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• 【ツール】オシロスコープで実測した電圧波形をltspiceに取り込む方法
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13 Jun 2022 12:39:04 UTC
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【ツール】オシロスコープで実測した電圧波形をLTspiceに取り込む方法
オシロスコープで実測した電圧波形をLTspiceに取り込む方法を紹介します。
スイッチのチャタリングを除去する回路など、シミュレーション上では再現できない電圧源を作るときに便利です。
↓テキスト派の方はこちらから
https://lab-b.jp/tools/oscillo-ltspice/
■自己紹介
・ハードウェアエンジニア
・電子工作歴:9年
・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます
■SNS
Web :
https://lab-b.jp
Twitter :
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【電子工作基礎編】歴史で学ぶ電源方式
lbry://@StartElectronics/【電子工作基礎編】歴史で学ぶ電源方式
今回は、歴史から学ぶ電源、というテーマで話をしていきます。 実は今普及している電源の開発にはアポロ計画が絡んでいたり、面白い時代背景があります。 ぜひ最後までご視聴下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/elec/dengen-history/ ■目次 0:00 オープニング 0:18 1950年代 1:43 1960年代 3:07 民生機器への応用 3:54 まとめ ■関連リンク ・ニンテンドースイッチACアダプタ https://amzn.to/31mRp44 ※当チャンネルでは、一部にアフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入などの費用に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 ■関連動画 ・マイコンボードの電源ピン|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/M-L2sK6Yykw ・LEDに抵抗を挟まないとどうなるのか|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/sZcGYZMU0o4 ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴:9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #電源 ■動画文字起こし 電源というのは、大きく分けるとリニア方式とスイッチング方式の2つがあります。 しかし遡ること1950年代、実は元々は世の中にはリニア方式の電源しか存在しませんでした。 リニア方式の電源は、ACコンセントを入力とした場合、この図のような回路になっています。ACの入力電圧をトランスの1次側に直接接続し、巻き数比に応じた電圧が2次側に出てきて、それを整流・平滑してから、リニアレギュレータである電圧に変換します。 リニア方式は回路が簡単な上に難しい制御も不要なので、広く普及していました。ただ、この回路には2つの欠点がありました。 1つは、ACの入力を直接トランスに接続している点です。ACは50Hzや60Hzなど、比較的低い周波数の交流です。トランスは電流を流し続けるとコアが磁気飽和してしまい使い物にならなくなるので、飽和しないようにコアの断面積やターン数を増やす必要があり、結果としてトランスが大きくなってしまいます。 そして2つ目は、リニア方式はエネルギーを熱に変える事で電圧を変換する方式だったので、変換効率が悪く、多くのエネルギーを消耗してしまうという点です。 という事で、リニア方式は小型化・省エネという課題がありました。 そんな中、1960年代になると、宇宙開発が活発になってNASAのアポロ計画が始まりました。アポロ計画では、ロケットに積まれた限られたエネルギーを使って月に行かなくてはいけないので、小型で変換効率の良い電源が求められていました。 そこで開発されたのが、スイッチング方式という全く新しい方式の電源です。スイッチング方式の電源はこの図のような構成となっており、リニア方式と次の2つの点で異なっています。 1つは、AC入力を一旦整流平滑して直流に変換している点、もう1つはスイッチング素子を使って直流から高周波の交流を作って電圧を変換している点です。 この方式のメリットとしては、トランスを高周波で動作させる事で小型化できる事が挙げられます。また、リニア方式のように熱に変える事ではなく、磁気エネルギーの形を変える事で電圧変換を行なっているため、変換効率も良い回路になっています。 一方で、この方式ではスイッチングを高速に行う必要があるので、応答性の良いスイッチング素子や複雑な制御ができる部品が必須になります。そんな中、この時代になると、従来の真空管と比べて反応速度の速いトランジスタやICが普及してきたので、これらもスイッチング方式の誕生に大きく貢献していると考えています。 