ハンディオシロに充電中/完了ランプを付ける

2月半ばも寒い日が続いておりますが、DTMerの皆さまにおかれましては
極寒全裸DTMが捗っておられる事とお慶び申し上げます。




3年ほど前に、DSO FNIRSI PRO というハンディオシロスコープを購入し
以来便利に使っておりますが、ただ一点どうにも不便な部分があります。



電源を入れた状態で充電を開始すると、画面右上の電池アイコン部に矢印が
表示されて、充電中である事を示します。これはこれで良いのですが、ここ
以外に充電状況を確認する部分がないので、充電が完了したか否かが電源を
入れていないと分かりません。

なので、今更ながらこのオシロに充電中/完了LEDを付けようと思います。



充電用のマイクロUSB端子は、何やら8ピンのICに直結しているようですね。
こいつが充電管理用ICでしょう。



ICは TP4056、中国の 南京拓微集成电路有限公司 というメーカらしいです。
当初こいつのバッテリと繋がる端子(5ピン)の電圧を測る事でオペアンプか
コンパレータでｺﾞﾆｮｺﾞﾆｮすれば充電状況が分かるんじゃね？と思っていたの
ですが、データシートを見てみたら…。



充電中/完了表示用のLEDの端子が、元から付いているではあーりませんか。
これなら話は早い。データシート通りにLEDを付けるだけの簡単なお仕事で
済みそうです。




オシロのケースにΦ3mmの穴を開けて、アノードコモンの赤/緑2色LEDを
取り付けます。



LEDのアノードはUSBのVBUSへ、緑と赤それぞれのカソードは1kΩの抵抗を
通してそれぞれ TP4056 の6/7ピンに接続するだけ。
6/7ピンはIC内部でオープンドレインになっていて、充電中は7ピン、充電
完了時は6ピンがGNDに落ちるようです。

ついでに黄色○の所でパターンを1本カット。このパターンはTP4056の7ピン
からCPUに繋がっています。ここが L になったらCPUの方で充電中の表示を
出す為ですね。
ですが前述の通り電源がONでないと確認できないし、LEDを付けてしまえば
画面に表示を出す必要もないです。ここをカットするとCPUの方で充電中で
ある事を判別できませんが、電池残量とは無関係なので問題なし。




それとついでの作業として、USBのフレームGNDがハンダ付けされておらず、
これでは挿し込みに対する力に弱くなる気がするので、しっかりハンダ付け
しておきました。
USB端子がもげたら悲しいですからね～。

あとは元通り組み立てるだけ。簡単な作業で済んで良かった。




充電を開始すると赤LEDが点灯します。この方がずっと視認性が良くパッと
見でもすぐ分かる。



CPUへのパターンをカットしたので、電池マークの部分には矢印が出なく
なりました。



充電が完了すると、緑LEDが点灯します。

TP4056の特性なのか分かりませんが、なかなか充電完了にはなりませんね。
充電電流をずっと見ていましたが、20mAを切った所でようやく充電完了に
なりました。そこまでガッツリ充電しなくても良い気もするんだけど。

TP4056には外付け抵抗があり、このオシロでは2.4kΩが付けられています。
最初はこいつで充電完了の閾値を決めていると思ったのですが、この抵抗は
充電電流を決めるやつみたいですね。500mA程度に制限している模様。
1.1kΩにすれば最大1Aで充電出来るみたいですが、今回その辺はいじらずに
おきました。


これで、いちいち電源を入れずとも充電完了が確認できるようになりました。
というかICにそういう機能があるなら、元から付けておいて欲しいよねぇ…。

ところで3枚目の写真を見て気付いたのですが、USBのDATA+/-がCPUへと
繋がっているようだ…。このオシロ確か通信には対応していないはずでは…？
USBに繋いだら何が出来るのかちょっと興味ありますね。軽微ではあるけど
バグっぽい挙動も見られるので、ファームウェアの更新とか出来るかも。
付属のUSBケーブルは充電専用でDATA線が繋がっていないので、別途通信が
可能なケーブルを用意する必要がありますが。そのうち試そう。

