LEDランタン改造日誌 第一話（最終回）
ステレオミキサーを作り終えたらすっかり更新しなくなってしまった。。。
気がつけばコロナの影響で外にも出られなくなってしまいましたね。。。
実は文章力を鍛えたいという目的で始めたブログだったりもするので、もうちょっと頻繁に更新しないとですね。
LEDランタンの改造
さて今回は、遥か昔、コロナが流行る１ヶ月くらい前に１００円ショップでLEDランタンを買いました。
じゃん！ こんな感じ
掌に乗るくらいのサイズ感です
100円ランタンにしてはとてもランタンらしい見た目をしていたので、思わず買ってしまいました。
まぁ100円だし。。。
で、今回はこれを改造して調光式にしたいと思います。
今回使うパーツは、 + スイッチ付きボリューム + トランジスタ の二つ
なぜトランジスタを使うかというと、
今回使うLEDはパワーLEDという物らしく、このランタンでは3V 1Aくらいで動作しています。
ざっと3Wくらいですかね
これをそのままボリュームに流すと、もれなく萌えます 燃えます。
まぁ燃えはしないかもしれませんが、私の手元のボリュームは何回か煙が上がってました。（ほっときゃ燃えそうでした）
というわけで、3Vの高電圧を直接ボリュームで調整するのは危険なので、トランジスタを使って制御してやります。
トランジスタとは
ということで、さらっと出てきたトランジスタですが、私自身よくわかっていなかったので調べました。
調べましたが、あまりに難しかったので、ざっと概要だけ、、、
トランジスタとは
- 簡単にいうと、電流を調節・増幅させる ++ 信号を増幅させるオペアンプにもたくさん入ってます
- ベース・コレクタ・エミッタの３本の足がある ++ コレクタ→エミッタに流れる電流の量を、ベース→エミッタに流れる電流の量で調整する ++ 流れる電流の量はトランジスタ次第だが、大体100倍くらいの電流量になるみたい
詳しくは、詳しく書いているサイトをみてみてください。
今回気にしたこと
トランジスタの使い方は、深く考えると難しい（私自身いまだによくわかっていない）ので、テストとかしながら、今回気にしたところだけピックアップしました + LEDにかかる電圧（過去に何度もLEDを破裂させているので、、、） + スイッチにかかる電圧（燃えるので、、、） + トランジスタの最大W数や電圧・電流（これがLEDで使いたい値より低いと、LEDに流れる電流が少なくなるので）
回路をテストしていて一番困ったのは、三番目のトランジスタのW数でした。
いくら抵抗を調整しても、トランジスタから欲しい電流量が取れず、スペックシートやらいろいろ調べてみたら、そもそも流せる電流量の限界を超えていたという、、、
なので、今回は15Vくらいまでいけるちょっと大きめのトランジスタを使ってたりします。（サイズ自体は親指の先くらい）
ちなみに、テスト風景
ゴチャゴチャしてます、、、
トランジスタの特性やら、テスタの使い方を理解してないやら、トランジスタとボリュームで同時に電流をみたいやらで、結果３つのテスタを使いという意味のわからない事に、、、
ちゃんと設計して作ってる人なら、テスタは１つで足りるのだろうか、、、
組み立て
回路も決まった（というか挟む抵抗を決めた程度ですが）ので、実際に組みたてていきます。
まずはボリュームを装着
さりげなくLEDを色付きに交換してたりします。
そういえば、スイッチ付きボリュームのスイッチ部分は、可変抵抗の部分とは独立しているんですね。（ボリュームの後ろに別に端子がついてます）
てっきり可変抵抗として使ってる部分が切断されるものだと思っていました。
次に配線を半田付け
そしてケースに戻して完成
回路が簡単だと組み立ても簡単ですね^^
次回予告なんてものはない
