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名張市つつじが丘おもちゃ病院

三重県名張市つつじが丘でおもちゃの病院を開院しています。年中無休で修理は無料、部品代のみ実費です。おもちゃの修理依頼は tutuji@cb4.so-net.ne.jp へメールにてご連絡下さい。なお、宅配便での受け付けは行っておりません。このブログにはおもちゃ等の修理事例やツール製作などを載せていきます。故障診断や修理方法の改善等、ご意見をお寄せ下さい。

目次

当ブログ記事の目次は こちら
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  1. 2037/12/31(木) 23:00:00|
  2. おもちゃ病院
  3. | コメント:1

名張市つつじが丘おもちゃ病院のご案内

三重県名張市つつじが丘おもちゃ病院を開院しています。

【ご案内】
ラジコンプラレールぬいぐるみゲームなど子どものおもちゃ無料で修理 します。

ただし、下記のおもちゃは対象外です。
・火が出る、弾丸が飛ぶ、浮き輪など事故の恐れがあるもの
・骨董品や工芸品などのおもちゃ以外の価値のあるもの
・特定小電力無線やPSE対象製品など法規制のあるもの
・転売目的や有償サービスなどの商用利用

部品交換が必要な場合は相談の上で実費負担をお願いすることがあります。
メーカー修理ではありませんので、完全に治らない場合や修理の過程で症状が悪化したり、傷が付いたりする場合もございます。逆にメーカーが修理に応じないものも扱います。
当病院では、子どもの目の前で作業を行い、修理の過程を見て貰います。おもちゃの修理を通して子どもの科学心を育むことが狙いです。
修理時間が概ね1時間を超える場合はお預かりして修理することがあります。
事前確認事項に同意をいただいた上で修理をお引き受け致します。

年中無休。 ご利用は下記メールアドレスへ診察の申込みを送って下さい。
おもちゃの症状とご来院の希望日時を2~3挙げてメールにご記入下さい。なお、郵便や宅配便等での受け付けは行っておりません。

E-mail: tutuji@cb4.so-net.ne.jp
TEL: 090-5534-6494 (代表 大泉)
場所: 名張市つつじが丘南3番町129
駐車場有り



事前確認事項
1.修理は、申込者のご指摘の症状に対して復旧・改善するものであり、製造時の機能・性能を完全に回復するものではありません。
2.必ずしも申込者のご依頼内容にお応えできるものではありません。故障の状態や内容により修理できない場合があります。
3.修理中におもちゃが傷付いたり、故障の状況が悪化してしまうことがありますので、あらかじめご了承下さい。その結果、生じた損害については当方では責任を負いません。
4.修理の依頼を受けたおもちゃがメーカー保証期間内であっても、メーカー保証やサポートを受けることができなくなる場合がありますのでご了承下さい。
5.修理後の保証は致し兼ねますので、不具合がありましたら再度修理を依頼して下さい。
6.修理したおもちゃを使用したことにより如何なる損害が生じても責任を負いませんので、安全性や他のものに損害が及ばないように注意して遊んで下さい。
7.預かり修理となった場合、お預かりしたおもちゃの配送は行っておりませんので、ご案内する日時にお引取りに来て下さい。3ヶ月以上お引取りの無い場合は廃棄させていただきますのでご了承下さい。また、申し込み時に示された連絡先に連絡が取れない場合も同様とさせていただきます。


各地のおもちゃ病院、おもちゃドクター様へのサービスのご案内
名張市つつじが丘おもちゃ病院では、他のおもちゃ病院やおもちゃドクター様向けに 「故障したICやマイコンの代替品をお作りするサービス」 を提供しています。詳細は こちら をご覧下さい。

このブログの記事に該当するおもちゃには、記事内で公開しているファームウェアをそのまま利用していただけます。しかし、古いデバイスより最新のデバイスの方が高機能、高性能、且つ廉価ですし、ファームウェアも改善を進めていますので、最新のデバイスとファームウェアを使うのがよいと思います。移植についてのご相談も賜りますので、ご連絡下さい。
  1. 2037/12/31(木) 00:00:00|
  2. おもちゃ病院
  3. | コメント:9

