atfirstDIM!-EleMake

温湿度表示きGPSクロック修理(2024/04)
下記、デジタル時計とは別にもう1台GPSデジタル時計を製作しているが、なぜか日付表示が狂っていたのでGPSモジュールを交換してプログラム処理も見直したので掲載。
変更点：
・GPSモジュールから出力される時刻の取得先を$GPZDAセンテンスから$GPRMCセンテンスに変更。
　例）$GPRMC,111233.00,A,3416.63397,N,13403.96444,E,0.112,,090424,,,A*7C
・日付・時刻は国際標準時（UTC）で出力されるので日本標準時（JST）に変換(+9h)しているのだが、うるう年2月28日の場合、変換処理が面倒なので取得をスキップするように変更。

左写真：
　・左側ユニット（屋外機）：太陽電池で内部バッテリを充電。屋外の温湿度気圧を計測。GPS時刻情報取得。
　　無線モジュールで室内機に情報伝送。タカチの防水・防塵ケースに収納。
　・右側ユニット（室内機）：時刻を７セグメントLEDに表示。日付、室内外の温湿度等をLCDに表示。
右写真：
　・屋外機の内部：GPSモジュールを引き出している状態。
　GPSモジュール：Amazonで注文したら電子工作ステーションから郵送された
　　　　　　　　GP-GPS6MV2　良く知らないメーカー品だが難なく動いた。￥749円
　無線モジュール：TWELITE-001（TOCONET製）
　マイコン：MSP430シリーズ(TI製）
　防水・防塵ケース：BC-CGP-091208(W90xH120xH85)（タカチ電機工業製）

拡大鏡ライトLED化（第二弾）(2024/01)
　我が家に絶滅危惧種のような拡大鏡があって、レンズがガラス製なので光学品質が大変良く（というか、プラスチック製のルーペが低級すぎる）、捨てるには惜しいので置いておいた物。
　秋月電子から調達したパワーLEDチップは1パック10個入りなので大体余る。そこで第一弾（下記）に続きLED化してみた。
LED化の部品は第一弾と同じ。電流制限抵抗は100Ω4ケ並列で25Ω＋豆電球フィラメント抵抗（約5Ω）。豆電球は2.5V0.3Aの刻印があった。
　ペンライトのLEDが暗かったので砲弾型LEDを取り外してチップLEDとDC/DCコンバータを詰め込んで明るくした。

拡大鏡ライトLED化(2024/01)
　照明ランプ付きのルーペの電球をLEDに変更してみた。
照明機能も付いていて保護ケースからレンズがワンタッチで飛び出して直ぐに使える便利なルーペ。創意工夫が秀逸で、国際特許を申請する意気込みは納得できる。発明のお手本のようである。本体には以下の表示がある。
(C)COPYRIGHT SRICH 1989
INT'L PATENTS+DESIGN REG.
AND OTHER PATENTS PENDING
MADE IN CHINA
ネット検索してみたらhttps://www.ebay.co.uk/itm/204539264962がヒットした。（ukはイギリスのドメイン）

　ただ、照明がフィラメントタイプの電球なので消費電流が250mA＠3V位流れるし、電球色なので暗く見える。そこで、照明をパワーLEDに改造してみた。丁度、DCDCコンバータを入れる空間があったので理想的なLEDアプリケーションに仕上げられた。

使用部品：
・LED：白色チップLED OSW5DLS1C1A（秋月電子）
　　　1WクラスのLED
・DC/DCコンバータ：XCL103使用3.3V出力昇圧DCDCコンバータキット（秋月電子）
　小型かつリーズナブル　0.9～3.3V入力、350mA＠1.8VINPUT
・電流制限抵抗：100Ωを並列にして50ΩをDCDC出力とLED間に挿入。
　DC/DCコンバータと電池の供給量には余裕があって、眩しいくらいに流すこともできるが、エイヤッとこの値にした。
写真の説明：
【１枚目】
　レンズを繰り出した状態。
　レンズを飛び出させるには、ケースを掌に載せて、ケース側面両サイドの出っ張りを親指と人差し指で「つかむ」と「ジャックナイフ」のようにレンズが飛び出す。→そのまま拡大したい物の上にかざす。
　収納するには、レンズをケースに押し込むようにスライドさせる。

【２枚目】
　LEDに交換した後（照明点灯状態、ケース片面取り外し）
　２本のワイヤスプリングはレンズを押し出す力にすると共に電力（＋、ー）を照明部に供給している。ワイヤスプリングは交差しているがコイルの巻き始めと巻き終わりが互いに逆になっているのでショートはしない。
　１回の「つかみ」では照明が点灯しないが、もう一度「つかむ」とレンズがもう少し繰り出して照明が点灯する。（上写真と下写真の繰り出し量が違う）。このアクションをケース、レンズのカムで実現していて、さらに巧妙なのはこの繰り出しの際にレンズ側のスプリング受け部分でスプリングがスライドして電気回路が閉じる（スイッチが入る）ようになっている。レンズを収納するとスプリングが戻ってスイッチが切れる。

【３枚目】
　分解状態（ネジ、接着剤は使用していない）
　写真左側ケースの筋のような凸は摩擦軽減のよう。（左カーブと右カーブで本数が違う意図は？（探求していない））左上の斜めの部分はスイッチガイドか？
　電池を同じ方向に入れる配慮が「発明家」のとことん性を感じる。