これで、作りたかった物はひと段落してしまいました。
次回からは何を投稿しましょうかねぇ？
はてなブログは新人ブロガーに優しく、テーマも提供してくれるので、テーマに沿って何か書いてみようかなと思います。
次からはもうすこし頻繁に更新しないと。。。（フラグ）
ミニステミキを作りたい 備忘録
平日仕事をしながら、休日に作業をしていたこともあって、ざっと１ヶ月ほど時間がかかったステミキ作成でした。 かなり学んだこともあったので、備忘録がてらここに買いていこうかなと思います
反省点
まずは反省点から。
初めて０から作った電子工作なので、自己満足でいえば１００点ですが、やっぱりいろいろ気に入らないこともありますね。
- ケーブルがケースに収まらない
- ケーブル長すぎ、もっと短くても行ける気がする
- 端子が邪魔、ネジ式のターミナルとかの方が拡張性ある気がする（でも横幅おおきいかも？）
- フェーダーとジャックが近い
- 箱加工
- タッパは、フタが柔らかくて、ジャック抜ける(でも加工はしやすかった）
- 電源用の穴はちゃんと場所測ってから開ける（数ミリ隙間空く）
- 基盤とか
- その他ミス
- 電源場所間違え（大きな影響はなかったのでそのままですが、、、）
- 可変抵抗の接地忘れ（最終回で書いたやつ）
- 電源スイッチつけ忘れ
最近は電子工作のキットも全然やっていなかったので、半田付けもかなりヘタッピでしたね。 それ以前に凡ミスとか、計画性の無さが出てしまったかなと。
次回はもう少し設計図的な物を作ってから組み立てをするべきですね。
CADとかできたらもう少しいいんでしょうけどね、、、
今回調べたこととか
今までやったことのある電子工作はキットばかりだったので、回路の意味とかはまるで考えていなかったです。 今回は色々調べながら進めていたので、ちょっとここでまとめておきます。
- 音響とか
+音の信号は交流（＋ーの電圧で信号を作る）
- 信号は交流なので、スピーカーに一定の電圧をかけるだけでは音はならない
- コンデンサ +コンデンサは電気を貯める
- オペアンプ
- 基本は信号を増幅する物
- +か-のどちらかを出力&入力と繋ぐ、逆をGNDに繋ぐ
- +と-を同じ電圧に保つ働きを持つ→抵抗を挟めば信号を増幅、何もなければ信号を安定化する
- オペアンプは抵抗値が無限（だったかな？）が理想らしい→回路を分断する→信号を安定化 / 微弱な信号も増幅
- +入力の方が抵抗値が高いらしい
- 駆動は正負電源（交流ではない）
- -入力は信号が反転する（音だと位相が反転する）、動作は安定的→音みたいに信号の上下は多い、複雑な物向け
- +入力は信号は反転しない、動作は高精度→センサなど微弱な信号に向いてる
- 抵抗の組み合わせで信号の増幅幅が変わる
- ダイオード
- ダイオードは結構ノイズ源になりやすい
- 可変抵抗
- Aカーブ、Bカーブ、Cカーブと抵抗値の変わり方に３パターンがある
- ３極で構成されていて、端と真ん中の間で抵抗が変わる
- 両端の抵抗値は最大で固定
- 使っていない側の端は接地することもしないことも（音響ならした方がいいかも？→多分余計な信号を逃す役割）
- 抵抗
- 小さい抵抗をノイズ対策で入れることがある
- 正負電源
- GND(0V), 正(+電圧), 負(-電圧)の三つの入出力のある電源
- 基本的には、仮想GNDをつかって再現する
- 元の単電源の＋を正、ーを負、中間の電圧をGNDとして扱う
ざっとこんな感じですかね
まともに電子工作らしいことをしたのは初めてなので、わからないことだらけですね、、、まだ。 そういえば小さい頃に買ってもらった学研の電子ブロックが押し入れに眠っているので、引っ張り出してちょっと勉強してみようかなと思います。
