乾電池の転極現象

　先日、孫へ中古のおもちゃをあげようと電池を確認したら、2台共（同じおもちゃ）単四電池3本中1本の極性が逆になる転極現象が起きていた。
修理依頼されたおもちゃでも、同様な現象のものが有る。
の説明によると、
「アルカリ乾電池」よくあるご質問

Q：使い終わったアルカリ乾電池をテスターで測定すると、針が逆に振れ（マイナスの電圧を示し）ますがなぜですか？

A:未使用状態で起こることはないのですが、2個以上のアルカリ乾電池を直列につないで放電すると、放電末期に残容量の少ない方の電池がマイナスの電圧を示す場合があります。これを転極と呼んでいます。
分かりやすい例として、電池A（残容量50%の電池）と電池B（残容量100%の電池）を2個直列にして放電した場合、電池Aの容量がゼロになった時点で、電池Bの容量はまだ50%残っています。このまま放電を続けると、電池Bの力で容量ゼロになった電池Aを強制的に放電させることになり、電池Aはマイナス電位まで放電して転極状態となります。
転極は放電末期の電池で発生する現象で、電池としては異常な現象ではありません。ただし、転極した電池は、電池内部で急激にガスが発生して内圧が上昇するため、破裂防止用のガス排出弁が作動し、ガスを外部に放出します。その際に電解液も一緒に放出される場合があります（"液もれ"という現象）。
転極は、機器に電池を入れっぱなしにすることで起こる場合がありますので、使い切った電池はすぐに機器から取り出してください。長期間機器を使用しない場合にも電池を取り出してください。また、使いかけの電池の組み合わせや新旧電池の組み合わせ（電池は製造後、放電しなくても徐々に容量が減少していきます。）、異種電池の組み合わせ（マンガン乾電池やアルカリ乾電池）、異なるメーカーの電池との組み合わせなどで起こる場合があります。複数本使用される場合には、同一銘柄で使用推奨期限の同じ乾電池をご使用ください。

とある。
しかし、今回使用した電池はセブンイレブンの新品を入れてあった。
なにか、そのおもちゃ特有な使用条件（消費・待機電流とか）で発生するのかは不明なところである。

おもちゃドクター養成講座募集

　県西生涯学習センターでの「まなびぃ県西」で、何か講座をお願いしたいと要請が有り、「おもちゃドクター養成講座」を実施することにした。
5/24・6/7・6/21・7/5・7/19（日曜日10：00～12：00）の５回シリーズとなる。

初心者向けに松尾 達也(著), おもちゃ病院連絡協議会 (監修) 「おもちゃドクター入門―おもちゃ修理のマニュアルから病院開設まで」をテキスト（材料費5000円に含む）にして、おもちゃ修理のコツや、修理に必要なチェッカーや電源も製作することにしています。
受講したいという方は、県西生涯学習センターにお申込み願います。

文章内テキストがコピー出来ないPDFファイルの制限解除

　今まで使用していて、PDF内テキストをコピー出来たフリーソフトも自動バージョンアップで出来なくなったので、ネット検索して、実際試してみた。
その結果、Web上で変換（ロック解除）してくれるページが有ったので紹介する。
FreeMyPDF
使い方は簡単で、ロック解除したいPDFファイルを指定してボタンを押すと、ロック解除されたPDFファイルがダウンロードされるというものだ。オリジナルファイル名に付加されたファイル名になるので、必要に応じ編集されれば良い。
全てがロック解除となるので、、テキストの他に画像もコピーOKである。

Google-Chromeブラウザによる変換方法も有ったが、私のファイルでは解除出来なかった。（１ページしか変換せず）

Office2010/2013の完全アンインストール

　Ofice2010や2013をインストールして、何等かの不具合で再インストールしたい場合に、通常のアンインストールを行ってもゴミ？が残っていてインストール出来ない場合がある。
こういった時にMicrosoftが提供しているFixitのアンインストールツールを使用すると、間違い無く、完全にアンインストール出来る。
Office2010用Fixit
Office2013用Fixit

74HCU04ヘッドホンアンプ出力インピーダンスを下げる改造

　先日のブログで紹介したアンプだが、別基板に74HCU04を２個（L/R各1個）追加して、出力部を2パラから8パラに増加してみた。
ゲインも不足するので、負帰還抵抗150kΩを330kΩ（10倍）に交換した。