　ただ、レンズをかざした紙面（等）に照明を当てるように片側に光束をガイドする構造なのは当然ではあるが、惜しいのは、拡大鏡の裏表を手探りで識別する工夫がないので、ブラインド操作ができずに拡大鏡を目で見て手に持たなければ、逆に顔に光が当たるようになることもある点。

テレビのリモコン修理(2024/01)
　長期間使用し続けてきたテレビのリモコンはボタンの接触が悪くなってきて「チャンネルが変えられなくて困る」(笑)。
新しいテレビならそれ対応のリモコンに買い替えればよいのだが、そこは管理人のポリシーに反するので修理してみた。
　特に本稿掲載のリモコンは、アナログテレビに接続する地デジチューナー用のリモコンで、それ対応のリモコンは既に販売していないだろうから修理する。（我が家ではまだブラウン管テレビが活躍している(笑)…買い替えるより生涯コストは絶対安いはず！）

　【写真2枚目】は、リモコンを分解したところ。基板に印刷した黒鉛（？）の導電体を黒鉛（？）がブレンドされたゴムボタンで押すことで導通させる仕組み。ルーペで観察したところ導電部は摩耗している様子はない（導電物質が摩滅している形跡はない）ので、無水エタノールを沁み込ませた綿棒で表面の一皮をむくことにした。（基板側とボタン側の導電部表面の絶縁体（酸化物？汚れ？）を除去する。）
結果、リモコンボタンは復活して満足。
　因みに、基板の左上隅のメカニカルボタンは、以前に修理したもので、小さなタクトスイッチを基板上にはんだ付けしてある。これはこれでクリック感があって使い良い。が、全ボタンをタクトスイッチにするのも大変なので上記の清掃方式にしてみた。他のテレビのリモコンも絶縁障害が発生してきているので尚更大変。
　【写真3枚目】は、導電ペースト（銀が入っている）で、このペーストをリモコンの基板部に塗ろうかと思って昨年12月末にAm〇〇nにて発注しておいたもので、昨日届いた（Am...にしては約3週間も掛かるのはメーカーの所為だろうが疑問ではある。（船便、在庫、シリンジに小分けする受注生産？））。
　【４枚目】の写真は導電ペーストの試験をしているところで、0.5Ωと観測された。が、ペーストをリモコン基板のくし形導電部に塗るのは困難かつ、ペーストの表面の銀が酸化してしまうとまた絶縁障害になるのでこの方式は没。
写真の説明：
【１枚目】：リモコン
【２枚目】：リモコンを分解
【３枚目】：導電性ペースト
【４枚目】：導電性試験

バスポンプ自動化(2023/09)
　風呂場の水を洗濯機等に移送する「バスポンプ」に、水位が上がったら運転し、水位が下がってきたら停止するフロートスイッチを追加してみた。
パスポンプには、㈱工進のKP-104シリーズを使用し、スイッチ回路は手作りのアナログ回路。バスポンプのコネクタ相手側が入手できないので３Ｄプリンターで自作（コンタクトはオーディオジャック等から流用）。
フロートは、例の色々な所で活躍している水銀スイッチを独立気泡の緩衝材に埋め込んだ物。
スイッチの代わりに水の電導度(1.5MΩ・cm)を利用した電極方式も検討したが、漏電の可能性があるので不採用。（次は、漏電遮断器を作ろう！）
パスポンプ：KP-104シリーズ（㈱工進）

※上位スイッチONで運転／下位スイッチOFFで停止するヒステリシスを作り出す回路（2・3段目のラッチ回路）の感度・遅延の調整が必要であった。

写真の説明：
・１枚目：パスポンプと手作りのスイッチ回路・電極方式のセンサー
・２枚目：フロートセンサーと作りかけのスイッチ回路
・３枚目：回路図

郵便が来たよセンサー(2023/08)
　郵便受けに届け物が入っているかどうかは、都度、郵便受けを開けてチェックしているが時々サポることもある。そんな時に配達時不在の札が入って受け取りを遅らせることになる。
本ページのテーマでもある「生活を便利に！」するため、この際、電気式の投函検出装置を作った。（本来ならメンテナンスフリーかつ機械式の投函旗起こし／倒し装置を考案したいところ。）
　装置といっても仕組みは極単純で、投函口と取り出し口の夫々の扉に傾きを検出する水銀スイッチを取付けて、その信号をマイコンで受けてLEDを点滅させるだけ。メンテナンスは電池交換のみ。）
水銀スイッチはバッテリ節電に書いたように色々な用途に使える。ただし、次のようにノウハウがある。
　通販で入手した水銀スイッチには傾斜感度にばらつき（個体差）がある。ばらつきを詳細に観察してみると、水銀の玉（表面張力で丸くなろうとする）が接点に接触したとき、接点に表面張力で張り付いて離れにくくなる物がある。（水銀の量がガラス体の容積に対して多い場合に玉が動きにくくなるようで、顕著になる。）また、重力方向に対して電極をどのように配置するかも感度に影響する。通販の画像を見て分かるが、別タイプの水銀スイッチには電極の構造が重力方向に影響しにくい製品もある。　因みに、既に入手できなくなっている日本製の水銀スイッチを一つ保管しているが、これは傾斜感度（開閉角度差）は非常に良い。
　更に、水銀に接触する電極の材質が適切でないと（管理人は中国製は怪しいと思っている。）、酸化被膜（？）が出来て水銀の微妙な接触では導通しないことも考えられるので、バッテリがもったいないが接点に電流を少し流すようにしている。