2.4GHz8chリモコンモジュール「JDY-40」の評価

【前振り】
ラジコンカーの修理でCOB故障の場合に、 SE8R01+16F1503で換装するためのファームウェア を公開している。

最近、JDY-40と言う8chリモコンモジュールが出回っていて、価格は約83円(2019年AliExpress)で、SE8R01(約35円、2019年AliExpress)+16F1503(85円、2019年秋月)よりも安いのでコストメリットがある。

それで、JDY-40だけでラジコンカーの換装が可能なのか評価してみた。

なお、JDY-40はキーオン/キーオフの制御しかできないので、フルアクション方式での応用に絞って評価する。


【評価観点】
JDY-40はラジコンカーの制御を意図した製品では無いので、ラジコンカーに特有の以下の機能が実現できるかどうか、を評価する。

(1)ノーコン状態の検知と自動停止

電波伝搬の阻害やコントローラ側の電源ダウンなどでノーコン状態になったとき、速やかに車体を停止させる機能がラジコンカーでは必要不可欠だ。今まで数多くのラジコンカーを診てきたが、このフェールセーフ機能が無いものは見たことが無い。

(2)正逆転の排他制御機能

前後進駆動とステアリング制御で、正転と逆転の信号が同時に出ないように排他制御の機能が必要だ。トイラジでは専用のモータードライバICを使わないで、MOSFETやTrを組み合わせただけのベアなHブリッジを使っている場合が多い。最新の2.4GHzラジコンの「CCP社Wドライブ/Gドライブシリーズもそうである。その場合に正転と逆転の信号が同時に出るとHブリッジに貫通電流が流れて素子が破壊する。

JDY-40では、8chのキーオン/キーオフの制御はそれぞれ独立しているので、前進に割当てたchと後進に割当てたchが同時にオンすることを防ぐことはできない。従って、前進と後進の操作がタクトSWで同時に押せる構造のコントローラでは、同時に押すとその時点でHブリッジの素子が破壊する。ステアリング操作についても同じことが言える。そのため、そのような操作構造のコントローラに対しては、元々JDY-40を適用する考えが成り立たない。

そうすると、評価する意味が無くなってしまうので、ここでは、シーソータイプの操作構造のコントローラを想定して、機械的に前後進、或いは右左折の操作が同時には起きないことを前提として評価を行うこととする。


【評価回路】
JDY-40の簡易マニュアルに掲載されている回路で行った。
2.4GHz8点リモコンモジュール「JDY-40」の評価回路図
簡易マニュアルでの説明書きには「7 IO」と記載されているが、「8 IO」の誤りである。ここ以外にも、簡易マニュアルには誤記が多い。

送信側は CLSS=C1、受信側は CLSS=C4 を設定している。


【評価結果】
先ずは実験動画をご覧いただきたい。


(1)ノーコン状態の検知と自動停止

結果はNG。

・送信側はキーオンまたはキーオフされた瞬間に一度だけ指令を送信し、それ以外はSleepしている。受信側は新たな指令を受信するまで前回の指令を保持している。

・電波伝搬の阻害やコントローラ側の電源ダウンなどでキーオフの指令が届かなかった場合は、車体は走り続けてしまう。

(2)正逆転の排他制御機能

結果はNG。

・上記(1)と同じ理屈で、正転信号のchがオフされないまま、逆転信号のchがオン状態になってしまう。JDY-40がラジコンカーの制御を意図した製品ではないので、当然の結果ではある。

・トイラジではベアなHブリッジを採用しているものが殆どなので、このような状況になることは極めて危険である。

(3)総合評価

ラジコンカーで必須な機能がJDY-40だけでは実現できないことが明らかになった。そのため、外付けの制御回路で機能を補う必要がある。

・ノーコン状態を検知させるには、一定時間間隔で指令を送受信させる仕組みにする必要があり、送信側と受信側の両方にロジック回路の追加、若しくは、マイコンでの制御が必要になる。

・正逆転の排他制御機能は受信側にロジック回路の追加が必要になる。ベアなHブリッジをブレーキング機能が付いたモータードライバICに交換するにしてもデッドバンド制御は必要になる。

