そんなところにあったのか！Eagle CADのフレーム

他人の書いた回路図をみていると、ちょうど地図みたいいに横がA,B,C,D…縦が1,2,3..という枠に囲まれて、右下に署名がはいっているものを良く目にします。それをEagleで実現したくて、ページ設定のようなものがないかなーとメニューを探して数ヶ月。どうしても見つからなくて半ば諦めていたのです。

現在、リフローオーブンをArduinoで作っているのですが、開発元のボードの回路を確認したくてスイッチサイエンスさんの書いた回路図を見たら、Eagleで書かれているのに枠がついてるじゃないですか！

まさか！と思って再調査したところ、あっさり見つかりました。部品ライブラリの中に・・・・

frames.lbrってずばりのファイルがあったよ。トランジスタなどと同じところにこんな枠が並んで入っているの酷くない？

わかっかっつーの！！！！（怒）

PID制御は試行錯誤の連続

制御理論に挑戦したかったのです。例えば、ボイラーから特定の温度のお湯を得たいとか。特定の位置でタイヤや関節を止めるとか。全てに制御理論がある訳です。今回のリフロー炉もそうで、基本的にON/OFFしかできないヒーターで、いかに所望の温度プロファイルを実現するか、がカギな訳です。

上記は、ある表面実装部品の温度プロファイルです。140-170度の平坦部分がプリヒートとかソークとかいうクリームはんだの濡れ性を確保する領域で、少なくとも60秒必要。そこからガッとリフロー領域にはいって210-220度、但し183度以上は50秒しか許されていない、という感じです。

今回採用したPID制御には、Kp,Ki,Kdという3つのパラメータがあり、それぞれ比例制御、積分制御、微分制御のパラメータで、本当は決めるのにいくつも推定方法があるのですが、それらを真似してもあまりうまくいかず。場当たり的にパラメータを変えてはオーブンちーん！を繰り返しているところです。

まだリレー回路を組んでいないのでコンソールを見ながらの手動の温度コントロールですが、ここまで追い込んでいます。

しかし、色々問題が。今回買った小泉のオーブントースター、密閉性が良過ぎて冷えるのがとても遅いわけです。するとリフロー領域で180度以上の区間がとても長くなってしまうわけですね。実は暖めるより、高速に冷やす方が難しい気がします。とりあえず温度勾配を液晶にダンプするように改造したファームで観察する限り、ヒーターON時は2.5度/s、ヒーターOFF時の自然空冷は0.6度/sくらいなので、全然無理っぽい。いっそ上部天板を開けておく前提でパラメータを出した方が良い気がしてきました。

なかなか基板製造にはいれない……

トースターを買いました

もちろん焼くのはパンではなく基板です・・・・

コントロールキットも買ったが・・・・

スイッチサイエンスのリフロートースターコントロールキットも買いました。あくまでリフロー炉は表面実装部品をはんだ付けする手段に過ぎない！こんなところに手間かけたくない！

・・・・などと思っていたのですが、色々問題があって。組み合わせるソリッドステートリレーに秋月の大容量ＳＳＲを選択してしまって、コントロールキットのI/Oの電圧では動作せず。12V DCをMOSFET通してスイッチングしてSSRに・・・などと回路を組んでいたら、ブレッドボードが１枚増えた（汗；

やれやれ・・・とデフォルトのままで動かしてみると、テスト時点で超過熱状態になってしまい。ここで初めて「ああ、このコントローラのプログラムをいじる＝Arduinoの開発環境に慣れる」ことに気付くのでした。

そもそもArduinoがつまらなそうだからmbedで勉強始めたのに、もう本末転倒としかいいようがないです。そしてgithubのソースコードを読んでみたら、温度制御なのにPID制御のようなアルゴリズムが全く入っていない、所定の温度に到達したら次の段階に移るというだけの「素うどん」みたいなプログラムでした。

そこで自分で制御理論を勉強し、PIDのパラメータ出し・・・などとやっていると果たしてキットを買った意味があったのか、あやふやになってきます。素直に熱電対モジュールを買ってRaspberry Piにつなげて自前で作ればよかったんちゃうか！！

電子回路CAD Eagleのライセンス登録

「これしか使えない」という理由で、素人は電子回路CAD Eagleを使っています。無料ライセンスだと商用利用不可で、まあそれは大した問題じゃないんですが、schファイルを公開したりすると、シリアルが書き込まれているらしく、どこかで問題になる可能性があるとのこと。

それではライセンスを買うか仕方ないから、と、日本の代理店のページを見ると….なんか手作り感満載ですごい躊躇したので、本家から登録することにしました。

しかしハマりどころがいくつかあったのでちょっと残しておきたいと思います。

まずReference Number。そんな番号ねーよ？！と思ったのですが、１社で大量にライセンスを買う場合など、自分のための整理番号らしいので適当に入力。

paypalでlite editionの金額$69を払うと、Cadsoft社からPacking List PDFと Invoice PDFが送られてくる。Packing List PDFを開くと、ダウンロードURLとSerial NumberとDownload Codeが書かれているので、所定のURLにアクセスし、入力を行う。

ライセンスファイルをダウンロードする前に罠が。画面上にInstallation Codeが出てくる。これはソフトの登録時に必要な番号であるにも関わらず、表示されるだけで、自分でメモしないとインスコできなくなるので注意！

これでやっとライセンスキーがダウンロードできる。これをソフトに読み込ませればOK。

まあ、わざわざ本家からライセンス買う人がどれだけいるか分かりませんが、何かの参考になれば。