プリンタ用紙ワインダー(2023/06)
　ロール紙プリンター（スーパーのレジで出てくる購入商品リストを印刷するプリンタのような物）から出てくるロール紙を自動で巻き上げる機械を作ってみた。　用途は、火災感知器受信盤の履歴印刷用プリンターから延々と吐き出されるロール紙を巻き上げるのに使う。
　日ごろからこのソリューションにベストマッチする構成を考えていたのだが、ホビー用のギアモーター＋リードスイッチ(*1)がその解であると閃いて製作することにした。
・ロール紙が吐き出されると、それがたるんでロール紙に添わせているレバー（右画像のアクリル棒系）が下がって、レバーに固定したマグネットが本体に固定しているリードスイッチをONにする。そうすると電池 → スイッチ → モーター回路が閉じてモーターが回転してリールを巻きあげる。
・ロール紙のたるみがなくなるとマグネットがリードスイッチから離れて回路が開いてモーターが止まるが惰性でリールはオーバーランする（特にリールが満杯に近くなると余計に）ので、ロール紙を引っ張りすぎないようロール紙が余長を持って停止するようレバー系統の寸法を設定している。
・リードスイッチがOFFしたとき、オーバーランしないよう（即停止するよう）マイコンで制御することも考えたが、負荷の大きさが変化して制御が複雑になるので取りやめて、シンプルなメカトロニクス構成を志向した。
・リールは、ロール紙のセット／取り外し時のハンドリングを容易にするため着脱式である必要がある（左写真）ので、本体とマグネットカップリングさせるようにしている。このカップリングは、ロール紙にテンションが掛かりすぎると空回りしてロール紙が破れないようにしている。
※ケースと構成部品は3Dプリンターで造形し、何回か試作して完成。…アイデアを即実現できて、修正・再試行できるようになったのが画期的。（3Dプリンターを持っていなかった時期は、アクリル板をカット・接着したりして「大仕事」になってしまい制作意欲の高いものしか作れなかった。）

*1　リードスイッチ：二つのリード(reed)片が互いに接触せずに近接してガラス体に封止されていて、それを磁界の中に置くと磁化されて互いが接触して回路が閉じるスイッチで、スイッチON/OFFの力がほぼゼロなのでスイッチ作動の力が出せないところに使える。ガラス体に封止されているので接触信頼性が低下しない。

電力計（改）(2023/05)
　下記電力計を取付けて測定してみると電流波形が歪んでいて正弦波でないことが分かった。（写真左）（測定時における家庭内各機器は待機状態。）波形が歪んでいたら（正弦波を仮定して算出している）電流実効値に誤差が生じるので、波形の高調波成分のパワーは少ないだろうからそれらを無視して基本波成分をメインに計算できるようアナログ回路にCRのローパスフィルタ（fc=144Hz)を追加した。（写真右）
（回路図(改)）
　LPFを挿入したため、50Hz,60Hzでのゲインが少し低下するのでクランプメータで電流値を校正した。
■使用機器
・電流：クランプメータ　DCM60L(SANWA)
・電圧：デジタルマルチメータ　AD-5505(エーアンドディ)
・波形観測：自作デジタルオシロスコープ

電力計(2023/05)
　電気代がまた値上がりするようで、節電に取り組みたく電力計を製作した。　我が家の取引メータの直後にてAC電圧測定・カレントトランスでAC電流測定・VxIして電力計算して有機ELディスプレイに表示するようにしたもの。（将来は無線でモニタリングする構想）
　電力は、P=V_rms ｘ I_rms ｘ cos(φ)で計算するのが一般的だが、P=Σ｛v(t) ｘ i(t)｝を計算する方がマイコンでは簡単。…cos(φ)は逆算で求められる。（正弦波と仮定して）
電圧・電流は、電圧レンジがマイコンのADコンバータ入力電圧範囲に合うようにオペアンプで調整。　在庫削減のため、抵抗・コンデンサ類は在庫品優先で値を決定。（回路図）
　16bitMPUを使用しているので数値計算は桁あふれを意識して計算順序・オーダーを決定する必要があり、またCPUクロックは16MHzと遅くアルゴリズムも工夫が必要だったりしてプログラミングの面白さが味わえる。ソースコード（一部）
■使用部品
・カレントトランス（CT)：高精度電流センサー（秋月電子）

　・使用周波数：50/60Hz
　・貫通孔径：Φ10mmケーブル用
　・適用電流：~80A AC
　・変流比：3000対1
　・位相差：70±20分
　・比誤差(電流誤差)：-0.6±0.5%
　・開放保護：7.5Vツェナーダイオード使用

・電源トランス：電源トランス　HT-605（秋月電子）

　・入力：100V
　・出力：6.3V0.5A
　・複巻 A種絶縁 50Hz/60Hz
　・電圧偏差：±5%以内
　・電圧変動率：30%以下

・マイコン：MSP430G2553 (TI)

　・FRAM：16kバイト
　・RAM：　512バイト
　・ADC：　10ビット
　※本機の性能としては必要十分なメモリーサイズだが、ADCのビット数は物足りない。

・OLED：EasyWordMall iic i2c OLEDモジュールディスプレイ 0.96インチブルー&イエロー51マイクロコントローラ12864 Arduino用

調光キット(2023/05)
　以前買っておいたトライアック万能調光キットを組み立てて（はんだ付けして）ケースに組み込んだ。
他に必要性もないのでとりあえず、半田ごての温度調節に使用する。（温度調節機能付き半田ごてではあるが操作しずらいので、滑らかに回転する（普通サイズの）ボリュームにて微調整ができるこのキットを使う。）
AMラジオにノイズは入らない。
■使用部品
・トライアック万能調光器キット（４０Ａタイプ）K-00818　秋月電子
・アルミケース：YM-150（タカチ）W150,W100,H40

