TIG溶接機 TIG 220P AC/DC を修理してみる。

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息子がジモティーで見つけてきたTIG溶接機を買うというので、二人で運転を交代しながら3時間ほど車を走らせて引き取りに行きました。
機種は TIG 220P AC/DC。
中華製の少し古い溶接機ですがTIGモードとMMAモード（＝手棒溶接）が使えます。

持ち帰って諸々の準備をしたのち電源を入れてみたところ、

MMAモード → 普通に動く
TIGモード → うんともすんとも言わない

という状態でした。
販売者は「自分は専ら手棒溶接で使っていた」と言っていたので、まあ確かにその通りなのですが、一応返品を申し出てみた・・・しかし結果はあっさり拒否。
という事で、修理にチャレンジしてみます。

症状を整理するとこんな感じ。

MMA(手棒溶接)モード
7セグLEDに電流値表示あり
アークも飛ぶ
よって見た感じ正常そう
TIGモード
7セグLEDにはスタート電流値のみ表示
WELDING電流、BASE電流はダイヤルを回しても変化なし
（これは異常なのか正しい動作かは正直よく分からない）
トーチのスイッチを押してもアークが飛ばず、ガスも出ない（これが致命的）

こうなると一応ばらしてみるしかない。という事でフタを開けてみましたが、溶接機内部の全体像は写真を撮り忘れました。
構造は（想像混じりですが）ざっとこんな感じだと思います。

故障個所の特定

MMAモードでは正常っぽく動作するので、インバータ部、Hブリッジ部のあたりは生きていそう。
またMMAモードで電流値を変化させると表示基板に繋がる配線の電圧も一緒に変化しているので、表示基板から先も正常っぽいです。
となると怪しいのは制御基板ですね。基板を外して眺めてみましょう。

^制御基板

基板には14pinDIPのICが6個載っています。左から順に・・・
LM324N　　：オペアンプ
CD4066BE　：アナログスイッチ
LM324N　　：オペアンプ
CD4081BE　：ANDゲート
CD4013BE　：D-フリップフロップ
CD40106BE ：シュミットインバーター
専用ICやマイコンは載っていないので「頑張れば直せる」可能性が上昇しました。
基板上部のTO-220パッケージは12Vの3端子レギュレータで、ロジック系は概ね12V動作。
そこから9Vレギュレータを通して、電流設定用ボリューム等のアナログ系に供給している。

他にも抵抗やダイオードが沢山載っていて嫌になりそうです。

回路を追う

ぱっと見で分かるような異常は無いので地道に回路を追っていくしかなさそうですね。
いつもの様に「基板写真を撮る→裏面をPC上で反転→表裏を見比べながら回路図を書く」でやりますが、ICやボリュームの下の配線は見えないのでテスターで配線を当たる部分も多そうです。
なお基板は両面基板（二層基板）です。
いずれにしても全部を回路図にするのはあまりに大変なので動作的に怪しそうな所に絞って調査します。

特に調べたい箇所を書き出すとこんな感じ。。。

TIG / MMA 切替回路（X4まわり）
各ボリュームの信号がどこへ行くか（特にRT5,6,7)
7セグLED基板へ電流値を送っている部分（X7の2pin）
トーチのトリガーボタン信号の行き先（X2まわり）

そして書き出したのが下の図。
全体の1/2～2/3程度は書き出せたと思うが、間違いも多々あるはず。

安定化電源から電圧を入れてみる

ここまで来ると電源端子とか信号の流れもある程度見えてくるので安定化電源を用いて12Vレギュレータの入力に15V程度を印可し、各部の電圧と動作を確認します。

そこで明らかな異常を一つ発見→U4 の 1pin。

本来、X2のトーチスイッチを押している間は12Ωのサーミスタを通してQ20のベースがほぼ0Vとなり、U4の1pinは L になるはずなのに、約7V 出ています。
Q20とU4のどちらが悪さしているかを確かめる為にQ20を外してみましたが、それでも7Vが加わっているのでU4から電圧が出てきている様ですね(入力端子なのに！)。
さらにU4を触ってみると、少し熱いです。

という事で、少なくともU4（CD40106BE）は壊れていると判断しました。
何か内部でショートしている気がします。

修理

他にも壊れている個所があるかもしれませんが、まずはU4を交換してみましょう。
CD40106Bを注文し、約1週間後に到着。今後を考えて ICソケットで装着しました。
（厚みが増してちょっとパネルに当たるけど気にしない）

