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鉛フリーという問題ではない

職場ではんだ付けをすることも時々あるわけだけど、最初の頃は散々だった。

シリアルNo.1のはんだ付けは辛い

最近は少しは慣れてきたけど、出来上がりは散々な物だし、能率もたいしてよくはない。

そんなことを言っていたら、工場ではんだ付けの教育を受けにいくかという話があって、じゃあ行くと言ったのだった。


名目としては、鉛フリーはんだを使うに当たっての教育ということになっている。

開発部署で実験的にはんだ付けをするときは、Sn-Pbはんだ を使うことが多い。

Snはスズ、Pbは鉛、すなわち鉛を含んだ、伝統的なはんだだ。

ところが、ヨーロッパ向け製品ではRoHS指令の都合、電気電子機器には原則として鉛を使うことが出来ない。

RoHS指令の規制物質には他に水銀、カドミウム、六価クロムなどがある。別に鉛だけじゃないんだけどね。

ただ、はんだ付けの鉛が問題なので対策する必要があったのは確かで、工場ではとうの昔に鉛フリーはんだの導入が行われたのだった。

この鉛フリーはんだはいくつかの品種があるが、いずれにしてもSn-Pbはんだとは取扱に差異がある。

開発部署でも鉛フリーはんだを使うことはあるので、それに対応するために教育が必要だと言う理屈だ。


ただ、実際のところ、鉛フリーだから取扱に大きな差があるというわけでもなかった。

鉛フリーはんだにもいくつか種類があるが、うちの工場ではSn-Ag-Cuはんだという、一般的な鉛フリーはんだを使っている。

スズ(Sn)・銀(Ag)・銅(Cu)の合金だが、銀と銅は微量で、成分の95%以上は スズ だ。

Sn-Pbはんだもそうなんだけど、スズが低融点(232℃)であるのを、合金にしてさらに下げるんだよね。

これが、Sn-Pbだと183℃ぐらいまで下がるんだけど、Sn-Ag-Cuだと217℃ぐらいまでしか下がらない。

これが取扱の差に表れるわけだが、一方で道具の改良も進んだので、使い勝手の差を埋められるようになってきた。

あと、実際にはんだ付けするときの温度も、融点が高いからといって特別高くする必要はないようだ。

単純にはんだの溶け始めの温度が高くなる、それだけの差らしい。

出来上がりは光沢に欠けることがあるとか、しわが見えることがあるとかあるけど、それはそれでOKとのこと。


結局は正しい道具を上手に使うことが大切で、それは Sn-Pb だとしても Sn-Ag-Cu だとしても変わらない。

こて先のチョイスとか、温度設定とか、これが今までかなりいい加減だった。

こういう場合はこの こて先ががオススメとか教えてもらったけど、やっぱり品揃えが肝心だなと。

けっこう大きさのバリエーションがたくさんいるようで。大きさを変えると使い勝手がずいぶん変わる。

こて先を保護するために、保管時はこて先にはんだを付けておくという話は聞くけど、これけっこう露骨にやるんだね。

POINT 4. 作業が終わったら、こて先に必ず新しいはんだをのせて保管してください。 (HAKKO)

作業中でも使わない時間が少し長いなら、はんだをかぶせて置いた方がよさそうだ。

こて先が酸化すると作業性が悪くなるのだが、このスピードが結構早い。

どうせメンテナンスしないといけないのだが、その頻度を少しでも減らすには、作業中・作業後の酸化をできるだけ減らす工夫をすべきということだ。


ほかにも、はんだ吸い取り線のうまい使い方とか、いろいろ教えてもらったんだが、

なんにしても、工場に来て教えてもらえたのはとても役に立った。

名目は最初に書いたとおりだが、鉛フリーであることを意識することはほとんどなかった。

それ以前の問題が多かったし、よい道具を使えばSn-Ag-Cuはんだの融点の高さも気にならない。

だからよい道具を買ってくれという話だが。(実はあるのかもしれないけど)


