電装工芸日記
- 舞台照明機器の製作とか -
タグ「電子工作」を含む投稿(時系列順)［94件］（5ページ目）
リフローは基本が見えたので、棚上げになっていたSPI-DMXの組み上げも可能になりました。
これは表面実装部品を多用しているのでリフローの条件が整わないとどうにもならなかったのです。
リフローでこれに付ける部品はチップ抵抗とチップコンデンサですから温度条件は比較的緩い。185度のソルダーペーストでも部品は持つと思いますので、138度のを使えば比較的簡単に出来そうです。
このSPI-DMXはRaspberryPiからレガシーDMXを出力するためのインターフェースです。PICのファームウェアを書かなければなりませんし、トリッキーな処理の検証もあるので完成まで時間がかかりますが、最終的にはArt-Netデコーダになるので速やかに進めたいですね。LCDディスプレイモジュールをI2C化するのもこれに使いたいからだったりしますが・・・。
#電子工作
これは表面実装部品を多用しているのでリフローの条件が整わないとどうにもならなかったのです。
リフローでこれに付ける部品はチップ抵抗とチップコンデンサですから温度条件は比較的緩い。185度のソルダーペーストでも部品は持つと思いますので、138度のを使えば比較的簡単に出来そうです。
このSPI-DMXはRaspberryPiからレガシーDMXを出力するためのインターフェースです。PICのファームウェアを書かなければなりませんし、トリッキーな処理の検証もあるので完成まで時間がかかりますが、最終的にはArt-Netデコーダになるので速やかに進めたいですね。LCDディスプレイモジュールをI2C化するのもこれに使いたいからだったりしますが・・・。
#電子工作
パワーLEDをリフローして秋月さんのドライバ基板で点灯させました。
単色の3w品はかなり明るく、LEDの樹脂部品の変形もありませんので思ったよりも良好な照射をしています。
30度のレンズを取り付けた５発が2m離れた位置で中心150Lx。期待値は200Lxだったので足りませんが、電流値を調整すれば180Lxくらいまで上げられそうな気もします。
課題は明るさを増して個体ムラを軽減することです。実作業はLEDに送り込む電流値の調整となります。半導体は付加電圧に入力電流が単純比例しないために半導体と呼ばれますがLEDもその部類です。LEDの明るさは主に入力電流に比例しますが、電圧特性が個体によってバラつきがあるくせに入力電流は付加電圧によって増減します。制御回路は電流を計測してフィードバック制御してはいますが、電流の計測も結局は電圧の計測なので累積誤差は決して少なくありません。設計値のままの部品で回路を組んでもある程度の範囲には収まるのですが10%くらいの照度差は発生するようです(抵抗やコンデンサの誤差は5%程度あるので当たり前？)。なので、最後は人の手で計測して調整できるようにしなければなりません。
さて、どうしよう！？
追記
気になったので再計測。
同条件で260Lx出ている・・・十分に期待値なのでホッとしましたが、なんで100Lxもアップ？
考えられるのは温度。
昨日のチェックはリフローの熱が完全に抜ける前に実施したと言ってもいい。アルミアングルをヒートシンクにしているけど冷却不足かも。制御回路には気になる発熱が無いので無関係だと思う。
しばらく点灯して十分に熱を持たせて再計測します。
追記・・・30分後
ヒートシンクが十分に温まったところで計測。
照度258Lx。
わずかに下がったけれど計測の誤差レベルでしょう。十分に期待値が出ているので細かい調整は考えないことにします。
アルミアングルは温まっても素手で握っていられる程度なので、筐体放熱だけで足りそうな気がします。触った感じ、昨日よりも低い気がしなくもないけど・・・
これなら実試作を始めてもいいので、基板を設計して中国に発注しますかね。
LED基板も制御基板もアルミの片面基板にしましょう。短絡を避けるために基板の周囲にパターンの余白を大きめにとる必要がありますが、基板を筐体やヒートシンクに直付け出来るなど、クーリングの処理にメリットがあります。それに、国内でアルミ基板を作ると樹脂基板の数倍の価格になるのに対し中国ではほんの数割しか違いません。クーリングの機構が簡単になるならアルミ基板を用いた方が全体としては安く仕上がります。
#電子工作 #LED
単色の3w品はかなり明るく、LEDの樹脂部品の変形もありませんので思ったよりも良好な照射をしています。
30度のレンズを取り付けた５発が2m離れた位置で中心150Lx。期待値は200Lxだったので足りませんが、電流値を調整すれば180Lxくらいまで上げられそうな気もします。
