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(いろいろネタが溜まったが、どれも書くのが楽でないので、時系列には こだわらず、書きやすそうなものから書く。今回のは一番新しいものである。)

先日 ちょっと思い付いたこと(以前諦めたPQI Air Card IIを別の用途(換気扇タイマーのWi-Fi - シリアル接続用)に使うことに挑戦した。詳細は別途書く予定)を試したら、SDカードリーダーが壊れてしまった。原因は分からないのだが、改造したAir Cardを繋いだ時にどこかがショートして過電流が流れたせいだろうと思っている。あと、カードリーダー自体も改造したので、それが悪かったのかも知れない。

SDカードリーダーは頻繁には使わないが、非常用micro SDに非常用データを保存(更新)するのに使っているので、ないと困る。実は別のカードリーダー※があるのだが、micro SDを使うのにアダプタが要るのとコードで繋ぐタイプなので、手軽でない。

※年代物で、複数のメディアに対応しているものの、対応するのはCF, SmartMedia, MemoryStick, MMC/SDと、今となってはSDしか使えないものとなって居る。それでも、発売時には なかったはずのSDHCに なぜか対応しているのが、すごい。

結構重要なものに手を加えたのは愚かだったが、100円ショップで買ったものなので、失敗したらまた買えば良いと思ったのだ。それで買いに行ったら、みごとに売っていなかった。。。 店の方に聞いたら、もう売っていない(検索しても出て来ない)とのことだった。

大きな誤算だった。: 100円ショップのものは いつなくなるとも知れない一期一会的なものだってことを忘れて居た。あれは安い割にはまともなものだったので、例外的に(例: どこかで余った在庫)流通していたのかも知れない。

ただ、検索してみると、「すぐに壊れる」とか「カードの中身が全部なくなった」とかいう情報が結構あったので、苦情で止めたのかも知れない。

仕方ないので、同様のもの(SD, micro SD対応でUSB A, Cコネクタ付き)を探してみたら、量販店は結構高いので止め、通販で400円くらい(送料込み)が最安だったので それにした。ポイントを使って350円くらいで買えた。

数日後に届き、早速PCに繋いで動作確認したところ、ちゃんと動作した。が、抜いたらPC側のコネクタに小さい部品残っていた・・・ 実質0分で壊れたよw

変・過剰な力は加えていないので、不良品か早くも故障かと思い、お店に連絡して返金してもらった。返送不要とのことで、手間が掛からず ありがたかった。すぐに壊れてイライラしたものの、対応が速かったので良かった。

頭に来たので製品については悪い評価にしたものの、対応の件をお店のレビューで褒めようとしたのだが※、返金で注文がなくなったせいか、樂天のシステムが分かりにくいせいか、その方法が見付からなかったので諦めた。あのシステムは いつになったらマトモになるのだろうか?

※店について厳しいことを書けば、取り扱う前にサンプルを見て使ってみた時点で「駄目な物」だと気付いて止めなくては いけない。それに気付かず売るのは心許ない。

でも、C国のAliE×pressよりは100倍マシなので(この件は あとで書きたい)、まだ良しとせざるを得ない。

壊れた部分を良く見たら、抜けやすい構造になっていた。その部品にはUSB Aプラグの接点が付いており、その接点を延長した反対側も接点になっていて、カードリーダー本体の接点に接触してPCが繋がる。その部品は根本の軸で回転するようになっていて、上に持ち上げると中に収まっているmicro Bプラグが出て来る。(写真参照)

凝っているが(特許にありそうだ)、全く駄目だ。なぜかというと、部品が抜けるのは(全く論外だしPCが壊れる可能性すらあるが、※)接着すればいいとしても、抜けなくたって、コネクタの接点を(半田付けや圧着やコネクタでなく)別の接点で繋げるのでは、使っているうちに必ず接触不良になるからだ。その端子は金メッキでないので、更に接触不良が起こりやすくなるのではないか。

※この部品、僕はラジオペンチがあったから抜けたけど、普通の人だとメーカーなどの修理が必要なのではないか??

 

即座に返金してもらったのは助かるが、カードリーダーは買わなくてはならない。が、同じ機能で安いものはない。それで、駄目なカードリーダーは捨てて良いとのことなので、ダメ元で直してみることにした。

ところで、実はAプラグ以外に、Cプラグも僕の環境では問題があった。Cプラグをスマフォ(AQUOS sense lite)に繋いで使おうと思って居たのだが、ケースの厚みのために挿さらないのだ。前のものはコネクタ付近が細かったので なんとか挿さって居たが、今回のは駄目だった。Aプラグは諦めるとしても、何とかしてスマフォに挿せれば 半分の用途(非常時に非常用のmicro SDを読むことを想定していた)には使えるようになるので、「どうせ捨てるなら」と、まずはCプラグを何とかした。

具体的には、ケースの長さを縮めてプラグの突き出し量を増やすという大手術を決行したw 工作は苦手なので失敗のリスクは かなりあるが、「駄目でも捨てるだけのことだ」と大胆な気持ちで挑んだ。

なお、ケースの中ほぼ一杯に基板が入っているのでケースだけを短くしても駄目なので、基板も加工した。コネクタのある部分を残しその両側(特にパターンは なさそうだった。が、実はあった。: 後述)を切断して細くした(写真: 右側の銀色の上下の部分を切った)。

なかなか苦労したものの、大失敗はせず、数回の調整で どうにかスマフォに挿さるようになった。 (← デジカメがないので、撮影には少し苦労した)

ただ、基板を切る時に裏面で見えなかったパターンを1本切ってしまって(切る時にちょっと気になった箇所だった)、最初はスマフォで認識できなかった。切れたパターンを線で繋いだら(写真: ピンクの線)認識できたので、ホッとした。

 

(例によって)成功したら欲が出て、駄目なAプラグも何とかしたくなった。具体的には、代わりのプラグを半田で接続することにした。以前コードだけ使って切った「頭」があるので、そのプラグを切り出して付けた。以前やった、VGAケーブルのコネクタを分解してプラグを取り出した時と似たような感じだった。

いい加減に作業したためコードの被覆に傷が付いたりしたものの、何とかプラグが取れた。それをカードリーダーのAプラグの上に仮に付け、新しいプラグのコードを元のプラグの根本に半田付けしてPCに挿したら無事動いた

なお、Aプラグの外側の金属部は、ケーブルのものが長くて使えないため、先に壊れたSDカードリーダーのものを使った。

最後に、接着剤でプラグの接着や構造の強化や弱い部分の保護をしたり、ケースを切り詰めたために大きくなってしまったCプラグ側の開口を塞いだりといった仕上げをして完成した。

 

そもそも壊れやすいかも知れない製品に いろいろ「危ない」改造をしたので、どのくらい耐久性・信頼性があるか疑問はあるが、定期的に使うので確認・検証はできる。いずれにしても、USB Aプラグの接触の問題を解決できたことは確かだ。その点で改造した意味はある(「果たして割に合うのか?」という疑問はあるが、時間はあるし趣味の一環なので、問題ないw)。

 

PS. 幸いにも、今回は(気が向いたのか、酔っている時に加工し出すなどという無茶をしつつも)怪我することなく無事に終わった。慎重に作業を行いつつ、余り気合いを入れず無駄な力を入れなかったせいか?

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換気扇を自動的に間欠運転することで、部屋を常時適切に換気する話。

事前検討・試行の結論により、先月の中旬に間欠運転を実現するためのタイマー(XY-WJ01)を注文した。中国からなので届くまでに約2週間掛かり、届いてから5日くらい掛かって どうにか完成した。例によって苦労して疲れたものの、思って居たとおりに動き、いい感じに換気できているようなので満足している。

以下、注文してから出来上がるまでのことを列挙する。

タイマーが届くまで

  • 途中で(店が渡した運送業者から中国郵便に引き渡されてから)追跡番号が変わったため、AliExpress(以下、Ali)の追跡に出なくなってしまった。
    • しばらく進展がなくて、「どうしたのか?」と思って検索したら そういう情報が見つかり、別のサイトで追跡して番号が変わったのを知った。
      • サイトによっては全く出ないことがあるので いろいろ試すのが良さそうだが、17Trackが一番ちゃんと追跡できた。
    • ただ、なぜか(当然?)、こっちが受け取ったことはAliに伝わったようで、翌日に「受け取り確認しろ」というメールが来た。自サイトでは追跡できなかったくせに、そういうのが やけに早いのはちょっと気に入らない。
      • 「確認」するとお金が店に渡るので、急いで動作チェックした。
  • 結局、商品自体は安いけど送料は それほど安くないし、受け取るまでに時間が掛かる(届かないこともあるだろう)し、届いた商品が壊れているとか偽物の可能性もあるので、気長に何度でも待てる場合以外は(多少高くても)国内から発送する業者のほうがいいと思った。
    • その点では、Amazonマーケットプレイスで国内発送でない業者だったら、Aliのほうがマシだ。
      • Aliは客が「確認」しなければ お金が行かないから、業者もAmazonより真剣になるのではないか?
  • 意外にも、「タイマーのチップ」(時計みたいに「付ければ終わり」的なもの)を使っている訳ではなく、マイコン(ソフト)で制御していた。
    • 届くまで暇だったので、どういう回路か検索したら、回路図は出て来なかったもののCPUなどの写真が出て来て、写っていた番号で調べたらNuvotonの8051ベースのワンチップコントローラ(N76E003)だったのだが、実際に届いたものにはARMが使われて居た(後述)。
      • 「動けばいい」じゃなくて、意外に すごい更新をしているようなので感心した。
        • チップがディスコンになったので(実際は不明)、仕方なくそうしたのかも。
    • 依然としてメーカーが不明だが、誰がソフトを書いているのだろう?

タイマーが届いて

  • 基板を眺めて
    • 今回は使わないが、トリガ入力のコネクタ(写真: 基板上辺左寄りの白い長方形)がXHコネクタ(3ピン)で、偶然 今回使うために買ったものに一致していて、(買ったものは2組セットだったので)使った残りをトリガにも使えると喜んだ。
      • 僕の勘が冴えてるのか、XHが偉大なのか。
      • ただ、実際には2組使うことになったので、トリガには使えなくなった。それでも、アンプで余ったXHのジャック(金具)が残って居るので、それをトリガに使うことはできる。
    • 同様に、今回は使わないが、リレー(SONGLE SRA-05VDC-CL, 写真: 右端下部の黒い大きな長方形)にはNC(normally closed)接点があり、タイマーのターミナルには出ていないが、未使用のリレーの端子(写真: 中央辺り、基板左辺中央付近の大き目の銀色の丸)に線を繋げば使そうだ(未確認)。
    • 謎の未使用端子J1 (写真: 中央右寄りの縦に並んだ5つの点)
      • 何か繋げられる感じで興味はあるが、ソフトで制御しているため ただ繋ぐだけでは使えなさそうなので、特に調べることはせずに謎のままにした。
    • 謎のCPU!
      • 型番の文字が小さくて(写真: 中央の大きい長方形(LCDコントローラ)の右の小さい正方形)読みにくく なかなか検索できなかったが、CHIPSEAという会社のCS32L010F8U6らしいことが分かった。
      • コアはARM Cortex-M0だが、データシートが手に入らないので詳細は不明だ。
        • が、STMicroのSTM32L010F4(検索を繰り返すうちに引っ掛かった)に型番が酷似しているので、そのパチもの互換品なのではないかと想像している。
          • CHIPSEAのは5Vが可能なので、僕らには使いやすそうだ。あと、STMicroのに比べてSRAMの量が2倍になっている。
    • 事前に調べていたのと部品の形状、部品配置が微妙に異なる。
      • CPU同様、ちょこちょこ更新しているようだ。あるいは、CPUを変更したために基板も変わったのか。
  • 明る過ぎる液晶
    • 僕はそこら辺にこだわるほうなので(後述の電源ランプを参照)、暗くしたくて調べたら、LCDコントローラHoltek HT1621のVDDとVLCEDに繋がった抵抗(R6, 20kΩ)を大きくすれば できそうなことが分かった。
      • 問題の抵抗R6(チップ抵抗, 写真: 中央の大きな長方形(LCDコントローラ)の下の、白い枠に囲まれた小さい黒)には"30C"と書いてあり、目が悪くて読み間違えたのかと思ったが、検索したら チップ抵抗は小さくて多くの文字が書けないため、そういうクソな分かりにくい表記("EIA-96 code"とか「E-96 数列 2 桁化対応記号」というらしい)にしていることが分かった。
    • ただ、設定し終わったら液晶は見ないし、時間が経てば自動的に消えるので、そのままにした。
    • 最初は「いかにも(略)らしい」と思ったが、まあ、屋外など いろいろな環境で使うことを考えれば、明るくしたほうが正しいのだろう。
      • ボリュームで変更できればベストだが、上記のように常に見るものでないから そこまでする必要はない。逆に、壊れやすくなるから良くない。
        • これは本心で、「可動部品は壊れやすいから避けたい」と思っている。が、そんなことを言ったら、電解コンデンサなんて ものすごく頻繁に動いているから寿命が短い気がする(実際そうだろう)が、そこら辺は 分からないw

