_ [開発メモ] 新PC構築 その43 ファン増設

　まだファンの話ですよ。ケースのトップには9cmファンを1個取り付けることができます。　しかし、サイドパネルの18cmファンによる吸気を排気するのには全然足りません。で、トップには余裕があるので、もう1個9cmファンを付けられないかと思ったんですね。単純にいえば、穴を空けさえすれば付けることはできます。しかし、この画像のようにきれいに穴を配列させることは困難です。見た目が悪くなるのは嫌なので、ファンの追加は無理と思っていたんですよね。で、別の板に小さな穴を空けておき、この板をトップに固定した状態でドリルで穴開けすれば、穴をきれいに配列できることに気づきました。でまあ、板金屋に頼むことにしたんです。あと、ファンの取り付け穴の部分はくぼんでいるので、ここの整形を行うための治具も頼んでみました。
　治具は旋盤加工となります。板金屋に見積もってもらったら、費用8000円、期間3週間だそうな。費用はそんなもんだと思いますが、なんでそんなに期間がかかるのかと…。NC旋盤でちょこっと加工するだけです。半日もかからない作業です。別の業者に見積もってもらっているところです。
　位置決め用の板金は、NCフライスで加工すればいいと思って、そういう手の板金屋に頼んだのですが、NCフライスよりレーザーの方がいいとのことで、レーザー加工屋に見積もりを出しているところとのこと。
　とりあえずまあ、拒否されなかっただけいいのかなあ…。加工の内容は新人の勉強程度なのですが、個人相手だと、トラブルを嫌って拒否される可能性高いですからね。私の父親は板金金型屋なのでそちらに頼むという手もあるのですが、NC旋盤は持ってないんですよね。板金の穴開けはマシニングでもできるかと思ったのですが、さっきの板金屋の話の通り、レーザーの方がいいとのことで、父親はレーザー加工機は持ってないです。頼んだら怒られるところでしたよ。

　別の業者にも旋盤加工の問い合わせをしたのですが、費用38000円なんていってきました。いくらなんでも無茶です。しかし、高すぎるといえるのかは、判断付きかねます。こういうものの値段というのは相場がないのが相場みたいなもんなので…。父親は板金金型屋なので、父親に図面を見せて、いくらくらいかかるか聞いてみました。あれこれ厳しい人なので、あまり聞きたくなかったのですが…。で、父親が言うには、1式7000円とのことです。最初の業者の8000円というのはまあ妥当な額ですが、2番目の業者の38000円というのは無茶な価格のようです。で、父親が持っている設備でできるとのことなので、私から父親に発注という形で、父親に作ってもらうことにしました。このあたり、お父さんは頼りになります。

_ [開発メモ] 新PC構築 その44 ファン改造手術

　　1300回転LED付きPWM対応というファンを生み出すべく、ファンを改造手術します。
　まずこちら。モーターを取り出す方のファンです。中心部分はシールが貼ってあります。
これを剥がすとゴム板のキャップが現れます
それも外すとファンの軸がCリングで固定されているのが現れます。
Cリングとスペーサーを外します。
これで羽の部分を引き抜くことができます。
モーター部分です。これはファンのフレームの軸受け部分にはめ込まれています。大変固く、これを引き抜くのが最大の難関です。
ご覧の通り、失敗して、軸受けを引きちぎってしまいました。もう1台ファンを用意して挑戦。
また軸受けを引きちぎったあげく、叩きすぎて潰れてしまいました。
　というわけで、1個2000円のファンを2台潰してしまいました。続いてフレームと羽を取り出す方のファンの分解を行いました。モーターの引き抜きの成功率を上げられないかと思い、プラスチック製の軸にモーターの金属部分がはめ込まれているので、ドライヤーで金属部分を加熱し、熱膨張で締め付けを緩くすることを試みました。今度は引き抜き成功！　軸を引きちぎることなくフレームを確保できました。
しかし、モーターを引き抜く際、モーターのコイル線が切れてしまいました。コイル線が切れたのは補修できないかと思ったのですが、ちょっと難しい。不要になる側のモーターではありますが、黒いフレームに取り付けてやることはできるわけで、もったいないです。
　ファンがだめになるのって軸受けがだめになってるんですね。高級なファンだと軸受けにボールベアリングが入っているのですが、このファンはメタルリングになっています。壊してしまったファンもメタルリングなどを予備部品として取り出せるので、回収しておきます。

