ズームの落とし穴 合焦範囲に注意！

最近のカメラはすべてオートで『見た目より良くうつる』と云ったらほめすぎでしょうか?
ピント合わせやシャッター速度がうんぬんと云うよりシャッター押しちゃえばそれなりに写ります。
でも、数年前のカメラはまだ新しいと思っていても随分古臭くなって意外に2～3年の差は大きいです。
その差を埋めるべく、カッコよく云えば　『ワイコン』　作ってみました。

私の使い方が悪いのかこのカメラはズームの具合が気に入りません。
光学ズームは5倍です。デジタルズームもありますが合焦範囲が私の目的に合いません。
机の上にある切手を画角いっぱいに撮りたい時、適当な位置・本当は適当でない位置なんですが・・・カメラをセットしてズームを調節して写る大きさを合わせます。
この場合撮影条件は以前に作ったカメラアームを使っての話です。
http://ja1cvf1.blogspot.jp/2011/08/camera-arm.html
カメラ（レンズ）と被写体の距離は約34センチです。
撮影可能範囲は取説にはこのように書いてあります。
標準　　W・45～∞　T・80～∞
マクロ　W・5～80　T・50～100
34センチの距離は標準では適応外ですからマクロで写すことになります。
マクロのW（ワイド）側では範囲内ですからオートフォーカスでピントが合います。ところが画面を大きくしようとT（望遠）側にすると合焦範囲を超えてしまいます。
デジタルズームもT側一杯からの動作なので役に立ちません。
つまりこのカメラでは私のカメラアームを使った場合画角一杯に写すことが出来ないのです。

カメラを手持ちにして近づけば可能ですが手振れを起こしやすいのでアームを使いたいのです。
そのためにはマクロ撮影でT側にズームしたときでも34センチが合焦範囲に入るようなコンバータ・今回は凹レンズをカメラに付ければよいことになります。

調べて見ましたが市販品には都合の良いモノはありません。
そういう時はジャンクレンズのお出ましです。ジャンク箱から探し当てたレンズをカメラに取り付ければ完成です。
その接続はどうしましょう。
今回は幸運にもフイルムケースがほぼピッタリでカンタンに出来ました。フイルムケースから切り出したリングをレンズに接着、そしてカメラに挿し込むだけ。

昔はカメラ屋さんでいくらでも貰えたフイルムケースですが今は貴重品です。
このような適当なものが無いときは厚紙を丸め重ね合わせて太さを調整しながら筒を作ります。字で書くと難しそうですが作ってみればそんなに難しくありません。コンパクトカメラのレンズは構造的にとても華奢です。くれぐれもカメラを壊さないようにご用心！

これで完成。紐が付いているのは電源offになった時レンズが自動で引っ込みます。せっかくのワイコンレンズが落ちて壊れないようにどこかに結んでおきます。

こんな危険を伴う工作をするよりジャンクカメラを探す方が良いかもしれません。カメラ屋さんの店頭には破格のジャンクカメラが転がっています。

DROのノイズ対策はまだ不十分です。 完了しました(9月9日)

フライス盤X-1に付けたDRO、使用上問題になるノイズは充分抑え込んだつもりでいましたが使い込むにしたがって時々怪しげな数字が表れます。それは一瞬で計測中の値には影響しないのですが気ににならないと云えばウソになります。
ノイズ対策が不十分でした。
これからの話は制作時の話と関連する部分が沢山あります。こちらの参照linkを読まないと内容を掴めないかもしれません。
http://ja1cvf1.blogspot.jp/2013/02/dro.html
こちらにもさらに参照linkが有ります。
DROって何、と云う質問も有りました。それも同様参照linkをご覧ください。

これまでやっていたノイズ対策は、パッチンコアと呼ばれるケーブルに挟み込むフェライトコアを電源側に挟むこと、DROのセンサをフライス本体から電気的に絶縁し取り付けただけでした。
これはDROのACアダプタに入れたモノですが今回はただコアに線を通しただけでなく１０回ほど巻きつけて効果のある場所を選んでいます。このようにすると１０個分の効果が有ります。
パッチンコアは簡単ですがノイズ源の周波数によっては効きが悪いことが有ります。複数回巻くのはその対策の意味もあります。

