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2020年9月27日日曜日

CENTER 304用のUSB通信ケーブルを自作してみた。

前回、知り合いに頼まれたシリアル通信対応デジタル温度計CENTER 304のACアダプタを自作したんだけど、今回はシリアル接続用のケーブルを作ってみることに。

CENTER 304と309はツールが共通っぽい。ドライバとかからみて純正はSilicon LabsのUARTブリッジを使ってそう。CENTER 301はサンプリングが早いためか、単純に2ポートになっただけじゃなさそう。

出力ポートは3.5mmステレオミニジャックなので、ステレオケーブルをカットして使うことに。
ちなみに本体にはRS-232って書いてあるんだけど、付属の説明書を見ると"5V normal high"ってなってるから実はUART(active low)なのでは？

とりあえずダイソーのステレオ分配器から取り外したステレオジャックが余っていたので、これに適当なリード線をつけてテスト用ケーブルを作ってみた。
もし本当に5VのUARTだったら、適当なUSBシリアルアダプタに直結できるようにQIコネクタを取り付けておいた。
ピンアサインはミニジャックの先端がTX、真ん中がRX、根本がGNDになってるっぽい。なんとなくTXを緑、RXを黄色にしてみた。

このケーブルをCENTER 304に接続して電源を入れて、テスターでGNDとTX間を測定してみると5Vが出ていた。ということはActive Lowっぽい。
なのでCP2102とかが乗ってるUSB-UART変換アダプタに繋げばそのまま通信できるはず。RS-232レベル変換はいらなそう。

試しにCH340を使ったESP32ライタに今回作ったテスト用ケーブルを繋いでダウンロードしてきたツールを開いてみるとCENTER 304を繋いだ瞬間に認識してくれた。ちなみにCOMポートは1ポートしか無いためか勝手に認識されてた。
3.3V化したCH340でもちゃんと通信できてるってことはUSBシリアル変換アダプタならなんでも動きそう。CENTER 304は5VなのでCH340そのまま繋いでも大丈夫だし。

USBシリアル変換アダプタのLEDを見ているとPC側からなにかデータを送信してCENTER304側が返してきてる感じ。それが1秒間隔で行われてそう。(ツールのサンプリングで一番短いのが1秒設定だからかな?)

純正ツールで動くんだから、Artisanでも動くだろう…少なくともケーブルには問題なさそう。あとはMacとかだったらMacで使いやすいUSBシリアルブリッジICを使うという手もありそう。ドライバいらないやつとかあるのかな？
流石にこの状態で納品するのはアレなので、未改造のCH340アダプタにL字のステレオミニジャックのケーブルを直結したものを作って渡そうと思う。

ちなみにこの手のステレオミニジャック→USBシリアル変換ケーブルって意外と売ってるっぽいんだけど、Intel Galileoのシリアルコンソール用ケーブルだとRS-232変換ICが間に入っているので使えないと思う。(論理反転だけならまだしも、電圧レベルが違うので危険かも)

単純なシリアル通信なのでESP32とかを使ってBluetooth化もできそう。しかし信号レベルが5Vなのでレベルコンバータを挟む必要があるけど。CENTER301だと説明書に通信プロトコルも書いてあるみたいだけどやっぱりCENTER304とは違うのかな？ESP32に接続してWebsocket使ってリアルタイムモニタリングとかロギング機能とか色々遊べそう。

最後に前回作ったUSB給電ケーブルとこの通信ケーブルを同時に使用できるのかを検証してみようと思ってUSB給電ケーブルから電源を供給した状態で通信ポートの方のGNDを確認してみたところGNDのレベルが違う…(4Vぐらいの差がある)

はじめに色々テスターで測定している時にどうも電源ラインのGNDと通信ラインのGNDが繋がっていなさそうなので気にしていたんだけどまさかそんな罠があるとは…

ということで給電アダプタの方に絶縁DCコンバータを使ったほうが良さそうということで改造することに。

納品は来週になりそう…(美味しいコーヒーが待ってるらしい

2020年9月26日土曜日

CENTER 304のUSB給電ケーブルを作ってみた。

知り合いがコーヒー焙煎でArtisanというアプリを使うのにCENTER 304っていう熱電対温度計を買ったらしいんだけど、PCと接続するケーブルとACアダプタが見た目の割には高いんだけどなんとかならない？ということで借りてきた。

