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パソコン・マイコン

2017年3月15日 (水)

振り子時計調整用ストップウォッチ センサー改良

先日、センサーにフォトリフレクタを使った振り子時計の調整用ストップウォッチについて書きましたが、困ったことが発生。
時計の箱の中でセンサーを設置しようとしたところ、中が狭くて、なかなかうまくいきません。
センサーを作った時には「まあ、いけるんじゃね。」と軽く考えていましたが、センサーを設置する時の微妙な調整は困難を極めたのであります。

そんなわけで別の方法で「ぼ~ん」を感知しなければなりません。まず考えたのは音を拾ってパソコンに信号を送る手ですが、振り子時計は「ぼ~ん」のほかにも「ちくたく」というかなり大きな音も発しています。まともにマイクで拾ったのではどちらの音かわからなくなってしまうおそれがあるのでボツ。

そこでもうひと思案。「ぼ~ん」をならす針金の振動を拾ってみることにしました。
コアパーツは圧電スピーカを流用した衝撃センサー。

センサーが振動したときに発する微弱な短時間の電圧を拾ってパソコンに送ることにします。
回路はCMOSのレールtoレールオペアンプ1段の後に、ワンチップマイコンを置き瞬時の電圧信号を2秒ほどに遅延しています。

P1000956

あとはクリップを使って振動する針金にセンサを固定すれば完了。

P1000958

パソコン側のエクセルソフトは全く修正なして、「ぼ~ん」の振動した時刻をワークシートに記録することができるようになりました。

オペアンプの入力インピーダンスが高すぎるためでしょうか。「ぼんぼん」と続けて振動させるとアンプの出力が長い時間飽和してしまう現象が生じました。そこでセンサーと並列に2.2MΩをいれてみたところいい感じに動いています。

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2017年3月 8日 (水)

振り子時計調整用ストップウォッチ

先にゼンマイ機械時計(ボンボン時計)の機械を使って新しい時計にリメイクする記事を書きましたが、最終仕上げは振り子の調整。
振り子の長さを加減して時計の進み具合を標準時に合わせなければなりません。

そこで時計が時を打つごとにパソコンで時間を記録する仕組みを考えました。

Dsc_3231_2

機械をセットしたところ。
怪しげなケーブルがつながっています。

Dsc_3218

ケーブルの先端はこのセンサーがつながっています。
フォトリフレクタとよばれるセンサーで、センサーの前に紙をおくと発光部分が出した光が反射して受光部分で感知する仕組み。
時を打つハンマーの軸に紙片が張り付けてあり、ハンマーが動くと紙片が動いてセンサーが感知します。

この信号をUSB経由でパソコンに取り込み・・・・。
エクセルvbaから1秒ごとにセンサーの状態を調べます。On Time メソッドを使って割り込みライクな記述をしてあります。

開始のボタンを押した後、最初の時打ちを00:00:00として、時を打つごとにその経過時間を表示しています。
(この時計は毎正時と30分に時を打ちます。)

Clock_tune2

6時間で誤差1秒程度ですから、なかなかいい感じにチューニングできました。

 

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2015年5月12日 (火)

気圧センサLPS25Hを使ってみた。

気圧センサLPS25Hを使って、デジタル気圧計を作ってみました。
というのも、こんな記事を見つけたため。

1.7mの高低差を気圧で検出しています。へぇ~、こんなことできるんだ。
これ、やってみたい。flair

早速パーツ集め。
といっても、すべて秋月で入手できます。コアパーツLPS25Hユニットはわずか600円。

01

パソコンとのインターフェイスは甘酒づくり恒温槽の時と同じくAttiny2313を使ったHIDaspx。

Attiny2313は5V、LPS25Hは3.3Vの入出力なので、レベル変換モジュールを中継してつなぎます。

P1150637
でき上がったハードウエア

例によってエクセルVBAから制御してみます。
LPS25HへのアクセスはSPIで、ADコンバータと同じ手順なので前作のワークシートがそのまま使えました。
加えて、デバイスのパワーオンやデータ読み出しのモードなどを設定する必要があります。

1mのものさしの先にセンサを取り付け、1秒ごとに測定しながら、テキトーな間隔でものさしの先を上下に振ってみたときのデータが下のグラフ。
拙宅の標高は約600m。LPS25Hは、バイパスモード(FIFOバッファ不使用)で動かしています。

おお!! わずかな気圧差を検出しているのではありませんか。

Photo

これはすごい。sign03

 

早速24時間継続して、気圧測定をしてみました。

Temp

この測定では16サンプルの平均をとるモードを使ってみました。

ガイガーカウンターの時と同じように、共有フォルダにグラフを描きだすようにしたので、他のパソコンから現在の気圧変化を見ることができて、これはなかなか便利です。

                                       (by たろう)
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2012年5月 1日 (火)

マイコン制御湯沸かしポット恒温槽(保温器)完成

前回掲載したときは設定した温度で保温する機能ができあがったところで、甘酒とヨーグルトを作っておりました。
さらに安全に、便利にということで設定した時間が経過するとヒーターを切って待機する機能をつけました。
簡単にできると思っていたのですが・・・・・。