AC OFFタイマー(2023/05)
　浴室の換気扇を止め忘れて一晩中回っている時があって、電気代高騰の折、一定時間経過後に自動でOFFするようにした。
壁埋め込み式換気扇スイッチをONするとマイコンに電源が入り、ソリッドステートリレーを導通させて換気扇が回る。（回路図）
一定時間経過後、マイコンがソリッドステートリレーを遮断して換気扇を止める。壁スイッチをOFFにしていないのでマイコンの電源は入りっぱなしだが微量。
　ついでに人感センサーライトへの電源供給回路も追加した。アルミケースも含め、余剰部品をかき集めて製作したので見栄えは悪い。
■使用部品
・SSR(35A)キット　K-00210　秋月電子
・マイコン：MPS430G2553　秋月電子他
・電圧レギュレータ：　NJM317F
・回路図

SONY エッジAI学習キット(2023/05)
　秋月電子のホームページを散策していたら、SONYの高性能マイコンKitを発見。管理人は、常々、高性能CPU＋大容量RAM＋大容量FLASH＋カメラI/F他、ポータブル機器用（基板状態で小サイズ）なMPUを探していて、しかも「数量限定キャンペーンです。お早めに御購入ください。」とあったので、高額だが注文してしまった。^^;
Kitにはガイドブックが同梱されていて、それによるとRAMは全CPUでシェアするので高度な処理を多くのCPUで分担するにはRAMが潤沢ではなくなり工夫が必要。AI用途ではCPUは3個までのよう。（Arduino環境）
　このKitは、SONYのエッジAIの拡販用にツールとして拡販しているようだ。アマチュアがSONYチップを自作基盤に実装するのは考慮外のよう。（小さすぎてとても無理。）　そういえば、ブラウザの広告でSONYのAIをよく見かけるなぁ。

　AIに関して管理人は、デジタルカメラG4にて実践済み（要諦図示）なので今のところ他に作りたい物はない。　ニューラルネットワークに関しては、書籍「ニューラルネットワーク自作入門」が秀逸で、ほぼこの本だけで理解とPythonによる手書き数字認識モデルの構築・学習ができる。→CコードへポーティングしてMPUボードに組み込んで、構築に関する要点、注意点は一通り分かった（つもり）。派生AIについてはフォローするつもりなし。
　買ってしまったこのKitは、そのまま活用するだけだ。…マイクロフォン４個とカメラモジュールが同梱されていたので音響－画像連携用途に活用してみよう。
■主な仕様
・CPU：ARM Cortex-M4F 6個搭載
・最大クロック周波数：156MHz
・SRAM：1.5MB
・フラッシュメモリー：8MB
・デジタル入出力：GPIO、SPI、I2C、UART、PWM、I2S
・アナログ入力：2ch (0.7V レンジ)
・GNSS：GPS(L1-C/A)、みちびき(L1-C/A)、GLONASS(L1)、WAAS、みちびき(L1-S)
・サイズ：50.0mm×20.6mm
・電源：5V(USB micro B コネクタより給電)
・消費電流：最大500mA(拡張ボードへの供給電流を含む)

セット商品内容は以下の通りです。
・SONY SPRESENSE メインボード：M-14584
・SONY SPRESENSE 拡張ボード：M-14585
・SONY SPRESENSE カメラモジュール：M-14586
・【書籍】SPRESENSEではじめるローパワーエッジAI：S-17235
・Mic&LCD KIT for SPRESENSE：M-16589

Liバッテリ活用(2023/04)
電動のこぎりに使用できなかったリチウムイオン電池を3.3V出力電池に変身させた。自作の各種電子工作品は主に3.3V電源を必要とし、標準電圧3.7VのLi電池は直結できない。電池電圧低下を考慮すると昇降圧タイプのDC/DCコンバータを噛ませる必要がある。
・リチウムイオン電池：Type18650　2200mA，3.7V
・DC/DCコンバータ：AE-XC9306-3V3（秋月電子製）
　Torex社XC9306使用
　最大出力（負荷）電流：900mA（入力5V時）
・出力コネクタ：丸型ICソケット用中継端子
　　…管理人は、簡易的なコネクタとして活用している。
・Type18650用バッテリホルダー

CO₂濃度測定器Rev2(2023/03)
SCD30内蔵の温湿度センサーは「使えない」ので、個別の温湿度センサーを外付け。ついでに気圧センサーも外付けした。

■仕様
　・MPU:MSP430FR6989(TI製)
　・CO₂センサー：SCD30（センシリオン製）温湿度センサー内蔵
　・温湿度センサー：SHT31
　・気圧センサー　：LPS25HB
　・無線モジュール：TWELITE-001（TOCONET製）
　　測定結果を無線伝送可能
　・記録メディア：μSD対応
　・表示：有機ELディスプレイ0.9インチ I2C I/F
■計測結果
　・外付け温湿度センサーなので外気環境の測定が適正にできるようになった。
　・気圧センサーの測定値を使ってCO₂センサーを校正するようにしたが、どれほどの効果があるかは検証していない。
　・CO₂計測値を連続して記録すると次のようになる。　　1418,1413,1411,1408,1411,1410,1407,1403,
　　1402,1400,1398,1396,1395,1396,1397,1399,
　　1397,1398
　　(1418-1395)/1400*100=1.6[%]の変動。
　　※人体の近くにセンサーを置くと呼気により、すぐにCO₂濃度が上昇する。
　・消費電流　：CO₂測定時　　約100mA 400mSec
　　　　　　　　CO₂非測定時　約25mA 4600mSec
■残項目
　・無線通信とμSD記録の実装（今のところ必要性なし）
　・夏場に活用したい、熱中症アラート機能