※USB接続は次回の記事で試しています。


これで更に DSO FNIRSI PRO が使い易くなった。
それにしても FNIRSI の読み方が未だに分からん。ふにるし。

PS用コントローラを修理する

今回は、PCに接続しているPS用コントローラが最近どうにも不調なので、
軽く修理してみただけの記事です。




PCに接続しているPS用コントローラ。これもかなり古いですね。使い込み
過ぎてボタンの○×△□は消えてしまっています。

でもPCではNES/SNESのレトロゲームしかやらないので、ボタンの記号は
なくても問題ありません。



アスキーパッドV2 ASC-0505S。97年11月の発売らしいけど古すぎて詳細
不明。多分少なくとも20年選手。



ボタン類は問題ないのですが、この連射スイッチの接触がとても悪くなって
いて、突然単射に戻ったり、単射で使っているのに連射になってしまったり
するので、ここを直したい。

スイッチは左で単射、中央で押下時に連射、右で押下していない時に連射、
となっています。




開けてみました。ホコリがすごい。小さな接点が付いていて、これが基板の
パターンと接する事でスイッチとして機能していますが、単なる板バネ形状
なので接触が悪化しやすい。

これまでも具合が悪くなるたびに何度か分解清掃しています。そのせいで、
右端のスイッチだけ接点を紛失していますが、ここはL2ボタンのスイッチで
NES/SNESではL2は使わないので問題なしです。



基板側を清掃してみましたが、スイッチのパターン部分は特に破損などして
いない模様。だいぶすり減ってはいますが。




十字と○×△□ボタンのラバーコンタクトは、600番のペーパーを軽くかけて
おきました。右側2つがペーパー済み、左側2つは未ペーパー。
これだけでもだいぶ接触は良好になります。



スイッチのバネ接点は、エタノールに浸してグリスを取ったあと歯ブラシで
軽く擦って、ホコリ等も除去。

以前に清掃した時はモリブデングリスを塗っていたので、接点が黒くなって
ますね。シリコングリス無かったのかな…。




スイッチと基板の接点に、KUREのシリコングリースメイトを塗布。これで
しばらくは接点の保護になるでしょう。



元通り組み立て。スイッチの操作感はだいぶ軽くなりました。




Windows のゲームコントローラ設定からプロパティを開いて、各ボタンが
正常に機能しているかチェックします。使用しているのは、以前の記事でも
ちょっと紹介した ELECOM USBtoPS/PS2ゲームパッドコンバータ
JC-PS101USV です。


う～ん、やっぱり連射設定のスイッチは接触が完全には直らないですね～。
一部はスイッチを押し込むと連射が効き、離すと単射に戻ってしまう。

これはさすがにもうコントローラの寿命でしょうね～。でもPS2用の物は
ボタンがカチカチうるさいので、PCでは使いたくない。

しばらく使ってみてダメなようなら、また連射付きコントローラを何か探す
旅に出ようと思います。高級品は要らないんですけど、連射機能付きだけは
どうしても譲れない。

交換も視野に入れておこう。

拡大鏡USBケーブルの断線修理

12月も既に一週間が過ぎておりますが、DTMerの皆さまにおかれましては
そろそろ聖なる全裸DTMが佳境に入っておられる事とお慶び申し上げます。


普段から電子工作の時に使っている拡大鏡に、USB電源のLED照明が付いて
いるのですが、ちょっと前から断線したようで、コードを動かすと点いたり
消えたりしてました。
直すのが面倒でだましだまし使っていたものの、今日ついに全く点灯しなく
なったので、それを直すだけの記事です。

今月に入ってから何やら腰痛が酷くなっていて動くのがしんどいので、この
一週間特に何も作業しておりませんでした。多少マシになって来た気がする
ので、やりかけの作業を…と思った矢先に断線。さっさと直してしまおう…。




