スピンドルスピードを実測するやつを作った。左から、実測・設定値・最大値 (プーリー設定によって変化)。再現性とか考えるとやはり実測回転数が必要。

# hal

# spindle encoder
setp hpg.encoder.00.chan.00.scale 1
setp hpg.encoder.00.chan.00.counter-mode 1
setp hpg.encoder.00.chan.00.A-pin 7

# postgui.hal

setp scale.2.gain 60
setp lowpass.0.gain 0.010000
net spindle-velocity => lowpass.0.in
net spindle-fb-filtered-rps      lowpass.0.out  => abs.0.in
net spindle-fb-filtered-abs-rps  abs.0.out      => scale.2.in
net spindle-fb-filtered-abs-rpm  scale.2.out    => pyvcp.spindle-speed

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3. Sable-2015 + Machinekit (LinuxCNC) スピンドルスピード

Probing the magnetic field probe. Roy Ediss, Philips Semiconductors, UK. というドキュメントが良くできていて、これにある程度従って自分でも追試してみた。

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3. 近磁界プローブの種類

3000円強ぐらい(送料込みで5000円ほど)で売っている精密バイス。普通精密バイスは安くてもこの3倍、ちゃんとしたやつは10倍ぐらいの価格がする。いわゆる浮きあがり防止クイックバイス (横と下に締める力が働く) で、固定部の直角が出ているというもの。

浮きあがり防止クイックバイスの良い点はでっぱりが少ないという点で、普通のハンドルがついてるタイプよりも干渉がすくない。

スペックは

• HRC58-62 (20CrMnTi)
• 平行度 0.005mm/100mm 直角度 0.005mm
• 全高 50mm 全幅 50mm 全長 135mm 最大開き 65mm 口金高さ 25mm
  • 実測 全高 50.2mm 全幅50.1 全長140.7 最大開き 66.3mm 口金高さ 24.9mm

箱や検査票などは一切ついてない。

ぱっと見でおかしいのはボルトがついている斜めの面が0.3mmぐらい傾いてる。まぁ機能にはあまり関係ないだろう… わかるようなガタはなく、摺動もスムーズ。

可動部と固定部は横から見た限りではぴったりになるように見える。ただ各部の直角度はかなり怪しい。お勧めできるかというとできなそう。

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3. QKG50 という精密バイス

シャント抵抗のスペック表示がよくわからない。Ω単位じゃなく「15A 75mV」と書いてあった。15Aのとき75mV、つまり抵抗値は 5mΩ で 15A まで流せるという意味らしい？

手元で試してみると 1A で 5mV なので確かに 5mΩ。読みとり電圧の200倍が電流値。 小電力を測るにはちょっと抵抗値が低すぎるかな。温度係数とかは書いてなかった。

手元のオシロスコープはプローブ倍率を任意に設定できないので、特定の倍率にする必要がある。一応200倍はその中に入っているので直読可能。プローブ側を1倍にしてプローブ倍率を200倍にすると以下のような感じ。

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3. 電流検知抵抗 (シャント抵抗)

手元のベンチトップテスタにはローパワー抵抗測定というのがある。どういう機能かというとトランジスタがオンにならない範囲の電圧で抵抗測定するというもので、in-circuit な抵抗値を測定するときに使える。300Ωレンジは 0.03V、それ以外のレンジは 0.3V で測定される。(CVCCのような挙動なので開放時電圧はもっと高い)

半導体がオンにならない範囲で働く導通チェッカというのがよく自作されたりするけど、それと同じ。

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3. LP-OHM (ローパワー抵抗測定)

手元にあるのは Original Prusa i3 MK2 についてきた PINDA Probe (温度センサなし) のやつなのでこれを試してみる。ついてきたやつなので詳細なスペックは不明。

誘導型近接センサは NPN/PNP の違いと Normally On / Normally Off の違いがある。これは M8 1.0mmピッチ(細目) NPN NC タイプ 5V。動作原理とかはオムロンのサイトが詳しい

上の図のうち、点線でかこまれている部分を含んでセンサ本体になっている。

• 茶: VCC (5V)
• 黒: Out
• 青: GND

VCC Out 間に負荷抵抗 (10kΩとか) つけてプルアップする。

ネジピッチが細目なので手元にあるナットが入らなかった。

鉄とアルミでは検出距離が違うはずなので検証してみた。

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3. 誘導型近接センサ (Inductive proximity sensor)

