2100年01月01日

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今まで作成した記事の一覧です。

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2017年05月25日

Maker hart社 電子ドラム工作キット DD-PAD

今回の記事は今までと毛色が異なり市販されている商品の紹介です。
これまでは作成した回路などの紹介や説明をしていましたが、それだとどうしてもブログの更新のペースが遅くなります。遅くても構わないと言えば構わないのですが、どうせならこまめに更新してきたいです。というわけでこれからはWeb上の情報や商品などで興味を持ったものを軽く紹介したりもしようと思います。
 

今回紹介するのはMaker Hart社のDD-PADという電子ドラムの工作キットです。秋月電子通商の新商品を眺めていたら見つけました。
 
K-12108.jpg
DD-PADの外観(秋月電子通商 通販コード:K-12108商品ページより)
 
感圧センサーや音源など必要な部品は一式揃っているので、組み立てるとドラムとして使えるみたいです。
メーカー公式の組み立て動画があったので載せておきます。動画の映像はほとんど組み立て作業で、音が鳴っているのは7:09あたりからです。
 
 
作っているのは台湾のMaker hart社というところで、音楽関係の製品を作っている会社のようです。Maker hart社の製品を日本で取り扱っているのは秋月電子通商だけなようです。電子ドラムキット以外には音声ミキサーJUST MIXER(通販コード:M-12109)やギター風弦楽器キットDU-ONE(通販コード:K-11628)を取り扱っています。
 
K-11628.jpg
DU-ONEの外観(秋月電子通商 通販コード:K-11628商品ページより)
 
調べた範囲では詳しい情報がなかったので確実なことは分かりませんが、どちらの製品も特徴にArduino + Sound Chipと書いてあります。(DD-PAD製品ページDU-ONE製品ページ)おそらくどちらの製品もメインボードに同社製のMH BoardというGM音源を積んだArduino互換機を使用しているのではと思われます。
MH BoardはArduino+GM音源という組みあわせなので、これを使えば楽器を自作できるのではと思っています。ただ日本では取り扱っていないようなので、現時点だと購入するのは難しそうです。秋月電子の取り扱い待ちです。
 

というわけで、今回はDD-PADなどMaker hart社の製品を紹介してみました。これからも興味を持ったり面白いなと思った製品や記事などを紹介していきたいと思います。
 

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2017年05月08日

3Dプリンターで造形した色々な物

3Dプリンターを購入したので、小物置きなど色々作ってみました。
 
P2290442.jpg
 
P2290445.jpg
 
左の方から順にリモコン立て、ひげ剃り置き、小物置き、照明器具です。リモコン立ては造形しただけだと寸法が合わずリモコンが立たなかったため、段ボールで調整しました。照明器具は以前作成した物の外装を変更したものです。中には1WパワーLEDが3つ入っています。
 
3Dプリンターを使えば物を自分で好きなように作れるので便利です。ですが造形物の形状によっては造形に失敗したり、ある程度大きくなると造形時間や材料が増えて1日くらいがかかったりします。ですので、どんな物でも自由に作るのは難しいなといった感じです。
気軽に作れるサイズとなると3cm四方の立体くらいでしょうか。10cm四方とかになると造形に数時間かかります。例えば写真の左上の2台分のリモコン立ては5時間半、右の照明器具はカバーとLED台座を合わせて4時間半造形にかかっています。
 
こんな感じで3Dプリンターを使って色々作っていました。そろそろArduinoとか電子工作関係の記事を書きたいなぁ。
 

タグ:3Dプリント
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2017年04月07日

3Dプリンター(FlashForge製Dreamer)の購入

タイトルの通り3Dプリンターを購入しました。これまで(ラズパイカメラ用ケース照明器具)にも3Dプリンターで色々作ったりしてきましたが、これらを作るときは3Dプリンターを貸してくれる作業スペースに行って使っていました。ですがそれだと移動する手間とか使用料金が発生します。だいぶ3Dプリンターの使用に慣れてきて使用頻度も上がってきたので、買った方が良いと思い購入しました。
 
購入したのはFlashForge製Dreamerという3Dプリンターです。
 
 
この機種を選んだのはこれらの理由からです。
  • レビューサイト(Amazon、3D Engineer)で評価が高い
  • 造形サイズがそれなりにある(225mm × 150mm × 140mm)
  • 本体寸法が小さめ(485mm × 400mm × 335mm)
  • ヒーテッドベッドがある
  • 最小積層ピッチが0.05mmと細かい
  • 日本代理店が存在する
 
個人で買う3Dプリンターの中でも高価な機種ではありますが、性能や保守対応が良さそうなので、これにしました。
 

実物が下記の写真です。大きさのイメージ的にはオーブンレンジといったところでしょうか。机の上にもなんとか置けます。
 
P2290236_web-2.jpg
 
Dreamerにはそれなりの量の付属品があります。フィラメント(ABS白・PLA白がそれぞれ1リールずつ)、交換用ビルドシート、金属製ヘラ、などです。最低限必要な物は一式揃っているので、3Dプリンターを購入すればすぐに造形できます。
 
