2025年07月18日

「磁極を判別するやつ」を作る #4

さて、引き続き「磁極を判別するやつ」を作って行きますか~。今回で完成
させてしまいましょう。


HallSensor_27.jpg

ホール素子は細い方のキャップに穴を開けて、そこに埋め込み。引っ込んで
しまわないよう、この後セ○アの2液エポキシ接着剤で固定。

すみません、ここからしばらくはペン側の加工作業に熱中していて写真撮る
の忘れてました(笑)。


HallSensor_28.jpg

LEDとスイッチの基板です。ペンの筒部分に四角い穴を開けてスイッチの
頭を出し、LED部分は切り欠いた所にアクリル板をはめ込み、光を透過する
形にしました。

HallSensor_29.jpg

スイッチは押している間だけONになるタイプです。長時間ONする必要は
ないので、これで十分でしょう。

HallSensor_29b.png

回路図はこんな感じで、今回はSMDで製作。LEDの電流制限抵抗は220Ω
ですが、この回路では多分60mAくらい流れていて、余り効率が良いとは
言えませんね。PNPトランジスタと組み合わせれば半分くらいまで電流を
削減できますが、今回は短時間の使用って事で。

HallSensor_30.jpg

配線して…。

HallSensor_31.jpg

テスト中。以前作ったものとほぼ同じ回路なので、問題なく動作します。


HallSensor_32.jpg

これで部品は全て揃ったので、組み立てて行きましょうか。ちなみにホール
素子側の配線が短か過ぎたので、長くしました。

HallSensor_33.jpg

ホール素子の配線をLED基板にハンダ付けして…。

HallSensor_34.jpg

電池ボックスというかホルダの配線もハンダ付けして…。

HallSensor_35.jpg

リチウム電池 BR435 2本をホルダにパイルダーオン。

HallSensor_36.jpg

絶縁用にカプトンテープでぐるぐる巻きにして、筒の中に突っ込みます。


HallSensor_37.jpg

ペン自体をだいぶ切った削ったしましたが、磁極の表示部分にN/Sの文字を
ネームランドで印刷、貼り付けしたら組み立てて完成~。

ちなみにペンの印字は#1200のサンドペーパーでせっせと消しました。


HallSensor_38.jpg

先端のホール素子が N 極を検知するとN側の赤LEDが光り、S 極を検知する
とS側の青LEDが光ります。ラッチ型の素子なので、磁石を遠ざけても別の
極を検出するまで表示を保持しています。

HallSensor_39.jpg

LEDの間になるべく光が漏れないように仕切りを付けたので、N/Sそれぞれ
ハッキリ点灯していて見やすいです。
「あ~何か今日はこの磁石のNとSを判別したいな~」と思ったら、サッと
取り出して素早く判別出来ますね。


そんなヤツいないでしょ🤣



posted by ゆう at 2025年07月18日| Comment(0) | 電子工作 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2025年07月16日

「磁極を判別するやつ」を作る #3

今週末辺りから夏さんがいよいよ本気を出してくるようですが、DTMerの
皆さまにおかれましては記録的長時間全裸DTM情報が発令されておられる
事とお慶び申し上げます。


以前「磁極を判別するやつ」を作りましたが、基板丸出しのままでは少々
使いづらいので、今回はこれをペン型にして使い易くしようと思います。

…っとその前に、前回記事で高精度マイクロパワー シャント型基準電圧
LM4040 を試す てのをやりましたが、これも基板の保護と使い易くする
為に、ケースに入れました。

LM4040_10.jpg

懐かしのDVテープ用のケースがあったので、それに組み込み。

ちなみに入力電圧に 8-30V とか書いてますが、入力側の電解コンが耐圧
16Vなのをすっかり忘れて78L05の耐圧を書いておりました。
まぁこの手の工作物でわざわざ12V以上の電源を使う事もないし、自分が
覚えておけばこのままでも良いか~。