今回はACラインをスピンドルモータ・ステップアップトランスの所で切断し写真のようなジャンクのコアを入れてみました。
右側の写真が解りやすいですが、大きすぎるので左側の小さいコアに２組のコイルを巻いて使っています。回路図は書きませんがACラインそれぞれの線にコイルが直列に入るだけです。
こちらの回路は電線が太いのでパッチンコアに巻くことはできません。

最終的にはトランスケースの横、小さなケースに入れて組み込みました。
本来はサーボアンプの３相電源にも入れたかったのですが巻き線の絶縁に不安が残ったので入れませんでした。
このようなコアの選択は使い慣れないと　ハズレ　をつかむことが有ります。素直にACラインフィルタを購入するほうが良いでしょう。これでもコアの選択を間違えると効きません。
蛍光灯(作業灯)もACラインの引き回しを変えて対応。


これで問題なく使えるようになったのですが、新調したX軸用のデジタルスケールを使うと動作が不安定です。
DROと云ってもデジタルノギスやデジタルスケールを使った簡易型です。組み立てキットとして購入した表示器も作者自身が　『インバータを使ったものには向かない』　と云ってる簡易型のキットです。
私のX-1はスピンドルモータをサーボモータに換装したフライスで基本的にはインバータモータそのものです。

新しいX軸用スケール

実は今までのスケールでは全く問題なく動作するようになったのですが新しいスケールを使ったことがきっかけで再度ノイズ対策が必要になったのです。
ノイズ対策はもっと別の目で見る必要が有りそうです。
今まではノイズを発生するフライスの電気回路とDROの回路を完全に絶縁してノイズを侵入させない方針でした。今回はフライスのアースと共通にしていますがフライスの摺動部分で接触不良によるアース電位差発生（ノイズ発生の原因)を抑えたつもりです。

新たな問題点の発生は？

X-1のフライステーブルは400mmのロングテーブルに改造したのですがX軸のスケールは200mmノギスのままでした。
実際に使う場合200mmのスケールでも有効長は240mmほどあり使用上はほとんど問題ありません。(テーブル幅が400mmでも使うのは中央付近だけ。端の方は工作物の固定金具エリアです）
*テーブルの前面に切子除けガードを付けその下にノギス改造のスケール・グリーンのカバー付きが付いてます。ベース付近に見える青カバー付きのスケールはY軸用。
しかしスリースカンパニの広告で300mmのスケールが￥6860（安い！）と云う広告を見てしまったのです。（400mmのテーブルには400mmでは長すぎます）
手が滑って？ポッチ！と押してしまいました。
このスケールは調子よく動作しているY軸やZ軸に使ってるスケールと同じモノと勝手に判断してしまったのです。

届いたスケールは予想通り同じメーカと思われますが新機能（読み取り速度が速い？詳細は不明）が追加されている新型のようです。気にせず組み立てたのですが・・・

私の場合スケールに付いているSW類は使用しませんのでデータ取り出しケーブルを付けたら熱収縮チューブで包んでしまいます。（切り子等の侵入防止、ケーブル接続部保護）
なお、このケーブルはDROキットの付属品（３芯＋シールド）ではなくコンピュータのUSBケーブルAタイプ・オスメス（４芯+シールド）を二つに切ってスケール側にオスをDRO側にメスを付けています。これでスケールの脱着、配線、が楽になります。
USBケーブル流用は必ずしも信頼度が高いとは云えませんので特にお勧めするわけではありませんが趣味の領域なので　『具合が良いですよ』　と云えます。
USBケーブルの信号線(電源を含む）は４本でシールド線には電流を流さないで済みます。スケール（中華ノギスも同様)の信号は４本で電源の＋ラインが筐体(GND)に落ちています。
シールド線は今回スケール（ノギス）の所で＋ラインと筐体(GND)に接続し、DRO側ではどこにも接続しません。
DRO側、スケール側、どちらをシールドに接続するか、あるいは両側を接続するか、はノイズに大きく影響するはずです。
今の所スリースカンパニの新しいタイプでは完全にノイズを止める段階に至らず、確認の実験を完了していません。
ノイズ対策をいろいろ実験しているうちにスケールをフライス本体から浮かすことは中止しました。
その代りフライスのテーブルなど摺動部分のアースボンディングをしています。
また、スケールの電源は＋アースですから勘違いしないように他の電源とは共用にしないほうがよろしいと思います。
いろいろやってみましたが新しいスケールを使える日はまだ先になりました。

