2011年11月22日火曜日

ソレノイド・キッカー編

キックデバイスの作り方
ソレノイド・キッカー編
   必ず、大人と一緒に作業して下さい。感電すると命に関わる場合があります。
   ゴム手袋を使用して下さい。
ソレノイドも、リレーもフラッシュ基板他も保証外、想定外の使い方をしているので
メーカー、販売店の保障は得られません。
この記事を参考になさる場合は、危険があることを認識してすべて自己責任で行って
ください。子供は必ず、大人と相談して下さい。


注意 電池ボックスのプラスとマイナスを手で持っているだけでも
   びりびり感電します。
   100KΩ1/4Wの抵抗で放電しようとしたけど時間がかかるみたいで
   終わったと思って途中でさわったら感電した。痛い。
   指の皮膚がやけどしていたのか後日、皮がむけました。
   これから後は、私は、ミノムシクリップの先でバチンと放電させました。
   まず最初にカメラの電池をはずして下さい。
   カメラの前面にあるボタンは絶対に押さないこと。
   ここを押すと300Vの充電が始まってしまいます。 
   こうなってしまったらどうすれば良いかは自分で考えて
   下さい。簡単なことです。放電するまでは絶対にカメラを開けないこと。
   電池を取り出して撮影してフラッシュを光らせればいい。
 追記、ごめんなさい。フラッシュでは全部電気を使いきれないみたい
   ある程度高い電圧を維持していないとフラッシュはつかないかも
   そこで開けてからミノムシクリップで放電しました。

  底のシールを剥がすとマイナスドライバーが差し込める
   溝があるのでパチンと空けて電池を取り出して下さい。
   後は考えて基板を取り出します。ネジ止めが2カ所有ります。

   動作確認の為に改造を終えた基板に電池ボックスとスイッチを半田付け
   してから基板上の電解コンデンサのプラスとマイナスをミノムシクリップの
   延長コード2本でソレノイドに繋ぐとミノムシクリップから火花を散らして
   バチンと大きな音がしてソレノイドが動作しました。
   ソレノイドと電池を外してミノムシクリップで放電してテスト終了しました。
   後は絶縁方法と配線の取り回し方法の検証です。
   必ず、大人と一緒に作業して下さい。感電すると命に関わる場合があります。
   ゴム手袋を使用して下さい。
※※※
毎回どこかのしょうがくせいやちゅうがくせいが考えること。
電池2本にしたら倍の力になるんじゃないかな。
絶対にやってはいけません。使っている部品の耐圧が到底足りません。
抵抗は火を噴き、コンデンサは爆発します。一瞬で地獄を見ます。

では、フラッシュ基板を電池のように縦に2個に繋いだら倍の電圧になるか
というと基板の個体差によって充電開始時間が違うので、先に起動した回路から
もう一つの回路に無理な電圧・電流が逆流して壊れてしまいます。
多重の安全回路をもつ特別に設計された回路を使わないと出来ません。
フラッシュ基板を電池のように横に2個に繋いでも同じです。
2倍の電気が流せるようにはなりません。その前に逆流して壊れます。
これも多重の安全回路をもつ特別に設計された回路を使わないと出来ません。
フラッシュ基板は1個だけで使いましょう。乾電池の様には使えません。
考え方に間違いがあるかもしれませんが、試して見ようとは思いませんし、
市販品にそのような物を見たこともありません。

※※※
毎回どこかのしょうがくせいやちゅうがくせいが考えること。その2
これってスタンガンじゃねぇー
毎年、警察に逮捕補導されるしょうがくせいやちゅうがくせいがいます。
命に関わる場合があります。こんな幼稚なことは絶対にやらないように。


ソレノイド
タカハ プッシュ・ソレノイド CB1037100
6V10Ω 結構重たい。
メーカ直販サイト 1,940円
どうやって選べば良いのか分からないためよそのホームページを参考に決定した。
単三電池4本で動作確認、プラスマイナスをどちらに繋いでも同じ動作をした。

フラッシュ基板
コダック スナップ・キッズ800
地元ディスカウントショップ 398円
単に安いものを捜したらこれになった。
金属の部分は取り外した。半田ごてをあててぽろりと取れた。
キセノン管も取り外した。3つの線の基板側を半田ごてで取った。
これで小さな基板だけになった。
でもこれだけではダメで、基板裏に金属のスイッチがついている
のでこれを押したらどことどこがつながるかを確認して半田で
つなげます。丸い金属は、差し込まれているだけなので外します。
指紋みたいになっているのを上と下を半田でつなげます。
これで電池をつなげばいつでも充電開始になります。改造おわり。
追記、「写るんです」の基盤で同じように改造したけどうんとも
すんとも動きませんでした。改造の途中で壊したか、回路が違うのかな。
追記、たぶん電池を逆さにつないだみたい。フジでも同じように改造できると思う。