CO₂濃度測定器(2023/03)
冬場、灯油ファンヒーターを多用するので、CO₂濃度が気になる。そこで、センシリオン社のSCD30　CO₂センサーを使ってCO₂,温度,湿度測定器を製作してみた。
PKG ASSYは以前に使用していたカメラ基盤を使用して、I/OポートでI2C通信をして手早く製作。ケースは3Dプリンタで製作。
SCD30のCO₂計測は気圧の影響を受けるとのことで、後日、気圧センサーを取り付ける予定。
■仕様
　・MPU:MSP430FR6989(TI製)
　・CO₂センサー：SCD30（センシリオン製）温湿度センサー内蔵
　・無線モジュール：TWELITE-001（TOCONET製）
　　測定結果を無線伝送可能
　・記録メディア：μSD対応
　・表示：有機ELディスプレイ0.9インチ I2C I/F

scd30ソースコード（一部）
■計測結果
　・空気環境測定器*1との比較
　　CO₂濃度はほぼ一致でOK。
　　温度はSCD30が1.5～2℃程度高めに出るのでNG。（測定周期５秒）
■CO₂濃度計測結果
　・ 170ppm増加　：約15立米の締め切った部屋（動力換気付）で１名4時間睡眠した。458→625
　・2346ppm　　：締め切った6畳間でファンヒーターを30分焚いた。
　・3900ppm位　：CO₂センサーをファンヒーターの温風に晒す。
　・5000ppm台　：CO₂センサーを口元から15㎝位離して静かに呼気を吹きかける。
　　　　　　　　　　「毒を吐く」という言い回しはまことか(笑）
■コメント
　*1：空気環境測定：建築物衛生管理基準：空気環境基準では二酸化炭素（CO₂）の含有率1000ppm以下となっている。
　・人体のO₂-CO₂交換性能は、相当高効率のように見える。

　・センシリオンの温湿度センサーは、既に廃版になったSHT-71時代から信頼できて使用しているが、SCD30に内蔵されている温湿度センサーは「使えない」。　内蔵温度センサーは、CO₂センサー光学系の発熱分も計測するので、外気温度としては不適切。空気線図から容易にわかるように温度が変化すると湿度も変化するので、温度補正だけでは済まない。　測定間隔を伸ばして(ex.1min）スリープさせておくと発熱分は少なくなるだろうが、測定器としてのパフォーマンスが悪くなる。しかも、熱容量が大きいケース内に入っているので応答速度も遅い。SHT-71では基板をわざわざ細くして応答性を上げているというのに。
　・センシリオン社が、温湿度センサーを内蔵した意図が分からない。気圧が影響するならむしろ気圧センサーを入れればよいのに。
　　→　別途温湿度センサーを外付けすることにする。気圧センサーも接続するので豪勢な測定器になってしまうわ。(嘲笑)

バッテリ節電(2022/12)
ハック物です。電卓やキッチン電子はかりなど、タマにしか使わないのに（機械的電源スイッチがないので）使いたいときに電池が切れていることが良くあります。そこで、電子はかりには、はかりをテーブルに置いたらマイクロスイッチが働いて電源が入るようにレバー付きのマイクロスイッチを取付けてみた（左写真）。配線はマイクロスイッチの作動時閉接点が電池と直列になるように接続。マイクロスイッチの接点端子に接続したリード線２本を各々、銅箔テープ２枚に半田付けして、それらを電池と電池ボックスの間に差し込む。
電卓HP-35sには、水銀スイッチを電池と直列になるよう、且つ電卓を裏返しに置くと電源断となるように電卓内部に配置した（右写真）。この電卓はコイン電池を２個使用しているが、電池が直列になっていなかったので水銀スイッチが２個必要だった。
材料等
３枚目の写真の右側にあるのが水銀スイッチ。ガラス内に電極２本と水銀を封止した構造で、ガラス体の傾斜により接点が水銀に浸ると回路閉となる。昔は日本製のものが入手できたが日本では既に製造していないようで、これは中国製の物。作りが雑（ガラスの形・大きさ、接点長さ、水銀の量）で、製造精度にばらつきがあって、傾斜感度を一つずつ調べてランク分けして使用している。それでも大量（３０個位だったか）に安くAM〇Z〇Nから入手できたので満足。
　金属球と接点で構成された機械式傾斜スイッチもあるようだが、微弱電流での接触信頼性に疑問があり、管理人は水銀スイッチを活用している。チャタリングも無いしね。
水銀の害懸念で、中国でも水銀スイッチが製造されなくなるのだろうから入手できるうちに追加注文しておかなければ。
因みに、管理人は、HP電卓派でHP-48G、HP-50g、HP-35sを保有している。HP-16Cは欲しかったな。…思ったときに買っておかなかったからこうなる。(笑)

