ブレッドボードで実際に回路を組む
　実際にブレッドボードに組んだ回路を次に示します。

電圧制御電圧源でOPアンプを作る
  LTSPICEの場合は制限がありませんので、実際のOPアンプのモデルを複数利用できます。しかし、ほかの無償で利用できる試用版のシミュレータは制限がありますので、利用できるノードの数などが限られています。

　その場合、次に示すような電圧制御電圧源を利用したOPアンプのシンプルなモデルでも、十分目的が達成される場合が多くあります。
　ここでは、電圧制御電圧源でOPアンプの動作をシミュレートします

■筆者の自宅でのワンセグ受信

　信州宮田村は、西側には3000m級の中央アルプス駒ヶ岳、東には南アルプスを展望し、南北のみに開けた場所です。標高は約750m、山岳地帯と呼ばれています(^_^;)。

　筆者宅は宮田村の中程に位置し、周囲はまあまあ開けています。木造2階建て、主にワンセグを使いたいのは1F居間です。この部屋は南東に窓が設けてあります。

　内蔵アンテナをいっぱいに伸ばし、ワンセグ受信にトライするのですが、アンテナ・マークがかろうじてく立ち、なんとか画面が動く程度の受信状態です。

　アンテナにも様々な種類があります。一番基本となるのはダイポール・アンテナ=DPアンテナです。このアンテナはλ/2サイズの電線を両側にまっすぐに張ったアンテナの基本です。λ/2が標準サイズですが、λ/4でも実用的に使うことができます。

　今回製作するλ/4のワンセグ用ダイポールアンテナです。見栄えがちょっとなんですが、100円程度で気軽に製作挑戦することができ、実用的に使うことができます。名付けて、「ワンセグ用割り箸アンテナ」です。

　前回の計算よりλ/4=15cmとして製作します。実際に製作する長さは受信するワンセグの周波数に合わせてください。

　ワンセグ用割り箸アンテナはうまく製作できましたか? 内蔵アンテナ使用の場合と感度の比較を行います。

■測定環境

使用ワンセグ：東芝 Gigabeat V81
比較場所：木造2F建て住宅の1F居間(南東窓あり)

■内蔵アンテナのみの場合

　居間の真ん中に置いてある、丸ちゃぶ台上では、受信できたかと思うと、すぐに受信不可となってしまうという具合に非常に不安定です。

　割り箸アンテナ・ハロウイーンアンテナは感度も良く、実用的に使うことができます。ただ、かさばるので、携帯には不便です。

　それでは、コンパクトで折りたたみ式のワンセグ用アンテナを製作しましょう。

　若者を中心に大人気のPSPには専用ワンセグ・ユニットが発売されています(PSP2000専用です、初代PSP=PSP1000では使用できません)。

　最近発売される高機能携帯電話(以後、ケータイ)には、ワンセグが当たり前のように装備されています。

USB経由で接続するために

  最近のPCは、シリアル・ポートとしてはUSBが一般的で、RS-232Cのポートを持ったものはなくなっています。USBとRS-232Cの9ピンの変換ケーブルが複数販売されています。
　この変換ケーブルとRS232Cのケーブル（9ピン オス、メス）を用意すると、USBしかないPCでもこのGPSレシーバが利用できるようになります。
  

音声スイッチのパルスから制御信号を作る
　前回の音声スイッチで出力するパルスをカウンタで数えると、カウンタは次のように変化します。

　カウンタの出力の0で自走車のモータを停止し、1でモータを回転するように制御します。右、左二つのモータを使用しカウンタの1桁目（右）、2桁目（左）で夫々のモータを駆動します。
　2ビットのカウンタを利用し、カウンタの出力が0でモータを停止し、1でモータを駆動するように決めると、次のよう制御が行えます。