少し前に、ベンチトップオシロのプローブが届かず、DSO QUAD を久しぶりに使う機会があった。しかしあまりに使いにくく、ポータブルオシロがちょっと欲しくなってしまった。それですこし探していたらよさげなのを見つけてしまった。

FNIRSI-1013D というやつで 13000円程度で買える。2ch 100MHz 1GS/sec と謳われているもの。値段とスペックが釣りあってなさすぎる。ボタンはオン/オフ以外はなくて、操作はすべてタッチ液晶 (静電容量式のようだ) で行う。

• 2ch
• アナログ帯域 100MHz (後述するが怪しい)
• 50mV〜500V
• 50S〜10nS
• 1G sample/sec 240Kbit (後述するが怪しい)
• 立ち上がり時間 3nS未満 (後述するが怪しい)
• 7インチタッチ液晶 (800x480)
• バッテリ駆動 (USB 充電式) 6000mAh
• USB 接続は Type-C。Mass Storage Device として認識される。Type-C ケーブルはついてくる。
• 100MHz プローブが2本ついてくる

プローブは手元のプローブと比較してみたが問題ないプローブだった。安い100MHz のプローブでも2本で2500円程度するので、本体の価格はおそろしく安い。

外観やメーカー表記に複数バージョンがあるようだ？ これは後期バージョンのようで、BNC や電源ボタンが出っぱっていないので、持ち運びしやすくなっている。

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3. FNIRSI-1013D Digital tablet oscilloscope というやつを買ってみたが帯域は怪しい

0.1μF 100V (おそらく) のフィルムコンデンサ。樹脂で覆われているので ニッパーやらカッターやらでゴリっとやると剥れる。リード側は強度のためか樹脂多めなので外しにくく、側面からやるといい感じ。

こんな感じで誘電体と電極が巻いてある。

アルミ箔っぽい。

• フィルム+アルミ+フィルム(両面導通がない)
• アルミ箔 (両面導通する)

というのが交互に重なっている。

重なっているのを剥して導通するアルミ箔だけの厚さを測ると9μm。家庭用の、いわゆるアルミホイルが11μmなのでそれほど変わらない。

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3. フィルムコンデンサを分解してみる

安いカレントプローブを Aliexpress で買った。5000円ぐらい。

• 9V 006P 電源
• 10mA〜2A のレンジまたは 100mA〜65A までのレンジ
• 20kHz 程度の帯域
• DC 1mV/10mA レンジ
  • ± (1.5%±5mA) 10mA〜20A
• DC 1mV/100mA レンジ
  • ± (2%±20mA) 100mA〜40A
  • ± (4%±0.3A) 40A〜65A
• DCAC1mV/10mA レンジ
  • ± (1.5%±5mA) 10mA〜20A
• AC 1mV/10mA レンジ
  • ±(2%±30mA) 100mA ~ 10A (40Hz ~ 2KHz);
  • ±(4%±30mA) 100mA ~ 10A (2KHz ~ 10KHz);
  • ±(6%±30mA) 100mA ~ 10A (10KHz ~ 20KHz);
  • ±(8%±30mA) 10A ~ 15A (40Hz ~ 20KHz)
• AC 1mV/100mA レンジ
  • ±(2%±30mA) 200mA ~ 40A (40Hz ~ 1KHz);
  • ±(4%±30mA) 200mA ~ 40A (1KHz ~ 2KHz);
  • ±(6%±30mA) 200mA ~ 40A (2KHz ~ 5KHz);
  • ±(8%±0.3A) 40A ~ 65A (40Hz ~ 20KHz)

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3. Hantek CC-65 カレントプローブ

↑USB 経由で外部入力デバイスを接続すると自動的認識され、カメラ上に案内がでる。

↑外部入力についての設定が追加される

ちなみに細かいことは設定できなくて、サンプリング周波数は 48kHz だった。このデバイスはステレオ(2ch)入力なので、動画にもステレオで記録されていたが、モノラルでどうなるかは試してない。

録画中はオーディオインターフェイス側からモニタ音もでる。録画開始しないとでないので混乱する。

ところで上で写っているオーディオインターフェイスは上海問屋で売っていた DN-10101という、このサイズにしては大変珍しいステレオ入力可能でノイズがほとんどないという優れたものなのだが、現行商品がなくてなかなか困る。乗っていたチップの開発元の VIA がこの手のをディスコンにしてしまったようだ。

しばらく「小さくて」「ステレオ入力できて」「ノイズがない」ADC の代替を探しているけど本当に全く見つからない。誰かぜひ教えてください。

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3. Pixel 3 XL のカメラアプリは外部音声入力対応