動作確認

まずは先程と同様、安定化電源から電圧を加えてみます。
U4-1pin の電圧 → Q20が無いままの状態だと約0Vで正常ですね。
Q20もハンダ付けして問題なさそうなので、もう一度溶接機本体に組み付けてみましょう。

そして電源ON。
トーチスイッチON → ガスが出る。
アークもちゃんと飛ぶ。＼(^O^)／

なお7セグLEDへのWELDING電流やBASE電流表示は、溶接動作中にそれぞれのタイミングで表示されていて、回路的に見ても多分これが正しい仕様なのだと思います。

パルスモードやPOST_TIME(終了後暫くガスを出す)機能もそれっぽく動作していますが、まあこの溶接機の本来の動作が全て把握できている訳ではないので使ってみて問題があれば、また調べましょう。

結果

今回の基板はマイコンや専用ICを使わず、全て汎用のオペアンプやロジックICで構成しているので、回路を追うのは大変でしたが部品は手に入りやすくて助かりました。

という事で無事TIG溶接ができるようになりました。
ACモードがあるのでアルミ溶接もやってみましたがそれっぽく溶接できています。
（溶接の腕はもっと磨く必要がありますが）

ATmega4809を使ってみる。

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先日「Arduino UNO / Nano よりもピン数は欲しいけどなるべく安いマイコンを使いたい」という状況になりました。
そこで価格が安い順に探して目を付けたのがATmega4809 。
これは Arduino Nano Every にも採用されている、48ピンのAVRマイコンです。

なおNano Everyだとピンヘッダに接続されていない端子が多く、結局Nanoと同じピン数しか配線されていません。
よって今回はATmega4809を素の状態で使うことにします。

基板の準備

とりあえず配線引き出し基板を作って実装しました。
マイコン以外はジャンパー1本とコンデンサ2個だけ。
発振子すらありません(内臓オシレータを使う予定なので）。

ATmega4809の書き込み方法

ところで新たなマイコンを使う場合は書込み手段を整える必要があります。
ATmega4809を含む最近のAVRマイコンは従来のISPではなくUPDI（Unified Program and Debug Interface）というインターフェースでプログラムを書き込む仕様になっています。

UPDIは1本の信号線だけで書込みとデバッグの両方に対応している（当然ですがVCC / GND は別途必要です）、非常にシンプルで便利な仕組みです。

しかし・・・UPDI書込み器を持っていません

そこで下記ブログを参考に簡易的なUPDI書き込み回路を作ってみました。
抵抗とダイオード1本ずつのシンプルな回路です。
https://nemuisan.blog.bai.ne.jp/?eid=239957

PCとはUSBシリアルインターフェースで接続します。
写真のFRISKケースにはUSBシリアル変換ICのFT232RLが入っています。

プログラムの書き込み方法

プログラムは MPLAB IDE X でビルドして*.hex ファイルを作成しておきます。

書込みには avrdude を使用して以下の様に実行しました。

avrdude -v -p atmega4809 -P com8 -c serialupdi -b230400 -U flash:w:A4809_StepperDriver.X.production.hex

各オプションの意味は以下の通りです。

-v
　Verbose（詳細表示）モードを指定します。情報が多く表示されます。
-p atmega4809
　マイコンの型番を ATmega4809 に指定します。
-P com8
　使用するポートを COM8 に指定します。
-c serialupdi
　プロトコルを UPDI に指定します。
-b230400
　ボーレートを 230400bps に指定します。
-U flash:w:XXX.hex
　フラッシュメモリに XXX.hex の内容を書き込みます。

実行後しばらくメッセージが出た後、最後に以下の表示が出れば書き込み完了です。

Writing 332 bytes to flash
Writing | ################################################## | 100% 0.78 s
Reading | ################################################## | 100% 0.16 s
332 bytes of flash verified
Leaving NVM programming mode

Avrdude done.  Thank you.

これで、プログラムの 書き込みと実行 までは問題なく行えました。

しかし、デバッガが使えない・・・

ただし、この簡易UPDIインターフェースでは デバッガが使用できません。

せっかくUPDIというシンプルなインターフェースを採用しているので、MPLAB IDE X がUSB-シリアル変換経由でのデバッグをサポートしてくれたら良いのに・・・

少し込み入ったプログラムになると、デバッガが使えないのはかなり厳しいです。

という事で、結局はMPLAB SNAPを購入しました。

最終的には、秋月電子で MPLAB SNAP (￥2,200円)を購入しました。
これなら書込み/デバッガ両方に対応しています(最初からこうすればよかったのか)。