電圧制御電圧源の入出力電圧をテーブルで設定する
　電圧制御電圧源の入出力の関係を、入力電圧と出力電圧のペアの数値をテーブルに設定することで指定することができます。
　OPアンプは、電源電圧を超えた出力電圧は出力できません。前回、電圧制御電圧源によるOPアンプのモデルは、この制限がなく出力が無限に増大します。そのため、E1の電圧制御電圧源に電源電圧範囲を超える入力があった場合、出力できる限界値を設定して電源電圧などの限界を超えないようにします。
　テスト信号はV1の電圧源で-40Vから+40Vに変化させ、E1の入出力電圧関係を調べます。

屋外で移動してみる
　GPSレシーバを屋外で動かしてみます。そのために乾電池を電源とするためにDCプラグ付の電池ボックスを用意します。

スナップ・タイプの単三乾電池4本用にボックスを使用
　乾電池ボックスは単三4本用で、端子がスナップ・タイプのものを利用します。そのため、次に示す電池のスナップ端子をDCプラグにはんだ付けをします。

OPアンプ、タイマICなどの電源電圧
  音声スイッチはOPアンプのLM358とタイマICのLMC555で構成します。それぞれのICの電源電圧は、OPアンプLM358は3V～32VDCで動作し、タイマICのLMC555は2V～15VDCで動作します。そのため、乾電池3本、充電乾電池4本の電源が利用できます。
　DCモータ・コントロールICのTA7291Pは、制御用のロジック電源とモータ電源が分離されています。モータ電源は4.5V～20VDCです。IN1、IN2の入力信号レベルは、Lowは0.8V以下でHighは3.5V以上となります。

Laplace変換
   電圧制御電圧源のコンポーネントは、ゲイン、テーブルによる変換以外に、フィルタなどの回路を伝達関数で表し、フィルタの入力信号を伝達関数により変換し出力のシミュレーションすることができます。
　次に示すC-R回路の周波数特性を、電圧制御電圧源を利用してシミュレーションします。

GPSレシーバからのデータ
　今回はGPSレシーバが送出するデータについて調べてみます。最近はGPSカーの電子工作など電子工作のキー・コンポーネントとなりつつあるように思われます。
　そのためにも、GPSレシーバからのデータの受け渡し、データの内容について調べてみます。

キット添付のQPSVPで受信データを記録
　秋月のGSPレシーバに添付されている、PCでGPSレシーバからのデータもモニタするサンプル・アプリケーションQPSVPには受信データをLogファイルで保存する機能があります。
　GPSVPを起動して、メニュー・バーのFileを選択し、Log(CSV)…を選択すると、次に示すLogファイルの設定画面が表示されます。
　データを格納するファイル名を指定して、「Record start」ボタンをクリックするとデータの保存を開始します。

　2008年10月4日(土)・5日(日)の2日間にわたり、2008まつもと広域工業まつりが開催されました。

　長野県松本市には県内唯一の空港である松本空港があります。このすぐ近くの臨空工業団地がメイン会場です。お祭りの詳細は松本商工会議所でご覧ください。

テスト回路の回路図
　音声回路に4ビットのカウンタを追加し、拍手の数を数えました。その具体的な回路図を次に示します。回路図は前回テストした回路をそのまま示しています。
　LMC555の出力を。TC74HC161Pの2番ピンのCK（クロック入力）に接続しています。

　今回から、実際のトランジスタのモデルを利用してその動作特性をシミュレーションしてみます。また、シミュレーション結果と実際のトランジスタの動作を確認してみます。

ローム社の2SC1740のモデルを入手する
　次に示すように、Rohm(ローム)社のショットキー・ダイオードのSPICEモデルがLTSPICEのダイオードのリストの中に取り上げられています。

　2008年10月11日、秋晴れの土曜日にロボコンイン信州2008が開催されました。この大会は長野県内の主に工業高校生が一堂に会し、研究を重ねた自慢のロボットで4種類の競技を行い、優勝を争います。

4種類の競技は・・・
　一本橋・階段・坂道ありの難しいコースでバレーボールを運ぶキャリーロボット競技、ライントレースしながらピンポン球を運ぶインテリジェント・ロボット・カーレース、3kgのロボットがぶつかり合うロボット相撲競技、規定のコースを爆走するマイコンカーラリー競技です。