動作確認: OK

  • 半田付けやPC側にコネクタの必要なUART(シリアル通信)以外の ほとんど すべての機能をチェックし、正常に動作することを確認した。
    • 意外に(というと悪いが、)ちゃんと作られていて感心した。
    • この点でも、これは小さい会社がテキトーに作っているとは思えず、やっぱり、誰が作っているのか興味がある。
      • 前の稿でも書いたが、このタイマーは他にも いろいろ似たような機能・仕様の姉妹品があるので、元は一つなのだろうと思う。その「元」を作っているのは どこなのだろうか?
      • そして、なぜ、メーカー名を全く表示しないのだろうか?
    • タイマーには低・高レベルの2種類のトリガ入力があるが、それぞれ独立しているので、両方同時に(片方ずつ入力するという意味)使える。
      • また、片方をonにしたまま もう片方をonにしたらトリガが掛かった。
      • それから、「低レベル」とは負論理の意味だった。Lにするとトリガが掛かる。
  • 更に、実際のシステムの回路を仮に配線して試したらちゃんと動いた
    • それにしても、上の写真の光景は我ながらひどい。雑然とし過ぎている。良くマトモに動いたものだ・・・ 「ハードはソフトとは違うんだぞ!」って言われそうだ。

いくつかの事前検討・試行

  • リレーの耐久性の事前検討
    • このシステムは連続してリレーをon/offして換気扇の回転(電源)を制御するので、データシートでリレーの耐久性を調べた。
    • すると、意外に、機械的寿命より電気的寿命のほうが短いことが分かった。
      • 何度もon/offすると、メカ(支点やバネ)よりも先に接点(の表面)が駄目になって接触不良になるのだろう。
        • 僕としては、これも機械的寿命のように感じるが、どちらかと言えば電気なのだろう。
    • → 動作設定(特に間欠動作の周期)を決める際に、可能な範囲でon/offの回数を少なくすることにした。
  • 防音についての試行
    • 上記のように延々とリレーをon/offするので、作動音(「カチッ」という音)がうるさい可能性があって、気になって居た。
    • 動かしてみると、音量は大きくないものの小さくもないので、少し防音をしてみた。
    • → 音を小さくできそうなことが分かったので、実際のケースや設置場所で気になったら対処することにした。
  • PCからの遠隔操作についての事前検討・試行
    • 今回は遠隔操作はしないが、興味があったので、手元に余っている古いWi-Fiルーターでタイマーを制御できないか(途中まで)試してみた。
      • ルーターのLEDのon/off(の電圧)がタイマーのトリガとして使えそうなことが分かったが、LEDをon/offするにはルーターを再起動させるくらいしか手がない。
        • なお、デバッグモードのあるルーター(WHR-G301N)だと、コマンドでLEDをon/offできる(中でLinuxが動いている)ことが分かったが、既知の脆弱性があって使うべきでないから止めた。
          • その脆弱性を塞ぐファームウェアにすると、デバッグモードは なくなってしまうような気がする(デバッグモード自体が脆弱性と言われているのかも知れない)。
      • デバッグモードのないルーター(WSR-300HP)の再起動でLEDをon/offするにしても、LEDは点滅するのでタイマーのトリガにするには適切でなさそうなので、諦めた。
      • また、仮にそれで制御するにしても、PCから制御結果が分からないのは良くない。
    • → 結局、PCからタイマーを制御するには、Wi-Fi-シリアルアダプタをタイマーのUART端子に繋ぐのが一番良さそうだという結論になった。

システムの構築(接続・配線)

  • 届いた翌日、(確か上述の動作確認のあと)疲れているから翌日に延期しようと思って居たが、午後になって急に やる気が出たので配線に取り掛かってしまった(「止めときゃ良かった」w)。
  • 疲れていたので いろいろ失敗したが、何とかできた
    • 接続間違いを何度もした。
      • 回路図(注: 左は清書したもの。実際に使ったものは手描き)を確認せず、うろ覚えや思い込みで繋いで失敗した。
    • 気付いたら左手の指が少し切れて居た。ラジオペンチで?
  • ケースは、仮に段ボールの小さい箱にした。
  • ちゃんと動いたものの、さすがに疲れ果てた。

動作設定(間欠動作の周期, on/off比)の決定

  • 実際のシステムで換気扇を間欠動作させる設定を、いろいろな要素(下記)を考慮して決めた。: on: 10分, off: 35分の45分周期にした。
    • 換気能力(速度・量) → on/off比
      • 最低限実現しようとする換気能力とした厚労省の基準(30m3/h・人)と、使う(制御する)換気扇の仕様(換気能力)より、on/offが約1/5.4 (1:4.4)以上なら良さそうだった。
        • これは、事前検討・試行で勘で仮に決めていたon:off= 15分:60分に近い。
        • ただ、換気扇は居間から離れているので、もう少しonの割合を長くして換気能力(速度・量)を増やそうと考え、on:off= 1:3.5とし、周期を30分としてon/off= 6.7分/23.3分を仮の設定とした。
    • 追従速度 → 周期
      • 周期が長いと、室内のCO2の増加への対応が遅れるため、短時間的にCO2濃度が高くなって好ましくない。
      • 良く言われるように、長くても1時間くらいが適切だろうと考えた。
    • リレーの寿命 → 周期
      • 周期が短いと頻繁にリレーが動くため、寿命が短くなる。
      • 仕様から計算したところ、電気的寿命を10万回とした場合、周期が30分の場合、約5.7年、1時間の場合、約11年となった。
      • 実際には5年以上も使わない・持たない気がするので、周期は30分以上なら良さそうだと考えた。
    • 窓に張っている異臭侵入防止シートの寿命(劣化) → 周期
      • 換気扇が回ると室内外の気圧のバランスが変わるため、窓のシートに力が加わって動く(膨らむ・しぼむ)。
      • 頻繁だとシートが劣化する可能性があるので、周期は長いほうが良い。
      • ただ、実際には外の風の影響で細かく動いているはずだし、それ以前に、気温の変化や紫外線の影響のほうが大きそうなので、余り気にしないことにした。
    • 騒音 → 周期
      • 頻繁にリレーが動くと作動音が うるさく感じるかも知れないので、周期は長いほうが良い。
      • → 実際の設置位置で動かしてみて調整することにした。
        • → リレーの作動音は全然気にならず、実際に設定した周期(45分: 後述)で問題はなかった。
          • 作動音は音量が小さい上に、気温・室温変化などで生じる建物または建材の(ラップ音みたいな)音や冷蔵庫のコンプレッサーが起動する音に似ているので、聞こえても気にならない。
      • 他に、換気扇の運転音(低音)は聞こえるので、周期は長いほうが良いと思いそうだが、周期が長いと1回の運転音も長くなるから そうでもなさそうだ。
    • 外部の臭いの影響 → on/off比, 周期
      • 外が臭く(例: 煙草臭)、建物に風が吹き付けている場合、室内にその臭いが入って来ることがある。
      • その時に換気扇を回すと臭いを排除できることが多いが、逆効果のこともある。
      • どうすればいいか分からないし、そういう場合は少ないので、これは考慮しないことにした。
  • 仮の設定では周期= 30分、on/off= 6.7分/23.3分としたが、周期は30分と1時間のどちらかが良いか決められなかったので、「間を取って」45分(10/35分)とした。
    • ここで間を取るのは いかにもテキトー・玉虫色的だが、何がいいか分からないかったので仕方ない。
      • 「駄目なら変えれば良い」の精神である^^
  • 上のような さまざまな要因や紆余曲折を見ると、on/off比や周期を自由に設定して試せる点で、(最初のアイデアのアナログ回路でなく、)デジタルのタイマーにして良かったと つくづく思った。
    • アナログ回路でない、「普通のタイマー」にしたとしたら、周期動作でないタイマー(例: 毎日A時からB時までon)だったら、設定変更のたびに数多くの設定を変える羽目になって、とても実用にならなかっただろう。

※こういう処理(設定)を突き詰めるとPWMになり、換気能力を決める時にon/off時間や周期を考えなくても良くなり、on/offの時間比(デューティ比)だけの設定になる(そのうえリレーも要らないので、寿命も騒音も気にすることなく自由に設定できる)のだが、普通の換気扇(モーター)をPWMで動かしても大丈夫か分からないし、僕が買えるような安価な(海外製の)PWMコントローラでAC100Vを制御する勇気(蛮勇)は ないので、まあ、現状の処理が最適だろう。

だけど、低電力の直流(交流でも可)だったら そういうコントローラが使えるので、その時には是非試したい。(が、そういう機会ってあるのか?w)

仕上げ、追加作業

  • システムの基本部分は出来たが、使い勝手や安全性や耐久性や見栄えの向上のために以下の作業をした。
    • 正式なケースへの組み込み
      • 紙の箱は湿気に弱くて危険なので、別件でたまたま見付けた、車の非常用(実際は荷室内のザックの中に放置されて居た)の救急箱(の箱、プラ)を使った。
        • 救急箱の中身は、絆創膏やライターや胃薬と全く貧弱だし、車内に置いたままでは劣化して無意味・危険なので、いずれ ちゃんとしたいと思う(が、どうすればいいか見当が付かない)。
        • ちなみに、この救急箱は、大昔にUSに遊びに行った時に野山を歩くから要りそうだと思って現地で買ったものである。中身は とうの昔になくなっており、外側と説明書だけが残っている。
          • もう30年前後経っているのに随分綺麗だし、まだ強度が充分ありそうで破損もしていないのに感心する。
      • 加工の量が少ないのとプラ(PS)が柔らかかったので、僕としては結構綺麗に出来た
      • なお、リレーの動作音は気にならないので、ケースの防音・遮音処理は不要だった。
        • 正式な設置場所に置いた場合、夜など静かな時でも聞こえることは ほとんどなく、寝ていて それで目が覚めるということもない。
        • ただ、換気扇の起動・停止に伴って、窓に張ったシートが動く(膨らむ・しぼむ)音が聞こえることが多いし、換気扇の運転音(低音)は聞こえる(それらはリレーの問題でないので、仕方ない)。
    • 作動中ランプを追加
      • 換気扇が動いているのが分かったほうがいいので、リレーがonになったら点灯するように、LED(青)を付けた
        • ケースの下半分が青いので青にしたが、目立たず良かった。
      • これで完成と思ったのだが、以下のように追加の作業が多かった。
    • 電源ランプを追加するため、2色LEDに交換
      • 動かしてみると、電源は入っているけど換気扇は動いていない状態も知りたくなったので、付けたばかりの青LEDを2色LEDに交換し、電源onを緑換気扇作動中をオレンジにした。
      • 色、特に明るさ(暗さ)に こだわった(タイマーのように明る過ぎるのは嫌だった)。
        • 少し調整したら、緑が深い色で(発光体でなく)絵のような感じになって、期待以上に良くなった。
    • 配線の改良
      • タイマーの端子にコードを繋ぐ際の接続誤りを防ぐため、ラベルを付けた
      • また、端子に より線を1本ずつでなく、それらを まとめたものを繋いだピンを挿すようにして、折れによる断線や抜けを防ぐようにした。
      • 最初はケースの前面近くからコードを引き出していたが、邪魔なので、後ろのほうから出すようにした
    • 電源・作動中ランプの取り付け方の改良
      • 2色LEDは角型で取り付けが難しく、仮にブルタックで付けたのだが、配線を改良する時に外れてしまったので、カセットガスのキャップと紙でホルダーを作って付けた
      • そうしたら、なぜか電源ランプ(緑)が暗目になってしまったので、更に改良して何とかなった
        • ランプホルダーの穴を広げ、ケースの光を通す穴も少し広げ、ホルダーをケースに貼る両面テープが光の邪魔にならないようにした。
        • また、散光キャップが奥に凹んでいたかも知れなかったので、両面テープでホルダーに付けた。
        • → 緑も明るくなった(写真では同じように見えるが、実際に見ると明るい(感じがする))。
    • 設置場所決め
      • 風呂の換気扇を制御するので洗面所に設置する都合上、濡れた手などで間違って触ったり水滴を掛けて感電したり壊さないようにするため、本体を洗面台の上に置くことにした。
    • 本体から出ているコードを、壁などにちゃんと取り付けた。
      • 「ちゃんと」とは言っても跡が残る方法は取れないため、ハリ玉やブルタックを使ったので今ひとつ弱い。
    • PCファンを撤去した。
      • 今まで常時換気に使っていたPCファンは弱くて効果が少ない(そのために このシステムを作ろうとした)ので、撤去した。