次はなにをしようかな
ミニステミキを作りたい 備忘録
平日仕事をしながら、休日に作業をしていたこともあって、ざっと１ヶ月ほど時間がかかったステミキ作成でした。 かなり学んだこともあったので、備忘録がてらここに買いていこうかなと思います
反省点
まずは反省点から。
初めて０から作った電子工作なので、自己満足でいえば１００点ですが、やっぱりいろいろ気に入らないこともありますね。
- ケーブルがケースに収まらない
- ケーブル長すぎ、もっと短くても行ける気がする ++ 端子が邪魔、ネジ式のターミナルとかの方が拡張性ある気がする（でも横幅おおきいかも？） ++ フェーダーとジャックが近い
- 箱加工 ++ タッパは、フタが柔らかくて、ジャック抜ける(でも加工はしやすかった） ++ 電源用の穴はちゃんと場所測ってから開ける（数ミリ隙間空く）
- 基盤とか ++ 出力側コンデンサの電気を逃す回路忘れた ++ パイロットランプ忘れた（通電見えないじゃん） ++ 高さも考えたパーツ配置をしないと（コンデンサ横向きにしてもよかった）
- その他ミス ++ 電源場所間違え（大きな影響はなかったのでそのままですが、、、） ++ 可変抵抗の接地忘れ（最終回で書いたやつ） ++ 電源スイッチつけ忘れ
ミニステミキを作りたい #10 組み立て編（後編）完結編
今回は、完成目指して組みたてていきます。
箱を加工する
まずはケースの加工から
フェーダー用のスリットとか、端子の穴とかを開けました
（手持ちのドリルの太さが足りなくてドリルを買い直したのは内緒、、、）
ここでイメージも兼ねて、一度部品を仮付してみます
パーツがつくと一気に完成が近づいた気がしますね！
フェーダーのノブの高さがちょっと高すぎるので、切って短くします
左が切った後、右が切る前のフェーダーです。
ルーター用のダイヤモンドカッター（１００均）を用意しておいてよかったですね。
また半田付け
箱の加工が終わったところで、次はフェーダーとジャックをケーブルとハンダで繋いでいきます
箱に組み付ける
あとは本当に組み立てるだけですね。
まずは基盤を箱に固定
フタにフェーダーを固定
ケーブルを基盤にブッ刺して、ジャックを箱に固定。
フタを閉め、、、 閉まらないですね、、、 ケーブルが多すぎて、、、
ここでジャックがすっぽ抜け、、、
カシメが甘かったらしい
ちゃんとした道具が欲しいな、、、
端子も取れるし、ケーブルも長いので、ケーブルを短くして端子をつけなおします
やっぱりフタが閉まらない
無理やり閉めてねじ止めします、、、
先に繋いだ状態でテストをしておけばよかったな、とここでちょっと後悔してます。
最後にテスト、Youtubeにあったスピーカーテスト用の音源を流して、、、 あ、１箇所LR逆ですね、、、
ん？ あれ？
フェーダーが機能していない、、、！？
音量が全く変わらない！？
なんで！？
とりあえず、全力でしめたフタは再度開けるのは確定ですね、、、
バグ探し
音量の問題なので、まずはフェーダーが機能しているか確認します。 ジャックと、反対側の端子にチェッカーを刺して、フェーダーを動かして抵抗値を確認、、、 ちゃんと動いていますね
あまりやりたくないですが、ホットボンドを剥がして基盤を外します。 ショートしている箇所や、接触不良、ハンダ忘れなどが無いか確認します。 、、、問題なさそうです、、、
じゃあどこが悪いんだ？ そういえば、ブレットボードでやったときに、音量０にならない不具合あったような、、、 ちょっと過去の記事でも見てみて、、、あった。#6で可変抵抗をGNDにも繋いていましたね。 完全に忘れてました。
フェーダーの反対側の端子もGNGに繋いで組みたて直します。
LRの音も問題なく出てます。ミキシングも問題ないですね。音量の上下もちゃんとできてます。