ところで、そもそもRoHS指令を守るとどういうメリットがあるの? というそもそもの疑問がある。

製品として稼働しているうちは、規制対象物質が入っていてもさほど問題はなさそうで、

製造時の作業者への健康被害を抑えられることと、廃棄後の土壌汚染を防止できることだろう。

土壌汚染防止が主な理由なんかなぁと思ってるけど、そもそも適正な処分法で処分するべきなんだよね。

日本では鉛など使用禁止になっているわけではないが、J-Mossにより一部の品目で鉛などを含む場合はマークを付ける必要があるそう。

リサイクル時に見るらしい。出口の対策の参考ってわけ。だから禁止じゃないんだね。

地域によってこのあたりの考え方に差はあるが、ヨーロッパの規制ってのは影響度が大きいからね。どうしても無視できないのが実情ってことだ。


Author : hidemaro
Date : 2017/10/04(Wed) 23:03
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

数字の並び替えになっている

あんまり、こんなことを考える人はいないと思うけど、

  • 1134kHz 文化放送(東京)
  • 1143kHz KBS京都
  • 1314kHz ラジオ大阪(OBC)

なんとなく周波数が似ているような。


この3つの放送局の周波数(kHz単位)は数字の並び替えになっている。

なんで? それはこの周波数が9の倍数だから。

中学校の数学の授業とかで聞いたことがある人も多いだろうが、

3の倍数は各桁の数字を足すと3の倍数になり、9の倍数は各桁の数字を足すと9の倍数になるという性質がある。

これを使うと、123は 1+2+3=6だから3の倍数、333は 3+3+3=9だから3の倍数であり9の倍数であるということが簡単に判定できる。


で、最初に挙げた3つの放送局の周波数の数字はいずれも 1,1,3,4 の並び替えで構成される。

1+1+3+4=9だから、この4つの数字の並び替えは9の倍数になる。

日本では中波(AM)ラジオ局の周波数は531~1602kHzの範囲にあるので、

この範囲内で、1,1,3,4の数字を並び替えてできる、 1341kHz、1413kHz、1431kHz はいずれも実在するラジオ局の周波数になる。

他の放送局の数字も並び替えるとそうで、NHKラジオ第1東京の594kHzを並び替えて出来る945kHz、954kHzも実在する。

549kHzは日本には存在しないが、ロシアに存在したよう。(現在は廃止されたとのことだが)


アジアでは中波放送の周波数は9KHz間隔で割りあてることになっている。

かつては10kHz間隔だったのだが、ある時期に9KHz間隔に改められたよう。

古い資料を調べると文化放送は1130kHz、OBCは1310kHzだったことが分かる。

おそらく、NHKラジオ第1東京の594kHzというのも600kHzからの引越なんだろう。

なぜ、9kHz間隔に改められたのかというと、おそらく混信対策だろう。

中波放送というのはどうしても遠くまで飛んでしまう。日本でも韓国・中国・ロシアあたりの放送局が入ることがあるのもそうだけど。

混信を避けるには周波数を分ければ良いのだが、みっちり詰まってるとそういうわけにもいかない。

そのためのすき間を空けるために少しずつ詰めたのかなと。


9という数字の性質もあって、9kHzステップってのは、けっこう紛らわしいことがある。

1134kHz と 1314kHz でごっちゃになるって人がいるかどうかは知らないけど。いなくはないでしょ。

一方で9の倍数になるはずというところから、類推できることもある。

100xkHz となれば、9の倍数になるためには1+0+0+xが9の倍数にならないといけないので、1008kHzと分かるとか。

そんなこと考える? まぁあんまり考えないと思うけど、理屈上はそうなる。


0.1MHz間隔で周波数を割りあてるFMラジオだとこうはいきませんからね。

82.5MHzもあれば、82.4MHzもあるし、82.6MHzもある。何か規則性があるわけではない。

それだけAMラジオは周波数の割り当てに苦心してるって話なんだけどね。

国内の調整だけで済まず、近隣諸国との調整も必要になるとか。送信所の移設すら面倒とか。


Author : hidemaro
Date : 2017/09/19(Tue) 23:27
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