_ [日々の生活] トイレ詰まり

　トイレが詰まりました。業者に連絡。私の家から自転車で行けるような所に業者がいて、すぐに来てくれました。で、専用の道具で3回ほど圧力をかけて押し流し、作業完了。手も汚れていません。5分かかってません。
　で、これで8400円だそうな。Webページにはもっと安いようなことが書かれているのですが、料金をよく見ると、「3150～」というふうに、～がついてるんですね。大阪に住んでいた時も一度業者を呼んだことがあるのですが、この時はずいぶん大がかりにやられて、2万円以上かかりました。

_ [開発メモ] 新PC構築 その44 ファン成績

　買ったファンが10個、軸受けを引きちぎって使えなくなったフレームが2個、壊してしまったモーター4個、使えるファンの羽10個（全部使える）というのが今の成績です。10個買って、使えるファンが6個組める計算ではあるのですが、欲しい高回転モーターが3個、いらない低回転モーターが3個となっています。1個2千円のファンなので、2万円かかってます。
　モーターを破壊せずに取り出すのが困難で、4個壊しました。ほぼ必ず成功する手順が分かったので、今後はモーターを壊さずにすみそうです。まあ、これ以上買わないとは思いますが…。

_ [日々の生活] 避難訓練

　町内会の避難訓練です。私は去年の4月から今年の3月までは、こういったイベントに出ないといけません。午前8時半から開始して、避難手順の確認など。最後に避難施設となる小学校に来て、これで終了かと思ったら、ここからが最悪。
　消防署長やら校長やら市議会議員やら、何人もが次々と壇上に立っては延々と演説。これだけでもたまらんです。続いて、謎のボーカルソングに乗せて、東日本大震災の写真のスライドショーを延々と垂れ流し。さらに続いて、演説。先ほどと合わせて、6人はいってます。とどめに、東日本大震災のドキュメンタリー番組の録画を長々と上映。（テレビ録画したものを不特定多数に対して上映するのは著作権法違反です）　避難訓練開始してから4時間近くかかって、ようやく終了。避難訓練本体より、演説や番組上映の方が長かったです。
　やっと終わったと思い、立とうとしました。そしたら、この前、放送大学の授業を受けに行った時のような、腕のしびれが出て、崩れ落ちるような感じに。消防関連の人が何人もいたので、手厚く介護してくれました。「救急車を呼ぶか？」と聞かれて、「しばらく安静にしていればよくなります」と答えました。で、その通り、しばらく経ったら回復して、帰宅。
　今までの町内会関係のイベントの中で、間違いなく一番時間のかかったイベントでした。

_ [開発メモ] 新PC構築 その44 ファン制御成功

　ついにPWM制御非対応のファンに対して、PWM制御回路を追加し、PC上から回転制御できるようになりました。回転数も正常に採れています。画像、ブレッドボード右端の小さいやつがPWM制御ICです。真ん中のやつはXORゲートです。左の四角はDCコンバーターです。電圧12Vですが、3.3V絶縁型のDCコンバーターを入れて、15.3Vにしています。

_ [開発メモ] 新PC構築 その45

　PWM制御回路にDCコンバーターを載せてあるのは、ファン回転数の上限をもう少し上げたかったからなんですね。で、DCコンバーターで電圧を上げて、これはうまくいきました。しかし、今度はファン回転数の下限が高くなってしまうという問題が出ました。400rpmくらいまで下がって欲しいのですが、700rpmくらいまでしか下がりません。
　電圧を上げなければ400rpmまで下がるようです。どうしたものか…。
　ここ1ヵ月くらい回路をいじり続けていたのですが、マザーボードからのPWM信号をPWM非対応のファンに入れる場合、単純にはファンのコイル線を引き出してきて、パワートランジスタを介してPWM信号を入れるだけでいいんですね。PWM用のICはいらなかったわけです。最初は専用のICがないとややこしい回路が必要になると思っていたんですが、そうじゃなかったんですね。まあ、1ヵ月いじってきて、詳しくなってきたからこそ分かることなのですが…。

