作り込むことができそうです(^^) プリント基板の製作の利点のひとつがこれで、大きな生基板を使うと、１回の製作の手間で、 一度にたくさんのプリント基板を作ることができます(#^^#) このようにして設計した回路をＯＨＰシートにプリントすると下図のようになりました(^-^)  このＯＨＰシートを、感光剤を塗った全面銅箔の生基板に密着させて、 紫外線蛍光灯で露光させます(^-^) １０分ほども露光させると、シートの透明な部分の感光が完了します． （黒いパターンの部分は、紫外線を遮るので感光しません） ＯＨＰシートを基板から剥がし、基板を現像液に浸すと、紫外線があたって感光した部分だけ、感光剤が解けだして、 銅箔がむき出しになりました(^-^) 充分に現像が進んで、回路のすみずみまできれいにパターンが浮き上がったら、 基板を水洗いして、次はエッチングを行います(^-^) エッチングというのは、塩化第二鉄というものの溶液を使い、基板の不要な部分の銅箔を溶かし出す作業です． この溶液は、ＰＨ１という強酸性のものなので、取り扱いには注意が必要です(-^^-); 濃い黄色をしていて、服などにつくと、どうやっても色が落ちなくなるので、汚しても良い服装で作業したほうがいいですね(-^^-); また、皮膚につくと、１週間ぐらいは黄色く変色して色が落ちないそうです(=^^=); 露光、現像が完了した、銅箔上に回路のパターンが浮き出ている生基板を、この溶液に浸して、 竹製のピンセットでゆらゆらと揺らしていると、銅箔がむき出しになっている部分の銅が溶けだします(^-^) 回路のパターンは、感光剤の層に守られているので、溶液に浸食されずにそのまま残って、 ２０分ほどでパターンだけが残った基板が出来上がりました(^o^) 下の画像がその状態の基板です(^-^)  拡大すると、下のようになります(^-^) まだパターンの上には感光剤がそのまま残っていますので、回路パターンが緑色がかって見えます(^-^)  回路パターンの上に残っていた感光剤をアルコールでふき取ると、銅の色が現れて だいぶプリント基板らしくなってきました(^o^)  銅は、空気と接していると、すぐに酸化されてしまうので、酸化が進まないように、表面にフラックスというものを 塗っておきます(^-^) これをやらないと、せっかく製作したパターンが段々と錆びていき、配線が断線したりして 何年かすると、動作しなくなったりします(=^^=); さて、次は基板の穴開けです(^-^) 各ＩＣや抵抗、コンデンサーなどが差し込めるように、ボール盤を使って基板のランド（配線パターンの丸くなっている部分）に 穴を開けていきます(^-^) この作業が一番気を使いました(=^^=); ドリルビットの直径は０．８ｍｍで、ランドの間隔は２．５４ｍｍしかありません． 気を抜いてると、すぐに穴の位置がずれてしまいます(=^^=); ＣＡＤの出力データから自動で穴を開けてくれる、自動ＮＣフライス盤とかが、本気で欲しくなってしまいました（笑）(=^^=);  さてさて、無事に穴も開け終わったので、出来上がった基板を個片に分割します(^-^) これで同じ配線パターンの基板が一度に６個できました(^-^)  実装面から部品を差し込んで、パターン面でハンダ付けして、回路の完成です(*^^*) 電源を接続して動作テストをすると、幸いなことに１発で動いてくれました(#^^#)  裏側のハンダ面はこんな感じです(^-^)  ここまでの手間は、いろいろとたいへんでしたが、一旦プリント基板が出来てしまうと、 あとは部品を実装してハンダ付けするだけですから、かなり楽が出来ます(^-^) プリント基板だと、ハンダ付け配線のように配線間違いや、ハンダ付け不良のようなことも起こりにくいので、 安定した品質で同じ回路を何枚も作れるのもいいですね(#^^#) 最後にストップウォッチや、スタート側・ゴール側のワイヤセンサへの配線ケーブルを接続して、ケース（１００円ショップで 買った３個１組の小型のタッパです（笑））に電池（これも１００円ショップでかった２個１組の００６Ｐ乾電池です(^-^)）と プリント基板の回路を収納して完成です(^o^)/  次は、ブレッドボードで試作した、自作光電センサーの回路も、実際の製作はプリント基板化してみようと考えています(^-^) それから、この技術を応用すれば、パソコンで製作したロゴをエッチングして、オリジナルデザインの キーホルダーとかを作ることもできます(#^^#) 今後いろいろと楽しみが増えましたー(#^^#) |