抵抗負荷が熱くて

抵抗器はありふれた部品だけど、流す電流によっては大変だ。

抵抗器に電流が流れるとジュール熱が発生する。

単純に言えば、小さな抵抗ほど定格電力が小さいということで、

例えば1005サイズのチップ抵抗で定格0.1Wだけど、ずんぐりとしたリード抵抗だと定格2Wとか。


消費電力に応じて、適切な抵抗を選ぶ必要があるのはもちろんのことなのだが、ある段階からは別の心配事が出てくる。

あまりに発熱するものだから、周りを燃やしたりしてしまわないか心配ということである。

火事にはならずとも、不用意に触れてやけどしたり、配線の被覆を溶かしてしまったりという心配はある。


どれぐらい発熱するの? って話だけど、今回は10Wぐらいですかね。

さすがにこれぐらいの定格を稼げる抵抗はかなり大きいものになる。

メタルクラッド抵抗器っていう金属製のケースに入った抵抗を使ってる。けっこうなお値段する。

トイレの電球が40Wとか考えると、10Wって大したことなさそうだけど、

電球に比べると小さいので、単純に抵抗器1個置くだけだと、小さなところに熱が集中して大変なんだよね。


うちの職場では、数十Wの抵抗負荷を何個も並べて使うことがあるんだけど、

放熱のためにアルミ板に貼り付けて、ラックに取り付けたりしてる。

机とか床に直接置くと、そこから燃えかねないので、縦置きしたいんだが、それがけっこう大がかり。

まとまった数あれば、メタルクラッド抵抗だらけのラックを作っても割に合うと。

かえって1個・2個という方が苦心するんだよなぁ。

アルミ板に取り付けて机の上に置いて使ってる人もいるけど、長時間・連続で使うにはちょっと怖いような気もする。


そんな具合で抵抗負荷も大変なんだという話なんだけど、約10Wの負荷を付けて連続運転しないといけない試験があった。

一昼夜連続運転ということで、万が一、夜中に燃えるようなことがあってはならない。

かといって、この試験のためにラックを確保してやるのは大変。

連続運転中に他の人がうっかり触れてしまうと火傷するので、どうやって注意喚起するかという問題もある。

いくつか案はあったが、一番、簡単で安全な方法として選ばれたのは電子負荷を使うという方法だった。


電子負荷は電流を引き込む装置で、電源の変動によらずに定電流を引く機能など、通常の抵抗では実現できないことができるのが特徴。

今回の用途としては単純な抵抗負荷でも十分だが、定電流を引く方が厳密にはよい。

というか厳密に所定の電流値を引く抵抗を用意するのって難しいのよね。固定抵抗でやると近似値にならざるを得ない。

それ以上に重視したのが負荷で消費されたエネルギーを安全に捨てられること。

電子負荷を動かすとファンの音がするけど、そこから熱にして捨ててるわけだ。

大電力のものだと、回生機能があって、再び試験体の電源として供給して、廃熱を減らすようなこともできるようだが。

筐体が熱くて触れなくなるなんてことは当然無いので、連続運転でも怖くないね。


ただし、電子負荷も万能ではない。

抵抗負荷だと熱くて机に置けないということで、電子負荷を使って試験をしていた人がいた。

そしたら、過渡的な挙動がおかしいという話があって、とりあえず抵抗負荷でも起きるか調べたらと言われたそうだ。

それで抵抗負荷を使って測定してみたら、不可解な現象は起きなくなったので、電子負荷の問題ということで解決した。

定電流を引き続けるというのには向いているけど、過渡的な挙動はどうしても弱いのだ。

あと、電子負荷の台数も限りがあるから、模擬すべき負荷の数が多いと、抵抗負荷にならざるを得ない。

かなりの個数の抵抗を取り付けたラックがあるのは、そういう用途があるから。

複数の出力を分流用の抵抗を介して束ねて、まとめて電子負荷に入れるというやり方もあるんだけど、不都合も多い。


リアルを追求すると抵抗負荷になり、理想とか手軽さを求めると電子負荷になるような印象はあるけどね。

これまで書いてきたのはどちらかというと大きな電力を引く場合の話だが、

センサを模擬する場合などは、電力は小さいが、負荷を流れる電流の精度が要求されたりする。

精度良く電流を引くには直流電圧電流源のシンクモード(cf. 電流源のシンクモードというもの)を使うとよい。

ただ、個数が用意できないので、個数が必要な時は抵抗で模擬することになる。

熱の問題はないのだが、精度がいまいちだとか、温度で抵抗値が変化するとか。また違った悩みはあると。そういうもんだ。


Author : hidemaro
Date : 2017/09/13(Wed) 23:03
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