課題は明るさを増して個体ムラを軽減することです。実作業はLEDに送り込む電流値の調整となります。半導体は付加電圧に入力電流が単純比例しないために半導体と呼ばれますがLEDもその部類です。LEDの明るさは主に入力電流に比例しますが、電圧特性が個体によってバラつきがあるくせに入力電流は付加電圧によって増減します。制御回路は電流を計測してフィードバック制御してはいますが、電流の計測も結局は電圧の計測なので累積誤差は決して少なくありません。設計値のままの部品で回路を組んでもある程度の範囲には収まるのですが10%くらいの照度差は発生するようです(抵抗やコンデンサの誤差は5%程度あるので当たり前？)。なので、最後は人の手で計測して調整できるようにしなければなりません。
さて、どうしよう！？
追記
気になったので再計測。
同条件で260Lx出ている・・・十分に期待値なのでホッとしましたが、なんで100Lxもアップ？
考えられるのは温度。
昨日のチェックはリフローの熱が完全に抜ける前に実施したと言ってもいい。アルミアングルをヒートシンクにしているけど冷却不足かも。制御回路には気になる発熱が無いので無関係だと思う。
しばらく点灯して十分に熱を持たせて再計測します。
追記・・・30分後
ヒートシンクが十分に温まったところで計測。
照度258Lx。
わずかに下がったけれど計測の誤差レベルでしょう。十分に期待値が出ているので細かい調整は考えないことにします。
アルミアングルは温まっても素手で握っていられる程度なので、筐体放熱だけで足りそうな気がします。触った感じ、昨日よりも低い気がしなくもないけど・・・
これなら実試作を始めてもいいので、基板を設計して中国に発注しますかね。
LED基板も制御基板もアルミの片面基板にしましょう。短絡を避けるために基板の周囲にパターンの余白を大きめにとる必要がありますが、基板を筐体やヒートシンクに直付け出来るなど、クーリングの処理にメリットがあります。それに、国内でアルミ基板を作ると樹脂基板の数倍の価格になるのに対し中国ではほんの数割しか違いません。クーリングの機構が簡単になるならアルミ基板を用いた方が全体としては安く仕上がります。
#電子工作 #LED
LEDフットライトのLEDモジュール基板を発注しましたので、KiCADの3D画を揚げてみました。
KiCADは回路図から基板を作れて3Dまで出るので便利です。
LEDの3DキーはFusion360で描いたものをSTEP形式で出力してKiCADに読ませています。
逆に、KiCADで描いた基板の3DもSTEP形式で出力すればFusion360に読ませられます。配線パターンまでは表現されませんが、基板の外形に部品が乗った状態のものが出力されます。
改めて描くことなく部品が乗った基板をFusion360の部品としても使えるので便利です。
今回は最大4.0vのLEDをDC24v電源のCL6807で駆動させますので５発です。LEDを直列で使いますので、電源電圧はLEDの総電圧+3～5v程度になります。
LED１発分くらいはドライバ回路で消費となります。
価格は20枚で$81(USD・送料別)です。消費税は後請求か着払い扱いになるようです。
為替レートを今日現在の135.5円/USDとすると10975.5円です。1枚あたり548.8円程度。アルミ基板がこの価格は安いと思います。
ドライバ基板はLEDの動作や照度を確認してからにしますが、基板の価格はサイズよりも枚数に左右されるので１枚の基板に２回路入れましょう。電源モジュールも２回路で１台ですから丁度いい。
#電子工作
LEDドライバの回路図を書いてみました。
秋月さんの１０００ｍＡ 可変定電流パワーＬＥＤドライバーキットを参考にしています。
違いは電源の入力部とADJに対する回路です。
電源の入力部は電源が15vより高い場合に突入電圧が大きくなるらしいので、バリスタやツェナーダイオードを入れて対策しています。
ADJは、解放(Hi-Z)だと電流センス抵抗(R4)で定義される電流を出力し、0.4v未満になると消灯するそうです。100%で点灯させるだけならPWM回路を省いてADJを開放にすればOKです。
この回路はPWMが負論理動作になりますから、Lowにしてトランジスタを閉じれば点灯、HiにしてトランジスタでADJをGNDに落とせば消灯します。トランジスタは2SC1815に特性が近い表面実装タイプの2SC2712です。増幅率は在庫にGRグレードがあるので200倍くらいを見てますが、ICEは5vなら150mA、3.3vなら100mA程度です。IADJは1uAとのことですから十分に飽和しているので大丈夫でしょう。・・・トランジスタをもう１個入れて正論理にするか思案中。
回路図上のR4は１個ですが、パターンとしては２個書いてセンシング抵抗を調整しやすくするつもりです。世の中に0.1Ωや0.14Ωの抵抗はありますが、単品で0.286Ωの抵抗などありませんので２個使って近しい値にするのです。世の中のパワーLEDは350mAの物が多いので、対応できるようにしておけば遊べるかなと。
