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秋月のコンデンサの容量を計れる デジタル容量計キット 06001 を作ってみた

ここ最近は、なんだかんだで電子工作をする機会が多く、電子工作では多くの場合に使われる抵抗やコンデンサに触れる機会も当然増えるわけです。。。

この抵抗は抵抗の本体に数本の色の帯が描かれて、その抵抗が何Ωかがわかるようになってたりしますね。。。

【一般財団法人日本アマチュア無線連盟さんの抵抗のカラーコード(抵抗値)の読み方】

http://www.jarl.org/Japanese/7_Technical/lib1/teikou.htm

 

しかしながら、50歳を超えたオヤジの視力では、この小さなパターンを識別するにはハードルは高く、さらに、微妙な色の違いなんてわかりゃしまへん!!

1/4Wくらいの大きさであればなんとかガンバる気にはなるものの、1/8Wサイズであればもう無理!!!

なのでテスターを使って判別します。。。

抵抗は簡単にテスターで測って判別ができるものの、そういえばコンデンサって容量を測るってできないのかなって疑問が。。。

ピコクラスのコンデンサは、抵抗より判別は厳しく、虫眼鏡でみてもなにが書かれているのかサッパリわからん。。。

なので、この容量を測れるものがあれば便利やなーと思ってさっそくグーグル先生に聞いてみると。。。。

やっぱりあるんですね。。。C メーターっていうんですね。

 

でも、毎日、電子工作するわけでもなく、ましてやプロでもないので、わざわざ高価なCメーターを買うのももったいない。。。

 

ってことで、いつもの秋月電子で探してみると。。

 

ありました!!

デジタル容量計キット 06001

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-03145/

 

これなら950円くらいなんでまぁいいかということで早速購入!

こんな感じ。。。

まぁ組み立てキットなんでみんなバラバラな状態ですな。。

さっそく組み立て開始。。。

まずは高さの低い抵抗からはんだ付け。。。

ウワサの1/8W抵抗。。。。うー!!!!見えん!!!!

やっぱりテスターで測って判別。。。

コンデンサやらダイオードやらクリスタルやらを取り付けて。。。

ICソケットやスイッチ、DCコネクター、7セグを取り付けて完成!!!

キットの中にはICソケットは板バネと丸ピン、プッシュボタンは小さなタクトスイッチとちょっと大きなプッシュボタンの2種類が入っててどちらかを選べるようになってます。。

小生は丸ピン好きなので丸ピンのソケットと、年寄りなんで大きいプッシュボタンを選択です!

 

っでいよいよ動作確認してみることに。。。

 

動作電源の仕様は、8〜16V 30mAってことみたいなので、手持ちの12V2Aのスイッチング電源をつないで確認

 

電源をつないで、プッシュボタンを押してとりあえず0にリセットさせて測定してみる。。。

まずは使い古しのケミコンの50V4.7uF

測定結果は、4.76uF!

いい感じ。。。

次は積層セラミックの0.1uF!

測定結果は、124nF???

nFって単位はあまり使われないのでわかりにくいけどuFに換算すると0.124uFですな。。。

これもいい感じ。。。

次はポリプロピレンの0.15uF

測定結果は、168nFなので0.168uF!!

これもいい感じ。。

 

比較できる計測器がないので正しいかは正確に判断はできんけど、まぁそれなりの数値が出てるから大丈夫やろ!

そう信じることにしよ!

まぁそれなりに使えそうです!

これでちっちゃな表記を読まなくてすみそうや!!!

やれやれ。。。。

 

追記

ちょっとした知人(実は会社のえらい人なんですよ。。。じつは。。。)がraspberry piを活用していろんなことをやってる様子を記したブログをはじめました!

ぜひ、当サイト共々、よろしくお願いします。。

【60爺の手習い】

http://www.mizutan.com/

 

IoTには欠かせない代物のESP8266を使ってソーラーパネルの充電状態を監視する電圧ロガーを作ってみた!