気になったけど見送ったこと

  • 外部リレーの接点にサージキラー(例: バリスタ)を入れること。
    • 入れると接点の寿命が延びるそうだが、手持ちには ないので見送った。ただ、今は2回路のうち1回路だけ使っているので、駄目になったらもう片方を使えば良さそうだ。
      • 駄目になるのが早かったら、サージキラーを入れたい。
    • なお、タイマー内蔵リレーの接点については、繋がっている外部リレーのコイルにダイオードを入れたので大丈夫そうだ。
  • (書いたあとで思い付いた) タイマーの端子への接続間違いを防ぎ、接続を より安定にするため、XHコネクタ(4ピン※)で(車のハーネスのように)一括接続すると良さそう。作業性も向上する。 (3/4 7:58)
    • ※独立なのは3ピンなので3ピンでも可。将来、リレーのNC接点を使うなら、5(または4)ピンが良い。
    • ただ、今は手元にXHコネクタがないので できない。

動作チェック、効果の確認

  • 設定したon/off時間どおりに換気扇が動くことを確認した。
  • また、以前買った臭いセンサを使ってCO2濃度を測定し、効果を調べた。
    • このセンサは余り信頼性がないが、他に手段がないので使った。温度が一定なら それなりの(CO2濃度に比例してそうな)値が出るようだ。
    • 測定の結果、本システム(動作設定: on: 10分, off: 35分)稼働中のCO2の増加速度は-22.0(ppm/h, 例)となり、1人分のCO2は除去(換気)でき、更に0.8人分程度の余裕がありそうなことが分かった。
      • 換気扇を動かさない状態(人が1人居る)のCO2の増加速度を調べたところ26.0(ppm/h)だったので、システムとしては-22-26= -48(ppm/h)となり、1人分の1.85倍の換気能力があると考えられるので、上の表現とした。
  • ※実際には、この作業は上の設置場所決めの辺りで実施した。

昨日、ここまでの作業が ようやく終わって、一段落である。いつものことだが、いろいろ ちゃんとしたかったので、始める前に思って居たより ずっと手間が掛かった。

 

使ってみた感想

便利! 今までは、(当然ながら)換気しようと思ってスイッチを入れないと換気できず、入れてから ある程度時間が経ったら(15分を目安にしていた)忘れずに止めないと、寒くなったり湿度が下がったり外から異臭(主に農薬臭: 原因不明)が入って来たりしていた。逆に、換気を忘れると(当然ながら)室内の空気が悪くなった。そういう手間・神経を遣う必要がないのは、すごく ありがたい。

 

夢は広がる? (あとで やりたくなるかも知れない(けど、必要か不明だし面倒なw)こと)

PCからの遠隔(無線)制御: 少しの間、通常の設定より多く(または少なく)換気したい場合などに、PCから設定を変更できると便利。

  • 以前書いたWi-Fi-リレーモジュールのシリーズでWi-Fi-シリアルモジュールがあるので、それが使えそう。ただ、プログラムを書き込んだりする必要がありそう(必要の有無は製品ごとに違うらしい)なのが面倒。
    • 少し高い(2千円くらい)が、できているものを買うほうがいいかも。
      • ↑ 調べたら(Elfin EW10A)、技適を通っていないから駄目だ。知らん顔して使う人も居そうだが、(いい歳なので)なるべくズルを したくないから止めておく。すると、手頃な価格で楽に使えるものが皆無になってしまう・・・ (3/4 18:55)

 

PS. AC100Vを扱うのは危険なので、この稿では 姑息にも その辺りを ぼかしている。だから、初心者が見てそのまま作れて動くなんてことはない。※ 一方、エキスパートには分かり切ったこと(やればできる)なので、読む必要がないかも知れない。

※一般論として、個人的には、見て打ち込んで・配線してそのまま動く 昔のパソコンとかキット的なものの記事、あるいは、指示のとおりに鍵盤を押せば演奏(らしきことが)できる 初心者向けキーボードなどは果たしておもしろいのか大いに疑問だが、自分の経験としては、そういうのがイントロとか切っ掛けとして役立ったことも多いので、それはそれで あってもいいのだろうとは思う。

逆に、僕が大嫌いなのは、回路の仕様(例: 抵抗やコンデンサの値とかトランジスタの型番)を決めてしまって、それ以外は「知らない」・「分からない」(「動かない」というスタンスすら取る)という奴だ。そんなことはないのに、いろいろな可能性を摘んで居る。

そう言えば、逆に、キットの電源電圧の想定範囲すら書いてないアフォも居たな。そういうのもクソだと思う。

「手元に その部品がないけど、何とかならないか」と思った人に「できない」と言って、考えるのを止めさせてしまうのは良くない。例え結局できなくても、考えて試すことに意味はあると思う。

が、AC100Vは充分な覚悟を持って扱うものだから こうした。

そうすると、この稿の存在意義が不明になりそうだが、こういう使い方(アプリケーション、実例)があるという紹介とか、何かのアイデアを誘発するかも知れない価値は あると思う。

まあ、筆者としては、自分のための整理した記録として書いているので、他の方に何の価値がなくても、「一定の」※意味はあるw。

※あくまでも慣用句。その、一定たる量が どのくらいなのかは知らないw

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換気扇の間欠運転システムのタイマー、あるいは周期的on/off制御回路を自作しようと試行錯誤していたのだが、うまく行かないのと柔軟性がないために諦めて、市販のタイマーを使うことにした。

確認のために短いon/off周期にしていた時は さまざまな無茶がありながらも動いて居た感じだったが、実際のon/off周期(例: on: 15分, off: 1時間)にするとうまく動かなくなった。

後述の「非安定マルチバイブレータ版」では、実際の設定でも最初の「一瞬」(1周期= 約1時間)は うまく行ったのが謎だ。たまたまとか勘違いだったのだろうか。そのあとに「改良」しようとして いじったのが悪かったか。あるいは、無茶のために素子(トランジスタ、コンデンサ、抵抗)が壊れるとか特性が劣化して、動かなくなったのだろうか。

確かに、何度か試している時に過電流で抵抗が焦げて異臭がしたから、その前後のコンデンサやトランジスタも駄目になったのかも知れない・・・

その後もいろいろ試したがモノにならなかった。後述の「コンデンサ+リレーでのラッチ版」だけは ちゃんと動いたが、リレーを2個も使うのは綺麗でないので却下した。そのリレーを1個に減らそうとしたら、トランジスタが増えるうえに ちゃんと動かなかった。

試した回路と簡単な説明を、シミュレータまたは実際に組んで試した順に列挙する。

  1. 元々の案 (コンデンサ版)
    • コンデンサを充放電し、その電圧でリレーをon/offさせようとした(イメージはグラフを参照)が、後述のように、充放電をヒステリシス処理していないために期待どおりには動かなかった。
      • 具体的には、充分放電する前(放電開始から0.7Vくらい下がった程度)に充電が始まってしまい、on/off周期が想定より随分短くなった。
  2. コンデンサ+しきい値回路+フリップフロップ版
    • しきい値回路(図の左側, 使用したシミュレータのサンプルのSchmitt Triggerを参照した)とフリップフロップ(図の下部)で充放電の制御をしようとしたが、フリップフロップではヒステリシス処理(後述)にはならないために、うまく動かなかった。
      • このしきい値回路はシュミットトリガと書いてあるものの、期待するようには動かなかった。グラフを見ると、縦線の幅が狭い(= 僕の設計不足)せいだろうか?
  3. 非安定マルチバイブレータ版 (シミュレーションのみ。実際の回路では試さなかった。)
    • 非安定マルチバイブレータ(参照)の左右のトランジスタのon時間(幅)をリレーのon/off時間に対応させることを考えて、シミュレーションではうまく行った(の下部の一番右のグラフのon/off時間が希望の約1:4になっている)が、さすがに無理がある気がしたのでシミュレーションだけで止めた。
  4. コンデンサ+フリップフロップ版
    • 2のしきい値回路は不要な(効果がない)気がしたので省いたが、動かないことに変わりはなかった。
  5. 非安定マルチバイブレータ版
    • マルチバイブレータの左右の回路の(CRの)時定数を別にするのには無理があるようで(論外?)最初は動いたものの、実際の条件・設定(on: 15分, off: 1時間)で試したら動かなくなってしまった。
  6. コンデンサ, コンデンサ+フリップフロップの改良版
    • ちょっと思い付いたことをしてみたが、本質的でなく効果はなかった。
  7. 非安定マルチバイブレータの改良版
    • 5はトランジスタの過電流や電源が不安定とか接触不良などの問題で動かなかったかと思って改良したが、同様の結果だった。
  8. コンデンサ+リレーでのラッチ版: これだけは成功した(と思って居たが、実はシミュレーションのみだった)。
    • リレーを1個追加し、それに充放電の制御を補助させた(後述)。
    • また、PNPトランジスタのコンパレータ回路(参照)で充放電のしきい値を検出するようにしている。
  9. コンデンサ+トランジスタでのラッチ版 (シミュレーションのみ)
    • 8のリレー2個はスマートでないのでラッチ回路をトランジスタにしてみた(図の右端, 参照)が、ラッチ回路の動作が期待と異なっていたために、うまく動かなかった。
      • 具体的には、ラッチ回路は、デジタル的に入力電圧がしきい値(例: 0.7V)を超えたら出力が高電圧(例: 6V)になるが、僕が期待していたのはヒステリシスやシュミットトリガだったので、うまく行くはずがない。
  10. コンデンサ+しきい値(PNPトランジスタ)版 (シミュレーションのみ)
    • コンパレータ回路(図の中央・下部の点線で囲まれた3つの部分, 8と同じもの)で充放電のしきい値検出をするようにしたが、ヒステリシス処理していないために、やっぱりうまく動かなかった。
  11. コンデンサ+しきい値(NPNトランジスタ)版 (シミュレーションのみ)
    • PNPトランジスタの使い方が良く分からないせいもあり、やたらに電流を食って動作に影響を及ぼしたので、NPNトランジスタで簡易なコンパレータを実装してみたが、抵抗で入力を分圧するのが良くなくて今ひとつだった。
    • この辺りになると、何を目的・目標にして回路を構成してるのか(要するに「何がいいか」が)曖昧になり(とにかくリレーを減らしたいだけだった)、考えに誤り・抜けが見つかったら その対処のための部品・回路を増やしたので、どんどん複雑になってしまった。(本末転倒)

