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デジタル回路をいじり始めたのは中学生ぐらいだったか。

最初は雑誌記事のデジタルサイコロとかルーレットのようなものを作ってみたりとか。
でも一発ではうまくいかなかったのです。
何がどうなっているのやら、配線を追いかけて間違いを探して直して・・・の連続。
結果的に、記事とは動きが微妙に違うような？という結末も。（笑）

そんな中で、電卓の原理が気になったわけです。
当時は、AND、OR、NOTといったロジックや加算回路を見てもいまいちピンと来ませんでした。

ROMというものがある。その中に答えが入っているんだと思い込んでいました。
どうやって電卓に答えを覚え込ませているのだろう？と、一時そんなことを考えていました。
ありとあらゆる数字の組み合わせを四則演算に対して行うのは難しいでしょう。
1+1=2、1+2=3、・・・というふうにいちいち答えを入れてあるのでしょうか。間違いとは言い切れないけど、当時は全然わかってなかったのです。

自分なりに考えて、こうじゃないかと仕組みを考えてノートに書き記したものが今も残っています。
これはその回路図です。


数取器というんですか、メカ式のカウンタがありますよね。日本野鳥の会がカウントする時に使うやつ。

カウンタはじつは加算機である、というわけです。たとえばゼロに戻してから、2回押し、そして3回押せば表示は5で、2+3をしたことと同じ。
引き算はどうするかというと、補数を使います。
掛け算は、足し算の繰り返しです。
実際の電卓とは操作の仕方が違います。

当時は現物も見たことがなくて知らなかったが、手回しの計算機がありました。それが、まさに同じような仕組みです。メカ的に実現しているわけです。

ENIACも10進カウンタをベースに作られていました。

Dr. STONEの世界ではついにコンピューターまで作り出したが、なんとパラメトロン。
まさかのパラメトロン。これには大興奮した。

最初は簡単な加算回路を試すシーンがあるけど、漫画なので細かい事は省略して描かれている。

パラメトロンの0/1は位相の違い。要するに単純なON/OFFではないので、スイッチやランプなどのON/OFFの世界とは変換回路を通してやらなければならないはず。

そしてパラメトロンを働かせるには、一定の周波数の信号源が必要となる。これはパラメトロンだけではできない。たとえば真空管を使って発振回路を作る。3拍といって、3つの信号を順繰りに回す操作もある。

パラメトロンだけで回路を組めるわけではない。

パラメトロンが発明された当時は、トランジスタは高価だったので安価に作れるパラメトロンに注目が集まっていたようです。
しかし速度を上げることが難しいために廃れてしまいました。

TWELITEのエナジーハーベストモジュール TWE-EH-S

どうも使い方が説明書の範囲だけではピンとこないところが有ったり、いくつか疑問があってモヤモヤしていました。

具体的にどんな仕組みになっているのかは回路図を見ればわかることです。しかし回路図は公開されていません。

仕方ないなあ、というわけで顕微鏡を見ながら1時間ほどで回路を把握しました。



支障があるといけませんので、拡大してもわからない程度にしてあります。
もちろん回路図は提供しません。自分の疑問が解ければ良いだけなので。

そのほか、

外付抵抗の端子は EX_REG となっているけど、抵抗なら EX_RES では。（そんなこまけえことはいいんだよ）

説明書ではコンデンサC1となっているけど、基板上ではC2じゃないかと。

10mW以上の太陽電池を接続する場合に、なぜ外付抵抗が必要なのか。

キャパシタを追加する場合に使う端子は、いくつか有るけどどれが正解なのか。

大容量のキャパシタをつないでみたが、全く充電しなくなったりとか。

TWELITEのサイトに書いてある通りに結線しても動かず。
オシロでI2Cの信号を調べたら最初の部分だけで終わっていたので、おそらくアドレス設定の問題と思って設定ピンをVCCからGNDへ接続し直したら動作するようになった。

色々あった疑問が解決するでしょう。

本日、2号機を追加しました。1号機と並べて、一緒に耐久試験です。

2号機の特徴はBME280(温度・湿度・気圧センサー)を使用したことです。ケース内部の湿度と気圧も見たかったのです。

ちなみに1号機はLM61(温度センサー)でした。

結露のメカニズムの解明も目的のひとつで、
暖まると圧力が高まり、冷えると圧力が下がり、外部の空気と水を内部へ吸い込んでしまうのではないかと考えています。
そこで、空気は通すが水は通さない調湿弁を付けて、結露対策ができることの確認をしようとしています。そのために、湿度と気圧を見たいのです。