ようやく完成です！
長かった、、、 思ったよりでかいし、、、
今度は無電源の小さいやつか、端子をかえてもう少し小型化したいですね。 あるいは多機能化かな？
ひとまずステミキ編完結です。
ミニステミキを作りたい#9 組み立て編（前編）
はい、前編です。 まだ終わらないです。
素人が電子工作をすると、あんなに簡単な物でもここまで時間がかかる物なんですね、、、
もっとサクサク進むと思ってました。 （音混ぜるだけだし、、、）
それはさておき、やっと組み立てですね。
まずは、パーツを基盤にはんだ付けする
前回決めた内容で半田付けをしていきます。
写真も撮ってあるので、まずはパーツを全部外して行きます。
どうやら背の低いパーツから付けていくのがセオリーらしいので、背の低い抵抗から付けていきます。 次に入力側のコンデンサ
大体こんな感じですね
ヘッタクソだなぁ
続いてオペアンプ、USBコネクタ、ピンヘッダ、容量の大きいコンデンサの順で半田付けしていきます。
ハンダゴテの保管
ところで、ハンダゴテにも正しい保管方法があるそうです それは「コテ先にハンダを残す」だそうです。 ハンダを残した状態で保管する事で、コテ先の酸化やら腐食を防ぐらしいです。
確かに300℃にもなる先端なので、痛みやすそうですね。 実際うちにあったハンダゴテは先端はかなり痛んでいたみたいです。
また劣化しやすくなるので、先端を削るのはNGだそうです。 （やるとしても、目の細かいサンドペーパーで酸化した被膜を落とす程度）
裏面に続く
余談はさておき、パーツはつけ終わったので、裏面の配線を付けていきます。
はんだメッキ線という物を半田付けしていくのですが、これがまた難しいです、、、
どうやってつけるのが正しいんでしょうね？
パーツの足元のはんだを溶かして刺してみたり、パーツの隣に半田付けして、はんだで繋いでみたり、、、 最終的には、先にハンダを盛ってから、ハンダを溶かしてメッキ線を刺す方法に落ち着きました。
パーツの場所間違えたり、鞄の銅の部分が剥がれたりと色々ありましたが、ようやく半田付けも完了です。
まぁまだ、箱につけるジャックやフェーダーも半田付けしないといけないのですが、これは箱を加工してからにしようかなと
次回で最終回になったらいいな、、、
ミニステミキを作りたい#8 パーツ配置・・・
あとは組み立てだけとかちょっと調子に乗ってました。
意外と、いや、薄々分かってはいましたが、基盤上のパーツの配置決めるの結構大変ですね。
ブレッドボードみたいにケーブルだらけにしちゃえば楽なんでしょうけれども、さすがにそれはちょっとやりたくはないので、頑張って配置を考えていきたいと思います。
今回の基盤
ネットでは中国のメーカー等に依頼して格安でプリント基板を作ってもらっている人も多いですが、私にはまだプリント基板を設計するスキルがない（というか今回のミキサにそこまで手間かけたくない）ので、
じゃん！
ユニバーサル基盤（パターンの何もない基盤）で組みたてていきたいと思います。
写真のものは４つ繋がってますが、今回はこのうちの一枚（写真の４分の１）を使って組みたてていきます。
適当にイラストにしてみる
まぁ基盤があの４分の１ですからね、部品を全部のせる自信がないです。。。 しかも普段使っている電子メモだと範囲狭くて、ちょっと書ききれない。。。
こんな感じ？
なぜか写真が縦になる、、、
横で保存してるのに、、、
基盤の裏を通すワイヤの位置を考えるのが意外と大変ですね。 変に通すとショートしてしまうので、なるべくワイヤが重ならないように、、、
全く重ねないのは無理があるので、一部はパーツの下とか、裏に何もないところでクロスさせたり、、、 めんどくせぇ、、、
手書きじゃ埒が明かないですね。