とか言っていて忘れるんですけどね。

LM4040_11.jpg

どうせDMMの誤差を測る用途にしか使わないので、このようにプローブを
直接ネジの頭に当てて使えるようにしました。

LM4040_12.jpg

ネジは皿ネジですが1mmほど出っ張らせてあるので、ワニ口で挟んで使う
事も可能です。これでDMMの誤差調査・校正が楽になりました。


では早速、磁極を判別するやつ の作業をやって行きましょうか。

HallSensor_19.jpg

以前作った回路の、この4ピンのホール素子を使いますか。このタイプは
N/S の磁極の検出が可能なので。使用しているホール素子は AH277A。
回路はペン型にするため全部作り直します。


HallSensor_20.jpg

使うのは三菱鉛筆の PROCKEY。このペン書きやすいんで良く使ってます。
この使い切って書けなくなった容器をそのまま使いますか~。

HallSensor_21.jpg

バラバラにして、芯と中のインク貯め用フェルトは捨て。

HallSensor_22.jpg

細い方ってキャップにスリットが空いていて、通気してるんですね。これで
なぜペン先が乾いてしまわないのか不思議。


HallSensor_23.jpg

ペン型にするので外部電源ではなく電池が必要って事で、今回はこのような
電池を用意しました。パナソニックの BR435 という電気ウキ用電池です。

長さ36mm、直径Φ4.2mmと小型ながら1本で3V 50mAhの容量があります。
電池ちっさ。思えば今からかれこれ2億6千万年ほど前、小学生の頃に近所の
釣具店でこの電池をみかけた時は、この小ささ・細さに驚いたものです。

当初の予定では CR2 というリチウム電池を使うつもりでしたが、ペンの中に
入りそうになかったので。今思うと12Vの12VA27が最適かも知れないけど、
電気ウキ用電池なら組み込むのも楽だろうし、用途的に大容量の電池も不要。

使用しているホール素子が3.6V~20Vなので、これを2本直列で使用。


HallSensor_24.jpg

最初はこんな感じで不要になったボールペンの筒にバネを仕込む事で、電池
ボックス的な物を作っていましたが、フタの処理に困ったので…。

HallSensor_25.jpg

結局基板で作り直しました。ガラス管ヒューズの基板用ホルダで筒の部分を
保持して、マイナス極側はリレーを分解し取り出した接点で挟んで受けます。

HallSensor_26.jpg

正常に直列の電圧が得られるようになりました。

この後はペンの加工と回路の作り直しなどやって行く予定~。しかし暑くて
細かい作業をする気になりませんな…。まぁボチボチ作ります。



posted by ゆう at 2025年07月16日| Comment(0) | 電子工作 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2025年07月11日

高精度マイクロパワー シャント型基準電圧 LM4040 を試す

毎日暑いすなぁ…。DTMerの皆さまにおかれましてはドキッ!一人だけの
水着DTM大会が絶賛開催中な事とお慶び申し上げます。

前にもやったような気がするな、このネタ。


今回は、少し前に面白そうなモジュールを買ってあったので、これで遊んで
みようと思います。他の事をやる予定だったんですが、ポチッたものが全然
届かず結局キャンセルしてしまったので。


LM4040_01.jpg

購入したのはこれ。蟻さんで¥500くらいで売られているモジュールです。
袋から出してみましょか。

LM4040_02.jpg

16.4×12.6(mm)の小さな基板にSMD部品が6つ付いています。抵抗4本と
2つのSOT-23パッケージが見えますが、これは LM4040 という高精度な…
高精度な…これ何?
シャントレギュレータ系なのか、それともツェナーの類なのか…。とにかく
そういうやつです(笑)。LM4040 で検索すると同じ物が大量に出て来ます。

これは「高精度マイクロパワー シャント型基準電圧」と呼ばれる物。以前、
基準電圧発生回路っぽいものを作ってみた という記事で同じようなものを
作っていますが、こちらはシャントレギュレータ KA431AZ を使って大体
2.495Vを発生させる物でした。

この基板に付いているのも似たようなものですが、KA431AZ が誤差1%と
なっているのに対し、LM4040は誤差 0.1% と非常に高精度です。

これを使って手持ちのDMMの誤差を見てやろうという訳ですね~。恐らく、
KA431AZ 以上により正確な誤差が見えてくるハズ。

2つのLM4040が載っています。
左:LM4040AIM3-2.0 マーキング:RJA
 基準電圧:2.048V ±0.1% (誤差2mV 2.046~2.050V)
右:LM4040AIM3-4.1マーキング:R4A
 基準電圧:4.096V ±0.1% (誤差4mV 4.092~4.100V)
となっており、2通りの基準電圧が得られるようになっています。どちらも
TI (Texas Instruments)製。LM4040シリーズのデータシートはこちら