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ここも、気がつけば、本当に久しぶりの更新になります(-^^-);ゞ １コ前の記事や、その１の２００３．０５．１２の記事で紹介した、１００円ショップのストップウォッチですが、 いつのまにか、店頭から姿を消し、入手不可能となってしまっていました(^^; （ちなみに、２０ｍの２芯ケーブルも、もう１００円ショップのお店では、入手不可能のようで、たいへん残念です〜(T_T);） でもそのかわりに、同じ１００円ショップで、腕時計にストップウォッチが付いたものが、３００円で販売されていました(^^) この腕時計、前の１００円ストップウォッチのように、「測定値は正確なものではありません」とは書かれていませんでした（笑）(-^^-); さすが３００円もするだけのことはあります（笑）(-^^-); で、この３００円腕時計をなんとか利用できないか、調べてみました(^^) まず、この３００円腕時計ですが、下のようなパッケージに入って売られています。  品名は、『スポーツウォッチ』ということで、ストップウォッチ機能と、文字盤のライト機能が付いています(^^)  見た目は、ごく普通の（ちょっと安い(-^^-);ゞ）腕時計です(^^)  裏ブタが４本のネジで留まっていますので、メガネ用ドライバーで開けます(^^)  中の回路は、ちょっとこじるとすぐに取り出せました(^^) 下の画像は回路を取り出したあとの抜け殻です(^^) こじる際に、回路をショートさせてしまったりしないように、注意が必要です。 力を入れすぎて、部品を壊してしまわないように、力加減にも注意が必要でした。  で、取り出した中身の回路がこれです。 腕時計の各ボタン（４つ）を押すと、この回路についている板バネ接点を押すようになっています。 ということで、この板バネ接点に配線ケーブルをハンダ付けして、外部に配線を引き出せば、１００円ストップウォッチの時と 同じように使用することができそうです(^-^) ちなみに、この状態でも、指で板バネを押して、接点を接触させてあげると、ストップウォッチの計測の スタート／ストップ、リセットがちゃんと操作できます(^^)  裏側から見ると、このようになっています。 黒いシートの下には、ボタン電池が付いています。 板バネ部分と、回路のパターンには、ある程度ハンダ付けに慣れた人だったら、問題なく配線ケーブルをハンダ付けできると思います(^^)  但し、配線ケーブルをハンダ付けした状態で、また腕時計のケースの中に、この回路を戻すためには、空きスペースの関係から、 かなり細かいハンダ付けが必要となります。 極細の配線ケーブルを使えば、そんなに苦労することなくできるかもしれないので、そうすると、以前の記事の １００円ストップウォッチの時と同じように、この時計自身の筐体を使って、測定システムを組むことができますね(^^) それから、この時計回路を、別のアルミケースに組み込んで、小型の１／１００秒計測器として製作してもいいかも(^-^) そのうち、暇ができたら、どちらかを試してみたいと思います(^o^)/ |
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上の記事の３００円腕時計を使って、１／１００秒タイム計測器を製作してみました(^o^) ７５×５０×２０ｍｍの透明プラスチックケースの中に、全体を納めています(^-^) ３００円腕時計のストップウォッチの機能をそのまま利用しているので、最小ケタ表示は１／１００秒です。 時計の取り扱い説明書によると、０〜３０分までは、１／１００秒表示を行うことが出来るとのことです。 ３０分〜２４時間までは、１秒単位での計測になるとのことです。  隣に置いたつまようじと比べると、全体の小ささがよく分かると思います(^-^)  上半分を拡大すると、こうなっています(^-^) 元々時計についていた４つのボタンに対応させて、小型押しボタンスイッチを４つ付けています。 右上のスタートボタンを押すことによって、手動でストップウォッチを作動させることもできます。 右下のリセットボタンを押すと、計測値を０．