2019年07月20日

電池式消臭スプレー

今回はエステーの電池式消臭スプレーの構造を紹介したいと思います。
電池式消臭スプレーは設定した時間間隔で自動的にスプレーを押して部屋を消臭してくれます。

光センサがあり、環境光の変化でも消臭機能が働きます(スイッチ上の穴部分)。
また、転倒スイッチ(底面)は正しく底面が接地していない場合に自動スプレー機能を停止する役割があります。

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本体上部にスプレーを押すアクチュエータ機構があります。

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内部を見るとモータが1つあり、ギヤを介してスプレーアダプタを上下に動かす機構となっています。


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基板側にギヤの最終段が扇型ギヤとなっており、スプレーアダプタを上下に動かします。

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マイコンはSTM32マイコンではなく、より安価なSTM8L051F3P6マイコンを使用しているようです。
また、回路を見るとモータ制御用のFETが1つしかありませんでした。上下に動かすとなるとモータを逆回転させる必要があり、FET4つ搭載したHブリッジ回路が必須となります。FETが1つしかないということはモータはスプレーを押す方向にしか動かしていないということです。押した後はスプレー内部の反発力でスプレーアダプタを元に戻しているようです。FETが少ない分、回路がシンプルとなり、低コスト化されていると思いました。


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安価な電池式消臭スプレーにもいろいろ機構の工夫やコスト削減の工夫が詰まっていると思いました。

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2019年07月13日

パーティクルセンサ

今回はHoneywell製パーティクルセンサHPMA115S0-XXXについて紹介します。

レーザーを用いたパーティクルセンサで0ug/m3〜1000ug/m3までの粒子を検出できます。PM2.5、PM10を検出することができます。電源電圧は5V、UART 9600bpsで通信します。

ケーブルはMolex 8ピンケーブルが使用できます。


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簡単な光学ユニットが搭載されており、レーザー光源と受光素子がありました。

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メタルシールドを外すとメインマイコンにはSTM32F030F4P6が確認できました。

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赤いレーザー光を確認することができます。
レーザーclass1とはいえ、直視は厳禁です。

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空気はスリットを通って流れ、ファンで排出されます。スリットの途中でレーザーで粒子が検出されます。

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小さい筐体にファンや光学ユニット、制御基板が搭載されている構造は面白いと思いました。今度は実際に使ってみたいと思います。

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2019年07月06日

シリアルWiFiモジュール変換基板

今回は以前に紹介したシリアルBLE5モジュールの変換アダプタに続いて、シリアルWiFiモジュール変換基板の設計、試作してました。
シリアルWiFiモジュール変換基板にはSiliconLabs製WiFiモジュールAMW037を搭載しています。
UARTシリアルで設定変更できるWiFiモジュールです。
モジュールが小さいため、マークは記載されていませんが、TELEC(技適)認証済 工事設計認証番号 201-180092です。


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RSTボタンを備えており、電源LED、全IOにアクセスできる設計になっています。また、電源3.3V、GND、シリアルTX/RXはGroveコネクタで簡単に接続できるようにしました。基板サイズ自体は25mm x25mmの正方形でピン幅は22.86mmでブレッドボードにピッタリ幅に設計しました。
今後、検証して問題なければ1個2.5千円前後でどこかで販売予定です。
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2019年06月29日

ロードスイッチ変換基板

今回は先日設計したロードスイッチ変換基板を紹介します。

ロードスイッチの用途としてマイコンで制御する周辺回路の電源管理に使用します。例えば、SDカードやセンサなどをロードスイッチで管理したりします。

マイコンはSTM32L0、L4などはディープスリープモードでほぼ電流を消費しないモードにすることができます。一方、SDカードやセンサなどの負荷は電源に供給されていると電流を消費し続けます。電池駆動の場合は使っていないのに電池がすくなくなるという状況に陥ります。電池の電源スイッチから切ってしまうとタイマーやボタンで起動できないということになってしまいます。


ここで活躍するのがロードスイッチです。


マイコンのIOからSDカードやセンサといった各負荷を制御することで必要な時以外は電源を個別に供給しないように制御できます。これにより、不要な電流の消費を抑えることができます。

FETを使えば同じことはできますが、ロードスイッチはFETに比べて、ON抵抗が小さく、漏れ電流が10pAと非常に⼩さい特徴があります。つまり、より理想的なスイッチに近いイメージで使用できます。


ロードスイッチには様々な種類がありますが中でも業界最小レベルの漏れ電流を実現した、Vishay製超低漏洩電流ロードスイッチSiP32431を変換基板にしてみました。手はんだできなくはない大きさですが、部品が小さく向きマークが見ずらいため、このような基板にしました。


主な特徴は下記の通りです。

  • Vishay製超低漏洩電流ロードスイッチSiP32431を搭載した変換基板です。
  • 1.5V~5.5V、最⼤1.4Aまでの負荷の電源管理が可能です。
  • SDカードやセンサ等をマイコンからON/OFF制御する場合に最適です。
  • FETを使⽤する場合に⽐べ、漏れ電流が10pAと非常に⼩さいことが特徴です。
  • EN端⼦がHighの時、VOUTからVIN電源が出⼒されます。
  • 安定化のため、EN端子は基板上で20kΩでプルダウンしています。
  • ブレットボードに入る2.54ピッチの変換基板です。

500円前後/1枚でどこかで販売予定です。



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2019年06月15日

シリアルBLEモジュール変換基板

今回は以前に紹介したシリアルBLE5モジュールの変換アダプタを設計、試作してみたのでご紹介します。

シリアルBLEモジュール変換基板にはSilicon Labs製 BGX13Pを搭載しています。
BLE5に対応したUARTシリアルで設定変更できるBLE5のモジュールです。
技適も取得済でマークがモジュールに記載されています。

Silicon Labs製 BGX13Pはシリアルで簡単にデータを設定、転送できるだけでなく、スマホアプリ(iOS、Android)でファームアップデートが簡単に可能なので今後の機能アップにも期待できます。


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当初、手はんだで後からQFNパッケージのイメージで実装できると思いましたが、パットが小さいかつ数が多いのため、ハンダがうまく流れないためリフローでないと実装が難しいことが分かりました。そのため、実装も外部に委託して試作してみました。

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BootボタンとRSTボタンを備えており、電源LED、全IOにアクセスできる設計になっています。また、電源3.3V、GND、シリアルTX/RXはGroveコネクタで簡単に接続できるようにしました。基板サイズ自体は25mm x25mmの正方形でピン幅は22.86mmでブレッドボードにピッタリ幅に設計しました。


今後、検証して問題なければ1個3.5千円前後でどこかで販売予定です。
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