一番のポイントは、コンデンサの充放電のタイミングをヒステリシス(あるいはシュミットトリガ)処理する必要があることだ。言い換えれば、最初の発想の「コンデンサの電圧が しきい値低(Vl)以下なら充電、しきい値高(Vh)以上なら放電」という単純な処理では済まないことに薄々気付いて居ながら、思い付いたことをするばかりで根本的な対処をしなかったことが悪かった。

(ずっと、どうすればいいか分からなかったのだが、)ヒステリシス処理をしないと、充電が終わって電圧がVhを超えて放電を開始して少しするとVhを下回るので、すぐに放電が停まって充電が始まる(か何もしないか)の繰り返しになってしまう。グラフではV1(左のVhに相当する)とその少し下辺りの約0.7Vの幅でチョロチョロ上下することになる(例: の下部右側3つのグラフの小幅な上下)。そのため、たとえ希望のon/off時間比が実現できても、周期の長さの上限が大幅に短くなる。

それを防ぐには、充放電を以下のようにしなくては ならない。

  • コンデンサの電圧がV2以下になった場合、V1以上になるまで充電し続ける。
  • コンデンサの電圧がV1以上になった場合、V2以下になるまで放電し続ける。

→ 電圧がV2とV1の間では、電圧が上昇している場合は充電し、下降している場合は放電する。

※上のV1, V2はグラフに対応する。

ソフトなら容易に実現できるのだが※、アナログ回路では僕には かなり難しかった。上の「コンデンサ+リレーでのラッチ版」では追加したリレーで放電処理を保持してヒステリシス処理を実現できた。

※そもそも、ソフトの場合は(クロックで生成される)時間をカウントすればいいので、こういう処理自体が要らない。

今となっては、上のシュミットトリガの参照ページにはトランジスタでの回路が載っているので、2の「コンデンサ+しきい値回路+フリップフロップ版」のしきい値回路をそれに換えれば(更に、フリップフロップも要らないのではないか)できるかも知れない。が、コンデンサの充放電でon/off時間を設定するのは、設定可能な時間に上限(コンデンサの容量や抵抗値による)があるうえに周期やon/off時間の比率の変更・調整が容易でも柔軟でもないので諦めた。

 

という訳で長い回り道をしたが、間欠動作のできるタイマーを注文して届くのを待っている。

でもまあ、最初の僕の考えがイマイチ(実用性に欠ける)だったことが原因も合わせて確認できたし、疲れたけどいろいろ遊べたから良しだ。

今回はAmazonでなくAliExpressにした。というのは、Amazonは(嫌いだし)品数(出店数)が少ないうえに割高な感じ(AliExpressを見て気付いた)だし、機能について問い合わせても(単に「マニュアルを下さい」だけだが)碌な回答がなかったので嫌になり、なおきさんが以前使われて興味があって、試しにサイトを見てみたらすごい品数と割安なので※感激した。

※ただし、送料を合わせると それほど安くならないのが残念だ。いろいろまとめて買うと いいかも知れない(が、楽天のようにそれぞれの店が別なので、一箇所で全部揃わないと割高になる)。それでも、今回は最初だったので、360円くらいのクーポンが使えたのはありがたかった。

タイマーは、メーカー名不詳(いくら探しても出て来ず、医療関係らしい資料に それらしい名前(Belong International Co.)があったが、サプライヤーかも知れない)のXY-WJ01というものにした。いくつか比較して、機能が一番僕の要望に合っていた(かつ豊富な)のと、比較した中では一番新しそうだったからだ。なお、ほとんど同じ仕様で基板単体のもの(XY-LJ02)は安いが、ケースがあったほうが安心なので これにした。単体では約500円で送料とクーポンでの割引きを合わせて約540円だった。

ちなみに、同じものをAmazonで見ると最低でも1125円なので、送料込みで比較すると、Amazon(マーケットプレイス)は220円以上高い。

 

参考までに、タイマーの要求条件と比較した機種を以下に挙げる。

タイマーの要求条件

  • 基本的な仕様・機能
    • デジタル式: アナログ(ボリューム)だと設定の調整が難しそうだし、知らないうちにズレる可能性があるので。
      • アナログのほうが単純だし設定のバックアップが不要なので いいとも思ったが、安定性を重視して止めた。
    • On/off時間(期間)が独立で、それぞれ2時間以上設定可能なこと。
    • 繰り返し動作が可能なこと。
    • 設定が保存可能なこと。
      • デジタル式は、電源を切ったら「設定がパー」になることを心配した。
  • スイッチ: リレー
    • 機械的な強さやサイズではMOS FETだが、電気的な弱さがあるように思うので。
  • 電源: 12V
    • 追加リレーの電圧(12V)と合わせるため。
    • 可変なら なお良い。(将来別の用途に使えるかも知れないので)
  • 表示: LED/LCDどちらでも良い。
  • なるべくケース入り
    • 基板だけのものは安いが、うっかり触ってトラブルが起こったり埃が溜まるので、結局 自分でケースを用意することになるから元からあったほうが良い。
  • 価格: 1000円前後

比較した機種

※ほとんどの中身は いくつかのシリーズで同じもののようだが、メーカーどころか型番すらないものがあって、特定しにくい。

  • XY-LJ02 (= HW-751?): 基板
  • XY-WJ01: ≒XY-LJ02のケース入り(微妙に異なる)
    • XY-LJ02との違い: XY-LJ02は、
      • micro USB(5V)での給電が可能。 → おそらく、XY-WJ01も5Vで動くはず。
        • そもそも外部にリレーを追加する予定で12Vを使うので、問題ない。
      • リレーのNC(normally closed)接点の端子も出ているが、XY-WJ01はNO(normally open)接点のみ。 → そもそも外部にリレーを追加する予定なので、NOだけで問題ない。
        • 使う時は基板のリレーから取れるはず。
      • リレーの容量が大きい。: AC 125V 10A, DC 30V 10A (XY-WJ01はAC 110V 5A, DC 14V 10A) → そもそも外部にパワーリレーを追加する予定なので問題ない。
    • シリアルポート(UART)付き (XY-LJ02も)
      • 使う予定はないが、あとで使えば便利かも。
  • YYC-2S, YYC-2: 基板またはケース入り
    • 2Sと2の違いは表示桁数?
    • 電源電圧が固定なので見送った(ただし、今回は12Vだけで使う)。
  • DIY MOREのタイマー: ケース入り
    • XY-WJ01に似ているが、機能は異なる。
    • 電源電圧が固定なのと、外部トリガー(今回は使わない)がないので見送った。
  • DDC-431, DDC-432: (≒ YYC-2S?) ケース入り
    • 違いはスイッチがリレー(431)かMOS FET(432)か。
      • MOS FETは動作音がしなくていいのだが、使い方を誤った場合に壊れそうな気がしたので却下した。
    • これは電源電圧は固定でない。
  • (ディスプレイが2行のもの): ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。
  • (ターミナルのネジ用穴が天面にあるもの): (= YYC-2S?) ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。
  • (ボタンが四隅にあるもの): (= YYC-2?) ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。

 

PS. AliExpressを見ていて興味が湧いたものとして、PWMコントローラWi-Fiリレーがあった。前者は特に使う あてはないが、後者は今回の用途に使えそうだった。 − PCで換気扇をon/offする(プログラムを作る)のは容易だし、とても柔軟に制御できる。ただ、制御するPCなどを常時稼働させる必要がある(または停めている時は制御しない)のと、Wi-Fiモジュールの初期設定が大変そうだったので、今回は見送った。ただ、あとから今回買ったタイマーのトリガ入力に繋げることはできそうだ。

全くの杞憂だろうが、実はそのWi-Fiモジュール("ESP-01", "ESP-01S": 有名なようだ)に脆弱性があって、外部から侵入されて勝手に操作されることはないのかと思う。

という訳で、電子回路などで欲しい機能があったら、AliExpressを探すと大抵あるような気がした(それが ちゃんと届くかや まともに動くかは別問題で、リスクは高目だが・・・)。

 

(2/16 6:13 わずかに加筆・修正)

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「そうだ 京都、行こう」ではない。栃木市だ。

久し振りにドライブがしたくなり、季節的には水仙かと思って探したら、県内では清水寺(せいすいじ。以下、お寺)が見つかった。ただ、県内の見どころのほとんどは4月頃が最盛期なので ちょっと早いのではないかと心配したが※、調べた限りでは1から2月にかけてが時期のようだったので、行ってみることにした。

※その心配は当たった。

さらに地図を見ていたら、近く(佐野市)に出流原弁天池というのがあり、出流原(いずるはら)という変わった地名は北関東道で何度か見て気になって居たので次の候補にし、お寺のあとに行ければ行こう※と思った。

※実際には結構遠くて、続けて行くのは無理だった。

10時頃出た。途中で寄ったコンビニはトイレが清掃中で使えず、少し待っても終わらず、車内で見ていたら何人か並ぶ人が現れたので、諦めて出た。仕事とかの人は そうそう休めないから、切実だろう。

ここまでは なぜか変な車(例: 右車線をマイペースで走り、突然遅くなって右折)が多かったが、スムーズだった。(以降も、栃木市の市街地以外はスムーズだった)

11:30頃、お寺辺りのぶどう団地(ぶどう畑が多いようだ)のコンビニに着き、ようやくトイレが使えた。ここの店員さんは、丁寧なのだが やたらに早口で、何を言っているか分からなかった。車にレジ袋を忘れた※のと食べたかった冷たい蕎麦(パスタも)がなかったので、食事は延期した(それが良くなかった)。

※こういうところでセクシー野郎の悪行が効く。レジ袋が無料でないために、コンビニの売上が減ると思う。

その後、蕎麦屋を探したが、ラーメン屋ばかりで(近くの佐野名物らしい「青竹打ち」とかが多かった。: 書きたいことはあるが、いつもの毒舌なので止める)丁度良さそうな店(例: 入りやすい)がなく、行ったり来たりするうちに体力が消耗してしまって良くない感じ(例: 「どよん」とした気分)になった。それで、蕎麦屋は諦めてコンビニを探し、何でもいいから食べることにした。

コンビニは比較的多くて見つかった。冷たいのでパスタサラダにしたが、予想通り、どっち付かずのものだった(パスタは弁当の付け合せみたいだし、サラダと言っても葉っぱが少々・・・)。が、小エビ(これがメインなのか?)は まあおいしかったし、お腹は一杯になった。

ここの店員は声が可愛く愛想は良かったけど、袋に入れてくれなくて、ちょっと「何だかなあ」だった。店ごとに やり方が違うのは仕方ないけど、最初に袋を出して「これに−」と頼んだ時には「ありがとうございます」とか言ったのに、会計が終わってから「袋詰ご協力願います」とか言ったからだ。

そもそも、スキャンだけする店員て意味あるのかと思う(そのうち、完全セルフレジで放逐されるだろうな・・・)。あと、自分で袋に入れると停滞して効率が悪くなるのではないか。

そして、「ご協力」とか言っても実際には「自分でやれ」で、言葉が適切でないのにも ちょっとイラっとしたり腑に落ちない感じがした。

今の時期は、車内の温度が(エアコンなしで)丁度いい。結構お寺から離れてしまった(経路の左下端、藤岡町だった)ので、食べてから お寺と弁天池のどちらにするか考えたが、結構疲れたので近いほうのお寺に行くことにした。

ここに来る途中、遠くの山からグライダーやパラグライダーが次々と飛んで行くのが見えた。

13:30頃、お寺に着いた。途中の、以前も通ったことがある山道(地図左下の輪の部分の上側。)が気持ち良かったが、お寺の手前(アプローチ的な道)がすごく細く(1台しか通れない)、両側にぶどう畑の網があって退避するところも少なく、傾斜が結構あったので肝を冷やし、早くも帰りが心配になってしまったw 駐車場は何箇所かあって、結構停められるようだった。

蝋梅はまあまあだったが(かといって、特に好きじゃない)、心配が当たってしまって水仙は(まだか終わりか分からないが、)時期ではなくて期待には合わなかった。一番気に入ったのは菜の花と青空だった。なお、外は風(強くはなかった)で寒かった。