リレー
オムロン パワー・リレー G2R-1-E 5V
5V47Ω100mA 1c接点
千石電商通販サイト 420円
これもどうやって選べば良いのか分からないため
よそのホームページを参考に決定した。でも12V用を直接
マイコンに繋いでいるように書いてあったのでe-Gadgetの
電源で駆動出来る5V用を購入、マイコンとの間にトランジスタを
付け足して使うことにした。
単三電池4本で動作確認、プラスマイナスをどちらに繋いでも同じ動作をした。


単三×1本電池ボックス リード線付き
秋月電子通販サイト

スイッチ トグルスイッチ
秋月電子通販サイト

トランジスタ
低周波電力増幅用 汎用NPNトランジスタ 2SC2120
35V800mA
秋月電子通販サイト
2SC1815では、5Vで100mAは流しづらいと判断したので
確実にリレーをオンオフするため、もう一つ上のランクのトランジスタを使用した。

抵抗器 4.7KΩ1/4W

ダイオード
汎用小信号高速スイッチング・ダイオード 1N4148
100V200mA
リレーで起こる逆起電圧からトランジスタを保護する為のもの。
5Vの20倍の逆起電圧でも耐えられ、100mA以上流せるのでこれに決めた。
 
基板
片面ガラス・ユニバーサル基板(ブレッドボード配線パターンタイプ)
300Vかかるので絶縁性能が高いと思われるガラス・エポキシ製にしました。
パワー・リレーが刺さりにくいので注意すること。リレーのピンを折らないように。
ゆっくり力をいれて抜き差ししましょう。

コネクタ
e-Gadget(イーガジェット)用 L型 3pin 1個
左からマイナス、プラス、シグナル

ハーネス
e-Gadget(イーガジェット)用ハーネス 3本黒赤白

ソケット
e-Gadget(イーガジェット)用 ハウジング 3pin 2個
左からマイナス、プラス、シグナル

リレードライブ回路
http://www.asahionkyo.co.jp/office/syahold/orm_7.htm
ここを参考に計算した、R1は省略した。部品をならべて実体配線図を書いてから
基板に組み立ててイーガジェットの10番コネクタにつないで
センサーモニターからLEDをオンオフするとリレーがカチリカチリと動作した。

※注意、実際にソレノイドをつないでリレーを動作せる場合は必ず0.1秒か0.2秒の
 動作時間にして下さい。

 これ以上の時間ソレノイドに電圧をかけ続けるとソレノイドが壊れます。
 間違えてやってしまってソレノイドから白い煙が上がりました。
 連続してオンオフを繰り返すことも避けてください。数秒の間を空けてオンオフします。
 ソレノイドをつなぐ前にプログラムは完成させてください。リレーを見れば正しく動作
 しているか判断できます。0.1秒だけリレーをオン、4秒休んで0.1秒だけリレーを
 オンが安心できます。

追記、放電回路を付けたら安全に作業ができると言われてリレーを手動のスイッチで
オンにしてソレノイドに放電したらいいんじゃないのとやらせてみたら通電時間が
長すぎてソレノイドから白い煙が上がりました。
そこで、フラッシュ基板の電源スイッチをオフにしてプログラムでリレーを数秒の間を
空けて0.1秒オンオフを10回繰りかえしさせたら完全に放電しました。
それでも怖かったのでミノムシクリップで放電させてみましたが残りはありませんでした。
試合が終わったら電源を切ってこのプログラムを動かして放電させてから片付けるよう
にします。

追記、コンデンサを増やすとキックの威力が増すのではないかとのことで1個追加させて
2個にさせてみました。威力が増したかはっきりとは判断できませんでした。
でも、片付けようとミノムシクリップで放電したら「ばちばん」とすごい音がして
口の部分が融けました。
コンデンサ2個の基盤でリレーを手動でオンにしたらソレノイドから白い煙が上がりました。
リレーを動作せる場合は必ず0.1秒か0.2秒の動作時間にして下さい。手動は無理です。
コンデンサには、種類があり必ずフラッシュ回路専用のコンデンサを使います。
普通の工作用のコンデンサだと使用中に破裂する可能性があります。
今回は、もうひとつカメラを分解して使いました。

追記、考察 コンデンサ2個にする必要があるのか?
負荷の電圧、抵抗変わらないので時間あたりの放電エネルギーが増えるのではなく
単に放電時間が延びただけではないでしょうか。
それで耐え切れずにソレノイドから白い煙がでたと思います。
メリットは、次の充電まで待たずにキック出来ることぐらいでしょうか。
理論を理解しないかぎり、コンデンサを増やすべきではありません。
コンデンサは、1個で十分です。危険を冒してまですることではありません。