LM4040_03.jpg

裏面は特になにもなし。ちなみに Vin: ~5Vと書かれていますが、交流を
ブチ込めという意味ではありません。シルク印刷の通りに VIN と GND に
ある程度の直流電圧(商品説明では5~12V)を印加すると、2.048 と 4.1 の
端子から定電圧が出ます。


LM4040_04.jpg

電源電圧として5V必要ですが、さすがにUSBなどのノイズまみれな電源で
使うのは気が引けるので、78L05を使って突貫で+5Vの電源回路を製作。
正常に5V出ています。これをモジュールのVIN-GNDに接続。


LM4040_05.png

モジュールとの回路図は、このようになります。

命名:「基準電圧を発生させるやつ・改」。


さて、では早速電圧を測ってみましょうか。

LM4040_06.jpg

2.048V側、8mVのズレ。

LM4040_07.jpg

4.096V側、桁が繰り上がっているので1mV単位が幾つか分かりませんが、
仮に4.110だとしたら14mVのズレ。

どちらも微妙にズレてます。このレギュレータがどれだけ正確な電圧を出力
しているかは、例によってン十万円もするような超高精度の電圧計がないと
分かりませんが、もっともmV単位なので市販のDMMでこれだけ寄っている
のであれば、気にする必要はないんでしょうが。

でもやっぱりズレてると気になりますよね。

手持ちのDMMとハンディオシロでも測ってみました。

LM4040_08.jpg

HoldPeak HP-770Mはそれぞれ 2.050V / 4.108V で最も近い。
A830L は 2.06V / 4.13V。

LM4040_09.jpg

伝説のちーぴーめーた DT-830B も 2.06V / 4.13V。
ハンディオシロ DSO FNIRSI PRO は 2.10V / 4.15V(!)。

意外にもハンディオシロが一番ズレていましたが、格安DMMでもそこそこ
精度出ているもんですね。まぁ言っても最大でも50mV程度のズレなので、
これで何か困るのかと言うと、全く問題ない訳ですが。


実際は、AD584 みたいなより高精度な基準電圧用ICを使った物の方が良い
のでしょうが、そこまで精度が必要という訳でもないですしね。
このモジュールはケースに組み込んで、今後はリファレンスとして使用して
行こうと思います。



posted by ゆう at 2025年07月11日| Comment(0) | 電子工作 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2025年07月08日

自作IHのコイルをリッツ線に

今回は、以前製作した IH (Induction Heater) のコイルを交換しただけの
記事です。


InductionHeater17.jpg

以前作った時はコイルをΦ3mmの銅棒にした事でカッターの刃程度ならば
赤熱させられる程度の出力を得ました。

実際のIHでは、このコイルにリッツ線が使われています。

配線に電流を流すと磁場が発生しますが、交流の高周波の場合はその磁場が
常に変化します。その磁場を打ち消す方向に起電力が生じる為、配線の中心
付近は電流が流れず、表面ばかりを流れてしまいます。これは 表皮効果
呼ばれています。

こうなると配線を流れる電流が減少してしまうので、IHでは通常リッツ線と
呼ばれる線材をコイルに使っています。

リッツ線は表面に絶縁処理をした細い導線(エナメル線やポリウレタン銅線)
を束にして撚ったもので、1本辺りを細くする事で表皮効果の影響を減らし、
多数を束ねる事で多くの電流を流せるようにした線材です。


前置きが長くなりましたが、今回は自作IHのコイルを銅棒からリッツ線へと
替えてみて、出力が上がるかどうか試してみました。


IH_LitzWire_01.jpg

まずはリッツ線を作るための材料を確保します。

適当なトランスの巻き線を流用する為に、鉄芯を抜いています。この作業、
良くやってる気がする…。

IH_LitzWire_02.jpg

最初は二次側を使うつもりでいたのですが、このトランス二次側が2Aなので
線がΦ1mmと太い。これはちょっと使えんなという事で、Φ0.3mmの一次側
巻き線を使う事にしました。