14時頃、帰ることにした。運良く、お寺から出る時に対向車は来なかった。久し振りのせいか、途中で随分疲れて寝たくなった。宇都宮市に入って少ししたところで。右折する時に どこからか長いクラクションが聞こえた。寝ぼけて僕が悪いことをしたかと思ったが、対向車はなかった(はずな)ので、別の車だったのだろうということにした。その交差点の近くのコンビニで ついでの事務作業をしたりして長目に休んだら、意外にも随分回復した。

店の外で延々とスマフォをいじる謎の人が居た。

今はそういう人が多い気がする。人のことは言えない気もするwし、多様性が認められつつあるから、それでいいのだろう(と、意味不明な結論にする)。

17時頃、無事に帰宅した。疲れたけど、いつものように車が調子良くて、運転は楽しかった。

ただ、栃木市の市街地は混むうえに なんか おかしい感じだった。主要な道路なのに混み過ぎているのはバイパスがないから(想像: 有無は不明)なのだろうか? それでイライラして変な挙動の車が居た? あと、市街地なのにトラックが多いのも関係あるかも知れない。他に、おもちゃのまち(随分ファンシーなページだ)も 道が殺伐とした感じで危ない雰囲気だった。

帰路で、近頃は車に乗らないせいでクラッチ側の左足の太腿の筋肉が減って細くなったのかと思った。運動不足なので両方細くなっては いるが、右より左が細いのは、何か良くないこと(例: 左右どっちかは忘れたが、膝の骨折の後遺症)でもあるかと思って居た。

あと、その夜に気味の悪い夢を見て、久し振りに ぞっとした。きっと、疲れとか久し振りの長い運転の刺激、そして お酒を飲んで寝たせいだろうと思うが、果たして・・・

約124km, 約7時間。

 

PS. ついでに書いておく。: 帰路に約4か月振りにガソリンを入れた。近場が多かったせいか燃費は11.9km/lだったが、僕としては何も文句がない^^

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加湿しないと暖房しても寒く感じるようなので、先日 加湿器を買った。そして、いつものように苦労したwので、そこら辺の話を書きたい。(良くやる手抜きだが、ちゃんとした文章にするのが面倒なので、箇条書きで済ませる。)

事前検討・試行、製品の選択

  • 本物の加湿器は結構高いので電気ポットを検討したが、難しそうなので本物を買うことにした。
    • まず、電気ポットでの加湿を試行しようと、沸騰させた水を入れた やかんを置いて試したが、効果がほとんどなかった。
      • 常に(間欠的に)加熱しなければ、水が冷えてしまって湯気(蒸気)が出ず、加湿が続かないのだろう。
    • → 電気ポットを加湿に使う場合、常に(間欠的に)加熱する必要があることが分かった。
      • 保温の温度が選べる機種はあるが、希望のパワー(加湿力)になるか不明だし、電気代も予測できない。
      • 蓋を開けたままにしておけば加熱頻度は少なくていいかも知れないが、危険過ぎる。
    • → 電気ポットは諦めた。
  • 製品を選ぶのに苦労した。
    • 衛生の面から水は沸騰させたい。また、無精で手間を掛けたくないので、フィルタ不使用が必須。更に、掃除を容易にするため、内部構造が簡単なものが良い。
      • → 超音波式や気化式は駄目。スチーム式でも複雑なものは不可。
        • いくら抗菌処理とかしても、腐るものは腐り、カビるものはカビるだろう。
        • ハイブリッドは両方の欠点が出るのでは?
        • 溝などにこびりついたカルキの塊は、絶対に取れない。
      • → 電気ポット型(スチーム式)にした。
    • さらに、窓などの結露を ひどくしたくないので、弱め(30%台前半)に加湿できるものが良い。
      • → ほとんど選択肢がなかった(確か3機種だけだった)が、性能・機能や信頼性やサポート体制を重視し、(ちょっと高いけど)象印の2.2lのもの(EE-RR35)にした。
        • 3lのは水の追加が少なくなりそうで良さそうだったが、消費電力が少し大きいので電気代がかさむのと、加湿能力が僕の希望より高そうなので止めた。
        • 少しでも安くしたかったので型番で検索したら、奇跡的に安い店(ココデカウ)が見つかった。: 価格comの最安より千円くらい安く、1.2万円以下だった。
          • なぜか価格comやBestgateに載ってなく、初めて見た名前だしURLも怪しい感じだったので詐欺かと思ったが、調べたら ちゃんとした店(EDION加盟)だった。
          • 確認したが、サイト名やURLの偽装でもなかった。
          • → もちろん、ちゃんと届いた^^
            • 注文した翌日に届いた(そこまでは期待していなかったので、感心した)。

使ってみて

  • 効果はあるが、(例によって)音の問題が出た。
    • 効果: 湿度が40%以上だと、室温が低くても暖かく感じる。
      • (僕の目標の、20℃付近で)35%くらいだと微妙。
        • 加湿していない時のように腰などがスースーすることはないが、手などが冷たい(室温が低いせいか)。
        • ちなみに、加湿しない場合、昼は30%以下(概ね25-30%)だったので、加湿器によって5-10%増やせた。
        • この機種では、自動の「ひかえめ」モードだと40%程度になり、本来の加湿には充分である。また、自動なので調整が不要なのは便利だ(しかし、次に書いたように使っていない)。
      • ただ、窓などの結露が激しくなるのと電気代が掛かる(うちだと、ほとんど いつも加熱している)ので、低目に抑えることにした。 → 加湿モードを連続の「弱」にしている。
        • 「連続」とは言うものの、実際には約1分加熱、約2分休みのパターンだった。
          • ヒーターに加えるパワー(電力)を効率良く(しかも安く)、細かく制御できないためだろうか。
            • PWMは高くはないが、on/off制御(僕の機種はリレーを使っているようだ。: on/off時に音がする)よりは高いし面倒だ。
            • それに、高周波音が出て僕には向かない可能性が高いw
        • ※以下で出て来る測定値などは このモードでのものである。
    • 音の問題
      • 騒音: 運転音(炊飯器みたいな音)が結構耳につく。 → 遮音板で直接音を減らして試している
        • → 天井などに反射するのか回折するのか、音量(測定した)は ほとんど減らず、効果は小さそうだ。
          • ただ、少しは効果があるのか慣れたのか、近頃は気にならなくなった。
          • 運転音や外の騒音の音量が変動するので正確な測定が難しく、効果を測るのは難しい。
          • 写真の状態になる前は、板にスポンジやゴムを付けたり段ボールで もっと広く囲ってみたりしたのだが、効果がないようなので、板(これすら気休めかも知れないw)だけにした。
        • 音量はエアコンより少し大きいことがある程度だが、音の質(成分)が違う。
        • あと、一度だけなので気にしていないが、最初に沸騰させる時の音は なかなか豪快だ。
          • それを減らすモードもあるが、毎回設定するのが面倒だし、沸騰するまでに時間が掛かるので、使っていない。
      • 加湿するようになってから、耳閉感が出た。
        • モーターの回転音や回路から出る音が悪いのかと思って運転音の周波数分布を調べたが、特に変な成分はなかった。
        • 風邪や疲れによるものの気がする。
  • 唯一の欠点
    • コードが短いこと。1mちょっとしかないので、非推奨の延長コードを使うしかない。
      • 無理して延長しないでコンセントに繋ぐと、足を引っ掛ける。
        • それでも、磁石のコネクタなので、抜けるだけで倒れる心配はない。
      • 「そもそも壁際が非推奨なのに、この短さは何なのよ?」と言いたいw
    • 今のところ、これしか問題はない。(上述の運転音もあるけど、それ自体は ひどくはない。個人的な問題である。)
    • (書く場所がないので ここに) それから、一番最初に動かした時は少し臭い(こういうものに良くある系統)がしたが、数回で消えたので問題ではない。
  • 加湿能力
    • 実測から求めた値(約70ml/h)は仕様(80ml/h)に近かった。
      • 1日使うと、水は半分くらい(1l)減る。
    • 湿度は概ね35%前後になっており、希望が実現できた。
  • 消費電力、電気代
    • 実測から求めた値は約150Wだった。加湿パターンからの予測(約100W)より大きいが、最初に沸騰させる加熱(最大約1kW)や、毎回の立ち上がり時に消費電力が大きくなるのではないか。
    • 上の値より、1日12時間使用するとすると、約1.8kWh/日, 約55.8kWh/月 → 電気代は約1200円/月 (20円/kWhとした)となる。
      • 計算に間違いがなければ、それほど高くなさそうだ。
  • 置き場所選びに苦労した(している)。
    • 結露する可能性があるので、壁や電気製品の近くは不可とのこと。 → 置けるところは ほとんどないw
      • 特に、タイル(台所)は すぐに結露して駄目だった。材質が冷えやすいせいか。
    • 席(いつも居る場所)に近いと うるさい。
    • 遠いと加湿効果が弱くなりそう。
    • 部屋の真ん中や通り道に置くと邪魔。
    • → ひとまず、席の斜め後ろ、エアコンの手前にした
      • 暖房していれば風で結露しにくくなるし、湿気も部屋に拡散するはず。
      • 席から約1.4m離れている。
      • 今までのところ、仮の台の椅子の背もたれは結露していない。

その他

  • 相対湿度と絶対湿度
    • 加湿量・能力は絶対湿度(= 空気中の水分量)で測れる(と考えた)。
      • → 絶対湿度を求めるのに使ったページ: なかなか便利で、愛用している。
    • 相対湿度は温度に依存するので、統一的な比較には向かない。
    • 人体は絶対湿度でなく相対湿度に反応するのが不思議。
      • 簡単のために「湿度」と言っているが、実は絶対湿度なのかも知れない。
  • 連続して加湿しているのに(何もしなくても)絶対湿度が下がる、あるいは変わらないのが謎。
    • 弱い常時換気が効いているのか?
    • 上がることもあるから、単に湿度計の誤差や変動?
  • 寝る時も加湿する人が居るようだが、暖房をしない場合、室温が下がって(相対)湿度が上がるので、(換気し過ぎなければ)不要なのでは?
    • 換気し過ぎず、余り結露しなければ、室内の空気中の水分量は余り減らないので、絶対湿度も下がらないはず。
    • だから 僕は、寝る前に(暖房と一緒に)停め、朝は暖房が効いて湿度が下がる頃に入れることにした。
      • 夜に湿度が高くて下がらなそうな場合は、早目に停める。
    • 寝室が別の人は仕方ないか。
  • しょうもない製品・会社、的外れのレビュー(文句)、変な店など、いろいろあった。
    • しょうもない製品の例
      • すぐ壊れる。
      • 水漏れ
      • 補水時に蓋に付いた露で周りが水浸し。
      • 蓋を開ける時に火傷。
      • 倒すと、熱湯が どばっと こぼれる。
      • 重いけど持つところがない。
      • マニュアルが誤っている。
        • クエン酸洗浄できると書いてあるのに、実際にはできない。
      • スマフォアプリ対応をうたっているけど、アプリが まともに動かない。
      • メーカーも型番も製造国も書いてない。
    • サポートする気0の会社 (例: ジェネリック家電のY社)
      • メールなどは不可、フリーダイヤルは なく、有料電話(ナビダイヤル)のみ。。。
      • メーカー: 「修理は買った店に」 ⇔ 通販店: 「メーカーに」 → 実質修理不可
        • 保証期間内に壊れたら困る。
        • 修理受付している店でも、「まずメーカーに確認しろ」なので、ナビダイヤルでお金が むしり取られる。
      • メーカーページに製品が載っていない。。。 (検索しても出て来ない)
      • 上に比べれば、象印は とんでもなく親切で感心・安心した^^
        • もちろんフリーダイヤルだし、製品もちゃんとしている。蓋(ちゃんとロックが掛かる)を開けても水浸しなんてことはない。
      • 上とは関係ないが、パナがスチーム型を出さないのは、熱湯の安全性の確保が難しいからか、ナノイーとか重箱の隅に こだわる技術馬鹿だからか?
    • 的外れのレビュー
      • 「湿度が上がらない。」: 加熱して水が減っていれば湿度は上がるはずだから、何かがおかしい。: 文句を言うだけでなく、考えればいいのに。
      • 「ガラスや壁が結露で びしゃびしゃ」: そもそもそういう器具だw 物理法則なので仕方ないよ。自分で調整しなくちゃ・・・
        • やっぱり考えてない感じ。
      • 「家電や家具などに白い粉。取れない」(超音波式): 大昔から既知の現象だが・・・
        • 何も調べずに買ったのだろうか?
    • 変な店
      • 嫌いなA→Z社
        • なぜか、旧機種が高く売られていた。
        • しかも、メーカー+「加湿器」の検索では最新機種は出てこなかった。
          • 型番では出た。
  • 残件
    • 正式な台をどうするか。
      • 今は予備の椅子に載せているが、なんか もったいないし、使いたい時に使えなくて不便。
      • 冬だけなので、それで いいかも。
      • あるいは、床置きでもいいのかも知れない。
        • つまづくと危ない?
      • → ちょっと思い付いて こしらえたものを試している。良さそうなら追記したい。 (1/15 8:04)
        • (1/15 16:27) 下のように、元々の遮音板に(元々の)脚を付けて台にして加湿器を載せ、(加湿器の箱を梱包していた)段ボールで囲って遮音してみた
        • 遮音性を高めるため、板を2重にし、なるべく大きく(高く)した。
        • 内部で音が反射して共鳴するのの防止と操作性を向上させるために前面を開け、同じく共鳴防止と強度を高めるため、中に斜めの板を付けた
        • まだ試作段階で、マスキングテープで仮止めしている。今日は洗濯物を部屋干したために加湿は必要ないので、明日試す。大丈夫そうなら ちゃんと作りたい。
        • 「防火管理者」が見たら烈火のごとく怒りそうだがw、さすがに発火は しないことを祈っている。
        • あと、湿気で板がフニャフニャにならないか気になるが、開口は大きいし、プロトは大丈夫そうだったので、試作版も大丈夫だろう。
          • もし駄目なら、内側に(窓に張った残りが かなり余っている)養生シートやPEのシートを張る手もあるが、更に可燃性が高まるという欠点はある。