P2290222_web.jpg
 
購入後の作業は若干の組み立てやフィラメントの挿入があります。組み立ての際には付属のSDカードに入っているマニュアル(英語・日本語)や紙のマニュアルを参考にするのですが、作成日が異なっているのかそれぞれのマニュアルに書いてあることが若干違います。紙のマニュアルに書いてあることが最新みたいですので、それを参考にするのが良さそうです。
 

Dreamerを動かすためにFlashprintというソフトウェアが付属しています。このソフトウェアのサンプルにSnakeというモデルがあったので、造形してみました。
 
2017-04-07.png
 
造形したのが下記の写真です。使用した材料はABS、精度は標準(積層ピッチ0.18mm)です。造形時間は1時間3分、消費フィラメントは2.49mでした。
 
P2290233_web-2.jpg
 
さすがサンプルモデルだけあるなといった感じで、結構綺麗に造形できています。ヒーテッドベッドのおかげでABSなのに反りが発生していませんし、骨のような部分の輪郭もくっきりしています。
 

とりあえず使ってみた感じ、なかなか良さそうな3Dプリンターです。もっと色々造形していこうと思います。
タグ:3Dプリント
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2017年02月26日

照明器具製作 第2回:試作1台目の試験結果

はじめに

前回は作成した照明器具の試作を紹介しました。今回はその照明器具が正しく動いているか試験した結果を述べます。
知りたいことは主に4つです。
  1. 順電流や順電圧は設定通りの値か
  2. 適正な電源電圧はどれくらいか
  3. 電力の効率を良くするにはどうすればいいか
  4. 放熱は十分か
1〜3番のことを知るために電気的特性の試験、4番を知るために温度変化の試験を行いました。
 

目次

 

1. 電気的特性の試験結果

試験の結果から得られたことを先に述べると、下記のようになります。
  1. 順電流や順電圧は設定通りの値か→順電流100[mA]以上ならばほぼ設定通り
  2. 適正な電源電圧はどれくらいか→6[V]以上かつ、順電圧の合計+1[V]以上ならば良い
  3. 電力の効率を良くするにはどうすればいいか→LEDの数は3つとし、順電流を100[mA]以上とする
電気的特性の試験結果の結論は上記の通りなので、これからは結果について細かく述べます。面倒な方は飛ばしてください。
 
 
前回作成した回路は図1の通りです。LEDドライバーの型番はCL6807です。
 
Feb19_回路.png
図1 試作機の回路
 
行った試験は表1から表4の4種類です。それぞれの概要は下記の通りです。
  • 表1:LED 1個 Rs=0.320[Ω]固定 Vを変化
  • 表2:LED 2個 Rs=0.320[Ω]固定 Vを変化
  • 表3:LED 3個 Rs=0.320[Ω]固定 Vを変化
  • 表4:LED 1個 Rsを変化 V=9.0[V]固定
特に観察すべき点はこのような点です。基本的にはある値を変えたときに順電流の誤差や電力効率がどう変化するかを確認します。
  • Vを変化させたときにΔIf、ηはどのように変化するか(表1〜表3)
  • LEDの数を変化させたときにΔIf、ηはどのように変化するか(表1〜表3)
  • Rsを変化させたときにΔIf、ηはどのように変化するか(表4)
表に使われている記号の意味を下記に示します。
V:入力電圧[V] I:入力電流[A] Rs:電流設定抵抗[Ω] Vf:LED順電圧の合計[V] If:LED順電流[A] If':LED順電流設定値[A] ΔIf:LED順電流[%] Pin:入力電力[W] Pout:出力電流[W] η:電力効率[%]
(If'[A]=0.1/Rs[Ω] ※LEDドライバー CL6807データシートより) 
(パワーLEDの順電圧標準値は3.3[V])
 
表1 電気的特性試験結果1(LED 1個 Rs=0.320[Ω])
V[V] I[A] Vf[V] If[A] If’[A] ΔIf[%] Pin[W] Pout[W] η[%]
5.0 0.254 3.25 0.304 0.313 -2.8 1.27 0.99 77.8
6.0 0.213 3.30 0.313 0.313 0.1 1.28 1.03 80.8
7.0 0.185 3.30 0.320 0.313 2.3 1.30 1.06 81.5
8.0 0.164 3.30 0.325 0.313 3.9 1.31 1.07 81.7
9.0 0.147 3.30 0.329 0.313 5.2 1.32 1.09 82.1
10.0 0.135 3.30 0.332 0.313 6.1 1.35 1.10 81.2
11.0 0.124 3.35 0.335 0.313 7.1 1.36 1.12 82.3
12.0 0.115 3.35 0.338 0.313 8.1 1.38 1.13 82.1
15.0 0.094 3.35 0.347 0.313 10.9 1.41 1.16 82.4
18.0 0.081 3.40 0.356 0.313 13.8 1.46 1.21 83.0
 