本当はEthernetで繋ぎたい

最近は温度上昇試験ということで、製品を動かしてどこまで温度が上がるかというのを調べている。

前も同種の試験はやったことあるんだけど、そのときよりもいろいろ大がかりなんだよね。

というわけでそれなりに大変。


ここで使う測定器は主に2つ、1つは温度を記録するレコーダー、もう1つは電力計。

レコーダーの記録データはUSBストレージで吸い上げて、電力計の測定値は数値を記録してとやっている。

ただ、諸事情あって測定量が多くて、レコーダーは2台、電力計は4台もあるんだよね。

しかも電力計は 電流・電圧・有効電力・皮相電力・力率 と測定量が多いので、それぞれ記録する必要がある。(皮相電力・力率は他から計算できるが)

というわけで、記録するだけでもけっこう大変。


めんどくせぇなぁと思って、メーカーのWebサイトを見てたら、

電力計の使い方の例として、Ethernet経由でレコーダーに記録させるという方法が書かれていた。

同じメーカーのレコーダーと組み合わせてデータを吸い上げられるらしい。なんと!

そうでなくても、Ethernet経由でPCにデータを吸い上げることはできるはずで、

実験室内にデータ吸い上げ用のネットワークを構築すれば、いちいち測定器のデータを読み上げる必要はないんだよなぁ。


ただし、実際にはEthernetはオプション機能だったりするので、今ある装置でできるかというとそれは別問題なんですけどね。

あと、できたとしても、そのためのシステムを構築するのが割に合うかという問題はある。

測定回数が数回なら、あれこれ考えるよりも数字を読んだ方が早いだろう。

ただ、今回の温度上昇試験は測定回数がかなり多いので、装置の都合が付けばやったほうがよかったんだと思うけどね。


もしかしたらGPIBなら今の装置でもできるのかもしれないが、GPIBのケーブルって取り回し悪いしねぇ。

普段は測定器の台数が多いって言っても机の上に乗るぐらいだから、GPIBでも線の取り回しはなんとかなるんだけど、今回のは無理。

EthernetならUTPケーブルでハブに集めれば、それで相互接続できるからね。

測定器の台数が多い今回のようなケースには適している。

レコーダーも測定データをEthernet経由で吸い上げる機能があるので、USBストレージいらずだ。

社内のネットワークに直接つなぐのはさすがにポリシー的に問題があるか。

中間にPCを挟んで、ここでデータを集めて、社内ネットワークに反映するという方法になるかな。

いずれにしても全てEthernetにつながるというのは、それなりに画期的ではある。


オシロスコープとかレコーダーのような多次元データを扱うものは、USBストレージなどにデータを落とす機能がよく使われているが、

ネットワーク経由で吸い上げられればその方が楽だよね。

いちいちストレージを用意してはつないでPCで取り込んでとやるのはめんどくさいし。

ネットワーク経由で吸い出せるようにする準備が割に合うかというのは別問題としてね。


というわけで潜在的にはいろいろ楽できる要素はあるって話ですね。

そのための機器とツールが揃っていればの話だけど。


Author : hidemaro
Date : 2017/09/07(Thu) 22:49
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

細くて太いドライバーがいる

なんでか分からないけど、うちの職場で作ってる製品って配線を固定するネジの種類が多いのよね。

こんな話も書きましたけどね。

端子台もいろいろあるのだが


押し締め端子もいろいろだけど、概してネジ端子に比べると小さなネジを使っている。

このネジのサイズに適合するドライバーが限られていると。

ネジ端子だと適当なプラスドライバーを持ってきて回せばなんとでもなるんだけど。(本来は最適なドライバーを使うべきだが)