追記、フラッシュ基板につないだケーブルをホットボンドで絶縁固定しました。
片面ガラス・ユニバーサル基板の300Vがかかるリレー部分をホットボンドで絶縁しました。
フラッシュ基板は、さらに絶縁テープでぐるぐる巻きにしました。
あとは、全部タッパーなどに入れて固定します。適当なケースが探せませんね。

追記、子供たちのひとりがキック板を作ってきました。ソレノイドだけではボールを
蹴ることができません。


こういう表現をみつけました。
「トリガトランス経由で、高電圧パルスをキセノン管を囲む反射板に与えます。
キセノン管は励起され放電(発光)を開始します。」
昇圧トランス以外にもうひとつトランスがあって、さらに高い電圧を一瞬だけ
加えたら、コンデンサから放電するようです。
キッカーでは、コンデンサからの放電はリレーを使いますので
キセノン管は取り外しても使えるということです。


ソレノイドってどんな観点から選べば良いのでしょうか。
http://kotarobo.blog34.fc2.com/?mode=m&no=86
ここは、とても参考になります。よく読んでください。


  必ず、大人と一緒に作業して下さい。感電すると命に関わる場合があります。
   ゴム手袋を使用して下さい。
ソレノイドも、リレーもフラッシュ基板他も保証外、想定外の使い方をしているので
メーカー、販売店の保障は得られません。
この記事を参考になさる場合は、危険があることを認識してすべて自己責任で行って
ください。子供は必ず、大人と相談して下さい。


追伸 2012年世界大会より高電圧ソレノイドキッカーは禁止となりました。
   これを機にジュニアにふさわしいアイディアで工夫することを期待します。
   この記事は消さずに残します。
 
編集おわり

2011年11月21日月曜日

磁気に反応するホールスイッチ(ラッチ)です。誤報でした。

ホールラッチUS1881LUA
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05274/

地磁気に反応するホールスイッチ(ラッチ)です。南北の判別ができます。
磁気に反応するホールスイッチ(ラッチ)です。
=特長=
◆電圧範囲:3.5V~24V
◆高感度
◆CMOS構造
◆チョッパスタピライズドアンプ採用
◆低消費電流
◆オープンドレイン出力
1個 ¥50(税込)

なんか期待していたんですけど・・・。
すみませんでした。

2011年11月18日金曜日

11月はイベントが目白押し

久辺テクノフェスタ 2011
~金融 IT 国際みらい都市にむけて~
11月23日(勤労感謝の日)
親子ロボット体験教室他すごい数の体験教室があるよ。

ポリテックビジョン2011 11月27日(日)
おもしろたのしいものづくりがいっぱいあるよ。


休日は外に飛び出そう。

第15回沖縄県産業教育フェアがあるよ

第15回沖縄県産業教育フェア
≪日時≫
 平成23年11月18日(金)、19日(土)
≪会場≫
 県立武道館、国際ユースホステル、那覇港
 ※臨時駐車場(那覇軍港西側)

ロボット模擬競技部門
ロボット競技デモンストレーションとロボット操作体験会
があるみたい。興味のある子は、全国レベルのデモンストレーションを是非見に行こう。

2011年11月14日月曜日

seed社の超音波距離センサー2

ソフトの改造で使えるようにならないかな。

C:ドライブの「Daisen」フォルダの中の「C-Style for e-Gadget」フォルダの中の
「EG-Core」フォルダの中の「V3.09」フォルダの中に
D_Main.cとD_Main.hというファイルがありましてメモ帳で開くことが出来ます。
PINGと書かれているところが関連カ所でありまして、重要カ所を抜き出しますと

#define PING_TOUT 20000 // PING 計測終了時間(uS)
※時間切れを指定しているカ所。新型は38msecなので20000を40000に書き換える。
--------------------------------------------------------------------
gAD[pno] = tct.W / 6; // 6us:1mm
※時間を距離に変換しているカ所。さわらなくていいと思う。
--------------------------------------------------------------------
#define INT_T3_10H 0xFF
#define INT_T3_10L (0xFF-0x05)
#define INT_T3_H 0x8A // (1/32MHz*4)*PS8=1nsec 0xFFFF-0x7530(30msec)
= 0x8ACF
#define INT_T3_L (0xCF-0x05) // 10usec パルス分を差し引く
※1回の計測時間の指定カ所。新型は50msec、0x8Aを0x3Cに、0xCFを0xAFに書き換える。
--------------------------------------------------------------------
あとPINGを打っている10uSを増やしてみたい。
(0xFF-0x05)を (0xFF-0x08)に書き換える。
以上で最大距離が伸びた分をカバー出来る様になると思う。
でもINT_T3_HとINT_T3_Hはプログラムのどこで使っているのかな。
もしかして修正の必要はないかもしれない。

