2015年07月03日

シャープセンサー GP2Y0A02YK0F

シャープ製の距離測定センサーGP2Y0A02YK0Fをテストで使ってみました
P7039251.JPG
購入先は秋月電子
この品番は20センチから150センチまで測定可能なので800円しますが
もっと近い距離は安く入手できます。
今回は距離測定ではなくその範囲(広がり)を確認したかったので
1メートル以内の物体反応を確認しました
回路はLM311のコンパレーターでセンサーからの電圧をON信号の変換します
LIVWE EVENTA4図面枠.png



変換した信号はCMOSスイッチ4066でLED点等と同時にパソコンへのトリガーとして使いました
キーボードエンコーダー基板を購入してキーボードを操作したことにします
この回路は商品なので記載していません
実験の結果1メートル先の物体で1センチ角でも判別できたので
ビームとしては鋭いものがあります
マイコンが得意の人はこの電圧から距離変換可能です。
注意としては30センチ辺りをピークに距離が増えると電圧の変化が少なくなります
又、付属されているケーブルは電源と出力の3本ですが
オレンジ色がGND
黒が電源
白が出力なので間違わないように
何も書いてない。


P7039252.JPG



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2015年07月10日

シャープセンサーII近距離タイプ

前回、シャープ製距離センサーGP2Y0A02YK0F(距離150センチまで)を紹介しましたが
今回は同じ距離センサーですが最大80センチまでのセンサーです
GP2Y0A021YK0F
これは価格もかなり安い
使った感じは小さな物体には弱いように思えし
安定感も悪い(気がする)
レンズも小さいし。
前回の回路は特定の距離以上であれば検知する方法でしたが
今回は特定の距離範囲だけ検知する方法です
使うのはIDEC(シーメンス共通)スマートリレーです

ブロック図はいたって簡単です
002.png

入力ブロックはアナログ用入力を使う必要があります
見た目A11に見えますが、実際はAI1(Aアイ1)です
スマートリレーの入力7と8だけがアナログ対応です
と言うことはセンサーは2個しか使えません
それ以上必要な場合はアナログ入力専用ユニットを親機に追加します。

アナログ電圧を検出するブロックがこの図ではB004です
中の設定はブロックをWクリックすると表が出ます

001.png
センサーが0〜10を選んでいますから増幅率を1にすると
最大電圧は10Vになります
これでも動作はしますが今回は1V〜2.5Vの範囲を距離検出するため
増幅率を0・1にします
すると自動的に最大値は100になります
この意味は10Vを100分割して扱う意味なので0・01Vまで設定可能になります

下の表の15は1.5Vの意味です
差を5にすると0.5Vの範囲でONします
実際には1.5〜2・0Vの範囲がONになります
長さは実測18センチから12センチ程度でした

図1.png
この実験はスマートリレーが24V電源で
センサーが5Vなので78n05の回路をつけています


スマートリレーにはモニタ機能があります
現在入力されている電圧を監視することが出来ます
(左右→キー)
表示されている数値が正しいかテスターで測定しました
まったく問題なくDC電圧を表示しています

このブロックを並列に数個組み合わせるとQ1〜Q4まで距離別の出力が取り出せます
あまり早く移動する物体には不向きです
そして安定した出力を得たい場合はワンショットを維持するブロックを追加してください
(けっこうバタつく)
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2015年08月24日

ノートパソコンの音声出力インピーダンス

高い周波数を扱う場合において
機器間のインピーダンスは確実に整合させないといけませんが
これはアナログ接続の場合であって、デジタルの場合は適当でも品質には問題ありません
スピーカーのインピーダンスはマッチング無視するとせっかくのパワーが生かせません。
アンプはなるべくインピーダンスの低い機器が良い
4Ωの出力に8Ωを接続するとパワーは少し損をするが
品質にはさほど問題はない
逆に8Ωの出力に4Ω接続すると
パワーの損失だけでなく音質にも影響が出る

どうしてか?
下の図は5Ωインピーダンスに対して、負荷を1Ωから大きくしながら10Ωまで試した時の
出力を計算したものです
図11.png

赤枠の5Ω(横が負荷インピーダンス)の時が最大パワーです。
よってインピーダンスは合わすべきです。
出力インピーダンスに対して負荷が多く(抵抗値が増える)なるとグラフでも分かるように
あまり出力は低下しません
しかし負荷を小さくすると極端にパワーが落ちます
この時、パワーが落ちるだけでなく波形も歪みが発生します
オーディオには昔から「ロー送り、ハイ受け」と云われるように
これは守らなければなりません。