ずっと定位置に設置しておけばそうそう断線はしないのでしょうが、作業が
終わった後に毎回片付けていたので多分この辺が切れてます。
フレキシブルのアームから出ている部分が何も保護されていないので、一応
タイラップで留めていたのですが、そこが切れたっぽい。まぁ予想通り。

このUSBケーブルはもうハンダごてであちこち溶けたりしているので、この
際だから捨ててしまおう。



基板を取り出して、不要なUSBケーブルを撤去します。



このUSBケーブルは完全に給電のみの物ですね～。中は赤黒線しか通って
いないので断線しやすいっぽい。



右のUSBケーブルに交換します。元々通信用のケーブルなので、シールドが
通っていて曲げに強そう。




D+/D-は使わないので短く切断し、電源の赤黒だけ出しておきます。これを
基板に元通りハンダ付け。



ついでにLED－基板間の配線も貧弱そうなので交換しておきました。ここは
可動しないけど、元の配線がやけに細くてすぐ切れそうだったので。




という訳で修理完了。

この拡大鏡は2020年の夏に買ったので、大体4年半くらいは持ったのかな。
交換したUSBケーブルは強度があるので、この先5年くらいは断線しないで
いてくれると有難い。

それにしても、断線しないコード開発されて欲しい。

UVライト 3モード点灯を1モードにする

もう9月も終わりですね。DTMerの皆さまにおかれましては、秋の大収穫
全裸DTMが捗っておられる事とお慶び申し上げます。


今回は、以前購入した(偽)UVフラッシュライトをちょっと改造するだけの
記事です。下記が分解・調査した記事。

UVフラッシュライトを分解してみた

このライト、回路の中に3モードLEDドライバ YN03 があるので、ボタンを
押す毎に 強→OFF→弱→OFF→点滅→OFF を繰り返すようになっています。
普通の白色LEDライトならまだ良いのですが、UV LEDに弱だの点滅だのは
必要ないので、改造してただのON/OFF、1モードにしてしまいます。




という訳で分解。
なお、このライト現状はUV LEDを365nmのものに交換してあります。




基板には2つのSOT-23パッケージのICがあり、3モードLEDドライバは右側
の YN03 です。VDD-GND間に並列に10uFのコンデンサが付けられていて、
このコンデンサが放電し切る前に再度通電されたら点灯モードを切り替え、
放電し切った時はまた強で点灯するようになっている模様。

GY02M3 と同等品らしいのですが、データシートは見つかりませんでした。

単純に、こいつを撤去してしまえば良いですね。



撤去～。このドライバはGND側を制御しているので、ICの1ピンと2ピンを
ショートさせてしまえば、常時点灯になります。



適当な配線でショートしました。




作業完了。これで強とOFFの1モードになりました。
365nm LEDなのでさほど明るくは光りませんが、グルースティックに光を
当てると明るく蛍光し、紫外線がしっかり出ている事が確認できます。

出来ればもうちょい出力を上げたいんですけどね～。コンデンサやコイルに
別のコンデンサやコイルを並列接続して定数を上げてみても、特に明るさに
変化は見られないどころか逆に消費電流が下がってしまうので、これ以上は
無理ぽですね。

365/405nm UVレジンライトを365nm専用にする

9月も半ばなのにまだまだ暑い日が続いておりますが、DTMerの皆さまに
おかれまして全裸盆踊りDTMが捗っておられる事とお慶び申し上げます。


今回は、365/405nm両対応のレジンライトをちょいといじくって365nm
専用に改造しようかと思います。
UVレジンを買うと結構な割合で365nm専用品だったりします。それなら
405nmの方いらなくね？となった訳です。405nmのUVライトなら他にも
幾つか手持ちがありますしね。