考察
なぜノイズが多いか？　スケールの電圧が1.5Vと低いので当然信号レベルも低いでしょう。それに比べ周辺ではかなりノイズを発生する機器が使われます。
これが大きな原因でしょうか？
旧式のスケールやノギスはスピンドルモータの電源offの状態ではノイズ対策をしなくてもほとんどノイズを拾いません。モータ電源SWonの状態でもステップアップトランスに入れたフィルタでノイズを取ることが出来ました。
なぜ新しいスケールはノイズに弱いか？？？

対策は完了しました。コメント欄をご覧ください。
*このDROで最終桁が１デジットふらつくのは機能上の問題で故障ではありません。

充電器 改良

随分古い電動ドライバです。友人から頂いたものです。　その友はすでに他界しましたがドライバはしっかり働いています。
オリジナルのニカド電池がダメになり、リチュウムイオン電池に交換し息を吹き返し活躍しています。
当然のように充電器もそれなりに適合改修をしていたのですが再度の改修です。
今までは12V電源を必要としていましたが、カメラの充電器に接続用アダプタを付けAC100Vで使えるようにしました。

ドライバの電池ケース接続部は変形の接続口で工作が面倒なので内部回路以外再利用します。
充電器はPENTAXの手持ち品の流用です。
充電器の制御機能はそのまま使い接合部を一工夫します。
幅は偶然にもピッタリ。これも改修を始めるきっかけになっています。
少し長さを詰めコネクタを付けます。

蛇の目基板で作った接続口とアルミのカバー以外は不要となります。

PENTAXの充電器に合わせカバーを切り詰め、充電器用の３端子コネクタ（自作）を取り付けます。
この部分はスルーホールの蛇の目両面基板を使うと簡単です。

表は薄い銅板で接触部分を作り裏側のパターンからリード線を取り出します。
片面基板で作るとリード線がとても邪魔になります。

ドライバから電池ユニットを外し充電器にアダプタを間に挟んで充電開始です。
なお、このドライバについてはこちらに以前の改修の様子が記載されています。（下の方です）
http://park15.wakwak.com/~ja1cvf/diy/lithium-ion/lithium-ion.html
こちらにはPENTAX充電器の使用例が有ります。（これも下の方です）
http://park15.wakwak.com/~ja1cvf/diy/charger/charger.html

私は２端子のリチュウムイオン電池を３端子の充電器に接続するとき、T端子を10kΩの抵抗で（ー）端子に落として処理していますが保護回路を騙している怪しい方法です。
本来はサーミスタなどで温度上昇を監視します。

リチュウムイオン電池の取り扱いについては多少の危険が有ります。
充電がどういうことか良く解らないときはお試しにならないでください。万一の場合にも一切の責任を負いません。

リチュウムイオン電池について、こちらのサイトが参考になると思います。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACA4000/ACA4000PJ4.pdf

144MHｚ帯でも使える・20dBカプラ １

N型のコネクタの回路を通過する電力から-20dB(1/100)の信号をBNC側に取り出すユニットです。
中身はトロイダルコアが一つ、ビックリするほど簡単なものです。
コアには10回巻きの検出コイルを付けます。
調整するところはありませんが、コアの材質や組み立てが不適当な場合周波数特性が悪くなります。

N型コネクタは同軸ケーブルで接続されていますが外皮の接続は片側だけです。
つまり芯線に流れる電流を検出しているのです。外皮は容量結合をしないためのファラデーシールドとなっています。

このコアについて参考資料（トロイダルコア活用百科・山村秀穂著）に複数の応用例などの記述が有り　FT50-72　クラスのモノが使用されていました。
私としては手元にあるジャンク品が使えないか大きさも考慮しながら選んでみました。どれも100円以下で購入しましたが外れもも多く無駄な買い物になっています。
コアのジャンクは見ただけでは全く素性が解らないことが多いのですが長年のカンで一番下にあるものでテストしてみました。