００秒にリセットできます。 左上のライトボタンを押すと、時計の照明が２〜３秒間点灯します。 左下のモードボタンを押すと、表示を時計モードに変更できます。  下半分には、以前２００３．６．２３の記事で開発した、２度踏みキャンセル回路を入れています(^-^) この回路の働きによって、バイクの隙間（タイヤホイールの隙間や、フレームの隙間）による、光電センサ出力の細かいＯＮ／ＯＦＦを キャンセルしています(^-^) これによって、スタート直後に計測がストップしてしまうことを防止しています(^-^) （詳しくは、その１の記事を見てみてくださいね(^-^)） 一応、２秒〜３秒のあいだ、光電センサからの信号のＯＮ／ＯＦＦをキャンセルするように調整してあります(^-^)  時計部分を裏側から見たところです。 この時計は、ボタン電池で動いています。（ＬＲ１１３０という型番の電池です） 取り扱い説明書には、ボタン電池の寿命については記載されていなかったため、どのくらい持つのかは不明です(^^; ボタン電池が切れた場合には、プラスチックケースのフタを開けて、時計の電池を交換することになります。  ２度踏みキャンセル回路の裏側です(^-^)  計測の表示は、このようになります(^-^) 画像では３．２７秒を示しています(^-^)  ちなみに、時計のライトを点けると、こんな感じになります(^-^)  以前１００円ストップウォッチを使用して計測器を製作した際には、００６Ｐ乾電池で動作するように作っていましたが、 今回は、この計測器から光電センサへも電気を供給できるように、電源アダプタを挿せるように作っています。  ここに、このようにＡＣアダプタや、ＤＣ１２Ｖバッテリーからの配線を挿して使用します。  ちなみに、光電センサが反応して出力がＯＮすると、そこから２〜３秒間ＬＥＤが光って、２度踏みキャンセル動作中の 表示を行います。 このＬＥＤ点灯中には、光電センサからの出力のＯＮ／ＯＦＦは無視します。  ケース本体からは、光電センサに接続するためのケーブルが出ていて、ギボシ端子を付けています(^^) ここに、光電センサへのケーブルを接続します(^-^) 赤色 ： 光電センサへＤＣ１２Ｖ供給 白色 ： 光電センサのＯＵＴへ接続 黒色 ： 光電センサのＧＮＤに接続  どうです(^-^) ずいぶんとコンパクトに出来たでしょう(^o^)/ ３００円腕時計ということもあって、測定精度はあまり高くないかも知れませんが、数秒オーダーの時間を１／１００秒単位で 計測する分には、十分な性能だと思います(^-^) みなさんもおひとついかがでしょうか(^o^)/ |
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上の記事での、１／１００秒タイム計測器と、光電センサ（Ｅ３Ｇ−Ｒ１３［オムロン］）との接続ですが、 下の図のようになります。  オムロンの光電センサ、Ｅ３Ｇ−Ｒ１３からは、約２ｍの３芯ケーブルが出てきています。 （３芯ケーブルの各線は、茶色、黒色、青色のケーブルになっています） １／１００秒タイム計測器から出ている、赤色、白色、黒色のケーブルを、光電センサから出ているこれらのケーブルに 次のように接続します。
このように接続することによって、１／１００秒タイム計測器側から、光電センサへ電源も供給していますので、 光電センサへの他の配線は必要ありません。 また、１／１００秒タイム計測器からは、赤色、白色、黒色のケーブルが各々２本ずつ出ていますが、 同じ色のケーブルは、スタート側とゴール側のどちらに接続してもＯＫです。 （同じ色のケーブルは、１／１００秒タイム計測器の内部でつながっています(^^)） このため、スタート側光電センサのほうから走行して、ゴール側の光電センサを横切ってもタイム計測できますが、 その逆に、ゴール側の光電センサから走行して、スタート側の光電センサを横切っても、タイム計測できます(^^) （※この１／１００秒タイム計測器だけの機能です(^^) 別ページに紹介しています、１／１００００秒計測器や １／１０００秒計測器はスタート側からゴール側へ走行しないとタイム計測が出来ません;(*^^*);ゞ） ちなみに、配線の不用意なショートには十分に注意をして下さい。 １／１００秒タイム計測器から出ているケーブルにギボシ端子のメス側を付けているのは、端子どうしが接触して ショートしないようにするためです。