改造するのはこちら。ﾖﾄﾞﾊﾞｽｨで500円くらいで売っているレジンライト。
これなら失敗してもダメージは軽微です。

それにしても、UVレジンライト界隈はなぜ365nmをUV、405nmをLEDと
表現するんですかね。どっちもUV LEDなのに。細かい事を言えば、定義上
紫外線は10～400nmなので、405nmは可視光線の領域になりますが。
あぁそうそう。スマホもメモリをRAM、ストレージをROMって書くんです
よね。ROMじゃ書き込めないのに。こういう変な風潮好きじゃないです。




それはさておき、以前分解した同じライトのLEDを使って実験＆練習です。



LEDを拡大すると、パッケージ内にLEDダイが2つ並んでいるのが見えます。
左の小さい方が405nmのダイ、右の大きい方が365nmのダイです。これを
外から針で突っついて405nmダイを破壊してしまう作戦。

このLEDは個別に点灯させる事が出来ないので、片方消そうと思ったら破壊
するしかないですね。ダイを保護しているのはシリコンっぽい柔らかい素材
なので、針が刺さります。




針で数回突き、ダイを粉砕するかボンディングワイヤを切断。ギリギリ点灯
するくらいの電圧をかけてみると左の405nmダイは点灯せず。破壊は成功
した事が分かります。




ダ○ソーの365nmレジンで試してみませう。このレジンは405nmには反応
しないので、全然硬化しません。しっかり405nmダイを破壊出来ていれば
硬化するはず。



細い線の根元をレジンで固めてみた所、数10秒程でしっかり硬化したので、
これで365nmの紫外線が確かに出ている事が確認できました。LEDは3.2V
100mAほどで点灯させています。




では本番、レジンライトの方を改造して行きましょう。ライトを分解して、
中の基板を取り出します。ちなみに白い毛は猫の毛、猫の毛です。

手前の待ち針でLEDをチクチクします。太さΦ0.4mm。もう少し細い針の
方が作業し易そうですが、あまり細いと曲がってしまうかも。



こんな感じで拡大しながら405nmのダイめがけて針を刺し、中でグリグリ
少し動かしてダイにしっかりダメージを与えます。

プスプス～っと。




左側4つの破壊完了。

LEDの横にマジックで付けた線は、こっち側が405nmダイだよ、という印。
LEDの型番は全部同じに見えるし、基板のパターンも全て一直線に並列接続
されているのに、なぜか右の2つだけは365/405nmのダイの位置が逆。
LEDのロットの違いなのかな～。

良く確認せず作業していたら、365nm側のダイを破壊する所でした。



全ての405nmダイを破壊完了。405nmに比べて365nmは可視光線が少ない
ので、未改造の状態に比べてだいぶ暗くなりました。
でもUSBプラグやスイッチ裏の蛍光入り樹脂は紫外線に反応し青白く光って
いるので、紫外線自体の光量は問題なさそう。

ちなみに、よほどしっかり針でグリグリしないと、パッケージ面のシリコン
樹脂が徐々に元の形に戻る時に、ボンディングワイヤも元の位置に戻る為、
しばらく放置するとまた405nmダイが点灯してしまいます。
なので、ボンディングワイヤを狙うよりダイを直接攻撃した方が良さそう。



ケースに戻して点灯させたところ。



これは最初の未改造状態の発光ですが、こうやって比べると結構違いますね。
改造後は405nm成分が消えたので、紫色光が出なくなりました。




パッと見では白色LEDっぽく見えますが、箱の紙に含まれた蛍光成分が反応
して青白く光ります。

やはり365nmってこんな感じで白っぽく見えるんですよね。この手のUV
ランプは紫色光がだいぶ強いので、紫外線の光量的にも405nmの方が強力
なんじゃないかと。


405nmを潰した事で発熱量と消費電力は少し下がりました。今まで電流を
食われていた分365nm単独でも前よりは少し明るくなったんじゃないかな。

そのうちまたレジン細工やりたいですね。その時にはこれが活躍してくれる
事でしょう。