コースにより温度と時間をそれぞれ設定したいのでIf文の後がマルチステートメントになります。簡単な例で書くと、

エクセルVBAでは、
X=1
If X=1 Then A=5:B=10
If X=2 Then A=10:B=20 

とすると、Aには5,Bには10が代入されます。
ところが同じbasic言語であるbascom-avrでは、このままではうまく動かない。

X=1
If X=1 Then
  A=5:B=10
End If
If X=2 Then
  A=10:B=20 
End If

というように、ちゃんとIf文を閉じてあげないと思うような動きになりません。
こんなことでつまずいていて、ようやくできあがったわけです。
マニュアルも読まず、試行錯誤前進作戦ですからいたしかたありませんが。(;;;´Д`)ゝ

設定温度で設定時間が経過すると、ヒータースイッチを切った後、コース表示の緑LEDを全点灯させ調理終了を知らせるようにしました。
 
P1060204

(それにしても、ソフトウエアの話題って無味乾燥、見栄えがしませんね)

その後も一日おきにヨーグルト、週に一度甘酒をつくっており、たろう作の保温システム、活躍しております。 
                           (by たろう)

2012年4月19日 (木)

自作AVRライター(HIDaspx)②

パソコンで湯沸かしポットを制御していたときの基板が遊んでしまいました。
インターフェイスの部分だけ切り出して、これもAVRライターにしてしまいましょう。

ブレッドボード上で試作するとき、マイコンをボードに挿したまま書き込みできれば便利。
さらにAVRライターをブレッドボードに挿すパーツとして作っておけばいいんじゃないかと思い、作ってみたのが下の写真。

今までのライターはブレッドボードの外でぶらぶらしていたので、信号線が抜けてしまいトラブルの連続だったわけであります。

P1060223 P1060218

連結ピンを使ってブレッドボードに挿せるように作ってみました。
連結ピンは3ヶ所に配置しましたが、しっかり固定されてなかなかいい感じ。
(各信号線に直列に入る抵抗は接続ケーブルに組み込みました。)

P1060219

たろうの工作は、作ったけれど使わないケースも多く、さてこの作品はどうなることでしょう?
                                        (by たろう)

2012年4月18日 (水)

自作AVRライター(HIDaspx)①

昨日投稿した湯沸かしポット制御システム。
マイコンを使って工作をするにはパソコンで作ったソフトウエアをマイコンに書き込む装置(ライター)が必要になります。
能率良く開発できるようにちゃんとしたAVRライターも平行して作りました。
それまではターゲットをブレッドボードに挿してジャンパー線で配線した簡易ライターだったので、動作が不安定。気がつくとジャンパー線が抜けていたりとトラブルの連続でした。

マイコンにソフトを書き込んだり消したりという作業が多くなるのでAttiny2313専用のHIDaspxライターを製作。(というより他の種類を試したことがない。(^-^;)

P1060227

今後も、温泉たまごの黄味をもう少し固くしたい・・・・・。 などソフトの手直しが予想されますので、ブレッドボードの配線なしにライターが使えるのは便利と思います。

                                (by たろう)

2012年4月17日 (火)

甘酒作り用恒温槽(保温器)マイコン化

パソコンを使って湯沸かしポットのヒーターを制御することで希望の温度で保温する装置を作ったわけですが、できあがる品がなかなか家族に好評で、ほとんど装置はフル稼働している状態。
今朝もはなこはフルーツヨーグルトにしてご機嫌で食していました。
何でも酸っぱくないので、オレンジやイチゴを入れても砂糖を入れずに済むのがヘルシーとかで。

P1060207_2


湯沸かしポットで保温する方法が有効であることが実証でき、温度や保温時間のデータも得られたので、今までパソコン上で動いていたシステムをワンチップマイコンに移植するとしましょう。

使用するのはAttiny2313+BASCOMAVR(デモ版)。

回路図は下の通り。液晶表示はハードルが高いので、すべてLED表示です。
(回路図にしてみるとより合理的なポートの割り当てがあるのに気づきます。( ̄Д ̄;;)


Yuwakashi2 

スイッチは3個。
コース選択スイッチで設定温度、40℃(ヨーグルトコース)、62℃(甘酒コース)、67℃(温泉たまごコース)を選ぶ。3個の緑LEDがどのコースを選んでいるかを表示する。

保温開始スイッチを押すと温度測定とヒーター制御を開始する。
動作中を示す黄LEDが点滅を始める。
測定した温度は10℃~69℃まで10℃刻みで温度表示の赤LEDが点灯し表示する。
70℃以上になると全点灯して高温を知らせる。

保温終了スイッチで保温終了。マイコンにリセットをかけ、コース選択モードで待機する。

という仕掛けです。

製作した回路が下の写真
(現在、甘酒コースで保温中。下から5個目の赤LEDが点灯しているのでポット内温度50~59℃。ヒーターON。)