_ [日々の生活] マウス故障

　普段使っているマウスで、ドラッグ操作をしていると、ドラッグが途中で止まってしまうようになりました。要するに、マウス左ボタンを押し続けた状態を維持できないということです。ボタンに使用されているリミットスイッチが劣化しているのだと思います。で、チルトホイールにも同じリミットスイッチが使われているので、半田付け作業して、スイッチを入れ替えてみました。左右ボタン両方と左右チルト両方のリミットスイッチを入れ替えます。うまくいったのですが、今度は、右クリックのクリック感が甘くなってしまいました。これを直そうと、右クリックと右チルトのリミットスイッチを入れ替えようとしました。そうしたら、誤ってリミットスイッチを破損！！
　うーん、おしい。同じリミットスイッチは手に入るかなあ。少し調べてみたら、よく似ているものは見つかったのですが…。とりあえず、このマウスは使えなくなってしまったので、セカンドマシン用に使っていた同じ型番のマウスと交換しました。

　もう少し調べてみたのですが、ほぼ完全に同一スペックと思われる製品が見つかりました。マウスはLogicool CLK-C71ですが、OMRON D2F-01Fというのは形状が完全に同一で、それ以外の規格も違いはなさそうです。入手できるWebショップも見つかったので、注文してみます。

_ [日々の生活] 新PC構築 その46

　ブレッドボードを使って、PWM制御と電圧制御の両方が可能な回路を開発中。なんか最近回路をいじっているのが楽しく感じられるようになってきて、ハマってしまいましたｗ　改良を進めて、見込みの良さそうな回路になってきました。今回、PWM信号発生ICを除いて全てディスクリートで組んでいます。AVRやPICを使えばもっと単純なものになるでしょうけど、ソフトウェア屋としては、こういうものを使うのは邪道であるようにも思うんですよね。AVRを使った場合、マザーボードからのPWM信号をアナログ化してAD変換で受けて、任意のディーティー比でPWM信号を発生できます。元のデューティー比と新しいデューティー比との間の変換は計算処理できてしまいます。電圧調整についても、PWM信号を出してアナログ化し、定電圧回路を入れれば可能です。
　しかし、確かにそれで可能ですけど、おもしろみがないように感じます…。

_ [日々の生活] AVR

　いわゆるプログラマブルな半導体素子として、PICやAVRがあります。内部はまるっきりコンピュータそのものなのですが、これをワンチップ化したものです。従来のロジックICのような感じで回路に入れることができ、これにより部品点数の大幅な削減が可能です。でまあ、私は電子回路をいじった経験はあるのですが、小学生や中学生のころなんですね。当時はPICやAVRといったものはなかったと思います。
　一度やってみたいとは思っていたのですが、入門者用の一式セットとかいった商品がないんですね。でまあ今回、共立エレショップで売っている、「ATmega168トレーニングボード」と「高性能USB接続型AVRライタ」を買いました。PICにしなかったのは、PICの方が先に出ていて普及率は高いものの、AVRの方が使いやすそうというか、ソフトウェア系の人間にはAVRの方がまだなじみやすい感じだからです。
　「ATmega168トレーニングボード」は組み立ててみたのですが、AVR本体にLEDやタクトスイッチをぶら下げただけという、非常に簡素なものです。サンプルプログラムとかいったものも付属していません。せめて他に何が必要なのかの解説くらいは欲しかった…。で、「高性能USB接続型AVRライタ」というのは、作製したプログラムをAVRに流し込むためのものです。AVRはフラッシュメモリを搭載しており、プログラムの書き換えが簡単にできます。プログラム環境については、メーカー製のものや有志によるものなどが出ています。Atmel Studioを使用。AVRにぶら下がっているLEDを点滅させるプログラムを、インターネットから採ってきたサンプルを元に作ってみたのですが、一発で成功しました。昔はロジックICを大量に使って回路を作ったりもしたものですが、ここまで簡単になったんですねえ…。
　で、AVRはPWM信号を出すこともできるので、ファンコンへの使用も当然考えられます。たとえば、回転数をモニターして、目的の回転数になるように出力を調整するといったことも可能なわけです。うーん、どうしよう…。マザーボードからのPWM信号をどうやって受けるかや、電圧制御をどうするかといった問題があります。