ヘッドホンを接続して、CR発振器から信号を入力し波形を見てみた。
入力波形と出力波形をオシロで重ねて表示し、どのレベルで波形の変化（歪み発生）が出るか確認したところ、P-P-848mVだった。
音楽をオシロでモニターし、このレベル内で変化する様レベル調整してヘッドホンで聴いてみると、レベル的には丁度良いが、もう少し余裕が欲しいところで、それには電源電圧を上げるしか無い様だ。
周波数特性は50Hz～20kHzまでフラット、更に500kHzまで少し上昇する部分もあるが伸びすぎていた。（さすがロジックIC？)負帰還抵抗にコンデンサを並列に入れ音声帯域内LPFとしたのが良いかも知れない。
低域では位相ずれが生じている。

【電源電圧】
　電圧　　消費電流　　出力電圧（P-P）
±1.5V　±30mA　　0.85V
±2.0V　±90mA　　1.16V
±2.5V　±160mA　1.20V
±3.0V　±240ｍA　1.04V
（消費電流は±1.5Vの場合、74HCU04-1個あたり10mAで3個だと3倍になる）
±2.0Vでは出力電圧が増加するが、±2.5Vは微増で、±3.0Vでは、かえって低下するので、消費電流の点からも±2.0V（但し、消費電流が3倍に増加）までが良いと思われる。　
【結論】
結果的には、ここまでして74HCU04を使うメリットはあまり無い様だ。（メリットとしては、周辺部品が少なく、シンプルに構成出来る点ですね）
私的にはTDA2822Mを使えば１個でステレオ構成が出来るので良いかと思う。1.8Vから動作し、GNDが共通なのでヘッドホンに使える。
aitendoだとTDA2822アンプ [AKIT-333]が395円（税別）と、安価にキットを楽しめる。
【聴き比べ】
3/28のパソコン相談室で、このアンプ・AKIT-333、YAHA-AMP（真空管）を各先生に聴き比べてもらうと
YAHA-AMPが一番良く、次にAKIT-333、74HCU04-AMPは一番悪かった。
74HCU04-AMPは周波数特性上ワイドなのだが、低音と高音が伸びていない（ボリューム感が無い）という評価だった。
【応用】　
別な用途としては、高域特性が良いので、超音波（38kHz）スピーカーの駆動用が考えられ、製作記事も多数有り。

ハイサイド電流センス・アンプIC（LT6106)を使った電流計製作

　電流をデジタル表示させる方法として簡単なのはローサード方式（入力の0Vと出力の0V間に電流検出抵抗を入れて、差電圧をOP-AMPで増幅し電圧計で表示）なのだが、ハイサイド（電源+間）に入れて電圧変換してくれる便利なICのLT6106が秋月より入手出来るので実験してみた。
ハイサイドに入れることでGND（0V）が共通になるので回路上都合が良い。
SOTパッケージ(0.95mmピッチ5P）なのでaitendoの変換基板に実装。空きランドが有るので、この基板に回路を全て実装してみた。

Rsense（検出抵抗)は0.1Ω、Rinは100Ω、Routは1kΩとすることで、1Aが1Vに変換される。
表示には秋月の[超小型２線式ＬＥＤデジタル電圧計（パネルメータ）３桁表示　ＤＣ３～１５Ｖ（赤色）オートレンジ]を使用する。電源と電圧入力は分離の改造を行う。
また、パネルメーターとLT6106の電源用として3端子レギュレーターTA78L05Sを使用する。入力電圧が5Vの場合はレギュレーターをバイパスする設定ピンを入れる。
V+と+INは同一か、V+が高い必要がある。低いと無負荷でもOUTに電圧が発生する。
電源を入れ、負荷を接続するが、ズレが有るので、Routに調整用の多回転半固定抵抗1kΩを直列に入れた。
ところが、電流により表示がズレるので、LT6106の出力電圧を測定して見たが電圧は正確に出ている。電圧計基板にある半固定抵抗を調整しても変わらない。
そこで表示器をaitendoの極小電圧表示器 [VM3D-30V-036] 交換したところ正しく表示される様になった。こちらのが少し安価だ。
秋月製は低電流での直線性が良く無い様で、この用途には使えない感じである。
実電流と表示の比較が下図のグラフで、ほぼ直線的(誤差が少なく）に表示され実用には問題無さそうだ。（0.01～1.7A測定）

デジタル電圧計が安価になったお蔭で、この様な電圧/電流計が実現出来た。
あと、ハイサイドの便利な点は、デジタル電圧計１個で、電圧と電流を切り替え表示出来ることである。