なおMPLAB SNAPは基板むき出しなのでThingiverse からケースのデータをダウンロードして3Dプリントしました。また触った感じ結構温かいので念のためヒートシンクを貼り付けました。

以上で書き込みとデバッグが可能になりました。
しかし暫く使ってみたところ、もう少し処理能力も欲しくなってきたので結局このマイコンは止めてSTM32F103を使う事にしました・・・（チャンチャン）。

H3ロケット8号機・・熊本からよく見えた・・が、

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前回のＨ３ロケット７号機打ち上げ時は曇っていて熊本からは全く見えませんでしたが、
今回の８号機は２度の延期を経て、本日12月22日に雲一つない快晴の中で打ち上げられました。
でも今日は月曜日なので仕事なんですよね～といいつつ、職場の建物から見えていたのでスマホで写真を撮りました。

おお、見えるやん（肉眼だともっとはっきり見えていた）。

少し時間が経った後。煙が広がって見やすくなっています。

と、喜んでいたのですが・・・

その後、第２段エンジン2回目の燃焼が上手くいかず、みちびき５号機は軌道に投入できなかった様ですね。残念。

これにめげず、頑張ってほしいです。

ミニ四駆をラジコン化 ~その4~ 回路とプログラム

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前回３Ｄパーツのデータを投稿し、「その他のデータは追って掲載予定」と書きながら放置してしまいました。。。という事で今回は回路図とESP32_C3に書込むプログラムを掲載します。

受信(車体側)基板回路図。

受信機用プログラム
https://www.hoihoido.com/data/ESP32RCcar_C3.zip

プログラムのビルドはPlatformIOで実施しています。
ArduinoIDEでビルドしたい場合は*.inoファイル（*の部分はフォルダと同じ名前)を空っぽの内容で作ってmain.cppと並べておけばビルドできると思います。
なおESP32Servoライブラリのインストールが必要です。

送信機(コントローラー)回路図

そして送信機用プログラム
https://www.hoihoido.com/data/ESP32-RCTX_C3.zip

実際の基板

基板は下の様なものを作成しました。
右が受信機用（両面だしなるべく小型にするためPCBgogoに発注しました）。
左が送信機用（こちらは自作基板です）。

ESP32_C3への書き込み方

ESP32_C3へ書き込む方法を書いておきます。
（PlatformIOでのビルドまでは終わっている前提）

ESP32_C3はUSB信号を直接接続して書き込むことができます。FT-232RL等のＵＳＢシリアル変換を使わなくてもいいのです。
ＰＣとの接続にはこんなケーブルを使いました。USB-Aプラグからそのまま4本の線が出ていてQIコネクタに繋がっています。

この４本をそれぞれ基板につなぎます。
GND,+D,-Dは基板上の同名の端子へ。
+5Vは受信基板の場合回路図中の「+5.0V」へ。
送信基板だと「VCC J2」へ接続します。

そしてESP32_C3のIO9端子をGNDに落としておいてUSB-AプラグをPCに挿します。

(Windowsの場合)デバイスマネージャーを開くとCOMポートがある筈です。

あとはPlatformIO上で書き込み先をAuto又は上記COMポートに設定し、「→」ボタンを押すと書込みが始まります（未ビルドであればビルドに時間を要するかもしれません）。

下図の様に「SUCCESS」と表示されたら書込み成功です。

H3ロケット7号機・・熊本から見えず

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皆さんロケットの打ち上げを映像ではなく自分の目で見た事がありますか？
実は私は数回あるのです。
と言っても種子島に住んでいる訳でもなく、度々発射場まで出向く程のマニアでもありません。

実際に発射場に出向いたのは一度だけ、それも種子島ではなく肝付町内之浦からイプシロンロケット初号機が発射された時だけです（その時の様子はこちらに書きました）。　
それ以外の打ち上げは熊本の自宅のベランダから見ているのです。

我が家のベランダは南向きには少し開けていて、天気が良ければ（そして休日の打ち上げであれば）発射時の煙が昇っていくのが見えます。

Ｈ３ロケット7号機

本日2025年10月26日(日) 朝9時頃、Ｈ３ロケット７号機が種子島から打ち上げられました。元の予定だと10月21日(火)だったので、これだと平日なので見れない筈でしたが天候の関係で26日に変更となり、本日ベランダでカメラを持ってスタンバっておりました。