でも、押し締め端子の構造上、大きなドライバーだと入らないんだよね。


このネジのサイズは、大きめの精密ドライバーがちょうど適合するぐらいなのだが、それじゃダメなんだよね。

なぜダメかというと、十分なトルクが得られないから。

ドライバーの柄はなぜ太いか? それは柄が太いほど、軽い力で大きなトルクが得られるからだ。

例えば、M4ネジの締め付けトルクは標準的に1.5[N・m]だそうだ。

これを柄の直径が1cmのドライバーで締めようとすると、回す力の大きさは300N必要になる。

300Nっていうと、30.6kgの重りを持ち上げるときにかかる力だから、けっこうなもんだよね。

これが、柄の直径が3cmのドライバーで締めようとすると、回す力の大きさは100Nでよい。

直径が3倍になれば1/3の力になるというわけ。

実際、世の中のドライバーってそれぐらいの柄の太さでしょ。もっと太いのもあるけど。


精密ドライバーなんて直径5mmぐらいしかないでしょ。

それで線を十分に固定するのはちょっときつい。まして固く止められた線を脱着するのは難しい。

けど、ここに柄の直径2cmのドライバーが用意できれば、1/4の力で足りる。

正しい道具を正しく使うことが、作業の能率にも完成度にも大きく影響するのは言うまでもない。

だから、職場内にはよく押し締め端子で使うサイズの太めのドライバーを買っておいてあるんだけど、

汎用的なプラスドライバーほどは数がない一方で、使用頻度はそこそこ高いので、時々なくて困るんだよね。


スプリングクランプの方がもっと悪いって話はありますけどね。

スプリングクランプの脱着に使うマイナスドライバーは、さらに細い物が必要なことが多いから。

ただ、その一方で、こちらは柄の太さではなく、柄の長さでトルクが決まる。

なので、精密ドライバーでもそこまで問題にはならない。ドライバー自身が折れなければ。

こっちも最適な工具を用意した方がよいのかもしれないが、使用頻度は落ちるし、

どうしても使えないわけではないので、さほど問題にはなってない。


仕事に使うドライバーの種類を集計すると、思ってる以上に多いような気がするな。

使用頻度はごく低いけど星型ドライバーも使うことありますからね。

ほとんどは自分の手元に置けないので(ずっと使うわけでもないし)、使うたびに持ってきては戻してとやってますけどね。

出払ってるとどうにもならなくなるのが辛いところですけどね。


Author : hidemaro
Date : 2017/09/04(Mon) 23:47
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上限に張り付いてわからない