表2 電気的特性試験結果2(LED 2個 Rs=0.320[Ω])
V[V] I[A] Vf[V] If[A] If’[A] ΔIf[%] Pin[W] Pout[W] η[%]
7.0 0.270 6.45 0.268 0.313 -14.3 1.89 1.73 91.5
7.5 0.295 6.60 0.306 0.313 -2.2 2.21 2.02 91.3
8.0 0.272 6.60 0.304 0.313 -2.8 2.18 2.01 92.2
8.5 0.258 6.60 0.306 0.313 -2.2 2.19 2.02 92.1
9.0 0.246 6.60 0.308 0.313 -1.5 2.21 2.03 91.8
10.0 0.225 6.60 0.313 0.313 0.1 2.25 2.07 91.8
11.0 0.208 6.60 0.317 0.313 1.4 2.29 2.09 91.4
12.0 0.194 6.60 0.320 0.313 2.3 2.33 2.11 90.7
15.0 0.162 6.70 0.331 0.313 5.8 2.43 2.22 91.3
18.0 0.140 6.70 0.340 0.313 8.7 2.52 2.28 90.4
 
表3 電気的特性試験結果3(LED 3個 Rs=0.320[Ω])
V[V] I[A] Vf[V] If[A] If’[A] ΔIf[%] Pin[W] Pout[W] η[%]
10.5 0.342 10.00 0.345 0.313 10.3 3.59 3.45 96.1
11.0 0.282 9.80 0.302 0.313 -3.4 3.10 2.96 95.4
12.0 0.262 9.85 0.304 0.313 -2.8 3.14 2.99 95.2
15.0 0.219 9.95 0.315 0.313 0.7 3.29 3.13 95.4
18.0 0.190 10.00 0.324 0.313 3.6 3.42 3.24 94.7
 
表4 電気的特性試験結果4(LED 1個 V=9.0[V])
I[A] Rs[Ω] Vf[V] If[A] If’[A] ΔIf[%] Pin[W] Pout[W] η[%]
0.0065 10.000 2.65 0.0155 0.010 55.0 0.06 0.04 70.2
0.0101 5.000 2.75 0.0255 0.020 27.5 0.09 0.07 77.1
0.0143 3.333 2.80 0.0367 0.030 22.3 0.13 0.10 79.8
0.0180 2.500 2.80 0.0466 0.040 16.5 0.16 0.13 80.5
0.0411 1.000 2.95 0.105 0.100 5.0 0.37 0.31 83.7
0.0909 0.470 3.15 0.213 0.213 0.1 0.82 0.67 82.0
0.137 0.320 3.30 0.310 0.313 -0.9 1.23 1.02 83.0
0.148 0.301 3.35 0.330 0.333 -0.8 1.33 1.11 83.0
 
結論はすでに述べていますので、他の所感を述べていきます。
  • Vが一定値以上であればVを変化させてもVfやIf、ηへの影響は大きくはない(表1〜表3)
  • VはVf+0.5[V]でもLEDは点灯するが、動作が不安定になる(表2〜表3)
  • Vfはある程度大きい方が効率は良い。(表1〜表3)
  • 順電流が100[mA]未満だと誤差が大きく、効率も悪い(表4)
LEDドライバー CL6807を使われる方がいれば、参考にしてください。
 

2. 温度変化の試験結果

パワーLEDの放熱機構は図2のように、放熱基板付き1WパワーLEDとヒートシンクを組み合わせています。
 
P2290196_web.jpg
図2 パワーLEDの放熱機構
 
上図のパワーLEDを動作させたときの温度変化が図3です。測定時はエアコンなどの空調は止めているので無風状態です。
 
2017-02-25.png
図3 温度変化の試験結果
 
図3から室温10℃に対して、LED1は29℃なので室温+19℃、LED2は27℃なので室温+17℃だと分かります。ですので、図2の放熱機構だと温度上昇は室温+20℃以内に収まることが分かります。
夏場の暑い時期を想定して室温35℃だとすると、パワーLEDの温度は55℃くらいでしょうか。パワーLEDの最大動作温度は100℃ですので、55℃であれば問題はなさそうです。ただ、人の手などが触れないように保護する必要はあると思います。
 

おわりに

照明器具試作機の試験を行ったことで、電力効率の良いパラメータや温度上昇幅が分かりました。照明器具の回路はRs=0.320[Ω]、LEDの数を3つとする予定なので電力効率95%で動かせそうです。また放熱機構にも問題はなさそうです。
これで試作の試験結果の説明は終わりです。次回は回路基板を作成したら更新する予定です。
 

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