・不足する機能を外付け回路で補うとJDY-40の廉価性と実装の容易性が失われてしまうので、現状では、ラジコンカーの修理にJDY-40を採用するメリットは無い。

・外付けロジック回路を装備せずにJDY-40だけで、ベアなHブリッジを実装したラジコンカーを換装することは極めて危険であり、やってはならない。
  1. 2019/08/25(日) 12:21:53|
  2. 2.4GHzラジコン
  3. | コメント:0

PIC電子オルゴールVer6_1の改善(ブリッジ出力)再挑戦

【前振り】
PIC電子オルゴールVer6_1の改善(ブリッジ出力) は以前にやってみたのだが、性能面の理由から失敗 していた。

しかし、ブリッジ出力にするメリットは大きいので、再挑戦することにした。

ブリッジ出力のメリット

・低電圧でも大きな音で鳴る。シングル出力に比べて4倍の出力になる。
・音の内容やブリッジ回路以降の特性などによるが、消費電流は1/2以下になる。
・上記の2つを合わせて、電力効率は8倍以上になる。


【設計】
内部のPCMデータの取り扱いをWAV形式にすることは前回と同じで、そのため、演算処理を全般的に変更する。これは前回の試行で実施済みだ。

今回は性能改善が取り組みの課題になる。

PIC電子オルゴールの内部の処理は以下の3つの部分から成る。

・曲演奏/音声再生処理(それぞれのサンプリング周期で実行)

・出力合算処理(PWM周期で実行)

・メイン制御(メインループ)

ミュート処理は、従来は出力合算時に演算していたが、これを実行頻度が少ない曲演奏/音声再生処理に持ってくることで全体のDSを削減する。

聴感上問題にならない程度に、エンベロープ処理における乗算処理のビット数を少なくする。従来は7ビット演算していたが、5ビットに縮小する。約3%の分解能になる。

前の記事 で、「PIC電子オルゴールでサポートしてきたデバイスで、ブリッジ出力ができるかどうか調べた」のだが、その結果に間違いがあったので、今回の開発での結果を掲示しておく。

16F1503 CWGにはフルブリッジモードが無く、PWMをマスター/スレーブ構成にすることもできないのでブリッジ出力は不可能
12F1572 CWGにはフルブリッジモードが無いが、PWMをマスター/スレーブ構成にしてブリッジ出力が可能
16F1579 CWGにはフルブリッジモードが無いが、PWMをマスター/スレーブ構成にしてブリッジ出力が可能
12F1612 CWGにはフルブリッジモードが無いが、同期ステアリングモードでブリッジ出力が可能
16F1705 COGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能
12F1822 CCPのシングル出力同期ステアリングモードで、ブリッジ出力が可能
12F1840 CCPのシングル出力同期ステアリングモードで、ブリッジ出力が可能
16F15325 CWGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能
16F18313 CWGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能
16F18325 CWGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能
16F18326 CWGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能
16F18857 CWGのフルブリッジモードで、ブリッジ出力が可能

なお、12F1501は1kワードしかなく、orgel6_1の最少構成でも載らないのでサポート対象から落とした。


【評価】
性能改善については、曲演奏と音声再生をコンカレントに走行しても正常な音で鳴っていて、アンダーランは発生していない。

音量と電力効率の評価には 16F1705 を使った。正相出力ピンと逆相出力ピン(シングル出力時はGNDピン)に290Ωスピーカを繋いで、スピーカの両端子間の電圧を観測した。PICの電源電圧は4.5Vで、全体の消費電流も測定した。

シングル出力時
PIC電子オルゴールVer6_1の改善(ブリッジ出力)再挑戦シングル出力波形
出力電圧はほぼ電源電圧、消費電流は7.6mA

コンプリ出力時
PIC電子オルゴールVer6_1の改善(ブリッジ出力)再挑戦コンプリ出力波形
出力電圧は電源電圧のほぼ2倍、消費電流は9.1mA


ブリッジ出力時
PIC電子オルゴールVer6_1の改善(ブリッジ出力)再挑戦ブリッジ出力波形
出力電圧は電源電圧のほぼ2倍、消費電流は3.5mA

PIC自体の消費電流が2mA強あることから、ブリッジ出力での電力効率は非常に高いことが判る。音の大きさはコンプリ出力時と全く変わらない。但し、信号レベルや出力段(実際に繋ぐHブリッジ以降)の特性によるが、かなりの改善が期待できる。