カウンタの出力とモータの制御
  カウンタの出力のうちQA、QB、QCの出力を用いた場合の検討を行います。モータをコントロールするコントローラの入力は、左右のモータにそれぞれ2ビットの入力があります。
　R0、R1（右のモータ）、L0、L1（左のモータ）と決めます。
　カウンタの出力が4ビットで、モータ・コントローラの左右それぞれ2ビットですから、カウンタに2ビットずつ割り当てることもできます。しかし、4ビットですと16種類のパターンになるので制御が少し煩雑になります。

QA、QB、QCを使用すると
  QA～QCの3ビットの場合8種類の組み合わせとなります。次に、カウンタの出力とモータ・コントローラの入力の組み合わせと制御の結果を示します。

電池ボックスから電気がこない
  次に示す、電池ボックスにサンヨーの充電式ニッケル水素乾電池eneloopをセットしました。電池を差し込む時、少しきついのですが、4本の乾電池がセットできました。
　端子の電圧を測ると5.2Vと、充電して半年以上しまっておいたものですがほとんど自己放電もなく安心して利用できる充電池であることが示されています。

トランジスタのエミッタ接地出力特性
  ベース電流とコレクタ電流の関係を、次に示す回路でシミュレーションしてみます。このベース電流とコレクタ電流の関係は、トランジスタのデータシートにエミッタ接地静特性として記載されています。

　ローム社のホームページにある2SC1740Sのデータシートの測定条件と同じ条件でシミュレーションを行いますので、結果を比較してみてください。

　ライン・トレース・カーは、任意に引いた黒いラインをたどって進むモデル・カーのことです。最も簡単な自律型ロボットと位置付けすることもでき、また必要な電子工作自体もそれほど難しいものではありませんので、電子工作の入門書にはよく掲載されています。
　黒いラインを最低二つのセンサで検出し、その信号をマイコンなりロジックICなりで演算させ、左右の車輪の動きを制御することによってラインをたどって行きます。

　今回は、プログラミングの必要なマイコンなどは使わず、また部品点数も可能なかぎり少なくして、しかもディジタル回路の勉強に役立つようなライン・トレース・カーを作ってみました。工作も楽にできるようにアレンジしましたので、小中学生の入門用としても利用できると思います。

　まずは、次に示す動作テスト用の回路図を見てください。

●はじめに
　温度制御は、家庭、研究機関、産業用途を問わず様々な場で用いられています。バイメタルのような古くからある簡単なものから、PID制御のプログラマブル制御器までいろいろなものが用いられています。
　産業用途では、多種多様な制御器が販売されています。多くは制御盤に取り付けるようになっていて大きなものばかりで、価格はちょっとしたものでも1万円以上します。家庭用機器では、機器の基板の中に組み込まれ、単独では流用しにくいものばかりです。
　今回、簡単、小型、低価格で製作可能で、様々な応用性をもった温調基板を、カスピ海ヨーグルト・メーカの製作を通して紹介します。

●動作原理
　今回の制御回路の全体は、図3のようになります。

　携帯電話(以後、ケータイ)を久しぶりに買い換えました。筆者の今までのケータイの使い方は"電話と時々メール"というレベルです。ケータイを初めて契約してからそろそろ10年になろうとしていますが、ようやくこれで3台目・・・です。

　さて、購入したのは、Panasonic製ドコモP906iです。

●部品集め
　表3に従って部品を集めます。ほとんどの部品は秋月電子で購入することができます。

　コンデンサにはAC100Vがほとんどかかるので、耐圧の高い250V以上のものを使用します。ブリッジ・ダイオードは、AC、DC端子がそれぞれ隣り合ったタイプのものを使用してください。一部の部品は秋月電子　「ソリッドステートリレーキット」と共通ですので、利用されるとよいでしょう。

　電源部は、トランスレスでAC100Vに接続されていますので、コンセントの差し方によっては、DC電源部とアースとの間にAC100Vが加わり感電することがあります。実験中は慎重に、そして必ずケースなどに入れて感電防止対策をとってください。