ESP32プロジェクト　→ESP32関連ページ
下記事情のとおり、ESP32シリーズを使ってみることにした。進行詳細はここ。以下構想。
高精細カメラをサポート。撮影→JPEG圧縮→無線伝送～Air～無線中継～Air～無線受信→JPEGデコード→LCDに表示。（乾電池駆動も考慮）
インターバル撮影→μSD記録。撮影→車窓映像の画像処理→情報出力。
屋外・屋内温湿度データ表示用WebServer　(2022/10/1)
とりあえず、以下は調達済み。
【M-17073】 ESP32-S3-DevKitC-1（秋月電子）
【M-17211】 OV2640搭載 Unit Cam Wi-Fi Camera（秋月電子）
主な仕様（秋月電子HPより）
■ESP32-S3-DevKitC-1
　・プロセッサ：ESP32-S3-WROOM-1-N8(Dual Xtensa(R) 32-bit LX7 CPU core max240MHz)
　・メモリ：8MB Quad SPI FLASH、512KB SRAM、384KB ROM
　・無線機能：Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n 2.4GHz、BLE 5 Mesh
　・基板端子：44 (GPIO x36 各種機能重複 RGB LEDを含む）
　・スイッチ：ブート、リセット
　・USBコネクタ：USB micro-B x2
　・USB機能：USB OTG interface、USB Serial/JTAG Controller
　・電源：USBバスパワー、5Vピン（+5V)、3V3ピン(+3.3V)
　・工事設計認証番号：201-220052
■OV2640搭載 Unit Cam Wi-Fi Camera(M5 Product)
　・開発プラットフォーム：ESP-IDF/Arduino/UIFlow
　・コントロールコア：ESP32-WROOM-32E
　・メモリ：Flash 4MB
　・通信プロトコル：UART 115200bps 8N1(出荷時)
　・カメラ：OV2640
　・最大解像度：2Mピクセル；　・DFOV：66.5°
　・画像転送速度：12fps(出荷時)
　・サポート形式：YUV(422/420)/YCbCr422、8-bit圧縮データ、RGB565/555、8/10-bit RAW RGBデータ
　・寸法：45mm×20mm×12mm；　・重量：4.7g(総重量5.3g)
　・技適番号：217-204070

F427カスタム基板
デジタルカメラG4をコンパクトに画像処理付き車載カメラとして作るべく、MPU・外付けRAMを搭載する基板を設計/製作した。　しかし、最近の半導体不足の影響でMPUが入手できず（2022/4発注。2022/9 未入手）このプロジェクトは中断しておく。使い慣れた開発環境と使い慣れたソフト資産があって中断するのは惜しいが、ESP32シリーズを調べてみたらMPUの能力も高く外付けRAM容量が8MB程度あるものもあって、しかもコンパクトであるのでこのシリーズに移行してみることにした。ESP32シリーズはFPU(Floating Point Unit)が搭載されていないようで、そうすると算術演算はCPUコアが頑張ることになるのだろう。FPU搭載DSP命令フルセットのSTM32F427はオーディオ帯域の周波数解析・音源解析などには使えそうではある。　(2022/9)
基板情報
MPU： STM32F427ZGT(144pin QFP)(ST Microelectoronics)
SDRAM: MT48LC16M16A2(16M 16b 4Banks)
Camera; DCMI(Digital Camera Interface)
LCD：8bit Parallel I/F
汎用I/O：ユニバーサルに使用できるピンが多数あり
PWBは、FusionPCB（中国深セン市のSeeed studio社）で$4.90＠10枚で製造。（送料のほうが高い。）初回特典（？）で格安だったが既に５種類注文したので特典が無くなるようなので、次の発注は予定なし。
MPUのパッケージは0.5mmピッチ 144pin QFPで、これを基盤に半田ごてで半田付けするつもり。（100pinQFPまでは多数の実績あり。実演動画は別途）この作業が無くなってハードウェアを購入するのは楽になる反面DIMのポリシーに反するのは残念。
基板情報（一部）を掲載　(schmatic)。

デジタルカメラG4
デジタルカメラG3は単純な画像記録用だが、モーション検出、数字認識、大型画像撮影を実現するために制作。数字認識は、ひな形（テンプレート）と比較するテンプレートマッチング方式とAI（ニューラルネットワーク）による数字認識を実装して性能比較中。少し複雑な処理をしようとするとMPU単体ではRAM容量が不足するのでSRAM(1MB)を外付けした。そのため汎用MPU評価ボードを使用してケースサイズが大きくなった。
３枚目の図は、ニューラルネットワークの超簡単な説明（細胞イメージで）。
MPUボード：NUCLEO-F446(ST Microelectoronics)
プログラムは、STM32 CubeMxでライブラリを導入して、JPEGエンコード／デコード,リアルタイムOSで動く。
カメラモジュール：OV7670＋FIFOバッファ付き(日昇テクノロジー）
LCD：3.5インチカラーLCD SPI I/F
画像保存：μSDにJPEG、BMPで保存
電源：単三乾電池2本または3.3V DC入力
大きさ：140x80x60mm

音声帯域スペクトログラム
音声帯域の周波数分析表示装置。マイクロフォンの信号をリアルタイムにFFT処理して周波数別にその振幅強度を色分けしてFreq-Timeグラフに表示する。時間経過とともにグラフ上の波形が流れていく。ドレミ音階の観測もできるようにした。
グラフ上の波形画像の流れを長い間見続けていると、目（脳？）が疲れるようで、後で気持ちが悪くなる。船酔いとは違う感じ。プログラムを改良する機会があれば、画像が流れない（病院の心電図モニターのような）オーバーライト方式を試す残作業あり。
MPUボード：NUCLEO-F746(ST Microelectronics）
4096ポイントのFFTを約20ms毎に繰り返す。
周波数パターンをマッチングさせてトリガ信号を出力することもできる。
LCD：3.5インチカラーLCDパラレルI/F
電源：モバイルバッテリー内蔵
大きさ：140x90x40mm