【ダウンロード】

orgel6_1の最新版は ここから ダウンロードできる。

当面旧版のVer5_7も残しておくが、バグがあってもメンテしない。
  1. 2019/08/21(水) 13:54:34|
  2. 電子オルゴール+音声再生
  3. | コメント:1

PICプログラマーの機能改善(16F15325 をサポート)

PICプログラマー
プログラマー外観
PICプログラマーと呼んでいるが、シリアルEEPROMやAVRもサポートしている。
当初の製作記事は ここ
その後の改善記事は、「PICプログラマー」 でブログ内を検索。


【今回の改善事項】

8kワードのPIC16では16F1705と16F18325をよく使っていたが、秋月で値上がりしてしまった。代わりに@100円で16F15325が出ていて、これに乗り換えようと思っていた。僕は自作のPICプログラマーしか使っていないので、新しいデバイスを使うには、先ず自作のプログラマーでサポートする必要がある。と言うことで、今回の改善事項は 「16F15325のサポート」 だ。

16F15325のプログラミング仕様は、今までのPIC16とは違った新種のものだった。違いの主なところを列挙すると

・データペイロードがMSBファーストになっている。

・データペイロードが24ビットになっている。

・メモリ構成に、デバイスインフォメーションエリアとデバイスコンフィグレーションインフォメーションが追加されている。

上記の上2つは、制御用マイコン(18F14K50と16F1459、16F1454)のファームウェアの機能追加が必要だ。ターゲットのメモリにHEXイメージを書き込むだけなんだから、そんなにいろんな仕様を作り出さなくても良いと思うのだが、長いものには巻かれるしかない。


【サポートデバイス一覧】

10F200/204/220/202/206/222
10F320/322
12F508/509/510/16F506 ←12F510がMCLR_OFFのときチップ消去がVpp先行でないと働かない(当然)、BOR機能が無いのでICSPコードが長い場合はVddがバタつかないようパスコンが必須
16F54/57/59 ←57/59も1ワード書込み、実機テストは54と57で実施
12F609/615/16F610/12HV609/615/16HV610/12F617/16F616/16HV616
16F627/628/LF627/628
16F627A/628A/648A/LF627A/628A/648A
12F629/675/16F630/676
12F6xx/16F6xx
16C711
16F716
16F785/HV785
16F818/819
16F84A
16F87/88
16F87x
16F87xA
16F88x
16F91X/946 ←机上チェックのみ
16F145x/LF145x ←机上チェックのみ
12F1501/LF1501/16F150x/LF150x ←実機テストは12F1501、16F1503のみ実施
16F151x/LF151x/F152x/LF152x ←机上チェックのみ
12F1571/LF1571/F1572/LF1572 ←机上チェックのみ
16F157x/LF157x
16F15325/LF15325
12F1612/LF1612/16F1613/LF1613 ←実機テストは12F1612のみ実施
16F170x/LF170x ←実機テストは16F1705のみ実施
16F171x/LF171x ←机上チェックのみ
16F178x/LF178x ←机上チェックのみ
12F182x/LF182x/16F182x/LF182x
12F1840/LF1840
16F183xx/LF183xx
16F188xx/LF188xx
16LF190x/F193x/LF193x/F194x/LF194x ←実機テストは16F1938のみ実施
18F1320/2320 ←机上チェックのみ
18F2550/4550
18F1xK22/LF1xK22/F1xK50
18F2xK20/4xK20
18F2xK22/4xK22
18F2xJxx/4xJxx
24FJxxxGA0xx
30F ←机上チェックのみ
33F/24H
32MX
24FCxxx(ページサイズ32バイト以上のデバイス)
24FC1025
24FC1026 ←机上チェックのみ
AT24C256
AT24C512
AT24C1024B ←机上チェックのみ
CAT24M0
S-24CM01C
25AAxxx/LCxxx(ページサイズ32バイト以上のデバイス)
SST25xxx ←机上チェックのみ
SST26xxx ←机上チェックのみ
W25Qxx
90S1200 ←ID読込みがオール0となるがチップのバグ?
90S2313
90S2323 ←ID読込みがオール0となるがチップのバグ? Vcc=5Vでの書込みが失敗する
tiny2313
tiny13/13A
tiny13/13A高電圧シリアル ←実機テストはtiny13Aのみ実施
tiny85高電圧シリアル
mega48/88/168/328 ←実機テストはmega328のみ実施