SEPIC方式DC/DC-CONVを試す

　TIのページから抜粋
SEPIC とは、昇降圧型に対応可能な DC/DC コンバータ・トポロジーの 1 つ。「Single Ended Primary Inductor Converter」 の頭文字をとった名称で、日本語では「セピック」と発音されることが多い。回路のアイデア自体は 30 数年前から存在していたが、広く普及し始めたのは 10 数年ほど前からである。その理由は、回路を構成する部品点数が多く、回路動作も複雑な点にあった。従って、コストが上昇してしまう。ただし、半導体技術の進歩で、SEPIC に対応した DC/DC コンバータ制御用 IC の実用化が始まっており、最近では容易に実現することが可能になっている。コスト上昇分もかなり抑えることが可能だ。SEPIC コンバータのメリットは、1 つの回路で昇圧と降圧の動作が実現できることに加えて、入力電圧に現れるリップル成分が非常に小さいことが挙げられる。ただし、出力電流に重畳されるリップル成分は比較的大きい。このため、消費電流が比較的少ない携帯型電子機器には最適なトポロジーと言えるが、大電流用途には向かない。さらに、出力電圧の極性が入力電圧と同じこともメリットの 1 つに挙げられるだろう。

実験した目的は
以前「電子工作サークル」で製作して好評だった、実験用可変出力DC/DC-CONVだが、入力用のACアダプター出力電圧（たとえば12V）に対し、出力1.5V～24Vを得る為には、降圧用DC/DCと昇圧用DC/DC２台を切り替えスイッチにより切り替えているが、切り替え点での電圧がACアダプタの電圧により変化するので使いにくい。
これを１台のDC/DCで実現出来ないものかと頭の中に引っ掛かっていたが、数号前の「トラ技」に、電源製作の記事が有り、ここで初めてSEPIC方式というのが有ることを知って、今回実験してみた。
オリジナルは、aitendo製の昇圧型DC-DC基板 [P-150V34063] 基板を使用しました。MC34063とFETのドライブが使え、LCを追加することでSEPIC回路になるからです。
これにLCを追加することになります。

コンデンサに、最初電解コンデンサを使っていたら、パンクさせてしまいました。極性を間違えていた様です。そこで、セラミックコンデンサ10uFを４個直並列接続して交換しました。
インダクタは、SEPICの場合、交互にON/OFFするので、誘導結合の問題は無く、同一コアに巻いても問題無い様だ。今回は２個並べて実装。
正式図面無しでメモにより作業したので、何か所か接続ミスが有り、手間取ったが、動作した。

動作するまでは半信半疑だったが、ちゃんと動作するものだ（正式にはデーターシートにより部品定数を細かく計算する必要はあるが）。
入力電圧と出力電圧との組み合わせを変えて見たが、出力電圧1.25Vから36Vまで動作した。入力電圧は4.5V以上必要だった。

多少の負荷では実験してみたが、今後詳しく確認したいと思う。また、違うDC/DC用ICも試してみたい。

７４ＨＣＵ０４使用ヘッドホンアンプキット製作

　以前、ロジックIC（アンバッファタイプに限定）でもアナログ増幅出来るというのに興味が有って、バラックで製作したことが有ったが、今回、秋月のキットを製作してみた。
そのままでも良いのだが、電解コンデンサは手持ち品でESRの低い物に交換（キットに使われていたのも一般品だったが、そんなには変わらなかったが）、入力カップリングのセラコンはフィルムコンデンサに交換した。
ゲインを決めている抵抗は標準100kΩの他に150kΩが添付されているので、これを使用。
電源は単四×２個で＋－電源としているのが珍しい。
各ピンの電圧を測定
1：0.082V、2：0.174V、3：0.09V、4：0.005V、5：0.09V、6：0.005V、8：0.003V、9：0.086V、10：0.003V、11：0.086V、12：0.175V、13：0.082V

完成しスマホに接続してみたが、ゲインは殆ど無かった。（スマホの出力インピーダンスは低いので、当然電圧も低い関係で）、抵抗は330kΩ程度（G：10倍）に上げても良さそうだ。
出力はCHあたりHCU04を２個並列接続しているが、32Ω負荷には厳しそうだ。
自作製作記事を見ると、１個当たり203Ωとあるので、6個を並列にする必要が有りそうだ。
今後は別基板に74HCU04を２個実装して、全体で6+2個/CH並列として確認したいと思う。
あとは、電源電圧を3+3V（ICの動作電圧範囲が2～6Vで、最大定格は7V）に上げても聴いてみたい。