（ここをオス側にすると、ケーブルを上の画像のように不注意に束ねて 置いてあるだけで、ショートしてしまいます。） １／１００秒タイム計測器から出ている赤色ケーブル（電源のプラス側）と、黒色ケーブル（電源のマイナス側）が ショートしてしまうと、配線が焼け落ちてしまう危険性があります(^^; （もちろん、タイム計測器も修理不能なダメージを受けます） なもので、光電センサと１／１００秒タイム計測器との間に接続する中継用のケーブルの光電センサ側への接続端にも、 まわりが被覆されているメス型のコネクタや、ギボシ端子を使うことを強くお勧めします。 オムロンのＥ３Ｇ−Ｒ１３は、以前に別のページでも紹介させていただきましたが、 オムロン２４サービスから通信販売で購入することもできます。 その際には、この光電センサを三脚などに固定しようとすると、別売りの取り付け金具のE39-L131（１個４００円）を購入する 必要がありますので、注意してください。 この取り付け金具は、光電センサ１つに１個必要です。 また、ぼくの場合は、この取り付け金具を反射板１枚につき１個購入して、反射板を接着剤でこの金具に張り付けて三脚に 固定しています(^-^) （つまり、スタート側光電センサで１個、スタート側反射板で１個、ゴール側光電センサで１個、ゴール側反射板で１個の 合計４個を使用しています） 反射板は、光電センサ１個につき、反射板１個が付属していますので、別売りを購入しなくても大丈夫です(^-^) それから、光電センサと１／１００秒タイム計測器を接続するケーブルですが、 秋葉原の愛三電機さんで売られている、３芯ケーブル『VCTF 7/0.18 ３芯』が、１８．９円／ｍと安価な上に たいへん良いものです(*^^*) （光電計測器のメインページからリンクさせていただいています、ｈｏｎｅｙｂｅｅさんのＨＰで、 このケーブルが紹介されていました(*^^*) すごく良いケーブルの情報を公開して下さって、 ありがとうございました！(*^^*)＞ｈｏｎｅｙｂｅｅさん(^-^)） 太さは３．８ｍｍということで、十分に細く、その上しなやかで取り扱いが楽ですので、お勧めです(*^^*) |
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上の記事の１／１００秒タイム計測器ですが、今のところ電源は、ＡＣ１００ＶからＡＣアダプタで取るか、 または、ワニ口クリップでＤＣ１２Ｖバッテリー等から取るようにしています。 でも、よく考えて見ると、消費電流は光電センサ２個も含めて０．１５Ａ以下ですから、 乾電池でも駆動できちゃいますね、これ（笑）(^-^) 例えば、単３アルカリ乾電池を１０本直列に使用するとして、初期電圧は約１７Ｖぐらいです。 光電センサの動作電圧は１０Ｖ以上なので、３芯ケーブルでの損失を１０％ぐらいとすると、 乾電池の電圧が１１Ｖぐらい（電池１本当たりでは１．１Ｖぐらい）になるまで使用できると思います(^-^) こちらのサイトさんでの実測データによると、松○さんと○芝さんのアルカリ単３乾電池は、容量が１４００ｍＡｈ以上 あるようです。 但し、この場合には、条件として、０．４Ａの取り出し電流にて、電池電圧が０．９Ｖになるまでの容量として 計測していらっしゃいます。 ぼくのほうの使用想定では、０．１５Ａの取り出し電流にて、１．１Ｖまでとして想定していますので、 これとは違った容量になると思います。 残存電圧だけで考えると、単純に、０．９／１．１とすると、約８２％となりますので、１４００ｍＡｈ×０．８２とすると、 １１００ｍＡｈとなりますが、消費電流は、０．１５／０．４で約３８％と少ないので、これ以上の容量になるとは思います(^-^) （本当は、こんな乱暴な考え方ではいけないんですが（笑）(-^^-);ゞ） 仮に、１１００ｍＡｈとしても、１１００ｍＡｈ／１５０ｍＡ＝約７時間も使用できることになりますので、 ０−５０ｍのタイム計測としては、十分な時間が取れるのではないかと思います(^o^) （なお、電池の温度や、個体差、メーカーによって、データは異なってきますので、参考値として考えてくださいね(^-^)） 千石電商さんで、単３電池１０個直列用の電池ボックスが売られていますので、１／１００秒タイム計測器用として、 それを利用できるようにしようと思います(^o^)/ |