ところで、またひとつ面白い事に気づきました。

夕方暗くなると、1号機の方が先に休んでしまい、2号機は更に1時間後ぐらいまで頑張るのです。

総合的な消費電流の違いもあるのでしょう。2号機の方が少ない電流で動いており、日が暮れて暗くなり太陽電池の電力がなくなっても、蓄電を少しずつ使って動き続けていました。

蓄電といっても、1号機2号機ともに同じ220μFのチップ積層セラミックコンデンサです。

昼間にデータを受信しながら見ていると、1号機と2号機が交互にデータを送ってきて、まるで追いかけっこをしているようにも見えました。
どちらも同じ60秒ごとの送信ですが、同期はしていませんからそのタイミングは微妙にずれてきます。

だいたい18時半過ぎまで2号機はデータを送ってきていました。

電源電圧も同時にデータを送ってきていますから、毎回見るたびに下がっているのがわかるのです。けなげに良く働くものです。
最後まで絞りきってしまったところでお疲れ様でお休み～、明日（日の出まで）またね～という感じ。

ユニバーサル基板の配線は、
最初の頃、適当なビニール線を使ってつないでいた。でも、太いからかさばってじゃまになる。

次にスズメッキ線を使ったが、裸線なので交差するような場所にはそのままでは使えない。出番は、電源の引き回しぐらい。

それからラッピング線を使い始めて、これはまあまあ良かった。


学生の頃にマイコン自作の本を買ってみたら、「ワイヤリングペン」というものが紹介されていた。

それに使われている細い線がUEWというものでポリウレタン銅線でした。

小学生の頃、電磁石の実験でおなじみだったエナメル線とは似て非なるものらしい。
エナメル線は紙やすりやマイナスドライバー（あるいはカッターナイフの背）でゴシゴシやって塗装を落とし、銅をむきだしにしてから接続していた。

一方、UEWは削っても良いが、ハンダゴテで加熱すると塗装が融けてくるので便利という。

マイコンにはバス配線が多い。たとえばデータバス。CPU、ROM、RAM、8255といった具合にデータバスを並列につなぐ必要がある。
同じ場所にビニール線を2本つけようとしても、はんだごてで加熱した時に片方のハンダが融けて浮いてしまったりする。（そこで、長めにむいてから巻き付けたりした）

UEW線の場合、接続したいピンに細い線を巻き付けていけば良い。途中で切らない。クルッと巻いて、次へ。
それからはんだごてで加熱してハンダを流すと、塗装が融けてハンダがなじんで接続される。

これがラッピング線だったら、被覆を剥いてピンにひっかけてはんだ付けして、余分を切って、次の接続箇所へ、また被覆を剥いてピンにひっかけてはんだ付け。
ワイヤーストリッパーを持ったり置いたりニッパーに持ち替えたりハンダゴテを持ち替えたりして忙しい。

本を読み、こりゃー画期的なものじゃないか、と思ってパーツ屋に行ったら売られていたわけ。それで買ってきて試した。学生時代ね。

ところが、言われているように簡単には融けない。おかしいなあ。相当加熱したら融けたけど、これじゃソケットが融けたりしないか、基板を傷めたりしないか、という感じ。
当時使っていたハンダゴテがだめだったのかもしれないけど・・・
これで接続不良が起きてトラブったらたまらんと思って、使うのをやめた。

なーんだこりゃーと放り投げて、結局その後も捨てずに持っていた（今でも有る）。


いま改めてハンダゴテを当ててみたら、いとも簡単に塗装が融けた！
やっぱり当時のハンダゴテがショボかったか。
こて先はC面（斜めカット）が良い。熱が伝わりやすい。


先日の話、たまたま手に入れたワイヤーがUEWだったのでした。

また削るのか面倒だな～と思ってハンダゴテを当ててみたら、あれっ、容易に塗装が融けるぞ！
なんだ、これくらいだったらどんどん使ったのになあと思えるぐらい。

（だけど、塗装を焼く臭いがくさい。身体に悪そうな臭いがする。部屋に染み込む臭い。換気を良くして使おう）

でも、これくらい容易に塗装が融けるなら実用性がある。だけど今さらという感じ。めったにユニバーサル基板で回路を組むことは少なくなった。残念。

なおUEWなどは本来ユニバーサル基板の配線専用じゃなくて、マグネットワイヤーといってモーターやトランスの巻線用に作られたもの。