機器に接続される負荷が過負荷になると、安全面などからリミッタをかける機能がある。

リミッタがかかるとスイッチを切っちゃうんだよね。


負荷電流を表すレジスタがあって、このレジスタを見ると過負荷になっていないかわかる。

過負荷リミッタがかかったときは上限値に張り付くようになっている。

この上限値は定格の120%になっている。

実際には定格の110%ぐらいで過負荷異常にしてしまう設定で使うことになっている。


そんな中、もっとも発熱する状態を作るために最大負荷で動かしたいという話があった。

そういう動かし方をするなら、定格の110%で過負荷異常になってしまっては不都合なので、過負荷異常検出をOFFにした。

過負荷検出をOFFにした代わり、負荷電流レジスタを確認できるようにして、

負荷電流が想定通りであることを確認しながら使えばいいなと考えた。


ところが、詳しい試験条件を聞いてみると、定格の125%の電流を引くのだという。

あれ? そんなに電流引いても過電流リミッタかからないの? ということで設計を詳しく確認してみた。

そしたら、過電流リミッタがかかるのは定格の130%なんだよね。だから大丈夫。

一方で負荷電流レジスタは定格の120%で上限に張り付いてしまうんだよね。

ってことは、負荷電流レジスタを確認しても、リミッタがかかってるのか、正しく定格の125%の電流を流せてるのかは分からないんだよね。

というわけでアテが外れてしまった。

というかなんでそんなところでレジスタの値が上限に張り付いちゃうんだか。


結局、試験開始時に過負荷リミッタがかかってないかマルチメーターで確認するという手順でやることになった。

過負荷リミッタがかかっていないか確認出来るレジスタがあれば、一目瞭然だったんだけどね。

通常の使い方では、定格の110%程度で過負荷異常になるので、そこには過負荷リミッタも包括しているという扱いになる。

なので過負荷リミッタだけを表すレジスタってないんだよね。

通常の使い方ではあり得ない負荷電流を引くという特殊な試験だからこその問題なんだけどね。


1つの異常表示に複数の異常が包括されているというのはけっこうあるんだよね。

どうして複数の異常を包括しているのかというと、要因を切り分けしがたいという事情があったりするんだけどね。

場合によっては異常検出を切って使うこともあるんだけど、

そうすると思いのほか影響範囲が大きくなってしまうことがあって、まさに今回の件はそういう事例と言える。

こういうのは、この機器の使い方からしてあり得ない使い方だと思うんですけどね。

ただ、極めてイレギュラーな使い方では、正常か異常か判断する方法がなくなるというのは事実のようで。


Author : hidemaro
Date : 2017/08/29(Tue) 23:10
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

最大値・最小値を集めておけばわかる

15個ぐらいアナログ値があって、手っ取り早くデバッグ用にデータを上げたい。

どの値も似たり寄ったりなので全部上げるのは冗長だから、データ数を減らしておきたいと。

そこで、15個ぐらいあるデータの最大値・最小値を抽出することにした。


時間が経っても値が変化していないか監視する方法として、最大値・最小値を使うことはよく行われている。

最大値・最小値を計算し続けるのは簡単ですからね。

連続運転時にメンテナンスツールでレジスタの値の最大値・最小値を計算させ続ける設定をして、

それで次に来たときに、その最大値・最小値が一定範囲内にあることを確認すると。

もちろん時系列データを全部取って集計するのが本来なのかもしれないけど、

なにかあったときに気づければとりあえずOKということで、詳しく調べる必要が無ければ最大値・最小値を監視していれば十分だと。


15個ぐらいあるアナログ値の最大値・最小値を表示できれば十分というのは、

全て似たり寄ったりの値になってることを確認出来れば、とりあえず事足りるという考え。

もしも、どれか1つでもハズレ値を出していれば、最大値または最小値にそれが現れる。

具体的にどれがおかしいかというのはこれだけでは分からないが、

その場合はさらに詳細を調べればわかるので、とりあえずは最小値・最大値があればよいだろうと。

こうして15個ぐらいあったデータが、わずか2個に集約することができた。


ただ、誤算はこのシステムがアナログ値の扱いが苦手だったこと。

例えば、Microsoft Excelだと =MIN(C1:C16) とか書けば簡単に最大値や最小値を計算できる。

このシステムでもMIN,MAXはあったのだが、整数値に限るということになっていた。

ところがシステム上、このアナログ値は浮動小数点なんだよね。

それなら整数変換してMIN,MAX使うかなと思ったんだけど、2入力しか受け付けないのだという。

前に似たようなことしたときは多入力のMIN,MAXが使えるシステムだったから簡単だったんだけどね。


整数変換するのもめんどくさいので、結局は大小比較とセレクタをたくさん組み合わせて最大値・最小値の抽出をしたのだった。

浮動小数点であっても大小比較+セレクタで2入力分の処理ができると。

コピペでペタペタ貼って完成させたのだった。意外とめんどくさかった。

当初はもっと簡単にできると思ってて、全データを表示するよりはるかに楽だと思ってた。

けど、結局、かえって手間がかかってしまうという。

もっとも、全部の値を表示できるようにすると、それはそれで問題があったのだけどね。

でも、そっちの問題を回避して、全部の値を表示する方式にする方が良かったのかもと、完成してから思うこともある。


アナログ値だから、最大値・最小値ってのを使ったけど、デジタル値だと全部AND、全部ORでいいんだよね。

期待値が1で全部ANDを取って1ならば全部OK、0ならどれかNGとなるわけだ。

時系列的に全てORを取ると、それはフリップフロップだよね。

アナログ値の最大値・最小値を取るというのはつまりそういうこと。


Author : hidemaro
Date : 2017/08/28(Mon) 21:08
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