以前に製作した自作ソーラーパネルは順調に稼働して、バッテリーはいつも満充電状態で保てており、しかも、中国製デサルフェーターもつけていて、サルフェーションも発生させないようにしてとりあえず安心安心です。。。

いよいよ4月となり、春がやってきて、お天道様も活発に活動されてきてるので、ますますソーラー発電は、いい感じに発電してくれるだろとは思ってはいるものの、そういえばその充電状態ってどんな感じなんだろうかとふと疑問が。。。

それならばということで、近頃のなんでもインターネットに繋いじゃうという、『IoT』のブームに乗っかって、自作ソーラーパネルで発電した電力を蓄電池に充電するときの、バッテリー端子間の電圧を一定周期で測って、それを見れるようにしちゃいましょう!!!

 

そんな安易な考えのもと、どんな仕様にするかを検討。。。

とりあえず、自作ソーラーパネルも充電システムもベランダにあるので、ケーブルを室内に引き込むのはイヤなので、取得した電圧は、WiFiで飛ばして、自前クラウドのIoT用ノードのWebサーバにアクセスしてデータベースに格納するっという感じにすることとしましょう!

 

まずは、デバイス探しということで。。。

まぁ探すも何も、こんな仕様であれば、もうこいつしかないです!!!

 

ESP8266!!!

 

これは素晴らしいデバイスです!

中国のEspressif Systemsって会社が作っているデバイスで、32ビットのRISC CPUを積んでいて、なんとWiFiモジュールも搭載されていて、完全互換ではないものの、Arduinoとの一部互換もあり、IDEもそのまま使えるというもの!

今のIoTを支える便利なデバイスですね。。。

 

しかも安い!

 

秋月電子なんかでも取り扱っていて、デバイスだけなら、¥550!( Wi-Fiモジュール ESP-WROOM-02 )

スイッチサイエンスでは、USBシリアル変換もついたブレイクアウトボードとして販売してて、¥2160!( ESPr® Developer(ESP-WROOM-02開発ボード )

 

でも、秋月のは安いとはいえ、USBシリアルやらロジックレベルコンバーターだの追加せにゃいかんし、はじめて使うデバイスとしてはチトメンドクサイ。。。

スイッチサイエンスのは、そのまま使えそうな感じやけど、少々高い。。。

 

ならばということで、いつものAliexpressで探してみると。。。。

ありました。。

 

USBシリアル変換は、Ch340gを搭載した、 nodemcuのESP8266

お値段は、US $2.98! だいたい日本円で350円弱ってとこですかね。。

(上記のバナーから、ESP8266 nodemcu で検索すれば出てきますよ!)

 

とりあえずうまくいくかいかんかもわからんので、とりあえずこれを発注!

そんで、来たのがこれ!

まぁスイッチサイエンスのヤツの仕様とほぼ同じです。。。

 

これを動かすために早速プログラム作成するわけやけど。。。

そもそも、このデバイスは完全にArduinoに準拠しているわけではないので、いろいろと開発するには準備が必要ですな。。

まぁ安いデバイスやのにそれなりに使えるんでガマンガマン。。。

 

まずは、ArduinoのIDEをダウンロードしてきます。。。

URLは、https://www.arduino.cc/en/main/software

動作環境は、Windowsだけでなく、LinuxやらMacOS Xなんかもあるんでまぁお好きなのをどうぞ。。。

 

とりあえずインストールしたら、ESP8266を使うためには、Boad Managerに追加せなばならないので、

[ファイル] – [環境設定]を開いて、”追加のボードマネージャのURL”に、http://arduino.esp8266.com/staging/package_esp8266com_index.json を設定しておきます。

こんな感じ。。。

次は、ボードのデータをダウンロードですわ。。。

[ツール] – [ボード]  – [ボードマネージャ]を選択して、たぶんリストの一番下にある”esp8266 by ESP8266 Community”ってのを選んでインストールしちゃいます。。。

これで、とりあえずはIDEのインストール完了!

 

あとは、USBのデバイスドライバのインストール!

このnodemcuは、USBデバイスにCh340gが乗っかってるんで、 http://www.wch.cn/download/CH341SER_ZIP.html この辺のサイトからダウンロードしてインストールしちゃってください。。

 

これでとりあえずは、開発ができるお膳立てが完了!!

いよいよ、デバイスとIDEをインストールしたマシンをUSBで接続して、仮想シリアルポートとしてデバイスが参照できていれば接続完了ってことですな!