120cmを20本切り出します。これを綺麗に束ねて…。

IH_LitzWire_03.jpg

片方をドリルで咥えてギャーッと巻くと、あっという間にリッツ線の完成~。
太さ的にはΦ3mmの銅棒とほぼ同じくらいですかね。

末端部分は1本1本 #1,200の紙ヤスリで被膜を剥き、まとめてハンダ付け。

IH_LitzWire_07.jpg

末端に丸型端子を付け、これを銅棒と入れ替えてテストします。今回は赤熱
具合で出力を判断したいので、簡単に赤熱するようペーパークリップを加熱
してみました。電源はいつもの12V 5A ACアダプタ。


IH_LitzWire_05.jpg

元の銅棒。10秒もするともう熱々のチンチンになりますね。

IH_LitzWire_06.jpg

自作のリッツ線は…おんやぁ~?赤熱する事はしますが、銅棒よりも時間が
かかる上に温度も低そうで、今ひとつパワー感なし。

コイルの巻き数も多いし、延ばした状態の全長も銅棒よりも30cmほど長い
ので、発振周波数が下がってしまったっぽいです。具体的に何kHzで発振が
起きているのかは測るの忘れました。


思ったような結果は得られませんでしたね~。クリップだったら溶ける位は
発熱するんじゃね?と思って細い素材を選んだんですが。
多分、共振周波数が上手いこと合ってない気がします。またそのうち長さや
太さを変えて試してみようかな。

取り敢えず今回はここまで。


★おまけ

前回記事で製作した国民受信機っぽいラジオですが、ダイヤルゲージ部分の
窓が大きいのが気になったので、前面パネルだけ作り直しました。

OldRadio_37.jpg

窓を小さくしてより実物に近くしてみました。実物はここにチューニングの
ツマミがあるのでそれっぽくしたかったのですが、どうしてもアクリル板を
上手く形成できません。削りすぎてすき間が空くこと多数。
何度作り直しても失敗するので諦め(笑)。

仕方ないので上辺だけRを付け、下辺は四角にしました。それとスピーカの
グリル部分の意匠を実物と反対にしていましたが、それも実物通りに変更。

OldRadio_38.jpg

これで完成です。あとは…ツマミだな…。これはそのうち何とかします。



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2025年07月04日

国民受信機っぽいラジオを作る #3

毎日少しずつ 国民受信機っぽいラジオ を作っておりますが、今回でやっと
完成しました。


OldRadio_22.jpg

24時間放置して、ニスが乾燥しました。触ってもベトつかないのは良い。

…のですが、塗っている時にうっかりカーペットの上に落としてしまって、
猫の毛やホコリが付いてしまいました。
それに、表面は結構ザラザラしていて余り良い仕上がりとは言えませんね
(ザラザラになったのは塗り方のせいで、ニスのせいではありません)。

ちなみに一部白い塗りムラが出ていますが、ここは接着剤がハミ出た跡です。
ニスって接着剤の上から塗れないんですね…。まぁこれはこれで、手作りと
いう事で…。

OldRadio_23.jpg

こうやって光を反射させると、表面のザラザラ具合が良く分かります。

OldRadio_23b.jpg

これは最初の木工時の写真。ダイヤルゲージ部分の四角窓をよくよく見たら
少し左に片寄っている事に気付いたので、塗る前に少し右へと拡大して大体
真ん中に来るようにしておきました。アクリル板もそれに合わせて作り直し。