流れるウィンカー試作

　昨年、国土交通省は、自動車の前後に設置する方向指示器（ウインカー）に関する基準を改正し、1列に並んだ発光ダイオード（LED）が流れるように光る「連鎖式点灯」を容認した。　
この関係か、知り合いのバイク屋さんから、試作の依頼が有った。
LEDが流れるのは、昨年のフェス工作教室で秋月製[K-03290]ブレッドボード・ＬＥＤフラッシャーキットを製作したことから、このIC（CDT7350）を使うことにした。
LED点滅の要求仕様は、３段階で１ブロック６個、逆電圧対応（入力にブリッジダイオード）、LEDピッチは市販6角リフレクタが使えること。
LEDは3個シリーズをパラ接続し制限抵抗は100Ωとした。
CDT7350ではドライブ電流が不足するので、8CHダーリントンシンクドライバ（TD62083APG)を使って点灯させる様にする。
点滅スピードは半固定抵抗で可変出来る様にする。結果は430～965msまで可変となった。
法令では1分間に60回～120回（1秒間に1回～２回）とある。またフラッシャーリレーの点滅比率は一般に点灯40％消灯60％となっていた（ランプは消灯までのタイムラグが有るので見た目だと50/50％になる様だ）

試作品は出力3からリセットを掛けているが、これを6以上に替えれば、フラッシャーリレー出力よりサイクル時間が長くなり、点滅が２回目になることは無くなると思う。
問題は、低電流のLEDに替えたことによるハイフラッシャー現象（ランプの断線検出の為に電流が現象するとフラッシャー間隔が早くなる）が発生することだ。
これは、市販品が多数出ているので、これに交換すれば対応は可能かと思う。
この回路であれば、現状のランプ代わりに組み込めば対応出来るのだが、依頼者に見せたところ、ハーネスを変えてでもフラッシャー回路は１個で集中させたいとのこと。
市販品を購入するので、分析してほしいとのことだった。

デカ文字クロックラジオの修理

　上さんの部屋で使用している2001年製の「デカ文字ラジオ」（二流メーカー品）だが、最近、一番左と、その右の桁表示（時の２桁）がおかしく（点灯しないはずのセグメントも点灯して、数字が分からない）なった。
この手の表示器は年数による劣化が多く有り、無理かなと思ったが分解してみた。
表示器の基板はメイン基板とジャンパーケーブルで接続されており、この接続部を触っていたら正常に表示される様になったが、また不良になる恐れもあり、取り敢えず、そっと戻して組み上げを行った。
１日経過したが正常に表示されている。
また、発生する様だったら、半田付け直しを実施する予定である。

タブレットをノートPC風に

　ASUS MeMO Pad 8 (ME181C) を使っているが、慣れてくるとノートPCの代用として使うケースも増えて来て、キーボードやマウスが必要になって来る。
Bluetoothのキーボードを探すと、以外と高い（秋葉原の格安店では500円程度で入手可能なのもあるそうだが）。
そこで、USB接続でも良いかと探して見た。
【K&W】７/８/９/９.７/１０インチ専用タブレットキーボード付ケースが1380円（8インチ用）だったので購入。
届いたので、合わせてみると、カスタマーレビューにある通り、縦方向の固定寸法が大きすぎてホールド出来無いので、手持ちのドアクッションを2枚重ねにして、その上にホールド用にプラ板を2ヶ所貼り付けた。
USBコードも変換コネクタが大きいので邪魔な感じがするのだが、一応、認識した。
マウスはノートPCで使っているBluetooth方式のものを兼用でペアリングさせ、これも問題無く動作した。

スイッチング式ACアダプタでモーターを回すのにポリスイッチ

　先日の「電子工作サークル」で今春高校生になる生徒さんから、「電池式ドリルをACアダプタで回す様に改造したのだが、一瞬回るだけで、すぐに止まってしまうがどうしてか」との質問が有った。
ACアダプタはバッファロー製品に使っていたもので5V/2.65Aの容量が有るので、容量的には問題無さそうだ。
私も、以前自作電源で同様な現象が有り、この時は負荷に電解コン（1000uF以上）を入れたら解決したので、これを試してもらうことにした。
ところが1000/2000/3000/4000uFと増やしていっても改善されない（タイミングで正常に回る時もあるが）。
回転開始時の突入電流により保護回路が働くのでは無いかと思われるので、別な方法を試すことにした。
ポリスイッチである。そしたら、一発で動作する様になった。
すると、別な質問が「熱くなるが、大丈夫か」と。
そこで、ドロップ電圧を測定してみたが0.1V以下で、連続回転中は発熱しないので、問題無さそうである。
この素子は、過電流時の抵抗増大で、それが熱として消費されるからである。
一応、熱に弱い部品から離す様にアドバイスした。
本来、突入電流防止用途にはパワーサーミスタ（PTCサーミスタ）が使われており、これは、ポリスイッチと異なり、負荷ショートでも最大47Ω程度と低い抵抗値を示す。