 

っで、いよいよプログラムを書くわけですが、、、

このESP8266には、1ポートだけアナログ入力のポートがあって、ここにバッテリーの電圧をかけて、AD変換した値を読み取って、Webサーバへ飛ばすって仕様なのでそんなに難しくはないンですけど。。。

注意せにゃいかんのが、フツーのArduinoの仕様であれば、アナログ入力は、0~5Vの10bit分解ではあるものの、このESP8266は、0~3.3Vの10bit分解ってことらしいです。。。

なので、発電して、バッテリーにかかる電圧は、最大で15Vくらいにはなると思うんで、これを分圧抵抗回路を介して、15Vを3.3Vくらいにしてから、アナログ入力ポートに突っ込まなければなりませんね。。。

こんな感じ。。。

最大で15Vを3.3VくらいにするためのR1とR2の組み合わせを考えないかんのですけど、便利なサイトがありました。。。

http://sim.okawa-denshi.jp/teikokeisan.htm

このサイトの素晴らしいところは、VINとVOUTを指定すると、各系列の市販されている抵抗種類に合わせて組み合わせを割り出してくれます!素晴らしい!!!!

 

ここの計算結果によると。。。R1には3.9KΩでR2には1.1KΩとなりました。。。

でもそんな抵抗は手持ちにはないので、結局のところは、合成抵抗で近似値を作って回路を作ります。。。

 

っで、とりあえずブレッドボードで回路を作って見たのが。。。。

こんな感じ。。。

手持ちの電源が12Vしかなかったんで、左側は3端子レギュレーターで3.3Vと5Vを作ってます。。。

とりあえず、esp8266は3.3Vで動かすようにして、手持ちの抵抗を探しまくって、結局のところ3本で合成抵抗を作って、3.9kΩと1.1kΩを作ってます。。。

LEDは、WiFiのコネクションが正常な状態の時は、点灯させるためと、電圧を測定している時からWebサーバへのデータ転送が完了するまでの間に点灯させるためのアクセスランプを付けて見ました。。。

 

っで、この回路で稼働させるためのプログラムはこんな感じにしてみました。。。

(数多くのネットに掲載されていらっしゃる諸先輩方のプログラムを多く流用させてもらいました。。。感謝です。。)

[html]

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>

char ssid[] = “xxxxxxxxxxxxx”;
char password[] = “xxxxxxxxxxxxxx”;
int wifipin = 4;
int accpin = 5;

void setup() {

Serial.begin(115200);
Serial.println(“”);

pinMode(wifipin,OUTPUT);
pinMode(accpin,OUTPUT);

delay(1000);

digitalWrite(wifipin,LOW);
connectWifi();
digitalWrite(wifipin,HIGH);

delay(1000);

}

void loop() {

digitalWrite(accpin,HIGH);

double value = analogRead(A0);
double value_org = value;

Serial.println(value);

value *= 3.3;
value /= 1024;
value /= 1.1;
value *= 3.9;

String acc_url = “http://xxxxx.xxxxx.xxxx/xxxxx.xxxx?xxxxxx=”;
String acc_data = String(value);

String url_string = acc_url + acc_data;
url_string = url_string + “&value=” + String(value_org);

Serial.println(url_string);

char buf[128];
url_string.toCharArray(buf,128);

String result1 = getPageSource1(buf);

Serial.println(result1);
digitalWrite(accpin,LOW);

delay(60000);

}

void connectWifi() {
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
Serial.print(“.”);
delay(100);
}

Serial.println(“connected!”);
}

String getPageSource1(char host[]) {

Serial.println(host);

HTTPClient http;
http.begin(host);
int httpCode = http.GET();

String result = “”;

if (httpCode < 0) {
result = Serial.println(“Error!”);
} else if (http.getSize() < 0) {
result = “size is invalid”;
} else {
result = http.getString();
}

http.end();
return result;
}

[/html]

こっちが、ESP8266用のプログラムで。。。。

受け側のWebサーバ側のプログラムはお手軽に書けるようにPHPにしてみました。。。

[html]

<?php
if(isset($_GET[‘denatsu’])){

echo “GET denatsu —> “.$_GET[‘denatsu’].”<br>”.PHP_EOL;
echo “GET value —> “.$_GET[‘value’].”<br>”.PHP_EOL;

$db = new SQLite3(‘/tmp/denatsu.sqlite3’);

echo “SQL —> “.”insert into denatsu values(‘”.date(‘Y/m/d H:i:s’).”‘,'”.$_GET[‘denatsu’].”‘,'”.$_GET[‘value’].”‘)”.PHP_EOL;