そしてこのスイッチング方式は少しずつ民生機器にも取り入れられ、かなり一般的になってきました。 例えば、ファミコンのACアダプタはかなりずっしりと重たいものだったと思います。このACアダプタはリニア方式であり、昔はたった8.5Wの電力を供給するのに400g近くの重さがありました。 しかし今は、こちらのスイッチのACアダプタのように、39Wの電力を供給するスペックがあるのに、重さはわずか120gしかありません。分解して確認した結果、このACアダプタにはやはりスイッチング方式が使われていました。 というように、スイッチング方式ではかなり小型・軽量化ができるという事が分かって頂けたかと思います。 ■引用元 ・第2回 スイッチング電源とは?その仕組みと電源革命の歴史 https://www.tdk.com/ja/tech-mag/power/002 ・スイッチング電源の変圧器小型化の原理 http://hirachi.cocolog-nifty.com/kh/files/20090331-1.pdf ・真空管 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9C%9F%E7%A9%BA%E7%AE%A1 ・トランジスタ https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%B9%E3%82%BF ... https://www.youtube.com/watch?v=9y6HnasfLIA
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M5Stackは、後ろに磁石が仕掛けられてます。 ブレッドボードの方は、100均で購入したネオジム磁石をホワイトボードとブレッドボードの間に仕込んでます。 動作も問題なし。 ... https://www.youtube.com/watch?v=I5SnzD8tlQc
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【電子工作の舞台裏】obnizでiotガジェット作り体験
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mimie-音で子供を見守るゾウ
lbry://@StartElectronics/mimie-音で子供を見守るゾウ
外で子供が遠くに遊びに行っても、このガジェットはあなたの代わりに"音"で子供を見守ってくれます。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/product/gugen2017/ ... https://www.youtube.com/watch?v=aTou74KLk5g
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【電気のキホン】3.電気と磁力
lbry://@StartElectronics/【電気のキホン】3.電気と磁力
ここでは、電気と磁力の関係について説明します。 ↓テキスト派の方はこちら https://lab-b.jp/relearn-elec/elec-magnetic/ ■目次 0:00 磁力と右ネジの法則 0:23 力を生み出す 1:48 電気を生み出す ■関連動画 【電気のキホン】1.電気の正体|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/0-AIwjN7gjE 【電気のキホン】2.電気の使い道|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/c_y-iby0sew ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴:9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 ■動画文字起こし 続いては、電気と磁力の関係について説明します。 電気と密接に関係しているのが、磁力と呼ばれる見えない力です。磁力がはたらく空間を磁界と呼び、電流が流れると必ずその周りには磁界が発生します。この関係は右ネジを回した時にネジが進む方向と同じなので、右ネジの法則と呼ばれています。磁力は、次に説明するようにとても重要な2つの性質を持っているので、縁の下の力持ち的な存在で私たちの社会を支えてくれています。 1つ目の重要な性質は、力を生み出せるという性質です。作品の中で使用しているサーボモータは、この性質を利用しています。これはフレミングの左手の法則で知られる通り、中指を電流、人差し指を磁界の向きとすると、親指の方向に力が発生します。ここでは、そもそもなぜ力が発生するのかを4ステップで説明していきます。まずスタート地点としては、N極とS極の磁石をお互いに向き合って置くところから始まります。この時、磁界はNからS極に向かって発生します。次に、この中に電線を持ってきて、図の方向に電流を流すと右ネジの法則にならって磁力が発生し、磁石による磁力と電流による磁力が合成されます。電流による磁力は、図の上半分と下半分で向きが反対方向を向いており、また電線に近いほど強く、離れるほど弱くなっていきます。結果として、このように合成された磁力の大きさが、場所に応じて変わることになります。磁界には、できるだけ均等になろうとする性質があるため、電線は磁力の強い方から弱い方へ、上方向の力を受けます。