試作版の遮音板は大丈夫そうなので、ボンドで接着して正式版にした。使わない時に小さくできるように、中の斜めの板の片方を固定せずにたためるようにした。多少のズレはあるものの、僕としては なかなか うまく行った。

ただ、何枚もの板で貼る面積が大きかったため、途中でボンドが なくなってしまい、最後の一枚は足りないボンドで付け、斜めの板は両面テープで貼った。前者は大丈夫そうだが、後者は力が掛かって剥がれそうだったので、布用接着剤で貼り直した。

それから、ガムテープやマスキングテープを剥がすのが(自分としては気を遣ったつもりだが、)無造作だったため、段ボールの表面の紙の剥がれがひどい。内側はともかく、側面が見苦しいので、あとで綺麗にしたい。

肝心の運転音に関しては、試作・正式版の防音板にしてから聞こえる時間が短くなったように感じ、そのおかげで以前より気にならなくなった。実際には加湿器の加熱時間は変わらないので、小さい音や高い音が聞こえにくくなったためと推測するが、防音板を大きくして席側を囲っているせいか、あるいは、単に慣れたせいか、両方かも知れないが、確かに良くなった。 (1/17 7:59)

 

(1/16 4:14 湿度の目標の基準の室温を記載、その他細かい修正)

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昨日、部屋のスピーカーの特性を定期チェックしたら、なぜか左チャネルの特性が少し変わっていた。主に700-800Hz付近の山の形や頂点の周波数が変わっていた。具体的には、前回までは690Hzが高かったのが780Hzが高くなった。昨日はその辺りのイコライザのフィルタを調整して しのいだが、やっぱり原因が気になった。

約半年の間に700-800Hz辺りの特性が変わった。: L: 青: 前回(2021/6), 紫: 今回(2022/1)

なお、変化は悪いことばかりではなく、上のグラフを見ると分かるが、160-200, 370-400, 500Hz, 1k, 2.6kHz辺りの多くの山が なぜか低くなっているのは いいことだ。

新たに頂点になった周波数(780Hz)の波長を計算してみると、大体44cmだった。それで、そのくらい、あるいはその整数倍の隙間や音の経路差で音が強まっているのではないかと推測した。それで、前回のチェック(去年の6月)からスピーカー周辺で位置を変えたり追加したものはあるか考えたが、特になかった。何も変えていないのに特性が変わるのは不思議だが、可能性を考えた。

まず、メインディスプレイと壁の間隔が44cmくらいで、そこで共鳴しているかと考えたが、元からそうだし、右チャンネルには影響がないし、変えようがないので却下した。

ただ、何か変えようがあるかも知れないので、あとで試したい。

次に気になったのは、初冬に窓に張ったシートである。シートはガラスより手前にあるから、それで反射するなら、その分経路が短くなって周波数が高くなるだろう。ただ、計算してみたら合わなかった。そもそも、シートよりガラスのほうが反射が強そうだ。

それから、気温が下がった影響かと考えたが、温度が下がると音速が下がって、同じ波長(経路差や隙間の間隔に関係する)の周波数は低くなるから今回とは逆である。

更に、床での反射を考えた。前述のとおり、置いてある物や位置は変わっていないから反射の仕方も変わっていないはずだが、調べてみると、スピーカーとマイクの距離と、スピーカー-床-マイクの距離差は90-94cmで、780Hz辺りの波長44-49cmの約2倍となるから強まりそうである。

それで、床への入射を抑制しようと試行錯誤したが、なかなかうまく行かなかった。一番抑えられたのは、机の脇(スピーカー側)に平らにした段ボール箱(= 段ボール板)を立てた場合だった。ただし、机から20cm近く上まで伸ばさないと効果がなかった。これより、どうやら、机の天板での反射も効いていそうなことが分かった。

ただ、そのように遮蔽板を設置すると高音が遮られてしまうので、実施はできない。諦めようと思っていた時に、思い出した。今年のカレンダーのために、それまでスピーカーの直近に置いていたペン立てや猫の置物を反対側に移動していたことを。そんな小さい物は関係ないとは思ったが、ダメ元で元の場所に置いたら、なぜか効果があった。

実際には、前回測定後に作った光・温度センサが元の位置にあって少し位置が違うせいか、完全に同じ特性にはならなかったが、結構良くなった(グラフ1(L, イコライザなし): 調整(ペン立てなどの移動)により、紫だったのが水色となり、前回の青に近付いた。また、イコライザでの補正もれが少なくなった。 → グラフ2(L), グラフ3(LR, 全域))。

なんでそうなるのかは新たな謎だが※、ペン立て(マグカップ)の表面で音が乱反射や屈折し、あるいはカップの凹みで共鳴して、うまい具合にその辺りの音が弱まるのだろうか。

だとしたら、逆に音に悪そうだが、ひとまず山が下がったので、今のところは良しとする。

※あと、これに気付くまでペン立てなどを移していた右側の特性が変わらない理由も謎だ。

 

(1/8 14:52) その後、更に原因を調べたが分からず、しかも、ペン立て(マグカップ)を置いても改善できなくなってしまったので、迷宮入りだ。大きな問題はないので保留としたが、今までのところ、以下(単独でなく、組み合わせ)が原因の可能性があると考えている。

  • 机の天板での反射: 天板(スピーカー側)にマットを敷いたら改善できた。
  • 床での反射: 上述のとおり。
  • メインディスプレイのケースの共振: 叩くと800Hzに近い音が出るが、ゴムテープを貼っても改善できなかった。ゴムテープは軽くて無意味なのか、中の空間が鳴って居るのかも知れない。
  • メインディスプレイの背面と壁の間での共振: 斜めにしても変わらなかったので、関係ない?
  • 工事の騒音: 関係ない可能性が高い。

(1/8 20:45) 原因を知りたかったので、主にメインディスプレイでの共振関連を試したが、関係なかった。更に他の可能性を調べたところ、なんと、左スピーカーの脇に置いたカレンダーが悪かったことが分かった。あんなに小さくても結構な影響があることに驚いた。板なので800Hz付近の音を反射して強めるのだろうか?

そして、(妙だとは思っていたが)マグカップ(ペン立て)には音を改善する効果は ないことが分かった。マグカップを置いて特性が改善されたのでなく、カレンダーを置かないことで変な特性でなくなったのである。それで、今は再びカレンダーを本棚に置いて、元の特性に近くなった。

完全に分かった訳ではないが、ひとまずは片付いたので「ヨシ」。

 

PS. カレンダーのいい置き場所がないのだが、とりあえずは本棚に置いている。ちょっと遠いけど、普段は使わないので良しとするw

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夏に作った、ディスプレイの輝度自動調整システムの明るさセンサの ついでに付けた室温測定機能。冬になってから、朝などに温度センサ(以下、「センサ」)と一般の温度計(以下、「シチズン大」)の差が大きいのが気になって居た。1℃くらい温度センサが高いようだった。合う時もあるので、「たまたま」wか、測定場所が違うせいかと思って居たのだが、そもそも、朝起きた時には ずっと空調が停まっていて室内の温度が ほぼ同じと考えられるにも関わらず違っているのはおかしいし、段々ズレがひどくなって来て見過ごせなくなったので、重い腰を上げて調整した。想像以上に大変だったが、センサと温度計が合うようになったのが気持ちいいし、今まで分からなかったことが分かった(気がする)。

なお、ここでは、シチズン大が「真の温度」を示すと仮定し、センサの示す温度を それに近づけるような補正を考えている。もちろん、シチズン大にも誤差はあるが、市販品なのでセンサよりは正確で安定している(突発的な誤差の変動が起こらない → ほぼ一定のオフセット誤差が長時間続く)と想定する。

ズレの原因は、推定した温度センサ(サーミスタ)のパラメタ(B値, 基準抵抗値, 基準温度)が異なっているのかパラメタが温度依存なのか、温度が下がるにつれてサーミスタの抵抗値から得られる温度が高くなるためだった。そのズレの量は、パラメタが合っているであろう温度からの差に比例しているようだ(簡単に言うと、温度が上がるとズレは減る: 下図の灰色の点線が補正量(= ズレの符号を逆にしたもの)。

YL-40の温度センサを直線で補正した。

今までの測定と調整から、補正の式は以下のようになった。

補正パラメタ:

    • 補正する下限の温度: Ta (実際にはこれより低い温度も可能)
    • Taでの補正量: Da
    • パラメタが合っているであろう温度: Tb
    • Tbでの補正量: Db= 0

→ 補正直線の傾き: k= (Da-Db)/(Ta-Tb)

温度補正式: センサの温度をtとすると、補正後の温度t'は以下である。

t < Tbの場合: t’= t + k * (t – Ta) + Da
t >= Tbの場合: t'= t

実際のパラメタは以下になり、kは0.0905となった。

  • Ta: 14.0 (℃)
  • Da: -1.72 (℃)
  • Tb: 33.0 (℃)
  • Db: 0 (℃)

以下に補正の例を示す。

  • シチズン大: 15℃: 補正前のセンサ: 16.35℃, 補正量: -1.51℃ → 補正後のセンサ: 14.8℃
  • シチズン大: 20℃: 補正前のセンサ: 21.15℃, 補正量: -1.07℃ → 補正後のセンサ: 20.1℃
  • シチズン大: 22℃: 補正前のセンサ: 22.84℃, 補正量: -0.92℃ → 補正後のセンサ: 21.9℃

ズレは結構大きく、しかも、ほぼ全温度(33℃以下)でズレて居たことになり、一体僕は何をしていたんだと、なかなか がっかりだ。確かに、夏に調整していた時も、夕方などに なぜか0.6℃くらいズレたままだったことがあって、当時はシチズン大の「熱・冷え溜まり」と思って片付けたが、実は こういうことだったのかも知れない。※ ただ、温度が高くなると上の補正式からズレてくると思う(実際には曲線なのではないか)ので、春や初夏に再度確認・調整したい。