このCENTER 304っていうデジタル温度計、9V電池で駆動して4chのK型熱電対の温度をモニタリングできるっぽいんだけど、RS232Cって書いてあるポートがあってこれでPCでデータを取れるみたい。
確かに9V電池ちょっと高いので据え置きにするならACアダプタが使いたいところ。

色々調べてみるとこの温度計、PerfectPrime TC0304っていう品番でも売られていて、外観は全く一緒でケースと本体の品番刻印が違うぐらいのがあった。
ほかにも測定器メーカーのOMEGA Engineeringとかからもロガー付きでHH309Aってのが出てるし。(CENTER 309と同じかな？)
なのでこの系統のデータシートとか説明書とかを探してみると色々詳細がでてきた。

とりあえずACアダプタはセンターマイナスの、外径3.5mm/内径1.35mmで9VタイプのACアダプタが適合しそう。汎用のユニバーサルACアダプタならセンターマイナスに対応できるものもあるのでそれを使えばいけそうな気が。
でも今回はPCで使うのかな？ということでUSBで取れるようにしてみようかなと思ってUSBからの給電ケーブルを作ってみた。

外径3.5mm/内径1.35mmなUSBケーブルが売っていたので、これをぶった切って間に汎用の昇圧DC-DCコンバータを入れてみればいいかなと。これならUSB端子もDCジャックもケーブルもついててお得。(極性も電圧も違うのでそのまま繋いではいけない)

昇圧コンバータにはSX1308を使用してみた。小型でいいんだけど、可変抵抗の回す方向が反対なので少し不便なやつ。今回は9V固定で良いので可変抵抗を外してチップ抵抗を載せてコンパクトにしてみた。

一応チップ抵抗はSX1308のデータシートを参考に分圧比を計算して近いところを選択。

使用したケーブルはセンタープラスだったのでDCジャック側はプラスとマイナスを反対につないだ。本体に接続する前にちゃんとテスターチェックしておくこと。
とりあえずはうまく動いてるようだけどノイズとかの影響とか、純正じゃないケーブルなので真似する場合は自己責任で！

ケースは秋月のケーブル中継用ケースがぴったりだった。

少し長くなってしまったのでRS-232Cポートの通信ケーブルは次回。

P.S.

通信ケーブルを作ってから気がついたんだけど、CENTER304の内部の回路の作りの問題なのか、電源のGNDと通信のGNDが同じレベルじゃなかったので電源ケーブルに絶縁型DCコンバータを追加することに。たまたまオーディオ用で使おうとしていて手持ちしていたB0505S-1Wを使用した。5V 200mAの絶縁型DCコンバーターなんだけど、CENTER 304のACアダプタの仕様が9V 100mAなので問題ないかな。

電源をACアダプタから取る場合は問題ないんだけど、PCのUSBから電源を取りつつ、PCに通信ケーブルを指すパターンだとGNDのレベルが違うので問題が起きそうなのでこんな感じで一応絶縁することによって一応問題解決できたと思う。通信の方はミニジャックから電源が出てなかったし絶縁が面倒そうだったので…