$results = $db->query(“insert into denatsu values(‘”.date(‘Y/m/d H:i:s’).”‘,'”.$_GET[‘denatsu’].”‘,'”.$_GET[‘value’].”‘)”);
$db->close();
}
?>

[/html]

こんな感じ。。。

PHP側は、GETで受けたらsqliteにinsertしてデータをスタックするようにしてみました。。。

まぁセキュリティーは一切考慮してないんで、これで運用しちゃうと簡単にやられちゃいますね。。。。

まぁとりあえずESP8266はどんなもんなんかを知るためなんで、今回はそういったややこしいことは一切無視!ってことで。。。。(それでええんか!!!って非難が聞こえてきそう。。。)

 

これでとりあえず実行してみることに!!!!

 

んー。。。

ちゃんと、WiFiで接続してWebサーバにGetしてデータは転送されましたね。。。。

でも肝心かなめのデータに結構、誤差が多い。。。。。

 

3.3Vで1024の値が返ってくるハズなんやけど。。。

この値を元に、抵抗値から逆算してみると、実際の計測値と比較して2.4Vくらい下回る値となる結果。。。。

 

んーーーーーー!!!!

 

わからん。。。

 

まぁ、とりあえず、10bitの分解された値はそれなりに返ってきているんで、これと実際の計測電圧との相対比で計算して実際の電圧を割り出した方が、精度としては高そうな感じ。。。

ちょっと、残念ではあるものの、こっちに仕様変更しよーっと!

まぁ、抵抗の誤差とかなんかの影響かなー。。。。。

 

もうちょっと調べよ。。。

 

まぁとりあえずは、ちゃんと動いてるんで、Webサーバ側のPHPのプログラムでこの誤差を補正するようにちょっと考えて見よ。。。

 

うまく使えればいいデバイスになりそうな予感。。。。

もうちょっと勉強しよ。

 

【追記!】

sqliteにスタックしたデータをグラフにしてみました!

http://norisuke.servehttp.com/denatsu-graph.html


過去4日間のデータを対象として表示します。

上記のプログラムロジックで電圧を算出してましたが、誤差があまりにも大きいので、10Bit分解値で950の場合を14.5Vとして基準値として相対比で電圧を算出することとしました。

実測値とほぼ誤差なしです!

14.5Vでレギュレーターが上昇制限をかけてるようで、これ以上は電圧の上昇はないことがよくわかります。。。

数値化してはじめてわかりました!!!

 

近日中にソーラーパネル単体の発電状態を表すグラフを追加予定!!!

好期待のほど!!!!!!!

ダイソーの冷蔵庫ミニポケットでE51 エルグランド君のシートヒーター追加のためのスイッチをつくってみた!

先日、設置した秋月電商で買ったシートヒーターが予想以上の効果を発揮してくれたので、後部座席用にも追加することに決定!

とりあえず、同じシートヒーターを2枚調達。。。600円なり。

しかしながら、先日付けた年代物のオンオフスイッチは、3個用なので1個足りない!

手持ちの部品を漁るとちょうど4個のスイッチがあったので、ならば、作ってしまおうということに。。

 

じゃぁ手っ取り早く作ってしまおうということで、制作開始!

まずはケースをどうするか。。。ということで。。。

きれいでカッコ良ければサイコーではあるものの、機能性を優先し、さらにコストも重要視するということで、こういう時は迷わず”ダイソー”で探します。。。

 

ということで、見つけたのがこれ!

CIMG0889

冷蔵庫の中に入れておく、わさびとか、からししかを立てておくポケット!

別に、全てがケースの中になきゃいけない訳でもないので、これに決定!

とりあえず、スイッチ4個にオンオフの状態がわかるようにするということで各スイッチごとにLEDを設置!

さらに、シートヒーターが不要な夏場などには、間違ってヒーターをオンにしないようにメインスイッチを設置するのとその状態を確認できるパイロットランプの設置、数アンペアとは言えども、万一のショートに備えて5Aくらいのヒューズを設置できるヒューズボックスを設置するという仕様にすることに。。。

CIMG0934

でっ、完成したのがこんなもの。

ダイソーで調達した100円の冷蔵庫ポケット以外は全部手持ち部品で完成!