こちらは入力の信号です。
信号源は自作の『超手抜きスイーパ』です。
http://park15.wakwak.com/~ja1cvf/diy/sweeper/sweeper.html
一応220MHｚ程度まで信号を取り出すことが出来ます。

こちらは出力信号です。
こんなにうまく行くとは思いませんでした。写真は省略しましたが144MHｚ帯でも充分。さすがにそれより上では暴れてきます。
コアを選べば200MHｚでも使えるようになると思いますが低い方がダメになるかも知れません。
コアの選別だけでなく、小さくまとめるなど全体の構造も考慮しないと難しいでしょう。

私が作ったものはスペアナ、スイーパ、等と併用するために作ったのモノですが前述の資料にはとても参考になる応用例も出ています。
スペアナなどお持ちでなくても使い道はいろいろ、役に立ちます。

USB・LED作業灯

古いUSBカメラを思い出しました。画質はお世辞にも良いとはいえず、さらに画像が暗いので使わずにお蔵入り。
接続ケーブルがフレキシブルタイプだったので捨てずにありました。
中身が気になったので開けてみると、カメラユニットに比べXtalがやけに大きく感じます。

このまま捨てるのはもったいないように思ってカメラの代わりにLEDを入れてみました。
この写真はすでに中身が入れ替わっています。
レンズ穴をちょっと大きくして1Wタイプと云われるLEDを入れてみました。
放熱の関係で150mAで点灯。結構明るいです。

最近はUSBコネクタをコンピュータだけでなく電源用に使うのも大流行り。
USB出力のACアダプタを使えば利用範囲が広がります。
こんな作業用にも便利です。

ハンダ鏝の消し忘れ防止コンセント

このところ火事が多いです。
私の工作室ではハンダ鏝が一番危ないのかもしれません。
実際に何回か消し忘れてひと晩じゅう点けっぱなしと云うコトが何回かありました。
防護カバー（写真・グリンの穴あき部分）のお蔭で事なきを得ていますが危険であることに代わりません。

そしてこの写真にある消し忘れ防止コンセントを付けました。

実はこれ節電コンセント（タップ）と云われ通電中SWの部分が光るようになっているのです。
秋葉原などでは￥150ほどで売られています。
コンセントに刺し２回路の取り出しが出来ます。
普通はこれで良いのですが私の作業台では取り付け状況の関係で光っているのが良く見えません。

内部にはころあいの空間があります。蛇の目基板にLEDを取り付け光っているのが良く見えるようにしました。
ACラインとの距離を考え回路は基板の下に寄せてあります。

SWについている光源はネオン管でほのかな光です。新設のLEDは鋭い光で警告用にははっきり見えて具合が良いようです。
後で気が付いたのですが電子オルゴールなど音を出すものも良いかと思います。
電源はACラインから取っています。

フライス盤DROの取り付け

今までフライス盤にはデジタルノギスを使ってDROまがいなコトをやいいてましたがテーブル位置によっては肝心のノギスディスプレーが陰になって見えないコトが度々、SWの切り忘れで肝心な時動作しないなど不便していました。
《参照》フライスにデジタルスケールを

http://park15.wakwak.com/~ja1cvf/diy/scale/scale.html

最近はDROのディスプレーキットが販売されておりノギス部分はそのまま使えそうでしたのでキットを購入してみました。
このキットの作者は緻密なDIYの作品も発表しています。
その作品はとてもよく出来ていますのでキットの出来栄えもよいだろうと購入を決めました。
注文して2日ほどで到着。
説明その他はすべてnet上にあり購入前の事前チェックもできますから安心です。一番気になったノギスの適合ですが、説明書にあった　『対応してないものであった場合はノギスを当方に送ってください　対応させて返送します』　の一言がこれなら安心と思ったのも事実です。

回路図は付いていません。部品表と写真を見ながら組み立てます。
出来上がった基板です。押しボタンSWは手持ちのキートップの大きいモノに交換しました。オリジナルのままではケースに入れたとき操作にひと工夫必要です。
右側の基板に付いているリード線はノギスの検査用の仮付けしたものです。ノギスとの接続用ケーブルは付属しています。