OldRadio_24.jpg

結局#240のペーパーで表面を一度研いで、改めて1回ニスを塗りました。

すぐペーパーの目が詰まるので水研ぎしたい所ですが、溶剤が入った塗料を
水研ぎすると白く濁る事があるので、今回はひたすら空研ぎです。


次にスピーカのサランネットを染めましょうか。

OldRadio_25.jpg

KENWOODのスピーカに付いていたサランネットを使いますが、そのまま
ではちょっと色が白すぎます。これでは違和感が出るので、コーヒーで煮て
茶色く染めます。

OldRadio_26.jpg

グツグツ…。

水にインスタントコーヒーを溶かし、その中にサランネットを放り込んだら、
ネットが溶けないよう注意しながら中火で10分ほどじっくりコトコト。

煮たら鍋ごと水に浸して粗熱を取り、冷めたらネットを絞りそのまま乾燥。

今回はさほど広い面積ではないので、自然に匂いが抜けるのを期待して特に
匂い取り(酢水に漬けるなど)はしませんでした。

OldRadio_27.jpg

良い感じに古ぼけた色になりました。いかにも昔の家電製品にありそう。

ただ、ちょっと濃すぎた感じがするので軽く水洗いしてから、前回製作した
バッフルにホットボンドでネチョッと貼ります。

OldRadio_29.jpg

これでサランネットも完成。


OldRadio_28.jpg

次に、改めてラジオ回路側の調整を行います。ACアダプタにスイッチング
電源のものを使うともの凄くノイズを拾うので、電池で動かしています。

このラジオは前回の写真の通り、1つの局部発振用コイル(赤)と3つの中間
周波トランス (IFT 黄・白・黒)があります。

まず赤の局発を正確に調整してからIFTをそれぞれ調整しなければ。


局発用のトランジスタ C1815のコレクタとGNDにオシロを接続しておき、
バリコンは適当に7割くらい回した位置にセット。
この状態で局発用コイルを回して、目的の周波数に合わせます。

中間周波数455kHzとして、受信したい局の周波数が1,500kHzだとします。
この場合局発の周波数が1,955kHzになるように微調整。放送を受信したら
中間周波トランス IFT を黄→白→黒の順に、音量が最も大きくなる位置へと
合わせて行きます。これでしっかり受信できるようになりました。

ただ、最近はAMラジオの停波が続いていて、自分の地元も1局しか無いん
ですけどね…。


OldRadio_30.jpg

黄色の熱収縮チューブの中は、ショットキーバリアダイオードが入れてあり
ます。電池やアダプタの逆接続防止用。

イヤホンジャックを付けてみたらだいぶ引っ込んでしまう事が判明したので、
少しザグりました。

OldRadio_31.jpg

良し、これでツライチ。あとは006P用電池ボックスも取り付け。


OldRadio_32.jpg

中身はこんな風になりました。

フェライトバーアンテナが基板に付いていると背面パネルが閉まらない事が
発覚したので、仕方なく天板にネチョ固定しました。

基板もネチョっと固定したら、背面パネルをネジ留め。


OldRadio_33.jpg

ようやく完成ですね。国民受信機風の手作り感あふれる、木の温かみのある
AMレィリオ()。

まぁ遠目で見ればそれなりに良く出来たと思います。遠目で見ればね。ただ
ツマミがシルバーのプラスチックなのが残念すぎる。とりあえず元々付いて
いた物を付けておきましたが、ここはやはりツマミも木で作るべきだったか。
あるいはエボナイト製が良かったかも。

いずれ良い材料が入手できたら、ツマミも作ろうかと。

OldRadio_34.jpg

背面はDC9V入力端子、イヤホン端子、006P電池ボックス。この為にあえて
古臭いデザインの電池を入れています。

OldRadio_35.jpg

我ながらスピーカグリルとサランネットは上手く出来たなぁ、と。

ニスの塗りムラは、ハケ塗りではどうにもなりませんね。ニスをうすめ液で
シャバシャバにして、エアブラシで吹いたら綺麗になったかも。

エアブラシどころかコンプレッサも持ってないっすけど。

OldRadio_36.jpg

写真に撮ると上手く写りませんが、ダイヤルゲージ部分のオレンジLEDも
ぼんやり良い感じで光っています。

実際のナショナル 国民受信機 Z-20 はこの部分にダイヤルがありますが、
まぁ「それっぽいラジオ」として作ったので、その辺はご容赦ください。
出来ればここに周波数の印字を付けたい所ですが、さすがにネームランドで
そんなのは印字出来ないので、ただの電源LEDです。

元々東芝製のラジオなんで、感度も問題ないですね。

日ごろはラジオなんて全然聴きませんが、震災などの時はきっと役に立って
くれるでしょう。

その時にAMラジオが停波していなければ、ですが…。



posted by ゆう at 2025年07月04日| Comment(0) | 電子工作 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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