なかなか、裾が絞られたデザインはちょうどええかな。。。

ちなみに、中身はこんな感じ。。CIMG0938

内部の配線ケーブルは1.25SQのケーブルなので12Vだと30Wくらいまで流せるようで、ちょうどいいくらいかな。

通電テストしてみて、全部をオンにすると。。。

CIMG0944

こんな感じ。。

なかなかシンプルでええ感じ。。。

半分オフにすると。。。。

CIMG0945

こんな感じ。。。

ちょっとLEDが明るすぎた。。。まぁいいか。。。

 

そんで、いよいよエルグランド君へ設置!

先日、シートヒータの接続部分をシガープラグにしたけど、大きいのでやめて、ギボシ仕様に変更!

そんで、設置したのがこれ!

CIMG0947

なかなかシンプルでよいよい!

これで4席分のシートヒータ設置完了!

正月の帰省時には大活躍してくれるように。。。期待大!!!

 

寒さからの脱却!E51 エルグランド君に秋月で売ってたシートヒーターを取り付けをやってみた!

12月になってだんだん冬らしくなってきた今日この頃。。

E51 エルグランド君は通勤で使っているので、出勤時の寒さは身に染みる。。

とはいってもここは南関東なんで北海道、東北地方なんかの方々からは”何を言ってんじゃ!”と怒られそう。。。

そうは言っても寒いのはイヤなので、水温が上がってヒーターが吹き出るまでの間を何とかしてあっためる方法はないものかと考えた結果、シートヒーターを取り付けることに決定。。。

 

まずはヒーター素材の確保ということで、いつもの電子部品の調達先である秋月電子さんで物色開始。

やっぱりありました。あるもんですな。

CIMG0872

シートヒーター(面状発熱体)12V3W

2枚組+シガープラグセットのものもあったけど、ON/OFFスイッチをつけたいんで、コネクタはどうせ切っちゃって使わないし、2枚買ったほうが100円安いんで、セット品は見送って個別品を2枚購入。

商品紹介の中に、”状態の良いものから出荷しています”なんて書かれてたんで心配してましたが、全然問題なし。

ちなみにケーブルの製造年には、1997年製って書かれてました。。。まぁ使えりゃ問題なし。

 

ということで、取り付けるためによくわからないコネクタの加工から。。。

CIMG0876

こんなコネクタがついてます。

どうせ、このコネクタのメス側なんて持ってないので、シガープラブに交換。

CIMG0877

こんな感じで手持ちのシガープラグに交換。

CIMG0879

一応、導通確認ということで、測定してみると、ヒーターの抵抗値は大体33Ωくらい。

この前にオルタネーターを取り換えたので、大体14Vくらいが常時発生している電圧なので、消費電流は約400mmAくらい。

ということは、消費電力量は5.6Wってとこですか。。。

公称値よりちょっと高めになるけどまぁ大丈夫でしょう。

はたして、こんな消費電力量でどのくらいあったかくなることやら。。。

 

次はどこから電源をとるかということで。。。

2枚つけても1A弱の電流なんで、アクセサリーから取っても問題はなさそうではあるものの、エンジンを止めて長時間使っちゃったらバッテリー上がりとなりそうということで。。。

E51 エルグランド君にはオプションでシートヒーターがあるんで、都合のいいことにヒューズボックスにシートヒーター用のヒューズがあったのでここから電源を取ることに。。

CIMG0880

上段の右から4個目の10Aヒューズがシートヒーター

ここに割り込ませて、スイッチ付のシーガーソケットを介して接続します。

CIMG0881

かなり前に使ってたシガーソケット。。

また活躍の場を提供してあげました。

いろいろ設置場所を探してみたもの、結局、ここに設置することに。。。

 

主役であるヒーターは。。。

のりすけエルグランドは、シートカバーをつけているんで、素直にシートとシートカバーの間にはさんで設置。

シートの中に挟み込むより、あったかさが伝わりやすいからこっちのほうがいいや。

CIMG0882

こんな感じ。。

これで設置完了。

いよいよ、エンジンかけて試してみると。。。

まぁこんなもんかね。。

外気温や設置環境にもよるのでしょうけど、温かさを実感できるまでに3分くらいはかかるけどそこそこあったかい。

結構、いいかも。

 

さらに2枚追加して、背中バージョンもやってみようかな。。。