※今、上の式で26℃での補正量を計算したら、-0.63℃だった。合わない0.6℃の正体は これだったのだろうか? (だったら楽で いいが・・・w)

 

何日間も寒い朝に暖房なしで測定するなどの苦労をして、上の補正式とパラメタを求めてプログラムに適用したところ、概ね合うようになった(下に例)。

YL-40とシチズン大の温度が合っている例。: YL-40の温度は右端下部の"Rm ℃"の下。

上のグラフを説明する。: グラフは補正式が分かってからの数日間の測定・補正結果を示している。横軸は温度センサでの温度、縦軸(左)はシチズン大での温度または補正後の温度、縦軸(右)は補正量(オフセット)である。グラフ中央の斜めの点線は補正前後の温度を示す。測定した温度の点が この直線上にある時※、温度センサ(補正後)とシチズン大の温度が「合っている」状態である(ほとんどの点はセンサの分解能の約±0.25℃に収まっている)。

※正確には、「この直線の近くにあるはずの、センサの温度とシチズン大の温度を対比する線上」であるが、センサの温度とシチズン大の温度を対比させることは正確な補正することであるので、描くことはできない。

下のほうの灰色の線は温度センサの温度に対する補正量(縦軸は右)を示す。

たまにズレが大きいことがあるが、暖房をし始めたり、日が出て来たりして温度変化が急な場合に、温度計とセンサの温度反応速度の違いが影響していると推測している。不思議なのは、なかなか合わない領域があることだ(グラフの20-22℃の膨らんだ部分)。

他におもしろいのは、日によって測定点の直線からのブレ方(上か下か)が違うことだ。センサのADCの特性が長短時間的にブレるためかと想像している。そのため、補正後の値のグラフが そのブレの範囲の中央辺りを通るように調整した。

 

最後に苦労話を書く。

センサとシチズン大の温度差をちゃんと測れるようになるまでが大変だった。そもそも、「同じ温度」を比べていないのに気付かずに惑わされたので、何度も試行錯誤した。空調(暖房)の影響にも惑わされた。一時は、机の下の電気ストーブや日射しや横にあるディスプレイの熱もズレる原因かと思ったが、それらはセンサとシチズン大の両方に効くので、直接の原因ではないことが分かった。ただ、反応速度に差があるので、短時間的にはズレるため、原因と誤解してしまった。

やはり、以前も書いたように、正しい測定・計測が一番重要だ。これを しなければ・できなければ、何もできない・始まらない。

測定ファースト!

それから、電源を入れてからセンサが温まるまで(約10分)は温度が低目に出ることにも惑わされた。夏でもそうだったが、寒い場合はその時間が長引くことに気付かなかった。それが分かるまでは、補正は中央辺りでV字に交わる2つの直線(低温側の傾きは負)なのかと思ったが、そんな器用なものではなかったし、日によって結果が異なった(電源を入れる時刻が違うので、開始時の温度も違うため)ので、そのたびに補正パラメタを変更していた。

あと、センサのケースの通風が悪いのかと思って、側面のほぼ全体を開口にしてみたが、効果があったかは不明だ(温度の精度の点では ないだろう)。まあ、埃が入りやすくなる以外は、通風が良くて悪いことはないのでそのままにしているが、もし、センサ付近に埃が溜まるようなら、狭めたい。

 

PS. センサの温度分解能の0.25℃は物足りない。ちょっとした時に差が大きく見えて、気分が悪い。今はADCの測定可能範囲の半分以下しか使っていないので、フルに使うようにすれば0.1℃オーダー(例: 0.18℃)にできる。のだが、かなりの手間が掛かる(例: 明るさも温度も調整・較正し直し)ため保留している。というか、やりたくないw

そもそも、分解能を上げても それに合う精度が あるかは疑問で、「雑音で ふらついているだけ」ってことになるかも知れない(それでも、平均すれば精度が高められる可能性はある。音や画像のディザーのイメージ)。

分解能以外に、ADCの誤差(オフセット, 直線性)を補正できないかと思って基準電圧源を調べたが、手軽なものではADCの分解能(約14mV)を超えるものは なさそうなので諦めた。また、1個だけでは駄目で、少なくとも2個(高・低電圧)必要なので、なかなか大変だ。

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先日書いた、ボリュームを最小にしても左から音が出る現象は、ボリュームの素子(可変抵抗器)の故障(接触不良)だった。正確には、僕の改造の仕方が悪くて※、入力のコード(ミニジャックは接触が悪くなって嫌なので、ピンジャックのコードを出した)を動かした時にコード経由*で素子の端子に力が加わり、端子と抵抗の接触が悪くなっていた。

※ただ、記録を見たら(すっかり忘れて居たが、)最初に作った時も、一時的に接触不良になっていた(その時は測り直したら直ったので、「何かの間違い」と片付けた)ようなので、元々の製品の作りも良くないと思う。ボリュームの端子と出力のピンジャックの端子が近過ぎて、きつく曲がったコードの力が掛かりやすいのだ。

*コードには抜け止めを付けていたのだが、コードが硬いため、コードが貫通するケースの穴を支点にして中で動いて居た。こういうのは慣れた方には常識かも知れないが、僕は機械とか構造の知識に乏しくて想像できなかった・・・

ボリュームの抵抗は炭素などで端子と半田付けはできないから、カシメで圧着している(+導電性ペースト?)のだが、そこに力が掛かると動いて接触が悪くなるようだ。 (→ 構造の参照: たまにエラーになるかも)

手持ちのアルプスのものを見たら、端子と抵抗の間に黒いものが塗ってあるようで(壊れたもの(海外製)は銀色か何も塗ってないか)、何となく、そういうところがアルプスが(割高だけど)いいと されている理由なのかも知れないと思った。

昔のTVなどを「叩くと直る」っていう不思議な現象の原因の一つには、こういうことがあったのかも知れない。まあ、これ以外にも、チャンネル切り替えスイッチなど機械的な接触部分は多いし、当時は真空管もあったから、それ以外のこともあるだろう。

そんなことは全然想像できなかったのだが、検索したら問題の現象が起こることがあると分かり(→ 参照)、確かにコードを左右に動かすと音の漏れ方が変わった。それで、試しに端子部をラジオペンチで挟んだりして(ここで力を入れ過ぎると、抵抗が割れてオシマイ)端子が抵抗に密着するようにしたら、直った。

近頃は寒くなったので、元々硬かったコードが より硬くなって、力が伝わりやすかったのだろう。

めでたしめでたし。

などと安心するほど おめでたくはないwので、どう修理するか考えた。: 接触不良になった端子のところに導電性ペースト・塗料などを塗るのが簡単(安直)そうだが、既に接触が悪くなっているうえにペーストがどれだけ持つか不明だから、耐久性や安定性に疑問がある。しかも結構高く(送料を含めて400-1000円)、新しいボリュームを買うほうがマシだ。

それで、元々アンプで使おうと買ったものの使わずに仕舞っていたアルプスのものに交換することにした。これは抵抗値が元のより大きい(100kΩ, 元は10kΩ)ので そのまま交換できないが、新たに買うと高くて(送料込みで500円以上)もったいない(しかも、今は年末年始なので すぐには来ない)ので、回路を修正して使うことにした。

回路は、元々はアッテネータとボリュームを一体化させたもの(ボリュームの入力の前に抵抗を入れた)にしていたが、新しいボリュームは抵抗が大きいため、同じようにすると追加抵抗がかなり大きくなる(数百kΩ)ので良くないと考え、アッテネータを別に追加することにした。

そして、アッテネータを入れる場所(ボリュームの前か後(アンプの前)か)を考えた。: 前に入れると弱まった信号をボリュームで調整するので雑音の点で少し不利だと考えて、ボリュームの後にした。ただ、アッテネータがボリュームの抵抗とアンプの入力抵抗の間に入るから それらの相互作用があるので、問題があったら直すことにした。

アッテネータのゲインを元の-15.6dB(約1/6)に近くしたかったので、手持ちの抵抗でできる、10kΩと47kΩで-15.1dB(約1/5.7)とした。ボリュームに付けてチェックしてみたら、ゲインが想定より少し小さい(-16.5dB)せいか※、音が小さいようだった。おそらく上に書いた相互作用の影響なのだろうが、実用にならないほど音が小さい訳ではないので これにした。

抵抗値を変えたら大きくできたが、片方の抵抗を2本並列にする必要があって面倒なのと、両チャネルで聞いたら(上の時は片方だけだった)それほど小さくなかったので、止めた。

※書いたあとで気付いたが、数字を見ると差があるように見えるものの、実際には0.9dBしか違わないから設計どおりだったと言えるし、聞いても小さくなったとは感じないはずで、単なる思い込みとか片チャネルだったせいだろう(片チャネルだと音量は1/2, -6dBとなる)。

(1/4 12:35) その後、やっぱり もう少し大きいほうが良さそうな気がしたので(クラシック音楽で不足しそうな気がした)、ゲインを-12.3dB(約1/4.1)にした。ゲインは計算やシミュレーションから ずれるうえに、計算上同じゲインでも使う抵抗の大きさによって変わるので、試行錯誤し、10kΩと25.5kΩ(51kを並列に2本)を使った。

聞いた感じでは音量は余り変わらない気がするが、ポップ音楽のボリュームが1目盛り(11時→10時)くらい下げられるようだ。また、音は変わらない(良く言えば、落ち着いた感じ)ので、修理する前は左の接触不良のために変(不自然)な音になっていたのではないか。

それから、今回の問題を再発させないため、構造を改良することにした。最初に書いたように、ボリューム(素子)の端子と出力のピンジャックの端子が近過ぎて、コードが きつく曲がって力が加わりやすいので、ボリュームを180°回転させて、ボリュームまでのコードにゆとりを持たせてカーブを緩やかにすることにした。更に、コードをボリュームに固定して、仮にコードが動いても端子には力が伝わらないようにした。

(1/3 14:00) その後、コードをボリューム(素子)に固定すると力が掛かって良くない気がした(例: ケースが歪んで移動電極と抵抗がズレる)ので、ケースに自作アンプBA3886で余ったボスを貼り、それに結束バンドで固定した

ボリュームを回転させて取り付けると、ボリュームの回り止めの突起がケースの穴に入らなくなるので、突起を折り取り、ボリュームとケースの間に薄いゴムを貼って代わりにした。 (写真: ボリューム右側の黒い四角。左右に2個付けている。)

なお、ケースは台形で前が低くなっていて、ボリュームの端子がケースに接触しないか不安だったので、ブルタックを使ってチェックして端子の曲げ方を調整した。(→ 写真: 一番下の端子の上の薄灰色) 更に、端子に付近のケースにクリアフォルダーや絶縁テープを貼って、端子がケースに接触するのを防いだ。

また、実際に作ってみると、コードが硬くて曲がりにくくて端子に力が加わるようなので、ボリュームの回転量を180°より大きくした。回転させて取り付けた おかげで、ケース内の配線が随分すっきりした

組み上げて、雑音と周波数特性(振幅, 位相, 歪み)を確認したら問題なかったので、仕上げて完成した。と思っていたら、今朝、起きる頃にコードの抜け止めを付け忘れたことに気付いたので付けて、本当に完成した。

例によって ちょっと気になるのは、最初に曲を聴いた時に、音が違う(レンジや左右の広がりが狭い)感じがしたことだ(聴き続けたら直り、逆に、低音が出るようになったと感じた)。これは、元のは接触不良で音が変になっていたのが直って(わずかに)音が変わったためなのか、上記の相互作用の影響なのか、疲れのせいか、毎度の気のせいなのか分からない。あとで、スピーカーやアンプの特性の確認をする時に、ボリューム(+アッテネータ)+アンプの特性もチェックしたい。

(1/4 13:24) ボリューム(+内蔵アッテネータ(ゲイン変更前))+アンプの特性をチェックしたが、問題は なかった。だから、音が違って感じるのは、上に書いたように接触不良で音が変(不自然)になっていたのが直ったためか、接触不良だった左チャネルの音量が大きくなっていて、音のバランスが狂っていたためだと思う。

→ チェックで生じた ちょっとした謎について、別の稿に書いた。また、今(1/6夜)になって、音が変わった感じは直ったようだ。 (1/6 20:47)

 

余談

「1dBの左右音量差でも気になる人が居る」とか書いてあるページがあったが、眉唾だ。仮に分かったとして、それがどのくらい音楽演奏の質や音質に影響を与えるのか疑問だ。頭を少しでも動かしたら、1dBくらい簡単に差が出そうなものだし、単なる音量差なんて脳がいくらでも補正すると思う。

確かに、左右の音量差があると楽器などのバランスが変わって演奏の印象も変わるだろうが、頭や身体の移動による影響を排除するため、それらを(レースカーのシートベルトのように)ガッチリ固定し、空気の動きによる変動も排除するため、空調も停めて聴く必要があるだろう。

そこまで気にしたら、コンサートなんて まず行けないねw

そもそも、そんなことより、部屋やスピーカーの特性による周波数ごとの(左右どころか片チャネルでも)音量差は1dBなんてものじゃないと思うが、それは気にならないのか?? 「別の話」?