まずはCL6807単体でのドライバ回路を習得しますが、CL6807のLXはオープンドレインなので、パワーMOS-FETを外付けすれば電流値を上げられるハズです。
電源電圧を28v以上にするとCL6807では物足りなくなると思いますが・・・。
#電子工作 #LED
秋月さんの１０００ｍＡ 可変定電流パワーＬＥＤドライバーキットを参考にしています。
違いは電源の入力部とADJに対する回路です。
電源の入力部は電源が15vより高い場合に突入電圧が大きくなるらしいので、バリスタやツェナーダイオードを入れて対策しています。
ADJは、解放(Hi-Z)だと電流センス抵抗(R4)で定義される電流を出力し、0.4v未満になると消灯するそうです。100%で点灯させるだけならPWM回路を省いてADJを開放にすればOKです。
この回路はPWMが負論理動作になりますから、Lowにしてトランジスタを閉じれば点灯、HiにしてトランジスタでADJをGNDに落とせば消灯します。トランジスタは2SC1815に特性が近い表面実装タイプの2SC2712です。増幅率は在庫にGRグレードがあるので200倍くらいを見てますが、ICEは5vなら150mA、3.3vなら100mA程度です。IADJは1uAとのことですから十分に飽和しているので大丈夫でしょう。・・・トランジスタをもう１個入れて正論理にするか思案中。
回路図上のR4は１個ですが、パターンとしては２個書いてセンシング抵抗を調整しやすくするつもりです。世の中に0.1Ωや0.14Ωの抵抗はありますが、単品で0.286Ωの抵抗などありませんので２個使って近しい値にするのです。世の中のパワーLEDは350mAの物が多いので、対応できるようにしておけば遊べるかなと。
まずはCL6807単体でのドライバ回路を習得しますが、CL6807のLXはオープンドレインなので、パワーMOS-FETを外付けすれば電流値を上げられるハズです。
電源電圧を28v以上にするとCL6807では物足りなくなると思いますが・・・。
#電子工作 #LED
中国に頼んだ基板は日本国内に入った様です。今日は発注後４日目ですから相当早いです。基板のサイズによって製作期間が違うものの、リードタイムは１週間から10日みておけばいいでしょう。
正直、感光基板で作るのと所要時間は大差ありません。その気になれば半日で作れますが、思い立った時に半日確保出来るワケも無く、図面を描いてから１週間から10日はかかるのです。
価格も、薬品、道具、手間を考えたら中国に頼んだ方が間違いなく安いと思います。感光基板は案外高価ですし。
ガーバーデータを作れるところまでKiCADを習得するのはそれなりに大変ですが、プリント基板を自作するなら結果的に一番楽かもしれません。
#電子工作
正直、感光基板で作るのと所要時間は大差ありません。その気になれば半日で作れますが、思い立った時に半日確保出来るワケも無く、図面を描いてから１週間から10日はかかるのです。
価格も、薬品、道具、手間を考えたら中国に頼んだ方が間違いなく安いと思います。感光基板は案外高価ですし。
ガーバーデータを作れるところまでKiCADを習得するのはそれなりに大変ですが、プリント基板を自作するなら結果的に一番楽かもしれません。
#電子工作
LCDモニタモジュールをI2CやSerialで制御する補助基板を書いてみました。
制御チップがSC2004の「ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール ２０×４行」用です。
LCDの裏側から挿して使います。
ちょっと面倒なパラレル制御なのをI2CやSerialでANSIエスケープシーケンスっぽい制御が出来る様にします。
補助的な品物ですが、これがあると製作が楽になります。
ちなみに、信号の電圧変換とバッファを兼ねてPCA9306Dを入れています。LCDは5v制御ですがRaspberryPiなどは3.3vだからです。
そういや手首は痛くありません。アームレストのおかげ？
作業姿勢は大事ですね。
#電子工作
制御チップがSC2004の「ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール ２０×４行」用です。
LCDの裏側から挿して使います。
ちょっと面倒なパラレル制御なのをI2CやSerialでANSIエスケープシーケンスっぽい制御が出来る様にします。
補助的な品物ですが、これがあると製作が楽になります。
ちなみに、信号の電圧変換とバッファを兼ねてPCA9306Dを入れています。LCDは5v制御ですがRaspberryPiなどは3.3vだからです。
そういや手首は痛くありません。アームレストのおかげ？
作業姿勢は大事ですね。
#電子工作
コロナの反動で５月から７月の中旬まで忙しくさせて頂きましたが、例年なら夏祭りが続く８月上旬が中止の多発で少し空きました。