【ダウンロード】
PICプログラマーの設計資料とソフトウェアは ここから ダウンロードできる。

PC側の制御ソフトはGUIとプログラマー制御の2つから成る。
①GUIを担うVBプロジェクトは「ISP\ISP\ISP.sln」、実行ファイルは「ISP\ISP\bin\ISP.exe」

②プログラマー制御を担うVCプロジェクトは「ISP\ISPdll\ISPdll\ISPdll.sln」、DLLファイルは「ISP\ISPdll\Release\ISPdll.dll」

プログラマー側の制御ソフトは
③18F14K50のファームウェアのディレクトリは「ISPpic18F14K50」、プロジェクトは「ISP\ISPpic18F14k50\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic18F14K50.X」、HEXファイルは「ISP\ISPpic18F14k50\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic18F14K50.X\dist\LPCUSBDK_18F14K50\production\ISPpic18F14K50.X.production.hex」

④16F1459のファームウェアのディレクトリは「ISPpic16F1459」、プロジェクトは「ISP\ISPpic16F1459\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic16F1459.X」、HEXファイルは「ISP\ISPpic16F1459\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic16F1459.X\dist\LPCUSBDK_16F1459\production\ISPpic16F1459.X.production.hex」

⑤16F1454のファームウェアのディレクトリは「ISPpic16F1454」、プロジェクトは「ISP\ISPpic16F1454\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic16F1454.X」、HEXファイルは「ISP\ISPpic16F1454\apps\usb\device\cdc_basic\firmware\ISPpic16F1454.X\dist\LPCUSBDK_16F1459\production\ISPpic16F1454.X.production.hex」

今回のバージョンアップは上記のすべてが更新されているので、すべてを同期して差し替える必要がある。

PC側の制御ソフトは、OSへのインストールは必要なく、任意の1つのフォルダにISP.exeとISPdll.dllをコピーするだけで良い。
VisualStudio2008のランタイムが無いと言われたら、ビルゲイツの指示に従って別途インストールする。

PICプログラマーを始めて導入するときはUSBドライバーの登録が必要である。USBドライバー本体はWindows標準のものを使用する。infファイルとcatファイルは「PICプログラマー\ISP\ISPpic18F14k50\Windows」、「PICプログラマー\ISP\ISPpic16F1459\Windows」、「PICプログラマー\ISP\ISPpic16F1454\Windows」にある。

ハードウェアの設計書は「USB接続簡易共用プログラマー設計・回路図・配線図.xls」。
各デバイス毎のソケットアダプタ結線は、シート名「ソケット・・・」を参照。
  1. 2019/08/11(日) 17:13:05|
  2. プログラマー
  3. | コメント:0
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プロフィール

大泉茂幸

Author:大泉茂幸
名張市つつじが丘おもちゃ病院
名張市つつじが丘南3番町129
tutuji@cb4.so-net.ne.jp
090-5534-6494
連絡は上記のメール、またはSMSでお願いします。

子どもの頃から趣味は電子工作一筋でやってきました。理科離れが進む中で科学技術に興味を持つ子どもが少しでも増えて行くことを願って、子ども達に電子工作の活動の場を提供しています。

1981年からおもちゃ病院の活動を始め、2014年に三重県名張市への移住を機に「つつじが丘おもちゃ病院」を開院しました。自分でおもちゃを設計し製作する【おもちゃ工房】と、マイコンを応用した電子工作を楽しむ【マイコンクラブ】も併設しています。新規参加メンバーを募集しています。

当ブログで公開している技術情報や成果物の複製、改変および再配布はフリーです。読者様のおもちゃ病院活動のお役に立てば幸いです。ご利用いただいた結果や感想等を記事へのコメントやメールでフィードバックしていただけると有難いです。なお、公開ファイルは最新版を載せているので、古い記事の内容から変わっている場合があります。

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