導通してしまうから絶縁した

以前、24Vのパルス信号を作るためにFETを使った治具を作ったという話を書いた。

ファンクションジェネレータの出せないもの

FETをユニバーサル基板に貼り付ける

この治具は大活躍しているのだが、とある用途で使うには問題があることがわかった。


治具には2つのFETが付いていて、2チャンネル出力のファンクションジェネレータでそれぞれ駆動する。

今回はFETを無電圧接点として使い、それぞれ入力Aと入力Bに使った。

すると、入力Aは想定通りの入力が入ったのだが、入力Bは入力が入らない。

おかしいなぁと思って回路図を見直したり、配線を付け外ししたりして調べたところ原因がわかった。

入力Aと入力Bのマイナス側の電位に差があったからだ。


FETにはソース・ゲート・ドレインの3つの端子がある。

FETを駆動するファンクションジェネレータのGNDをソース、信号をゲートに接続する。

そして、無電圧接点入力のマイナス側をソース、プラス側をドレインに接続する。

ファンクションジェネレータの2出力のGNDは同一電位なので、2つのFETのソースの電位は同じになる。

ということは、すなわち無電圧接点のマイナス側は同一電位になるのだ。

これ、よく考えれば当たり前なんだけど、完全に見落としていた。


ただ、例えそうだったとしても、FETで駆動する入力Aと入力Bのマイナス側が同一電位ならば問題はなかった。

今まで、2つの入力を駆動するとき、その2つの信号のマイナス側の電位は同じであることが多かったので問題にならなかったわけ。

入力Aと入力Bが完全に絶縁されていれば、ファンクションジェネレータのGNDを介して同一電位になってしまうが、とりあえず問題にはならない。

同一電位になるという問題に気づいた時点では、入力Aと入力Bは絶縁されているから、問題ないはずだと考えていた。

ところが、よくよく調べてみると、他の接続の影響で入力Aと入力Bの絶縁がなくなり、マイナス側の電位に差が生じることがわかった。

というわけで思わぬ問題があったわけである。


他の接続を変更して、入力Aと入力Bが絶縁されるようにしたら、とりあえず想定通りに動くようになった。

ただ、それはそれで不本意で、なんとか当初の接続のまま、1つのファンクションジェネレータで2つの無電圧接点を駆動したい。

そこで治具にフォトカプラを組み込んで、ファンクションジェネレータと2つの無電圧接点を絶縁することにした。

ファンクションジェネレータが絶縁されれば、ファンクションジェネレータを介して導通してしまうことは避けられる。

これまた製品で使われているフォトカプラを適当にもらってきて、それを治具に組み込んで所望の動作をしそうな回路を組んだ。

これを使うことで、当初の接続で入力A、入力Bを1台のファンクションジェネレータで駆動することができたのだった。


フォトカプラの内部では光を介することでスイッチのON/OFFを伝達している。

絶縁して情報を伝達する手段としては、もっとも一般的に使われる方法なのではないだろうか。実際使いやすいしね。

製品のこことここは絶縁されているとか、そういうことを聞くことも多いけど、絶縁とあればフォトカプラの出番は多いだろう。

なぜ絶縁が大切か。そしてフォトカプラが心強いかということを実感出来た。本当に助かった。


Author : hidemaro
Date : 2017/08/23(Wed) 23:38
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

実はヒューズが切れていた

製品をガチャガチャいじってたのだが、なんか想定通り動かないところがある。

それで、条件を切り分けていろいろ見ていたら、まるで回路が断線しているような動きをしている。

ん? 断線? ということで、基板を取り出して、マルチメーターで当たってみると、ヒューズが切れていた。

どうもなんらかの事情でヒューズが切れてしまったようだ。


ヒューズというのは過電流が流れたときに切れる素子で、

発火などの危険を回避したり、他の機器を壊してしまうことがないように組み込まれていることがある。

ヒューズには通常の手順で交換できるものと、交換できないものがある。

測定器の説明書とか見てると、ヒューズの交換手順とか掲載されてるけど、

万が一ヒューズを切ってしまったとしても、ヒューズを交換すれば復活するってこと。

一方で、チップヒューズなどは通常は交換しないので、切れたらもうその機器はずっと壊れっぱなしということになる。


なんでこの現象が起きてるのかはわかったものの、すると次の疑問はどこで壊れたかということ。

過去に壊してしまったのか? それとも今やろうとしていた使い方が間違えた使い方なのか?