_ [日々の生活] 3D USB液晶

　BGMをかける時に映像も入っていたりもするのですが、そういう映像を見るために、USB接続のサブモニターを購入。ヤフオクを物色していたら、800*480で裸眼3D対応という製品が新品で5000円で出ていまして、試しに買ってみました。
http://www.ioplaza.jp/shop/contents/rv3d.aspx
　この製品です。何といっても裸眼3D機能です。2Dの映像でも疑似3Dに変換して表示されます。で、感想なのですが、確かに3Dに見えるものの、鑑賞に耐えるものではないです。まず、疑似3Dというのがだめなんでしょうね。非常に安っぽい印象の3Dになります。まあ、こんな変換がリアルタイムでできるわけもありませんが…。解像度も下がるため、これもマイナスです。鑑賞に耐えられないという結論に尽きます。
　結局2Dで使っているのですが、光沢液晶なんですね。私は光沢液晶は嫌いなのですが、映像観賞用には、色鮮やかなのは確かにいいです。映り込み酷いですけどね…。昔、ブラウン管から液晶に置き換えが進んでいた頃、液晶よりブラウン管の方が色鮮やかなのが、私は気になってました。光沢液晶はそういう点では優れているといえますが、鏡のような写り込みで、作業用に使うのはやっぱり無理です。観賞用としても、なんというか、ハードな使用には耐えないように思います…。今回は小型の液晶なので、生写真でも見ている感覚で見られるのですが、大型の画面ではこれは無理です。

_ [日々の生活] 新PC構築 その47

　AVRを始めたのをきっかけに、ファン制御の仕様を大幅に変更。マザーボードからのPWM信号を受けて、目的の回転数になるようにPWM信号のデューティー比と電圧を制御する方式にします。制御対象の状況を測定して補正をかけるというのはクローズドループといいますが、クローズドループになっているファンコンになります。
　AVRにはArduinoというものがあります。発音しにくいです。英語ではなくイタリア語で「アルドゥイーノ」と発音するらしいです。これってAVRを使ったフォームファクタのようなものだと私は思っていたのですが、違うんですね。どういうものなのか分からなくて、Arduino対応となっているハードウェアの回路図をいくつも比較したり、開発環境をいじってみたりしました。ArduinoというのはAVR上の開発プラットフォームなのですが、チップにAVRを使っているというだけで、AVR以外に特定のハードウェアを必要とはしないんですね。仕様についても、AVRの仕様に対して何か仕様を追加したりはしてないようです。AVRにはCOMポートでの通信機能があるので、これにUSB-COMポートのブリッジチップをかませて、パソコンからUSB接続して使うというスタイルが多いのですが、別にAVRだけでスタンドアロンで動かすこともできます。ソフトウェア部分については、ライブラリが整っているのが、素の状態のAVRとの違いです。
　今回はArduinoは使わなくて、C言語でやってみたいと思います。この前買ったトレーニングボードでPWM信号を受けてみる実験をしまして、うまくいきました。しかし、ボードにはLEDがいくつかついているだけなので、8つのLEDによる2進法表示で信号を確認するという、石器時代のようなことをしていますｗ　7セグLED4桁にする予定。液晶も検討しましたけど、ファンにはLEDがついてますし、電飾の一部にしてみます。

_ [日々の生活] 新PC構築 その48 AVRファンコン

　なんかPC構築といいながら、ファンコンをいじってばかりですね。
　通販で買った部品でブレッドボード上に回路を作り、AVRにプログラムを流し込みました。PWM信号をAVRで計測し、AVRから7セグLEDに表示しています。
　これだけの回路をAVRやPICといったものなしに組もうと思ったら大変なことになりますが、今はあっけに取られるほど簡単にできます。時代は変わったなあと感じさせられます。ついでに、LEDのダイナミック表示をやったのは初めてなのですが、信号の漏れとか出ましたけど、きれいに表示できました。画像下の緑色の四角はAVRなのですが、その上に、私が作ったプログラム書き込み用の基板が被せてあります。
　LEDの電圧制御は抵抗ではなく、オペアンプによる定電圧回路で行っています。LEDはコモン側が電源マイナスになっているので、+5V GNDから+2Vの負電源を作っています。（LEDは+5Vから+2Vに電流が流れるため）　オペアンプによる定電圧回路は回路図の例がいくつもあるのですが、正電源のものばかりで、負電源の回路図が手に入らないのに難儀しました。出力トランジスタをPNPタイプのものにして、オペアンプの入力の極性を逆にしてみたのですが、うまくいかず。その後いろいろな回路を試したのですが、どれもうまくいかず。最終的に、出力トランジスタをPNPタイプにして、オペアンプの極性はそのままにすればいいことが分かりました。これ、オペアンプによる定電圧制御では負帰還をかけるので、極性は無条件に、マイナス側にループをかけるんですね。気がつけば簡単なことですが、気がつくのに丸1日かかりました。