でももっと気にするならインピーダンスは同じにしたい。
そこでノートパソコンのインピーダンスを測ることにしました。
その方法は千円くらいのデジタルテスターと抵抗だけで行ないます

私が使っているノートパソコンはどうなのか?
図のような簡単な物を作ってパソコン音声出力抵抗を調べてみた
パソコン内部は外から見えないので
負荷抵抗を接続して、電圧の低下具合で内部抵抗を調べます
※パソコンは負荷によって自動追従するような記事もあるが??。。

まず1Khzの音声信号を再生します
1Khzはyou-tubeとかで検索すればすぐに有ります。
パソコンの出力は最大にして、何も接続しない状態の電圧を測ります。
普通はオシロスコープ等を使いますが
ここでは普通の(特に安い)デジタルテスター千円程度が良い
安いテスターにはオートモードがあり交流の低い電圧も測定できます。
図1.png
※ステレオの片方のみ測定


もちろん交流波形のピークは測定できませんが
精度とかは関係ありません
比較測定なので問題ありません。
無負荷(オープン)で電圧が1.5Vとします。
次に100Ωの抵抗をつけます
この時の抵抗両端が1Vとします
と言うことはパソコンの内部抵抗では0.5V降下していることになります
この回路の電流は、
1V÷100Ω=0.01A(アンペア)
内部抵抗=降下電圧0.5÷0.01=50
つまりパソコンの内部抵抗(インピーダンス)は50Ωになります
※この数値は仮で決めた数値です
私のパソコンは測定結果、33Ω程度でした。

次に負荷の変化でパソコン抵抗も変化するか調べましたが
変化は無し、常時33Ωです。
ですからヘッドホーンは33に近いものを購入します。

実際にヘッドホーンのインピーダンスを調べると
これよりも数値は高く、60や70も存在します。





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2015年09月18日

メディアプレーヤー「ブライトサイン」の同期再生精度

映像をディスプレイにマルチ的出したい時、
パンドラスのような目の飛び出る価格の商品もありますが
常設用にこんな物を設置するわけには行きません
一番多いのはWATCHOUTです
この商品はプログラムUSBを購入し、パソコンは自身で購入します
私があるメーカーとWATCHOUTに代る商品の売り込みに行った時
中国はWATCHOUTばかりでした。
そしてWATCHOUTのサイトは中国語にも対応していたのです
私達が売り込む商品は中国語入力も出来ないし
サイトも英語だけです
既に態度レベルで負けです。

自社でパソコン1台で4画面再生出来る装置の開発も行ないました
中国人プログラマーに依頼して作るのですが
結局、出来上がった製品は4画面再生出来るがハイビジョンは無理でした
ハードディスクから書き出されるデーターは機構(ピックアップ)がからんでいるため
どうしても操作の度にズレが生じます。
それをPCのメモリ上で遅れ処理しないと絶対に商品はできません
そのことがプログラマーに理解できてないのです
このあたりは言葉の問題もあります。

そこで次に考えたのがデジタルプレーヤーです
デジタル再生装置は中国でも多くありますが
すべて民生用ばかりです
複数台の同期再生が出来なければなりません
そこで海外から輸入することになります
輸入した商品を見ると台湾やマレーシアと言った国々です
同期再生方法は各メーカー共、ネットワークで親機に子機が合わせる方式です
その設定方法が付属の赤外線リモコンで行うのです
4台を設定するときリモコンで4台とも動作するため再生機の赤外線受光部に黒テープを貼って行う必要があります
このシステムを作った人はこんな不便さを知っているのか!
製造元にバックしても対応が悪い。
この時点で失格です。

パソコンに使うソフトウェアーのように再生する動画フォーマットも何が一番良いかテストして公表する必要があります
それらは結局、ユーザーが使って結果を出しているのが現状です。
製造元か販売店が行うべき内容です。

数年前から日本に代理店のある「ブライトサイン」と言うメディアプレーヤーを使ってみました。
この商品に目をつけた理由は展示用に適しているのです。
プレーヤー本体にスイッチ入力、ランプ出力があるため操作パネルと少しの追加で展示システムが出来ます。
当初、この商品は1フレーム程度の同期再生誤差がるのは明記されていたが
実際に立体映像再生に使うとNGでした
ところが極最近に同期再生がパワーアップされ、
子機が途中でズレても親機に追従するのです。
子機を強制停止しても再生すると追いつく。
ストップと再生を数回繰り返しても同期の頭は揃って再生する。
揃うと言ってもピンからキリまでありますが
垂直同期レベルではまったく問題の無いレベルです
但し、問題は時間とともに少しづつズレが大きくなっていく点です