このところ基板を書きまくっているのは時間が取れたのと秋の現場に向けて作っておかねばならない案件だからです。
それにしてもKiCADは慣れると素晴らしく使いやすいです。基板CAD全般が持つ独特の風味に違和感を感じるところはありますが、CADLUS-Xは覚えるのに数か月かかったのに対して数時間です。CADLUS-Xで基板CADの流儀を覚えたからかもしれませんけどね。
KiCADの良い所は、回路図と基板がリンクしていることです。自動ではありませんが回路図の修正がワンクリックで基板に反映されます。やったことはありませんが、基板を修正して回路図に反映することも出来るようです。CADLUS-Xではこれが出来なかったので大きな変更が出ると大変でした。
また、3Dビューもいいですね。単にそれを見て楽しむのもいいですが、シルクの仕上がり具合いと部品の干渉を確認出来るのがいい。ガーバーデータのビュワーもシームレスに使えますので、入稿データを２つの手段で確認出来るのは校正手段としてとてもありがたい。
ver6になって「シュミレーター」というメニュー項目を見つけました。以前からあったのかもしれませんし、まだ試していませんが、回路シュミレーターのSpiceなどを当てられるとしたらこれは凄いです。Spiceは少し扱いが面倒ですが、条件を整えてあげるとどの端子にどういう波形が出るかを確認出来るので、特にアナログ回路を作る際には初期確認として便利です。もっとも、私が組むアナログ回路ならSpiceをセッティングするよりブレッドボードで仮組みしてオシロを眺めた方が短時間で済むのですけどね。
漠然とした気持ちを汲んで作ってくれるほど優しくありませんが、回路図からガーバーデータまで一貫した作業環境を提供してくれるKiCADは素晴らしいの一言です。
ちなみに基板とは層を成した板切れです。ガーバーデータはどの層にどんな形を描くかを指示するデータですので、基板の層の構成とそれに対応したレイヤーの名前の関係性を理解すればイラストレーターに馴染んだ人なら描くことは難しくないと思います。実際の層とデータレイヤーの関係には暗黙の縛りがあり、作者が勝手に決めることはまず無いってだけです。この辺りを丁寧に説明してくれている情報が皆無なので取っ付き難いのはあります。
工程としては、回路図作成、基板デザイン、ガーバーデータ作成、入稿となりますが、基板製作を学ぶには逆順で理解していくといいのかもしれません。
#CAD #電子工作
このところ基板を書きまくっているのは時間が取れたのと秋の現場に向けて作っておかねばならない案件だからです。
それにしてもKiCADは慣れると素晴らしく使いやすいです。基板CAD全般が持つ独特の風味に違和感を感じるところはありますが、CADLUS-Xは覚えるのに数か月かかったのに対して数時間です。CADLUS-Xで基板CADの流儀を覚えたからかもしれませんけどね。
KiCADの良い所は、回路図と基板がリンクしていることです。自動ではありませんが回路図の修正がワンクリックで基板に反映されます。やったことはありませんが、基板を修正して回路図に反映することも出来るようです。CADLUS-Xではこれが出来なかったので大きな変更が出ると大変でした。
また、3Dビューもいいですね。単にそれを見て楽しむのもいいですが、シルクの仕上がり具合いと部品の干渉を確認出来るのがいい。ガーバーデータのビュワーもシームレスに使えますので、入稿データを２つの手段で確認出来るのは校正手段としてとてもありがたい。
ver6になって「シュミレーター」というメニュー項目を見つけました。以前からあったのかもしれませんし、まだ試していませんが、回路シュミレーターのSpiceなどを当てられるとしたらこれは凄いです。Spiceは少し扱いが面倒ですが、条件を整えてあげるとどの端子にどういう波形が出るかを確認出来るので、特にアナログ回路を作る際には初期確認として便利です。もっとも、私が組むアナログ回路ならSpiceをセッティングするよりブレッドボードで仮組みしてオシロを眺めた方が短時間で済むのですけどね。
漠然とした気持ちを汲んで作ってくれるほど優しくありませんが、回路図からガーバーデータまで一貫した作業環境を提供してくれるKiCADは素晴らしいの一言です。
ちなみに基板とは層を成した板切れです。ガーバーデータはどの層にどんな形を描くかを指示するデータですので、基板の層の構成とそれに対応したレイヤーの名前の関係性を理解すればイラストレーターに馴染んだ人なら描くことは難しくないと思います。実際の層とデータレイヤーの関係には暗黙の縛りがあり、作者が勝手に決めることはまず無いってだけです。この辺りを丁寧に説明してくれている情報が皆無なので取っ付き難いのはあります。
工程としては、回路図作成、基板デザイン、ガーバーデータ作成、入稿となりますが、基板製作を学ぶには逆順で理解していくといいのかもしれません。
#CAD #電子工作