これが、電流と磁界を組み合わせて力が生まれる原理です。 磁力の2つ目の重要な点は、電気を生み出せるという性質です。コイルに磁石を近づけていくと、電池も何もつないでないにも関わらず、回路は動作します。これは電磁誘導と言って、磁界にはできるだけ均等になろうとする性質があるために起きる現象です。コイルに磁石を近づけると、コイルに発生する磁界を弱めようと逆向きに磁界が発生します。磁界と電気は常にペアで存在するため、電流が流れると磁界が発生するのと同じように、磁界が発生することで電線に電流が流れます。私たちの家庭に電気を送ってくれる発電機は、この特性を利用して電気を生み出しています。また、この電磁誘導の現象は、磁石を使わなくてもコイル自身に流れる電流によっても発生します。コイルに瞬間的に多くの電流を流そうとすると、その電流によって発生する、磁界の急激な変化を妨げるような力がはたらきます。結果として、磁界が逆向きに発生し、元々の電流を減らす方向の電流が流れるため、電流は徐々にしか増加しません。これは自己誘導と呼ばれ、フィルタ回路や電源回路で広く利用されています。 ... https://www.youtube.com/watch?v=HMu5GobOkvc
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【電子工作実践編】初めての基板発注
lbry://@StartElectronics/【電子工作実践編】初めての基板発注
今回は、KiCadで基板製造データを作って、Elecrowで実際に基板発注をする方法について紹介します。 基板発注は、みんなが思ってる以上に手軽で、しかも安価に発注できるんです。 1枚あたり、なんと100円から!(送料入れても300円〜400円) まずKiCadでは、下記データを出力します。 ・配線データ:F.Cu, B.Cu ・シルクデータ:F.SilkS, B.SilkS ・マスクデータ:F.Mask, B.Mask ・基板外形データ:Edge.Cuts ・ドリル穴データ 次に、Elecrowで基板発注の設定を行います。 12個の設定がありますが、基本的に確認すべきは下記5つのみで大丈夫です。 ・基板の層数:KiCadデフォルトなら両面(2層) ・基板サイズ:100mm x 100mm以内に抑えましょう ・基板枚数:5枚でOK ・基板の色:お好みでOK(おすすめは青か白) ・発送方法:急ぎならOCS/ANA Express、そうでないならRegistered Airmail ホビー用途であれば、これだけの知識でほとんどの場合はカバーできてしまいます。 今まで基板を作る事にハードルを感じていた方も、ぜひ一度試してみてはいかがでしょうか? 【目次】 0:00 イントロ・自己紹介 1:27 作製した基板の紹介 2:20 KiCadで基板製造データを出力する方法 4:12 Elecrowで基板を発注する方法 9:45 データにミスがあった場合 10:51 まとめ 【関連リンク】 ・Elecrow基板発注ページ https://www.elecrow.com/pcb-manufacturing.html ・P板.com基板発注ページ https://www.p-ban.com/order/ ・KiCad公式ページ https://kicad.org/ ・音で子供を見守るガジェット「mimie」 https://www.youtube.com/watch?v=aTou74KLk5g ・カクテル色に空間を染める「カクテルキューブ」 https://www.youtube.com/watch?v=8iH1zmlapn4 【自己紹介】 普段はハードウェアエンジニアやってます。 YouTubeで電子工作やテクノロジーにフォーカスをして情報発信中。 愛用ツールはFritzing, KiCad, LTspice, Fusion360, MATLAB Home。 ブログも見てもらえたら嬉しいです! ウェブサイト:https://lab-b.jp/ ... https://www.youtube.com/watch?v=pZac7AEbROA
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【初めてのarduino】4.スイッチ-2
lbry://@StartElectronics/【初めてのarduino】4.スイッチ-2
このレッスンでは、デジタルピンのもう一つの使い方であるdigitalReadと、プログラムの基本であるif分の使い方を学んでいきます。 ↓テキスト派の方はこちら https://lab-b.jp/first-arduino/switch/ ※以下3つのボードは、全く同じコードで動作することが確認できています。 ・Arduino Uno ¥3,150:https://amzn.to/39dcJgb ・ELEGOO Uno ¥2,399:https://amzn.to/3EGw84F ・KKHMF Uno ¥1,099:https://amzn.to/3L50Gzs(別途ドライバのインストールが必要な場合あり) ■目次 0:00 オープニング 0:18 使う材料の準備 0:27 回路図 1:10 回路を組む 1:36 プログラムの作成 2:44 ボードに書き込む 2:56 ワンポイント 3:23 まとめ ■関連動画 Arduinoコース1 Arduinoとは https://youtu.be/F1RlVllBwxk Arduinoコース2 準備編 https://youtu.be/jHuWhbQdLhA Arduinoコース3 Lチカ https://youtu.be/vNFUslQCxPs ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴:9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #Arduino ■動画文字起こし ここでは、レッスン3で使用した回路に加え、押しボタンスイッチを使い、スイッチを押している間はLEDが点灯し、離している間は消灯するというプログラムを作っていきたいと思います。 今回使う材料は、Arduino Uno、ブレッドボード、オスオスのジャンパーワイヤ5本、赤色LED、押しボタンスイッチ、330Ωと10kΩの抵抗です。 こちらは、今回作成する回路図になります。スイッチが押されている時はスイッチ内の抵抗は0Ωになるので、A点の電圧はGNDのレベル、つまり0Vとなります。一方、スイッチが押されていない時はスイッチはとても高い抵抗値を持ちます。抵抗値が高い状態は、ノイズによって少しでも電流が流れると高い電圧が発生して故障の原因になるので、この回路のように、電源電圧に対してプルアップ抵抗と呼ばれる10kΩ程度の抵抗をつなげるのが一般的です。これをつなげることで、スイッチが押されてない時はA点の電圧を電源電圧に固定することができるので、ノイズに強くなります。なおこの回路は実は、ある裏技を使うともっとスッキリするのですが、それは後ほど紹介します。 次に、回路図にならってブレッドボード図を作成したのがこちらです。押しボタンスイッチは脚が4つあり、この図のようにつながっているので接続するときに向きを確認しましょう。ということで、回路を組むことができました。 それではコーディングを行っていきます。「ファイル」→「新規ファイル」をクリックして、まずはこのようにSetup関数の中に2つのpinMode関数を書きます。デジタルピンを入力としたい場合は、ピン番号を指定した後、INPUTと書きます。次に、loop関数の中にこのようにif文を書いていきます。if文は、何かしらの条件が成立した時にだけ処理を行いたい時に使う文で、今回のようにボタンが押されたかどうかによって処理を変えたいとき等によく使われます。if文の意味は、カッコの中の判定式が成り立った場合は、その後に続く波カッコの中の処理を行い、判定式が成り立たなかった場合はelseの後に続く波カッコ内の処理を行う、ということを表しています。ifとelseはセットで使うことが多いので、一緒に覚えておきましょう。なお判定式には、ここで挙げたような記号が使われます。等しいことを判定する場合はイコールは2つ書く事になっているので、間違えないように注意しましょう。また、digitalReadは指定したデジタルピンの電圧レベルがHIGHかLOWかを読み取る関数です。具体的な電圧レベルで言うと、電源電圧が5Vの場合、3.0V以上であればHIGH、1.5V以下であればLOWと判定する仕様になっています。 最後にファイルを保存し、ツールバーの「マイコンボードに書き込む」のボタンを押して書き込みます。ボタンを押してない状態ではLEDは非点灯で、ボタンを押すと点灯することが確認できたら完了です。 なお、実はpinMode関数にはもう一つ便利なモードがあるので紹介しておきます。pinMode関数には、これまでに紹介したOUTPUT, INPUTの他に、INPUT_PULLUPというパラメータもあります。これは、そのピンを入力設定にした時、Arduinoの内部にあるプルアップ抵抗を接続してくれるモードです。そのため、今回使用した10kΩの抵抗が不要となり、回路をスッキリさせることができます。回路規模を小さくしたい時や抵抗が手元にない時は、積極的に活用しましょう。 ということで今回は、このような内容を学んできました。digitalReadをINPUT_PULLUPのパラメータに変更して、プログラムと回路を修正してみてください。それができたら、次のレッスンに行ってみましょう。という事で、今回は以上となります。 ... https://www.youtube.com/watch?v=xk2BCZTjTLU
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【初心者向け】電子工作入門キットでiotを始めましょう
lbry://@StartElectronics/【初心者向け】電子工作入門キットでiotを始めましょう
今回は、IoTガジェットを作りたいんだけど何から始めれば良いか分からない、という人に向けて、電子工作入門キットでIoTを始めましょう、というテーマで話をしていきたいと思います。 ぜひ最後までご視聴下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/intro/iot-kit/ ■目次 0:00 オープニング 0:17 IoTとは何か 1:34 Obniz入門キットの紹介 2:16 IoT体験①温度センサの値をグラフ表示 3:50 IoT体験②「ただいま」と聞こえたら旗を振る 4:44 HTMLプログラムとブロックプログラムの紹介 5:19 まとめ ■関連リンク ・obniz Starter Kit オブナイズスターターキット https://amzn.to/3CMIDJL ※当チャンネルでは、一部にアフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入等に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 ■関連動画 ・【初心者向け】5分で分かる電子工作の始め方 https://youtu.be/29l_n_T_jQA ・【電子工作の世界】電子工作入門キットだけでガジェット作ってみた https://youtu.be/ycj6j7pEpQM ・【初心者向け】もう挫折しない!