でも南の低い空には薄く雲がありますね。結局発射時刻になっても雲は晴れず、全く見えません。。。

薄く雲が広がっている

折角なので過去に撮影した写真を上げておきます。

2024年11月4日のH3#4。かなり淡いのでPC上で強調してこの状態です。
細長い煙が薄っすらと見えています。

2025年6月29日のH2#50。こちらは夜だったので明るくハッキリと見えました。
真ん中に見えている赤い光が昇っていきました。

もっと画像があるかと思ったのですが、写真を撮ったのはこの２枚だけですね。

福岡から見えたという話も聞いた事があるので、九州内ならどこでも見える可能性あるんじゃないでしょうか。

・・・でも近くで見ると迫力が違うので、いつか種子島で見てみたいですね。

小さなステップアクチュエーター

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ちょっと作りたい物があって小さなアクチュエーターについて調べました。
用途的には数㎜程度伸縮する物を沢山並べて制御したいのです。
最初はRCサーボを考えましたが、沢山並べるには1個あたりの単価をもっと安く抑えたいです。

そして行き着いたのが写真のリニアアクチュエーター。ステッピングモーターで送りねじを回す仕組みになっていて、どうやらデジカメなんかに使われているみたいですね。
これがAliexpressでは60円程で売られています。

電極はこの4本だけ。バイポーラのステッピングモーターです。

ステッピングモータードライバICのTB6608FNGをピッチ変換基板に載せてブレッドボード上で動かしてみました。

実測ではストロークが約8.2mmで、これを約2600ステップで移動します。
このアクチュエーターは使えそうですね。
なのでモータードライバとアクチュエーターを一体化した基板を作ってみました。
可動部にはキャップ(黒くて見辛いですが3Dプリントしたやつ)を取り付けています。

表側

裏側
基板からはみ出している抵抗とコンデンサはチップ品に変更予定です。

ステッピングモーターに入れる信号がどれくらいの速さまで耐えられるか試してみました。
加減速制御をせずに動作させると10mm/S(315μS/step)付近から脱調しますが、等加速/減速させると50mm/S(63μS/step)でも脱調せずに動作しています。
50mm/Sを超えると見た感じの速度が上がっていないので、ArduinoNANO側の動作が追い付いていないのだと思われ、実際はもっと速く動作できるのかもしれません。

TB6608FNGもAliexpressだと100円程なので諸々を入れても200円程で作れます。
色々と使えそう。

ハンズマンガラクタ市2025秋

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始まりました、ハンズマンのガラクタ市。
前回の投稿では10月23日開始と予想しましたが大ハズレ。本日10月16日から開始です。

このガラクタ市、コロナ以降あまり大々的に広告をせずヒッソリと開催するイメージでしたが、今回は何度かテレビやラジオで流れているのを目にしたので人が増えているかもしれません。

という事で、今回は半日休暇を取って朝から参戦してきました。
店舗はハンズマン菊陽店です。

6時半に到着。パッと見では人が少ない様に見えましたが、近づいてみると建物の周りをグルッと約半周取り囲んで並んでいます。

最後尾に並んでいると今回のチラシを配ってもらえました。みんなチラシとにらめっこです。

そうこうしていると6:55になりました。この時点で第一段階の門が開き、列が数十メートル進んで一旦止まります。そして7:00になると皆で建物の中に入っていくのです。

なおハンズマンでは毎朝一番にはパンとコーヒーのサービスがあります。ガラクタ市の時には殆ど見掛けないのですが今回はまだ残っていたパンをゲット！

最初に行くのは１階にある工具系のエリア。格安のレンチや刃物を物色します。

以前は電気系のエリアだったところに前回あたりから陶器類が売られていて、その分電気系の商品が減っている気がします。

今回は水道管関係が多いですね。

一通り見て気になった物は一旦カゴに入れていき、その後邪魔にならない場所で実際に買うかどうか吟味します（さっき貰ったパンをかじりながら）。

そしてレジに向かいますが、やはりここ２年程と比べて人が増えていますね。コロナ前の様にレジ待ちで30分弱並びました。

では今回買ったものを紹介します。
まずは全体像・・・

お買い得だったのがメガネレンチのセット。5本入り￥198です。
なのですがホルダーには６本分の溝があるのに含まれていたのは5本です。もしかすると1本こぼれ落ちているのかと思って工具系エリアに戻りましたが、既に跡形もなくなっており、真相は分かりません。
家で内容を確認するとそれぞれサイズが 8mm-9mm , 14mm-17mm, 14mm-17mm , 17mm-19mm , 19mm-21mm となっています。 14mm-17mmが2本入っていたり10mmや12mmが無かったり、適当に詰め合わせた様な雰囲気です。
うーん、ガラクタ市の醍醐味ですね。