デジタルカメラG3
乾電池駆動可能でポータブルな監視カメラ／画像記録デバイスを作ろう！ということで、この機種を設計する前にも2種類作って、これで3世代目。カメラモジュールから画像データをDCMIインタフェースでワンチップマイコンに取り込み後処理する。インターバル撮影、人感センサーでトリガ撮影、外付け無線モジュールを接続して遠隔モニタリングができるようにした。
MPU：STM32F406を自作基盤に実装
JPEG圧縮ソフト処理,リアルタイムOS。
カメラモジュール：OV7670＋FIFOバッファ付き(日昇テクノロジー）FIFOサイズで最大画素数が制限される。
LCD：1.8インチカラーLCD SPI I/F
画像保存：μSDにJPEG、BMPで保存
電源：単三乾電池2本または3.3V DC入力
大きさ：85x65x40mm

無線ユニット
デジタルカメラG3で撮影した画像を無線伝送してLCD表示ユニットに表示する。撮影された画像は、伝送時間短縮のためJPEGエンコードして920MHz独自プロトコルの無線モジュールでAirに乗せる。受信側ではJPEGデコードしてLCDに表示する。JPEG EN/DECはソフトウェア処理なので処理の遅延が合計2秒弱かかる。写真の3台中1台は中継器。
３枚目の写真のユニットは、デジタル／アナログ信号を伝送する自作テレメータ。ZIGBEEモジュールなので転送レートは遅いが低消費電力。
（１）無線モジュール：920MHz帯無線通信モジュール
TY92SS-E2730(NEC Platforms,Ltd.)
最大500kbps
MPU：STM32F406
本体とはイーサケーブルで接続（電源ももらう）
（２）無線モジュール：TWE-001L
MPU: MSP430F5635 16bitMPU
電源：単三乾電池2本または3.3V DC入力

パルスオキシメータ
時節柄、血中酸素飽和度が気になり、パルスオキシメーターを製作。AM〇Z〇Nから買ったほうが絶対安いが、自分のポリシーに反するのでDIM。
心房細動・カテーテル治療経験者にとっては脈の波形も気になるところ。^_^;)
MPU:STM32F406を自作基盤に実装、
パルス酸素濃度計センサ: Oximeter2 Click(Mikro Elektronika)
OLED: 1.3インチ128x64 SPI I/F
電源：単四電池2本
大きさ：63x48x32mm

ドローン（未完成）
家の周りを俯瞰してみたら便利かな？ドローンを自作してみよう！ということで、姿勢制御用センサー部分だけは作っている。（自作マイコンボードにMPUをはんだ付けすればすぐにできる。モーターは１つだけもらったものがある。-_- ）2枚目の写真はセンサー情報を無線伝送してパソコンに表示したもの。センサー部を手で適当に動かしたときの９軸センサーの出力。もちろん、表示ソフトも自作。
MPU:STM32F406
センサー: 9軸ジャイロセンサー AE-LMS9DS1-I2C（秋月電子）
９軸とは、加速度、角加速度、磁界の強さ（地磁気の方向が分かる）の各XYZ方向成分。
無線モジュール: TWE-001L
電源：単四電池2本

温湿度気圧記録計
温度・相対湿度・気圧がグラフ表示／記録できると何かと便利かなということで、各センサー出力をLCDにグラフ表示するようにした。無線子機の温湿度・気圧も表示できるので更に便利なはず。^^)
16bitマイコン、超低消費電力TFTパネル LCDを使用して消費電力を抑えている
MPU: MSP430FR5969(Texas Instruments)
LCD: LS02B 400x240pxモノクロ(Sharp)
無線モジュール：TWE-001L

温湿度表示付きデジタル時計
GPSモジュールから出力される（正確な）時刻情報を７セグメントLEDに表示するデジタル時計。GPS時計なので時刻合わせ不要。温湿度センサーのデータもLCDに表示するようにした。24時間中の最高・最低・平均温度も表示。センサーは本体に1式、屋外に１式。屋外センサーから無線で温湿度・気圧・時刻データを受信。屋外と屋内の温湿度が比較出来るのが今までになく便利。屋外ユニットは太陽光発電で電源含めメンテナンスフリー。なのだが、屋外センサーのNi-H電池＋太陽パネルの充電量が減少傾向になってきていて調査・修繕が必要。→(2022/10)数年間屋外にさらした太陽パネルの表面が荒れて透明度も低下していた。発電電圧も低下していたので新品に交換した。
MPU: MSP430FR5969(Texas Instruments)
LCD: 400x240pxモノクロ
LED: ７セグメントLED x４
無線モジュール：TWE-001L
表示側にはACアダプタでDC3.3V供給
太陽電池モジュール：SY-M0.5W [通販コードM-08917]（秋月電子）
主な仕様
・最大出力電力(Pmax)：0.5W
・開放電圧(Voc) ：2.3V
・短絡電流(Isc) ：0.29A
・最大出力時電圧(Vmp)：1.96V
・最大負荷時電流(Imp)：0.26A
・サイズ：60x80x3mm
メーカーカテゴリ　SUNYOOO solar Limited.