P1060204_2

使用感は上々。いちいちパソコンを立ち上げたりする手間が省け、占有スペースも小さくなりました。もちろん大幅に省電力でもあります。
                                           (by たろう)

2012年4月13日 (金)

甘酒作り用恒温槽(保温器)でヨーグルト②

牛乳パックを容器にするのはお手軽で良いんだけど、やっぱり扱いにくい。

ホームセンターに行って耐熱タッパーを買ってきました。

これだったら、食洗機、電子レンジOK。滅菌も簡単。

P1060168

ちゃんと冷蔵庫に収まる高さになっているところは感心感心。

仕込みの手順を少し変えて、
 ①種菌を投入。
 ②200mlくらい牛乳を入れ、滅菌したスプーンでよくかき混ぜる。
 ③さらに牛乳をつぎ足し、ふたをして振り混ぜる。

とするとあっという間に仕込み完了。

湯沸かしポットに入れたら後はパソコンにおまかせ。

P1060167

菌種:BB-12
2回目は、40℃で14時間保温してみました。
前回よりもちょっと硬いヨーグルトができあがっています。
ヨーグルト作り経験者のはなこに言わせると、「これでいいんじゃない」
だそうです。

P1060170

3回目。前回時間を長くしたことで良く固まったと考え、40℃16時間保温してみました。
スプーンでもすくえるほどの固さになり、これでよし。
完成といたしましょう。
このヨーグルトは酸味が少なく、「牛乳おぼろ豆腐」といった優しい味で、砂糖を入れなくても食べられヘルシーだとはなこは言っています。

さて、ヨーグルト作り、日常生活に定着するでしょうか。
                                      (by たろう)

2012年4月12日 (木)

甘酒作り用恒温槽(保温器)でヨーグルト ①

温泉たまごづくり成功に気をよくしてもう一発。

やはり保温しながら発酵させるヨーグルトに挑戦してみましょう。

でもね。たろうは酸っぱいものが苦手。
はなことこたろうがヨーグルトに少しジャムを垂らして「うまいうまい」と食べている横で、見てるだけで(条件反射で)唾液が出て、酸っぱい顔になっているたろうがいるのでありました。

そんなわけであまり気がすすまないわけですが、たろうの製作物の有効性を証明するため、できたヨーグルト、がまんして食べることにしましょう。

ソフトウエアは甘酒のものをそのまま使います。設定温度だけ変更すればok。

Yoguruto

冷蔵庫から種にするプレーンヨーグルトと牛乳をGetします。

P1060158

1リットルのパックに500ml牛乳を入れ、種菌を投入。
背が低くなるように口を閉じ、この状態で湯沸かしポットへどぼん。

ポンプで空気を送り、水を撹拌するなど細かい点は甘酒づくりといっしょ。
時々パソコンの様子を見ながらほったらかしです。

P1060162


使用したヨーグルトの表示によるとBB-12という菌を含んでいるようです。
web上の調査では菌種により発酵温度や時間が異なるようです。
まずは42℃12時間という設定でやってみました。

P1060163_2

できました。 が、かなりゆるい感じ。固まったというより、飲むヨーグルトの感じです。
そして酸っぱさはずっとおだやか。これなら酸っぱいもの苦手なたろうでも飲めます。

相手が生物だけに様々なファクターがありそう。これは研究してみないことには。

もう一つ、ここまでやって考えたのだけど、マイコン湯沸かしポットの機能でマニュアルで温度設定できれば、もっと用途が広がって面白いのでは? どこかのメーカーさん作ってくれないかしら。

                                          (by たろう)

2012年4月 7日 (土)

甘酒作り用恒温槽(保温器)で温泉たまご

せっかく作った恒温槽(保温器)。用途が甘酒だけでは「なんだかなあ」と言われてしまいそう。
さらなる付加価値を追求し、てずくなはとどまるところを知りません。

せっかく水温をコントロールできるのだからそれにふさわしいテーマを・・・・・。と考えていてひらめきました。

「温泉たまご」

甘酒は、温度さえうまく保つことができれば、時間はアバウト。味見して確認できますから時間長すぎということはありません。
しかし、温泉たまごは温度+加熱時間の両方が適切で初めてできあがるもの。外見からは上手くできているか分かりません。
これはてずくな精神をくすぐる題材であります。

web上で調査した結果、「65℃~70℃(卵黄は固まるが卵白は固まらない温度)で20分程度加熱」すればよさそう。 

さっそくプログラムを書きます。
Onsent

温度と時間を入力して「調理開始」をクリック。
設定温度に達したところで経過時間をカウントしはじめます。
設定した時間が経過するとヒーターを切って自然冷却させるので通電、保温する時間は短めに設定しました。

P1060075
エアーポンプで空気を送り撹拌することで水温を均一にします。

やってみると・・・。 できました!
たまごを割る時はドキドキもの。 wink

P1060076
暖かな温泉たまごは、初めて食べましたが黄味の味が濃く、冷蔵庫から出して食べる冷たいものとはまた別物です。delicious

                                  (by たろう)

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