県西おもちゃ病院（2015/03）

　来院家族は4組と少なかったが、おもちゃとしては全部で11個と多く有り、1個は修理不能、2個が入院となった。
1.おやすみホームシアター
症状：スライドが回転しない（病院では常連の修理依頼品）
原因：モーターシャフトのグリス劣化で負荷が大きくなり、回転せず。
対応：分解しセラミックグリス塗布
2.メリー
症状：全然動作せず（ライト点かず、回らない）
原因：電池液漏れで電池接点接触不良（半田付け、リード線も）、スイッチ接点（導電ゴムで開放型）接触不良
対応：接点磨き、半田付け直し、リード線交換、スイッチ接点清浄、導電ゴム部6B鉛筆でなぞる、LED（ウォームホワイト？）交換
3.ピンクの怪獣
症状：動作しない
原因：バネ外れ
対応：バネ装着
4.リング状のメロディ？
症状：スイッチを押してもメロディ再生しない
原因：電池（LR44×2個）消耗
対応：電池交換
5.はじめてのあいうえう教室
症状：全然動作しない
原因：電池液漏れによる接点腐食、マイナス側断線
対応：接点磨き、＋－線交換
6.ショットガン（本来は病院での修理対応外品）
症状：モールド破損で動作せず
原因：元々の強度不足（屋台？の販売品）
対応：モールドをステンレス細線で接合しプラリペア塗布、モールド紛失部分はテープで補強
7.プラレール（パーシー）
症状：前輪の片側が割れて紛失
対応：同一径の平歯車を加工（軸径、ギア幅）して取り付け（依頼者了承済み）
8.プラレール（エドワード）
症状：スイッチを入れても動かない
原因：連結部の配線断線
対応：線材を交換し、接続し直し
9.プラレール（ゴードン）
症状：スイッチを入れても動かない
原因：連結部の配線断線
対応：線材を交換し、接続し直し
10.プラレール（D51)
症状：スイッチを入れても動かない
原因：電池消耗、但し新品を入れても弱い
対応：電池交換、モーターを分解し清浄
11.あいうえおボード
症状：ある範囲のキーが反応しない
原因：分解してみたが、シートキーは密閉構造で、不良は考えにくい。基板とのシートコネクタ接触部も清浄したが同じ。内部IC(TOBタイプ）が不良では無いかと考えられる
対応：修理不能と判断し返却

モバイル機器用バッテリー超安！

　移動中にスマホのバッテリー残量が少なくなって来て無くなりそうなので、近くのヤマダ電機に立ち寄り、携帯バッテリーを探すことにした。
3000mAhだと、安くても2,000円程度だったが、その中で容量が3000mAh（機器への充電電流は1A)が、500円（税込540円）というのが目についた。
MobileLife製ALPUC-09「　」というもので、後日調べたら、参考税込価格は4980円となっており、ネットで検索しても5122円となっているので、超、得した気分である。
充電はACでもDCでも可能。充電状況が４個のLEDで表示されるので、これも分かりやすい。約３時間程度で充電完了。
このバッテリーを充電しながら、スマホに充電は出来ない様だ。
スマホには、やはり60％程度までしか充電出来なかったが、緊急用としては十分使えるし、懐中電灯にもなる。
リチウムポリマーなので、見た目より意外と軽い。

クレーン用ラジコン修理

　業務用RC修理依頼第1号の方から、別なラジコン修理依頼が有った。
走行クレーン用のラジコン送信機を落下させてしまい、それ以来、動作しなくなったというものだ。
裏蓋を外してみると、電池ボックスのモールドが割れて電池が接触しないのと、＋線の接続ねじが外れていて、電源供給されなかったのが原因だった。


仮固定してONボタンを押すと、ONランプが点灯したので、動作している様だ。
㈱ネットインデックス（現在は株式会社ネクスらしい）の特定小電力無線モジュール ISU401P-II(PLL方式)が使われている。
スペクトラムアナライザでモニターすると、429.637MHｚにスペクトラムが現れる。

次にIC-R9000（長期借用品）で、この周波数に合わせると、スペアナ表示と変調音（FM)が聞こえ、ボタン操作により変調音が変わるので、無線部分は動作している様だ。
（左がセンターメーター、右がSメーター）
送信周波数が判らない場合は、この手順が便利だ。

スペアナが無い場合には、aitendo製周波数カウンターも使える。
周波数カウンタ（50MHz-2.4GHz） [GY-560]販売価格: 1,980円(税別)
簡易周波数カウンタ（250-450MHz） [FC450]販売価格: 1,350円(税別)
ケースの補修を実施（接続箇所をステンレス線で接合し、クイックボンドで補強）