心配だったのはこのリニアスケールです。アメリカに行ったとき買ったもの（中国製？）で不適合ならあきらめるつもりでしたが、設定をやり直し24bit系でokとなりました。

ノギスとフライスの取り付け部分は完全に絶縁します。ビスも必要によりポリカボネイトのビス等で絶縁します。
ノギスの金属部分が1.5V電源の＋端子につながっています。ケースは指定のプラスティックケースであれば問題ありませんがノイズを逃れるため絶縁して完全フロートにします。

絶縁は結構面倒です。プラスティックのシートを貼ったりプラスティックのビスなどを使うと取り付けの剛性低下し見かけ上のバックラッシュが増加したりしますので要注意です。

キットには接続用のケーブルがついてきましたがそれを使わず、両端にオスメスのコネクタが付いた延長用のUSBケーブルを使ってみました。
表示部とノギス部が分離出来フライスへの取り付けがとても楽になります。
なおコネクタ部分はキリコや切削油が飛び散らない高い位置になるように設置します。

LED表示器には濃赤色のフィルタも追加しました。
SWを交換したのは前述のとおりです。
このようなキットを自分の使用条件に合わせてアレンジするのは格別楽しいものです。
センサーのノギス取り付けについては参照addressのサイトをご覧いただくとして、我がX-1も随分重装備になりました。
DROが付きましたので作業中にノギスを見る必要がなくなります。ノギスを見なくてよければ取り付け場所はもっと良いところがあると思います。
DROの取り付けには場所がなく苦労しました。
それゆえ小型版を選んだのですがそれでも窮屈です。
とうとうギヤボックスの上に磁石で吸着しただけとなりました。
X-1のギヤボックスにはスピンドルの引きネジが飛び出していますのでDROを固定してはチャック交換の時など邪魔になります。
DROが磁石で吸着なので、邪魔な時はちょっと別の所に貼っておけばOK。
飛散した切り子がいつの間にか磁石にたまるのが難点です。
*　現在ノギスの防塵カバーが付いていません。キリコが飛び散る場合はカバーをすることをお勧めします。

このDROキットについてはこちらを参照ください。
http://iizukagiken.cart.fc2.com/ca2/27/p-r-s/

ノイズ対策
取説にもはっきりと　『ノイズに弱い 』　と書かれています。欠点についてはっきり書かれているのは好感が持てます。
それを覚悟して完全フロート式に取り付けたことは前述のとおりです。
組み立ててそのままのテストではノイズによる表示のチラツキなど気にならず 『これなら良いじゃないか』と気楽にフライスに取り付けた途端、フライスの電源はoffのままなのに激しい表示のチラツキ。注意したのですがノギスの絶縁不良がありました。
絶縁を確認して表示は安定。
フライスの電源を入れスピンドルのSWon、安定していた表示はパラパラ、設定まで狂う始末。

原因究明のためスピンドルモータのインバータ電源、すぐ脇にある蛍光灯、冷却用のブロア、キリコを吸い取る集塵器など同時に使う可能性のある機器の電源をon－offしてみます。
インバータと蛍光灯（切った時だけ）が影響しています。
とりあえずDROの電源にコアを入れてみます。 これでほとんど消えました。
しかし蛍光灯のSWoffのノイズは強力でした。

DROの近くにコアを入れてみました。黒いのが2個白いのが1個です。

これらの対策で表示のチラツキは解消されました。
ノイズ防止のコアの使い方には少々コツがあります。ノイズを出している所、ノイズが入って来る所、を見分けます。機器の出入り口付近が重要です。コアを入れて効いた様子が無いときには取りあえず外してよく効くところを探します。
１個で効かないときは数を増やします。電源の所に入れたコアには線を何回も巻き付けています。数を増やしたのと同じ効果があります。
最後の詰めとしてあまり効かなかった所を再確認してみましょう。相乗効果でスッキリなんていうこともあります。

ノイズ防止のコアは種類もいろいろ、使い方もいろいろでこれだけで『飯が食える』ほど奥が深いものです。私はまだまだ修行が足りません。