デジタル電流計
電子工作した物が実際にどれくらいの消費電流なのかを測定するために製作。２種のうち、一つは電流センサーにホール素子を使用したもので、任意の電圧部の通過電流が測定できるので便利だが、感度を上げるとノイズ・ドリフトがあって測定精度が悪くなる。もう一つは、電流計内部にある低抵抗器のドロップ電圧をオペアンプで増幅し計測するもの。精度は良いが被測定回路と共通グランドが必要。
・ホールセンサー方式のドリフト対策として、測定器のレンジ切り替え後に毎回キャリブレーションするようにして活用できている。（切り替え後は「電流ゼロ」つまり測定プローブ未接続であると想定して、その時のADコンバータの計測値を電流ゼロとする。）
・キャリブレーションの話のついでに、管理人が保有しているサーマルカメラもドリフトがあるようで、こちらは温度計測中でもお構いなく、頻繁にキャリブレーションが実行される。（その前後で温度計測値が大きく変わることがある。）
　サーマルカメラに使用している赤外線センサーを精度よく使用するのは中々難しいようで、計測精度の仕様には色々条件が付いている。それでも2次元の温度画像が得られるメリットは大きい。

デジタルオシロスコープ
デスクで使用するオシロスコープは所有しているがハンディタイプが無いので製作。自作したアナログフロントエンドの出力を余っていたMPU評価ボード STM32F446 NUCLEOでAD変換して3.5インチLCDに表示する。アナログフロントエンドは、被測定回路の電圧をオシロ用プローブで受けて、増幅、オフセット調整して出力する。

温度コントローラ
保温器の釜の温度が一定になるように、AC100V ON/OFF赤外線リモコン（市販品）を使用して保温器電源をON/OFFする回路。設定時間になったらアラーム音で知らせてくれる。防湿カバーをかけたIC温度センサーを釜に差し込んで計測。２セット製作し、甘酒作り（60℃）、黒ニンニクづくり（65℃）に使用
温度センサー：高精度IC温度センサ LM61CIZ(Texas Instruments)
MPU: MSP430G2553(Texas Instruments)

LEDライト
シャープ製6WクラスLEDアレイとリチウムイオンキャパシターを入手したので、LEDライトに仕上げてみたもの。紙面文字拡大用のカマボコ型アクリルレンズをカットして集光。直視すると目が痛い。
リチウムイオンキャパシターの端子にリード線をはんだ付けする際、リード線にヒートシンクを噛ませていなかったのでキャパシターが手で触れる限界くらいまで熱くなって中々冷えなかった。自己発熱して発火するのではないかと思い、慌てて屋外に持ち出したが自然放熱できてよかった。（キャパシター性能にダメージを与えたかも？）
このタイプの他にもキャパシタ１ケ、1W白色LEDを使ったLCDライトを製作したが、軽くてコンパクトな点や単純なLED ON/OFF機能だけなのがむしろ便利で重宝している（下写真）。
(1)リチウムイオンキャパシター：250F 3.8V ×3個
シャープ照明用「銭形ＬＥＤ」６Ｗクラス　５０００Ｋ（昼白色）×２個
DC/DCコンバータで11V位に昇圧。
(2)リチウムイオンキャパシター：250F 3.8V ×1個、1W白色LED×１個

クーラーボックス
ぬか漬け用にクーラーボックス（市販発泡スチロールBOX利用）を製作。内部をペルチェ素子で吸熱し、外部ファンで発熱分を放出するようにした。写真の右ケースの回路でペルチェ素子をPWM制御して冷暖フルコントロール。
放熱側伝熱（ヒートシンク・ファン）能力を高くしておかないと冷却温度が下げられないがそうするとファンの音がうるさくなる。
身近に入手できる冷媒として熱伝達率がよいのは水なので、（車の冷却システムのように）放熱側を水冷＋大型ヒートシンクで静かに大気に逃がすのが良いのだろう。
熱伝達率：　空気＜冷媒＜水

電源ユニット
実験用電源ユニットを製作。24V出力ACアダプターの電圧を降圧して3系統の出力電圧を取り出す。2枚目の写真は、単一乾電池2ケをケースに収めただけの物。ノイズの少ない約3Vがどこでもすぐに利用できるので便利。

サウンドタイマー
音声合成ICで1分毎、3分毎、タイムアップ等の経過時間を発話させるようにした物。LCDに楽器の練習時間と通電累積時間を表示するようにしている。2枚目の写真は、人感センサーと組み合わせて人体が検出されてからの経過時間を発話させるようにした物。トイレに設置して利用時間が分かるようにしている。
音声合成LSI ATP3012F6-PU（秋月電子）
MPU: MSP430G2552他

自動ボタン押し器
定期的にブザーが鳴る電気製品（UPS）が職場にあって、毎回ブザー停止ボタンを押すのが煩わしいので、ブザー音を検出してソレノイドでボタンをプッシュするようにしたもの。ソレノイドは、ある程度の力が必要で適当な物が無かったので自作。ミニルーターにボビンを取付けてポリウレタン銅線を添わせれば５秒ほどで巻ける。音検出器は、外付けのマイク＋アンプ（中央写真のお椀型集音部）をデジタルカメラG3の回路で、プログラムはひたすらAD変換を繰り替えして音の大きさをパターンマッチングしてトリガ出力。　
回路構成、ケースはデジタルカメラG3と同じで、プログラムで外付けのマイクの信号をAD変換して波形の包絡線を抽出する。音の振幅のみの情報からブザー音パターンを検出するのでノイズには弱い。→スペクトラムパターンマッチング検出は音声帯域スペアナに作りこんであるが、振幅パターン方式で運用はできている。