電子工作「再」入門 https://youtu.be/x00uqu-pkto ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴:9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 ■動画文字起こし まず始めに、IoTとは何かについて簡単におさらいしておきます。 IoTとは、「Internet of Things」の略で、モノのインターネットと訳される事が多いです。これだと何の事かが分かり辛いのですが、簡単に言ってしまうと、身の回りにあるモノをインターネットにつなげ、離れた場所からもアクセスできるようにする事を言います。 IoTでできる事を細分化すると、離れた場所にあるモノの状態を取得する、モノを操作する、モノ同士が会話する、の3タイプに分かれます。 実用例としても既にかなりの製品が出回っており、タイプ1では紛失防止タグのMAMORIO、タイプ2ではスマートロックのQrio等が有名です。これらは実際に使っている方も多いんじゃないかと思います。 私の家でも、見渡すとphillips hueというスマート電球や、ringというスマートインターフォンが出てきました。 このように、IoTは既にかなり身近なものになってきています。以上、簡単ですがIoTのおさらいでした。 なお、このようにIoTガジェットに囲まれていると、自分でも作ってみたくなっている人は多いんじゃないかと思います。 実際にヤフー知恵袋などを眺めていると、そういった書き込みを結構見ます。ただ、作りたいものが明確でも、何から勉強して良いかが分からない、という事で悩んでいる方が多いようです。 という事で、次に、自作IoTガジェットを作りたい、という人にお勧めなobnizというマイコンボードの入門キットを紹介したいと思います。 obnizというのはIoT開発に特化したマイコンボードで、IoTガジェット作りの最大の障壁となる、ネット接続のための設定がとても簡単にできるように工夫されているのが特徴です。 そしてこの入門キットは、1万円以下の価格で、入力用・出力用のデバイスが4つずつ入っており、またサンプルプログラムも充実しているので、知識がない方でも届いたその日にすぐ動かす事ができるようになっています。今回は、そのサンプルプログラムから2つをチョイスして、IoTガジェット作りを体験してみたいと思います。 それでは1つ目として、IoTのタイプ①である、離れた場所にあるモノの情報を取得するところをやってみたいと思います。 Obnizに表示されているQRコードをスマホで読み取って、「アプリ開発へ」を押してobnizにログインします。アカウントを取ってない方は、あらかじめ取得しておきましょう。サンプルプログラムに「温度センサーとグラフ」というものがあったので、今回はこれを使います。 用意するものは、obnizのボードと、キットについてきている温度センサーだけです。温度センサはこのように、obnizの0,1,2ピンに接続します。 アプリ名を適当に入れて、「アプリを作成」を押します。次に「プログラムを編集」を押して中身を確認してみます。 中身は、ざっくり言うと、最初のheadの部分で元となるプログラムを読み込んで、chartと書いてあるところでグラフの表示設定をし、次のscriptの中でobnizと接続し、温度センサからデータを読み取って、グラフに1秒ごとにプロットしています。 そして実行ボタンを押すと、このようにセンサの値がリアルタイムにグラフ表示されます。試しに温度センサを触ってみると、このように温度が変わるのが分かると思います。この時、obnizとスマホは家の中のWiFiネットワークを介して接続されているので間に線はなく、同じネットワークの中であれば、どこからでも確認する事ができます。 組み立て方などはこちらのページに書いてあるので、実際に手を動かすときはまずそちらを見てみて下さい。 次に、IoTの2つ目のタイプである、離れた場所にあるモノを操作するところを体験してみます。 今度は、パソコンを使って、こちらのサンプルプログラムを動かしてみます。 用意するものは、obnizと、キットにあるサーボモータです。接続の向きには十分に注意して下さい。 プログラムはこちらのページにあるものをそのまま使います。obniz IDを入力し、Connectを押す�� ... https://www.youtube.com/watch?v=cIuqKsU7s7M
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【デモ】プログラミング挫折者の悩みをウェブスクレイピング
lbry://@StartElectronics/【デモ】プログラミング挫折者の悩みをウェブスクレイピング
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