実際、僕のボリュームを直す直前は、常用する音量での左右の音量差は10dB以上あったが、音に関しては特に気にならなかった(ちょっと鈍感過ぎるがw)。

 

(1/3 14:00 入力コードの固定方法を変更した件を記述し、写真を追加。)

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いつの間にか年末で、来年のカレンダーを買うのを忘れていたことに気付いたので買った。いつもながら気に入るものがなかった(もちろん、気に入る黒猫のも なかった)が、一番おもしろそうな(≒ 役に立たなそうな)ものにした。送料を合わせて900円くらいだった。

良く考えると、近頃は猫ブームにも関わらず、通り一遍的なものしかないのはどういうことだろうか? 以前のほうがいいものがあった。 → 想像すると、猫好きがメジャーになってしまったため、(あまりニッチでない)「普通の」ものが多く出るようになってしまったのか。

きょうはニャンの日?」というもので、普通の卓上カレンダーのすべての日に、その日の記念日とイラストが描いてある※。一見、切手が並んでいるような感じだ。良く調べたものだと思うが、そのために日の数字が小さく、しかもイラストに混ざっているので、ちょっと見ただけでは分からず(もちろん、それぞれの記念日の名称など全く読めないw)、実用性は低い。が、僕が紙のカレンダーを見ることはほとんどないので、周囲から浮かず しかも綺麗だったり おもしろければいいのだ^^

※まだ1月しか見ていないので、本当にそうなのかは未確認だし、中には何の日でもない日があるかも知れないから、念入りにチェックする必要があるw

問題は置き場所で、今年の(写真: 中央の猫)と違って大きいので、ディスプレイの脇だとちょっと手狭だ。置けは するのだが、スピーカーからの音(高音)を妨げる気がして今ひとつ良くない。それで、本棚に置いてみたのだが、遠くて日付が読めない。。。 もちろん、スピーカーの上は振動しそうだから ない(本当に振動するかは疑問だw)。あと、ディスプレイの上には置けるが、ちょっと圧迫感が出て今ひとつだった(もう一回り小さければ良かったが)。

結局、当初考えていたように、ペン立てと猫の置物を机の右端に移し、机の左端(明るさ・温度センサの手前)に置いて様子を見ている。なお、少しでも音の邪魔にならないように、脚(?)を折って※高さを低くした。

※ここでも改造癖が出たw

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非常時に備えて、滅多に使わないデータをクラウドのストレージにバックアップ(アーカイブ)する作業をしていて※、アップロードの待ち時間(平気で12時間とか掛かる)に、そのデータが必要になった時にリストアすることを考えたら、前提条件によっては なかなか難しいことに気付いた。

※今までに、約250GBの音楽データをアップロードした。

そのクラウドのバックアップが必要になる最悪の場合は、部屋にあるPCとバックアップHDDが全部駄目になった場合だ。例えば、震災や火災だろう。

なお、いずれの場合でもクラウドサーバは安全(壊れない)と想定する。そこが駄目な時は世界戦争とか地球が終わりなので まあいいかって気がする。

そのあとで(気を取り直して)PCのハードを手に入れてセットアップし、回線を繋げてデータをクラウドから戻そうとする時、クラウドの認証情報(パスワードの類)が必要になる。その時、僕はパスワードは全部ランダムに作り(当然、記憶できないのでパスワードマネージャに入れている)、更に、可能な場合は2要素認証にしている(ほとんどの場合、2要素目はTOTP(最初にQRコードを読ませるもの)である)ので、「パスワードを思い出して接続する」なんてことは全く不可能だ。

では、どうすればいい(しなくてはいけない)かというと、まずは以下だ。

  • パスワードマネージャのデータ(DB)を手に入れる。
    • これのマスターパスワードは覚えている。
  • TOTPのデータ(DB)を手に入れる。
    • これのマスターパスワードも覚えている。

今までは、それらはスマフォやUSBメモリに入れているから何とかなると思って居たが、最悪の場合(身体一つだけになった場合)は それらもなくなるから駄目だ。

上のデータを自分のファイルサーバに入れておくにしたって、サーバの認証も2要素認証だし、サーバにSSHで入って何とかするにしたって、鍵のファイルがないとログインできないようにしているから身体一つだけでは無理だ。

となると、なかなかいい方法が浮かばない。今思い付くのは、せいぜい以下のようなものだ。

  • 自分のファイルサーバに非常用の場所を作り、その認証はパスワードだけにする。
    • そこに上記データを保存しておく。
    • データは暗号化されているとはいえ、脆弱である。
    • 書いたあとで気付いたが、これのパスワードもランダムにしたら覚えられないという問題があるし、覚えやすくするにしても、既に上の2個(+α)があるから無理な気が・・・
  • 自分のファイルサーバでTOTPでない2要素認証をサポートする。
    • 例: 生体認証(指紋)
  • サーバのプロバイダに頼んで、仮想コンソールに入れるようにしてもらい(≒ パスワードの再発行)、そこで何とかして上記データを手に入れる。
    • あらかじめ、サーバに上記データを保存しておく。
  • 2要素認証のバックアップキーを紙に印刷して、肌身離さず持ち歩く。
    • これが可能ならスマフォやUSBメモリだってできるので、余り意味がない。

完璧ではないが手軽で現実的な方法としては、非常用持ち出し袋に予備のUSBメモリまたは(認証可能な)スマフォを入れておくとかだろう。ただ、これは情報の更新や常に充電しておくといった保守が欠かせないから、やっぱり弱い。

→ とりあえず、SDカードに上記データを保存し、財布のカード入れに挿し込んで持ち歩くことにした。さすがに避難する時に財布は持つだろうし、外出中に災害に遭った時も財布は持っているだろう。このSDは、定期的に上記データをバックアップしているUSBメモリと一緒にバックアップすることにする。これで少しは安心だ。

普通の(大きい)SDとmicro SDで迷ったが、microは薄く・小さくて いつの間にか財布から滑り落ちてなくなりそうなので、大きいSDにした。

→ その後、やっぱり小さくて薄いほうがいい気がしたので、クレジットカードサイズの、micro SDを嵌め込んで収納するケースを作った。国保の保険証のビニルケース(ちょっと大きくて使わないうえに、毎年もらえるので余っている)と厚紙を使った。ケース表面の片側が開くようにして、micro SDを出し入れできるようにした。

これなら、micro SDが窪みに収まっているうえに財布に入れている時は表裏両面から押されているので、滑り落ちることはないだろう。また、左右方向に曲げの力が掛かる可能性を考慮し、micro SDの たわみが小さくなることを期待して縦に置いた。 (10/7 9:04)

折角なので、これの前に作ったプロトタイプ(あるいは習作)の写真も載せる。クレジットカード型USBメモリ(→ : このデザイン、OKなの??)にインスパイアされて(実際には、ちょっと欲しかったけど、意外に高かったので)作った。

micro SDが脚(または腕)でケースに繋がったままアダプタに挿せ、脚を折ってmicro SDをケースの窪みに収納できるようにした。想定どおりに使えたが、どうも綺麗でないし、いろいろな部分が弱い感じだし、表面はmicro SDが剥き出しで嫌なので、上の正式版に作り直した。 (10/7 14:59)

まあ、身体だけになるのは まずないことだけど、最悪でそうなった時のための準備をしているので、イザという時に準備したものが使えないのであれば、単なる自己満足になってしまうし、その時に「あーーーー」(いろいろやったけど、無駄だったじゃないか・・・)と呻いて立ち直れないことになる。

とりあえずはプロバイダに頼むのが一番可能性が高そうだ。(日本の会社なので、)手間や時間は掛かるが何とかなるだろう。その時に本人確認の情報が要るだろうが、それは他にも必要なので、アナログな方法で何とかするのだろう。よくある、名前、住所、生年月日とかでいいかも知れないし、運転免許証(これも再発行してもらう)の写しが要るかも知れない。

他には、携帯電話回線(番号)に紐付いたストレージをキャリアやプロバイダが提供してくれれば、上記データを保存するのに使えそうだが、そのスマフォ(SIM)がなくなったら難しそうだ。ただ、上と同様にアナログな認証で再発行してもらえばいいのか。

基本的には、キャリアがこういう余計なサービスをするのには反対だが、非常用なら意味があると思う。容量なんて10MBくらいあれば充分だ。

書いたあとで思い出した。Googleなどは携帯電話(SMS)でアカウントを復活できるはずだから、まずスマフォを復活させれば※、ストレージ(例: Googleドライブ)にアクセスできるようになるはずだ。そこから あらかじめ保存しておいた上記データを取得すればいい。ただ、Googleのパスワードもランダムなので、覚えられない。これもリセットできるのだろうか? あと、アカウント名もランダムにしているものがあるので、おいそれとは復活手順にすら進めない。できそうな感じではあるが、なかなか難度が高そうだw

※これにしたって、Androidを最初に使う時にGoogleアカウントを入れる必要があり、そこで つまづきそうだ。 → まずはPCからGoogleのアカウントを復活させ、それでAndroidを初期設定することになるのか。いや、それだとSMSが受け取れない。鶏と卵の問題かな・・・ 電話での復活もできたっけ?

アナログな認証をクラウドにも使えればいいが、Googleなどは融通が効かなそうだし、海外の会社に事情を分かってもらうのは大変そうだし、名前や生年月日とかで信用されたら、いくらでも乗っ取りができてしまう。電話代も高いw

あとは、例えば眼鏡にメモリが内蔵できれば、単体のUSBメモリよりは可能性が高い。それから、身体にNFC対応のメモリを埋め込むとかバックアップキーをタトゥーで彫るのは確実そうだが、ちょっと遠慮したいw

代わりに、バックアップキーを印刷した布をすべての衣類(下着も含む)に縫い付けるほうが、痛くないし更新可能だから まだ良さそうだ。さすがに素っ裸で避難するってことは ないだろうw

 

書いたあとで思い付いたのは、データを文章にして(あるいは、文章に埋め込んで)、マスターキー(これは覚えている)でデータを抽出できる方法(昔のゲームの「呪文」みたいなもの?)だ。他人が読んでもなんでもない(けど、例によって随分長い?w)ブログのエントリ(あるいはサイト全体)だけど、僕だけは分かっていて使えるってのは おもしろそうだな(画像はステガノグラフィが有名だが、テキストでもきっと既にあるだろう。あと、MQAみたいに音のファイルに入れるのもできそうだ)。ただ、AIに見破られる可能性もありそうだw

 

考えれば、他にもいい案が ありそうだ。すぐにできる必要はないが、何か用意する必要はある。「必要」とは書いたが、(今はその事態になっていないので、)「いろいろ考えて楽しんでいる」と言うほうが正しい。ただ、「あーーーー」と呻きたくはないな。

まあ、これらが必要にならずに終わるのが一番だ。

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