怖いのはまたヒューズを切って壊してしまうこと。

以前、新製品の評価中にヒューズを切ってしまうことが続出したことがあった。

原因は説明書にも書かれている禁止事項をやってしまったから。その禁止事項をやるとヒューズが切れちゃうんだと。

通常の使い方ではあまり起きない(とされている)のだが、あまり考えずにガチャガチャ触っているとやっちゃうことがあるんだよね。


そういう経験もあったので、またヒューズを切ってしまうことがないか、確認してみたが特に問題はなさそう。

そんなわけで代品を用意して、改めてやってみたところ、想定通り動かすことが出来た。

どこかで間違った操作をしたか、過去にヒューズを切っていたか、どちらかだろう。

やろうとしてたことは正しかったということで、とりあえず一安心。


壊してしまった機器だが、ヒューズを交換して修理しておいた。

チップヒューズを剥がして付け直すと。

このヒューズは本来は交換しないものだから、お客さんが壊したら、壊れっぱなしになる。

だけど、開発者なら簡単に直せちゃうんだよね。部品を拾ってきて、はんだごてでちょっと触れば終わりだし。

代品と取り替えても正しく動いたから、修理も問題なく出来たようで。


ヒューズが切れたときの挙動として、一番わかりやすいのが電源が入らないなどの挙動。

明らかに動かないんだから、壊れていることは分かる。原因がヒューズと気づくには切り分けがいるかもしれないけど。

あと、端子台に付けるヒューズだと、LEDインジケーターが付いていて、切れると光るようになってるとかある。

配線が外れたのか、ヒューズが切れたのか、他の機器の問題なのか、切り分けできるようになっている。

ただ、今回切れたヒューズというのは、条件によってはヒューズが切れたことに気づきにくいのよね。

まさにそういう条件にはまってしまったらしい。


ヒューズが切れた原因がはっきりしないのはちょっと怖いんだけどね。

さっきの誤接続でヒューズ切っちゃったとか、そういうのが明らかならいいんだけど、

とりあえず一件落着ではあるんですけどね。なんともかんとも。


Author : hidemaro
Date : 2017/08/21(Mon) 22:47
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

同じビルの中に潜んでいた装置

今週、夏休みって人は多いけど、それでも職場全体が休みになるわけでなく、

職場にいる人でそれなりにやりくりしないといけない。

そんなわけで、メカ技術者の手伝いで普段やらない試験の準備を手伝ってた。

といってもメカ特有のことはだいたいメカの人が対応してくれてたので、

その周りの装置の準備とかそういうところをやってたんですがね。


社内にはいろいろな試験装置があるのだが、使わない人にとってはあまり目に付かないところに隠されている。

そのメカの試験を行う場所はなんと自分が普段仕事をしているビルの中にあったようで。

ほとんど人の出入りのない扉を開けてもらうと、何もない部屋がある。

さらにもう1つ扉を開けてもらうと、大きな部屋があって、ここにいくつかの試験装置が置かれていた。

この中の装置を使って試験をやるそうで。


それにしてもこの部屋、壁の素材が他の部屋とずいぶん異なる。

さわってみるとスポンジ状のものを付けてあるようで。

そして入口付近にはイヤーマフが置いてある。ヘッドホン状の音を遮るものだ。

どうも、装置がフル稼働すると相当うるさいようで、その騒音対策でこういうことをしてあるよう。

試験室に入る前に何もない部屋があったのも、前室を設けるという騒音対策だったようで。


あと、これは結局使わなかったんだけど、試験室には大型の装置を外から搬入できる大きなドアが付いていた。

今回の試験対象がそこそこ大きくて、普段人が出入りするドアではちょっと厳しいのでは?

という話があって、それなら外から回れば確実に出入りできるよという話で出てきたんだけど。

結局、室内で搬入路を確保できたので使わなかったんだけど、本当に大きなドアだった。


社内にある試験装置の中にはコンパクトにまとまっているものもあるけど、とても大がかりな装置もある。

実際には特殊な試験などは、社外の試験設備を借りて行うことがあるんだけどね。

そこら辺は費用とメリットのバランスを考慮して決めてるのではないかなと。

今回使う試験装置は建物にはお金かかってそうだけど、維持費はさほどではないのかなという気はする。

実のところは知らんけどね。なんとなくそう思ったってだけの話。


Author : hidemaro
Date : 2017/08/15(Tue) 23:27
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)

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