_ [日々の生活] 新PC構築 その49 オペアンプ

　昨日書いた定電圧回路の話です。ダイナミック表示のLEDは-側がコモンになっています。+側は5Vなので、-側は2Vくらいとなります。（昔はLEDの電圧降下は2Vが当たり前でしたけど、青色LEDは電圧降下が大きいんですね）　で、この2Vを0Vから負電圧の定電圧回路で出そうとすると、電圧ドロップがぎりぎりになってきます。昨日の記事では「PNPタイプのトランジスタを使う」と書きましたが、PNPトランジスタで負電圧生成するとドロップが大きいです。NPNトランジスタなら小さいドロップとなります。（私はハードウェアは初心者同然なので、記述が正しいかはあまり自信がありません）
　で、オペアンプによる定電圧回路でNPNトランジスタを出力段として負電圧生成したいのですが、これが非常に難航しました。通常の定電圧回路は上の回路で、正電圧を生成し、出力はNPNトランジスタを使っています。下の回路は負電圧を生成しますが、出力はNPNトランジスタになっています。まず重要なのは、オペアンプの入力側の極性が逆になっていることです。PNPトランジスタを使う場合は逆にはなりません。下の回路は抵抗が入っていますが、最初は抵抗がないものを使っていました。で、それだとトランジスタがオンになりっぱなしになって、出力電圧はほぼ0Vに貼り付きとなります。これがどうして貼り付くのか分からなくて、非常に悩みました。基本的な設計がだめなのかと思い、いろいろ試したのですが、画像下の抵抗がないバージョンの回路だけは、どうしてだめなのか結論が出ませんでした。電圧を詳しく測ってみて、オペアンプ出力の最低電圧が1.0Vくらいまでしかいかないのは分かっていたのですが、画像上の回路でもオペアンプ出力は4Vくらいあって、それで制御できているので、やっぱり結論がでなかったんですね。で、ベース電圧を下げようということで、抵抗で分圧したのが画像下の回路です。
　これは成功して、電圧調整できるようになりました。ベース電圧が高いのは分かっていたのですが、画像上の回路でもベース電圧は高いので、ベース電圧が高いのは問題ないと思っていたんですよね。よく考えてみると、画像上の回路においては、トランジスタにとってはベース電圧が高い状態にはなっていないんですね。
　実際に電圧調整できるようになったのですが、負荷の変動による電圧変動が大きいです。これについては、設計が悪いのか、これくらいのものなのか、よく分かりません。電解コンデンサで平滑したら、変動は減りました。

_ [日々の生活] 新PC構築 その50 ハードウェア開発

　私は本職はソフトウェア屋でして、ハードウェア開発は学生程度のレベルです。今回、ファンコンの自作を行い、かなり勉強になりました。ハードウェア開発の場合、部品現物が必要になるため、何か作るたびに材料となる部品を買ってこないといけないのが難点です。ソフトウェア開発だと一度買ったものを何度でも使えますし、無料配布すらあります。
　これはハードウェア開発とソフトウェア開発の最大の違いといえるものです。ソフトウェアだとコピーし放題なので、さまざまなバリエーションを作って実験できますが、ハードウェアではそうはいきません。バリエーションを作る場合、その都度改修作業が必要になります。「改修した後、元に戻そうとして、元に戻せなくなってしまった」なんてことも起きます。
　あと、部品を壊してしまうのもしょっちゅうですねえ。MS-DOSの頃はクラッシュした時ファイル破損が起きる確率が高かったので、ソフトウェアでもソースコードを失うリスクはあったのですが、今はよっぽどのことがない限り、ソースコードを失うことはありません。まあ、部品を壊すのは私の熟練不足もありますが…。
　AVR本体チップを過電圧で壊してしまったのにはがっかり。1個250円で、ソースコードはもちろんありますが、コンピューター1台壊した気分です。というか、実際にコンピューター1台壊してますね。