2020年9月20日日曜日

ブラーバ380jのバッテリをエネループに交換してみた

というわけで車を買ったときにおまけで貰ったブラーバのバッテリが充電エラーを出すようになってしまったので交換してみた。

純正バッテリ結構お高いので互換でもいいかなと思って取り外してみたらサイズ感が単3が6本のバッテリパックだったのでもしかしてセルの交換でいけるんじゃないかな？

バッテリ本体にもNi-MHの7.2V 2000mAhって書いてあるし

というわけでバッテリパックを分解してみた。

これが取り外した純正バッテリ。

下の方に切り込みを入れて取り出してみるとやっぱり単3形のセルっぽい。

あんまり使用していないエネループ8本パックがあったのでそれに入れ替えてみることに。

数回しか使ってないのに外装ボロボロだしちょうどよい…

とりあえず純正バッテリを取り外して…

ここから電池のタブとかを取って本当はスポット溶接したいけど装置がないのではんだ付け。本当ははんだ付けしてはいけません…

一瞬で決めた。

純正からラジペンで取り外してそれを移植する感じ。純正は接着されてるんだけど、結構形を保つのが大変だった。

外装をきれいにはがせたので最後にもとに戻してテープを張って完成。

これでちゃんと充電できたしブラーバちゃんも復活することができた。

容量も同じ2000mAhだしまぁ良いんじゃないかな…

Xbox360のプレイアンドチャージキットのときもエネループ使ったけど、今回はモータ系の機器だから内部抵抗が低い種類の充電電池のほうが良かったかな？

2020年9月19日土曜日

友人用の自作PCを安いケースで組んでみた。

近くにパソコン工房がオープンしたので友人と行ってみたついでに友人がケースを買ったので寄せ集めPCを組んでみた。

お店でATXが入るやつで一番安かった黒鴉っていうケース。3500円なのに強化ガラスサイドパネル搭載という。

5インチベイがないので奥行きは短い。

短い割に325mmのグラボも搭載可能。

今回のマシン構成はとりあえずケースとSSDだけ購入して

Intel Core i7 6700
ASRock Z270 Extreme 4

SanMax DDR4-2133 8GBx4

be quiet! Shadow Rock LP

BIOSTER S120-512GB
SAMA kurogarasu

SILENT KING-α 550W

と行った構成。グラボはまだないけど余りパーツ寄せ集めにしてはだいぶ良さげ…

裏配線も可能で、電源の隣に3.5インチベイが搭載されるのでプラグインとか長い電源搭載時は3.5インチ取り付けられるかな？

あとは下電源ケースあるあるの、CPU補助電源が届かないということで急遽延長ケーブルを作成した。電源装置を改造したときのあまり部品があったので良かった。

とりあえず動作確認ができたのでケーブルをもう少しきれいにして完成かな。

このケース、鉄板は薄いけど安い割に強化ガラスサイドパネルだったり裏配線だったりと出来はまあまあ良い感じ。鉄板薄いぶん軽くていいし…

最近は光学ドライブあんまり使わないし、5インチベイなしでもいいのかもしれないな。

2020年9月9日水曜日

DACの無音時のノイズが気になるので対策してみた。

Minisforum S41が結構普通に使えるので結構常用してるんだけど、ヘッドホン出力がないのでUSBのDACを使っていたんだけど、イヤホンをしていると無音時にホワイトノイズっぽいサーっていう音が気になるので対策してみた。こういうノイズのことを残留ノイズというらしい。

DAC自体が悪いんじゃないかということでDigiFi付録とかXonar U3とかSound Blaster Play!とか色々試したんだけど結局SONYのUAB-350っていうUSBオーディオインターフェースが一番ノイズが少ない感じだった。

昔はよくCreativeのX-FiとかS/N比が120dBとかそういうレベルのサウンドカードを使っていたから気にならなかったんだと思う。最近はスマホ用とかにUSB TypeC接続のALC5686とか搭載したDACあるけどどうなんだろう…

数年前にオンボでイヤホンを使うために作った抵抗入りケーブルを思い出して装着してみると結構改善された。最近の自作マシンはオンボでも残留ノイズが気にならなくなるレベルだったので使っていなかったやつ…

どうやら7年前ぐらいに作成したらしい。

どんなものだったかすっかり忘れていたので分解してみるとLとRのラインに直列に75Ωの抵抗が入っただけの簡単なものだった。だけど効果は絶大で自分が通常使っているぐらいの音量でも無音時のノイズが感じられないレベルに。
原理的にはクロストークも減るらしいが、クロストークは通常耳で感じられるレベルじゃないのでわからないかも。そもそも3Dサウンドとかバーチャルサウンド対応のUSBサウンドカードのサラウンド機能をクロストークと勘違いしてしまう人もいるらしいけど…

まあ結局イヤホンのインピーダンスがDACに対して低すぎていただけだったということなのかもしれない。この抵抗入りケーブルを入れたらシステム音量も今まで2％あたりで調整していたのが30～40％あたりでちょうどよくなって、音量調整もしやすくなった。アッテネータを購入してもいいかもしれないと思ったけども、この程度のケーブルで音量調整もやりやすくなったし特に音質劣化とかも感じていないのでこれで行くことに。
せっかくなので見た目重視で作り直してみようということで中華部品を購入して作り直してみた。