電気工作ショップ活動報告
笠野俊一、加藤正之、飯塚武志、永井眞一郎、齊藤作義、曽山雅史、石川幸一
電気電子情報系
１．はじめにC 言語で PIC と PSoC を主に利用している。

総合研究機構技術部は改組により総合技術支援センターとなり、全学に対してより一３．技術支援の具体例

層の技術支援を行うことになりました。プロ（１）センサアンプの製作

ジェクト「電気工作ショップ」も他学科及び本装置はハーフブリッジ型ストレンゲー

他学部等への電気・電子工作関連の技術支援

ジ の 変 化 を 電気 信 号 に変 換 増 幅 す る装 置 でを行っている。これまでに、電気工作ショッあり６チャンネル同時に動作できる。図１は

プは、センサアンプの製作（理学部の先生の計 測 シ ス テ ムの 概 要 であ り 点 線 で 囲ま れ た依頼）、電気自動車の電装配線作業（オープ部分を製作した。図２はセンサアンプの概要

ンイノベーションセンターの依頼）、EMC

で、計装アンプとしては INA128 を使用した。

自動測定システムの構築（次世代自動車環境

図３は製作した装置の前面の外観で、６チャ関連技術の依頼）、USB データロガーの製作

ンネルが独立に設定でき、背面にはセンサと（応用化学科の先生の依頼）、プリント基板接続する端子がある。

製作（教養学部の先生の依頼）等を行いました。
２．技術支援の内容
これまでに行った技術支援の主な内容としては、電子回路の設計・製作と LabVIEWによるプログラミングがある。回路の設計においては、電子回路シミュレータ LTspice を

図１

計測システムの概要

センサ

120利用して動作確認を行っている。また、回路の 製 作 で は 、 CAD ソ フ ト で あ る EAGLE

CAL
SW
97.8k

10k

Light Edition を利用して回路図とボード図（回路パターン図）を作成し、プリント基板+12V
センサ

120加工機により製作している。これまでパソコンのアプリケーション作成においては、
EXCEL VBA または Visual Basic を利用し×5.5×2000

図２AMP-12VバランスVR 20k

出力VR
ポテンショメータ

センサアンプの概要ていた。現在は、主に開発効率の良いLabVIEW を使用している。この LabVIEW
は、技術支援センターでライセンスを取得して い る プ ロ フェ ッ シ ョナ ル 開 発 シ ステ ム である。またこのバージョンは、ビルド機能を有しているので、LabVIEW の開発環境がな
い PC 上でも実行することができるファイルを作成することができる。マイコン関係では、

図３

センサアンプの外観

LPF

（２）

電気自動車の電装配線完成回路図の提供があったが、実車での配線 が ど こ ま で出 来 て いる の か 良 く 分か ら なを行っているところである。この作業日程は時間的な余裕がなかったので、１週間ほど毎日行った。

ったので、実車の配線状況を調べてからの作業となった。調べた結果、モータ駆動関係の配線ができていたので、電装部品の取り付け配線図を作成して作業に取りかかった。電装部 品 と し て は以 下 の 部品 を 配 線 し て取 り 付けた。
・フロントパネル装着部品① フォワード/バック切替え SW

図４

フロントパネル② ハザード SW③ コンタクタリセット SW④ スピードメータのユニット（速度計、バッテリー電圧計、方向指示インジケータ、ヘッドランプインジケータ）⑤