波形参照
音声に30コマ相当のパルスを挿入、同じく900Hz正弦波を挿入
この差でズレを監視します。
図11.png


波形参照
時間とともに親と子機の差が広がる
図21.png


10分程度の作品ではどこまでズレて行くかは不明なので
1時間番組を作ってカメラで撮影しました
すると約30分後に子機にアクションが起きました
親機のフレーム頭の少し手前から再生を始めました
これは想像なので確かなことは分かりませんが
ジャスト頭からスタートさせるより、少し早めのほうが全体としてはフレームに合っている
結果的にはこの方が誤差が少ない
テストしたのは2台だけなのですべてがそのようなものかは不明
アクションが発生する誤差は1フレームの半分くらいです
そうなると同期誤差は1フレーム以内1フィールドとなり精度の向上といえます
ただ、今回は映像を見ていたのではないため30分後に動画であれば変化が見えるかも知れません

ブライトサインは途中からファームウェアーがバージョンアップされ
同期が強化されている
それが先ほどの子機が停止しても追従するモードです
これは古い機種でも動作します
(すべての機種のテストはしていない)

WATCHOUTもブライトサインもネットワークでの同期再生は1フレーム誤差は避けられません
ズレの検知するものがフレームしかないためです
ただ将来ブライトサインに親機のクロックを結合させれば完全に同期再生できるでしょう
(メーカーの取り組み次第)



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レーザー型センサー

以前にラジオを使った金属探知機を作りました。
ヒューヒューと鳴る音で相手がどれくらいの大きさの金属かが分かる。
なかなかの出来栄えでした。

一度、浜辺に出かけましたが真冬のため
何も見つかりませんでした
(寒い!根性がない)
なんとか10センチの深さまで検知できるのですが
実際はセンサー先端が地面に当たらないように操作するため
実質は7センチの深さ

もっと性能を上げて、深い場所を探ることが出来れば
埋蔵金も探せるかも知れません
でも、このコイルの方式では
10センチ以上は無理です
そんな時、所ジョージの番組で
隕石を探して億単位の儲けをしている海外の人(アメリカ?)を紹介していました
その人が使っていた探知機に興味が湧きました
日本人スタッフが探知機を隕石らしき物に当てて調べている時
現地の男が言った言葉がヒントになりました。
「もっと探知機を動かさないと反応しない」
これでセンサーとしてドップラーレーダーを使っていることが判明。
レーダー型はみなさん車を運転している時に気をつけている
スピード違反検知レーダーのことです。

救急車が近づいて、そして離れて行く時に
サイレンの音色が変化します
この症状は音の発生源が移動するために起こる「ドップラー現象」です
レーダーの電波も同じです
普通、船舶では発射した電波が返って来た時間を測定して
目標の距離を測定します
ドップラーセンサーは動いている相手に電波を当てて
その反射を測定する
相手が動くと電波の周波数が微妙に変化するのです
これを金属検知に使えるわけですが
埋蔵物では相手が動きません
であれば、こちら(センサー)を動かしても結果は同じです
だから隕石探しで使った検知器はレーダー型なのです
レーダーは金属も人体も検知する(たぶん水分)
問題は地面の湿った場所に金属が存在する場合に
どのような変化が得られるかです。

さっそく、日本無線製のレーダーセンサーを買いました
販売しているのは東京秋月電子です
今回の周波数は24Ghz、前回は10GHzを買いました
10Gは電波法に触れるため屋外持ち出し禁止です
しかたなしに24Gを買ったのです
本当は個人の実験に電波法とか細かいこと気にする必要はないのですが
ブログ投稿では細かい点に注意しています。


<買ったのはこれ!!>
P9099736.JPG


P9099737.JPG
マウスと比べるといかに小さいユニットかが分かります
一緒に送られてきたCD−ROMからドライバソフトを入れれば即時、使うことができます
電源もUSB経由なので楽です
電源の青LEDと物体が離れて行ったか、もしくは近づいて来たかが赤と緑のLEDで判別できる
タブレットパソコンがあれば持ち運びレーダー検知器の完成です
パソコン上の表示は上と下に接近、離反が波形で表示
横幅が移動の早さです
本来は心臓の鼓動も表示できると思いますが
この機種は細かい不要な動作を避けるためにフィルターされているので
デジタルで結果しか出力されません
あまり細かい物体の動きは検知しないようになっています
ちなみに硬貨をテープで止めて揺らすと確実に反応します
新聞紙の裏で手を動かしても反応する
よって金属や水分のない物には無反応なので宝物探しは乾いた土地でないと無理です。


posted by booboo at 17:40| Comment(0) | 試してみました