後は、センサ基板の電源側に電解コンデンサー10~100uF6.3V~16Vを付ける。
レシーバーにフードを付ける、とちらかにビニールテープを飛び出るようにして巻けばいい。
などもためしてみる。
まあ、以上は妄想なので期待しないように。

Seeed製
3cm - 400cm
150uS - 25000uS
10uS Trigger
38mS Timeout
50mS 1Cycle
------------------------
PARALLAX製
3cm - 300cm
115uS - 18500uS
5uS Trigger
?mS Timeout
30mS 1Cycle

次のトリガまで最低10mS必要
音波は1cm進むのに約29μ秒かかります。

2011年11月10日木曜日

Bluetoothモジュール関連製品を一斉値下げ

Vstoneロボットショップ
http://www.vstone.co.jp/robotshop/
RBT-001 旧価格6,825円 → 新価格:4,735円
国内使用可能 (技適マーク有)

あとひと声お願いします。

宇宙教育指導者セミナーを受講して宇宙教育リーダーになろう

宇宙教育指導者セミナー開催のお知らせ
開催日時
平成23年11月12日(土)9:30~17:00
開催場所
那覇市牧志駅前ほしぞら公民館
参加費用
無料
講演1・2は中高生可
会場にゆとりがありますので、午前の講演のみの視聴、及び、
A.社会教育基礎コースの参加は可能です。

締切すこしすぎたけど、一部は参加出来るみたい。
一流の講師が指導をしてくれるお勧めです。

2011年11月8日火曜日

沖縄工業高校の工業祭があるよ

沖縄工業高校の工業祭があるよ。
一般向けへの工作体験などもあるそうです。
http://www.okinawa-th.open.ed.jp/zen/PC/0300kyouikukannkei/0301gyouji/H23/11gatu/1111/kougyousaiannai.html
2011年11月11日(金)、12日(土)
【テーマ】
無限の可能性 未来へ引き継ぐ匠の技 沖工祭

面白そうだね。興味のある子は行ってみよう。
土曜日が一般向けのようです。

2011年11月7日月曜日

e-GadgetやTJ3で方位センサーHMC6352を使う方法

TeamReverseの徒然さんのところに
http://teamreverse.blog3.fc2.com/blog-entry-79.html
e-GadgetやTJ3でHMC6352を使う方法が書かれています。
C-StyleのD_I2C.cのget_dir関数の中身を少々書き換える
と書いてあります。
購入したので試してみて追記します。

千石電商オンラインショップ
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?toku=&cond8=&dai=&chu=&syo=&cond9=&k3=1&list=2&pflg=n&multi=&code=EEHD-04UH
SparkFun SEN-07915 EEHD-04UH
HMC6352搭載 デジタルコンパスモジュール
【商品詳細】 •I2Cインターフェイス
•電源電圧:2.7~5.2V
税込 ¥3495

Arduinoが大幅値下げ

ストロベリー・リナックスさんのところでArduinoが大幅値下げ
Arduinoの現行機種 Arduino Uno R2
R2は基板パターンが変わった改良品。
USBケーブル(1.8m)付き
2,520円
Arduino Duemilanove 328(ケーブル付)
FTDIチップで安定したArduino、この商品は旧型品
1個 2,520円

微妙に違う互換ボードや半田付けが必要な組立セットより
1台、オリジナルを持っておいても損は無いと思う。
新型と旧型どっちがいいのかな。

2011年11月6日日曜日

一番安いseed社の超音波距離センサー

千石電商オンラインショップ
SEEED STUDIO SEN136B5B
超音波測距モジュール

Ultra Sonic range measurement module
【商品詳細】 超音波で距離を測定するモジュールです。
Arduino libraryが用意されていますので、
Arduinoで簡単に測定できます。 
ブレッドボードにも使いやすい設計です。
電源電圧:5VDC
測定可能範囲:3cm-4m
推奨測定角度:30°
税込 ¥1,500

これを購入してe-Gadgetの最新のC-Styleで使ってみました。
コネクタを反対向きに差し込む必要があります。間違えたらこわれます。
ご利用は、自己責任でお願いします。
今のところ純正品のPARALLAX製の超音波距離センサと同じように
使えております。ソフトやハードの改造など必要ありませんでした。
製品によっては、個体差があって使えないものもあるかも知れないので
私のところでは、動いたよという報告ですね。
詳しい調査を一人の子にお願いしたので報告が上がり次第、追記します。
動くことがわかったので、みんな欲しがりました。
あと5つ、追加購入予定です。

注意
超音波センサーの比較調査ですが、完全互換とまではいえないようです。
追加購入はもう少し待った方がいいと思います。
調査方法や結果は後日詳しく説明しますが、
どうやら70cm程度までしか正確には測定できないようです。
このセンサー(赤)の性能なのか、この個体のみの性能かわかりません。