方向指示 SW⑥ホーン SW⑦ヘッドライト SW⑧

バッテリーSW⑨

コンタクタ SW⑩

イグニッション SW

・ボディー装着部品

図５

配線作業

（３）EMC 自動測定システムの構築① ストップランプ

電子機器などからの放射電界が、周囲の② ライセンスランプ機器に影響を及ぼさないように充分に抑③ 方向指示ランプ制されているかどうかを 測定する。非測④ ホーン

定物からの放射電界強度を測定するため、⑤ ポジションランプ

非測定物をターンテーブル上に設置し、１⑥ ヘッドランプ

回転 させながら設定した角度ごとに、受⑦ バックランプ

信アンテナで受信した電界強度を、スペアナを使って測定する。 この測定システム

図４はスイッチ類と真中に中古のスピーを、LabVIEW を利用して計測装置を GPIBドメータユニットを納めるフロントパネで制御することで構築した。図６は EMCルである。このユニットの速度計は、調べ測定システムで、受信アンテナと非測定物たところ DC 電圧で針が振れるが、モターは電波暗室の中に設置してある。図７は電コントローラから出力されるのはパルス波暗室の中の様子で、壁・床・天井はすべ（６パルス/モータ１回転）である。そこで、て電波吸収体で覆われている。図８は電波単位時間でパルス数に比例する DC 電圧を暗室の外にある測定装置で、パソコンとス生成する回路を PSoC マイコンで製作した。

ペアナであり測定実験をしているところ

図５は冬の寒い中、車庫で電装配線の作業である。

る。マイコンは USB インタフェース内蔵の PIC18F2550 を利用した。図９に製作したプリント基板に部品を実装した様子を写真で示す。製作した装置の動作テストは、図１０に示すようにデータを正常に受信して動いていることが分かる。旧装置では、測定パラメータがマイコンの中で固定されていたが、LebVIEW で作成したユーザ
図６

EMC 測定システム構成

インタフェースであるフロントパネルから測定パラメータを設定できるようになっている。
旧装置と新装置の変更点
・使用マイコン：
PIC12F683 ---> PIC18F2550
・インタフェース：RS-232C --->USB インタフェース

・通信ソフト：ハイパーターミナル ---> LabVIEW によるアプリケーション作成
図７

電波暗室

図９

図８

データロガー基板

測定装置（４）USB データロガーの製作
依頼内容は研究室で自作した装置があるが、実験装置を増強して追加の装置が必要になった。どうせならもう少しスマートなシステムにしたいと考えているということであった。 ここで製作に必要となる要素技術としては、アナログ回路技術、マイコン利用技術、プリント基板加工技術、

図１０

LabVIEW によるプログラミング技術であル

フロントパネ

（５）プリント基板の製作

詳しい説明を受けていないが、LED はそれぞれ

依頼内容は、３種類の回路（Switch 回路、の回路の動作を目で認識できるようにしたもNAND 回路、NOR 回路）のプリント基板製作のだと理解している。図１３が加工機 FP21 でである。提供された回路図は CAD ソフトで作製作した３種類の基板である。この加工機はか成されていたが、プリント基板にするためになり古いもので、動くことは動くが途中で動作

EAGLE で回路図を書き変えてボード図を作成が遅くなったり、止めたいときにキャンセルすした。また基板加工機用のデータは、EAGLEることができない。そこで、当学科の共通の装でガーバーデータを生成した。基板加工機は、置として新しい加工機を購入してもらう相談

ミッツ（株）の加工ソフト FLASH と加工機 FP21をしたら承諾してくれました。

を使用している。 図１１は EAGLE で書いたNAND 回路図であり、そのボード図は図１２である。また、基板は片面基板なので、交差しないパターンを考えるのに苦労して何本かのジャンパー線を使用した。

図１３

製作したプリント基板

４．まとめプロジェクト「電気工作ショップ」は、全学に対して電気・電子工作関連の技術支援を通して、教育・研究の発展に寄与した。現在も電気電子実験の回路製作で支援を行っているところである。これまでに、いろいろなご依頼をお受けしたが、すべてのご依頼に答えられたわけ
図１１

EAGLE の NAND 回路図ではない。何かを製作するとき、ソフトウェアツールを利用することが多いが、充分に使いこなしているとは言えない。特に、LabVIEW は開発するソフトの規模が大きくなると、オブジェクト指向を意識した相当なプログラミング技術が必要となる。これからも、さらに OJT と技術研修を充実させ高度な技術支援を迅速に遂行する。
参考文献
1) 後閑哲也：PIC で楽しむ USB 機器自作のす
すめ, 技術評論社

図１２

EAGLE の NAND ボード図

2) 後閑哲也：EAGLE によるプリント基板製作の素, 技術評論社

３種類の基板には、USB コネクタと LED が装着されていて、それぞれの基板を USB ケーブルで接続できるようになっている。また、回路の3) 小澤哲也：図解LabVIEW データ収録プログラミング, 森北出版株式会社