エクセルとかで作っても良いのですが、ぶっちゃけイメージ沸かないので直にパーツを並べてみました。
綺麗に並んでいます。 裏の配線は既に破綻しています。。。
やっと配置が決まる
あーでもない、こーでもないと試行錯誤して、ようやくこれに落ち着きました。
配置を変えて、裏の配線を写真の上から書き込んでいます。
両電源の線をどうしても裏だけで通せなかったので、水色の線は表からジャンプワイヤをつけようと思ってます。
、、、あ 電源ランプ忘れてた
ちなみに、イヤホンジャックとシェーダーは箱にくくりつけるパーツになるので、箱につけてから、基盤のピンヘッダ部分に繋ぐ予定です。
そして驚くことに！裏に通すワイヤと、シェーダー、ジャックとを繋ぐケーブルを用意するのを忘れてました！
これを買ったら、次回こそ組み立てかな。
どうやって箱に収めよう。。。
ミニステミキを作りたい#7 回路決め編
さて、それでは前回書いた回路図に合わせてブレットボードを組み直して行きます。
組み直し
最初は訳もわからず組んでたパーツ類ですが、パーツを組み込んだ意図がわかると、組み直しも結構スムーズに進みますね。
こんな感じで、組み直し完了！ スペースの問題と、個人的な要求の折り合いで入力は3つまでしかありません。 まぁ個人的で使うだけの物なので問題無いですね。
ここまではほぼ前回確認した物と同じなのでうまく動くはず。
一つ気になるのは、前回組んだ物だと何故か左右でちょっと音量が違うと言うことがあったので、それがまた起きないか心配ですね。
ミュージックプレイヤーとスマホとゲーム機と、音源3つ繋いでスイッチオン！ うるせぇええええ！！！
外れやすいイヤホンにしておいてよかった、、、
ちょっと耳がキーンてしてます、、、
音量の大きさなので何となく原因わかりますね。 どうせオペアンプの抵抗周りでしょう。
、、、やっぱり、これオペアンプとオペアンプの間の抵抗を入れ忘れてますね。 これのせいで２つ目のオペアンプが無限に音を大きくしようと頑張っちゃったのでしょう。 2.5Vの限界が耳にダイレクトアタックでした。
まぁこれで±2.5Vでもかなりパワーを出せることがわかりました。
抵抗を追加してスイッチON！
今度は片方しか音がならない、、、
ちょっとぱっと見じゃ原因がわからないので、適当なところにイヤホンのアウトプットをぶっ刺してどこまでちゃんと繋がってるか確認してみます。
まずは電源切ってオペアンプ手前。 問題なし
一つ目のオペアンプだけ給電してオペアンプの間の抵抗の手前 問題なし
と言うわけで、悪いのは２つ目のオペアンプ周りのようです。
配線を一本づつ追っていって、、、 あ、ありました。 右のアウトプットの線がマイナスの電源線に繋がってました、、、 音は交流なんて話もありましたが、直流がイヤホンに流れても何も音はでないんですね。。。
電源からアウトプットに挿し直して、、、
ようやくまともに音が鳴るようになりました。
ノイズ対策
抵抗のメーカー合わせの甲斐があったのか、左右での音の差はなくなりました。 ただ、音量が小さい時や無音の時にすこし『ぶーん』って音が入るのがきになりますね。
ノイズ対策で抵抗を入れている人がいたので、ちょっと試してみます。 1Kくらいの抵抗でノイズは気にならない程度にはなりましたね。 ただ、その分音も小さくなってしましました。
試しにオペアンプの信号増幅もしてみましたが、ノイズも増幅されるので、今回は無しですね。
まぁ音が小さくなると言っても、入力元を大きくすれば、そんなに気にならない程度ですし、抵抗を入れる方法で行こうと思います。
次回はついに組み立てですね 今更ですが、実は無電源の方が取り扱いやすかったのでは？と思ってたりします・・・
まぁせっかくなのでこのまま組みたてますけどね
