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【DIY】電池タブ用のスポット溶接機の制作【組電池】

【DIY】電池タブ用のスポット溶接機の制作【組電池】

【状況】

今回は、何年も前に買った【コンデンサ式スポット溶接機】を組み立てて別売りのケースに実装してみました。

なぜ、このスポット溶接機キットを買ってずっと放置していたのかと言えば、電動インパクトレンチのバッテリーパックの中の電池を自分で組み替えようと思っていたからですが、電動インパクトレンチを早急に使わなければいけない案件があったので交換バッテリーを買ってしまったのでこのキットはとりあえず、不要となりしばらく休眠することに。

まだ、当時はリチウムイオン電池が現在(2020-10)のように普及する前でしたのでニカドバッテリーでしたのでへたりが早かったのです。

そして、数年たち、新たな任務の為に眠りから覚めてもらう事に。

新たな任務とは、【リチウムイオン電池の組電池】の製作です。つまり、自分の使いたい用途にあったバッテリーパックを作るためのタブのスポット溶接をする為です。

組み電池の製作は別記事で紹介しますので今回はコンデンサ式スポット溶接機を作っていきます。

【製作開始】

スポット溶接機のキットは、数年前にエコミュさんで購入した物です。
現在(2020.10)では、販売していないようです。

内容は、ケースはなしですが、それ以外は、50V耐圧15000μFのコンデンサや電子制御スイッチの為のFETが14個(予備2個)や配線、電球、フットスイッチなどが入っています。マニュアルもあります。

このキットの回路要旨は、下記の図の通りです。
※とても簡略した図なのであくまでイメージです。

 

 

 

コンデンサCにDC24V電源から電荷をチャージしてニッケル板などに当てた電極棒にスイッチONで大電流を一瞬流すとニッケル板と電池の表面金属との間の抵抗の発熱でニッケル板がスポット的(点状)に溶着されます。電極棒は銅なので抵抗が小さいのでニッケル板にはほぼ溶着せずニッケル板側がくっつきます。実際には、電子スイッチは大電流なのでMOSFETを実回路では12個並列に使い逆起電力対策、逆流防止ダイオード数点とFETのG端子への分圧用の抵抗や突入電流防止用の電球などは入る回路です。

【組み立て開始】

ということで、組み立てて行きましょう。

このキットは、初期型なのでこの後にでたバージョンではもっと良い基盤になっているようです。

まずは、大電流が流れる部分の銅箔パターンに補強に太めの銅線をハンダ付けします。

銅線と銅パターンに熱をどんどん吸われますので40Wハンダごてを使います。

指示通りに逆流防止ダイオードや逆起電力解放用のダイオードを取り付けます。

抵抗やらコンデンサやらFETを取り付けます。

酸化と銅パターンの熱吸収の良さでハンダが乗りにくい感じでした。

基盤が出来たのであとは、ケースに組み込みながらスイッチやらの配線です。

アルミケースです。

でかい電解コンデンサを取り付ける台座を作ります。

コンデンサを仮組みして基盤の位置を確認します。

  • コンデンサ固定用に下部に転がり防止用のパイプをUVレジンで固定。
  • 基盤固定用金具取り付け
  • 電源部のプラグメス取り付け
  • フットスイッチ用の配線
  • 電極ラインの配線

と穴開けたり忙しくなってきました。

基盤はこのように3ミリネジで固定します。

電源LEDを作ります。電流制限抵抗をLEDに直接ハンダ付けして絶縁用のチューブを通します。

電源が24Vなので、約20mA流として約1KΩの抵抗を入れておきます。

LEDは手持ちで一山いくらで買ったもの。テスターで測った順方向電圧は約1.73Vぐらいでした。

電源に並列に配線して電源ONで点灯確認。

このキットは、電解コンデンサを充電中にランプが点灯するので確認用の窓を作ります。穴を開けてからUVレジンを流し込んで固めておきます。

コンデンサ以外の配線完了。電球は窓の隣辺りに設置しました。突入電流を防ぐ役割があります。

スポット溶接機(制作中)正面です。

フットスイッチのケーブルをプラグ仕様にする為に加工します。

ワイヤーストリッパーがとても役立ちます。

細い線用のストリッパーがあると作業がとても捗ります。

黒線は使わないのでカットして赤と白のケーブルを向きます。

ねじってからハンダ付けして熱圧着チューブで絶縁。

さらに、黄色の太めの熱圧着チューブで補強します。

抜け止めになっているタイプ。コネクタにしておくとしまうときは脱着出来ます。

内部の様子です。あとは、デカイ電解コンデンサを取り付けます。

端子は、8ミリボルトで固定するごっつい奴です。

組み込みますがコンデンサに合わせてケースを選んだのでギリギリ。

中身はほぼ、電解コンデンサで圧倒されています。

これで、とりあえずは動作確認です。

廃電池でとりあえず、テスト溶接。

充電ランプが消えたら

 

フットスイッチを踏んで、ちぇすとおおおおおお!あれ。何も起こらない、、変だぞ、、

それなりに、各部をチェックしながら組み立てなのですがどこかにエラーがあるようです。

ただちに動作不良の原因を究明します。

原因が、判明しました。

原因は、ピンク丸の箇所のハンダがハミ出ていて、MOSFETのG(ゲート)がグランドにショートしていたのでFETがONにならない事態になっていました。

FETをONにするためにフットスイッチをONにしても何もおきないワケです。

修正して修理完了。

スポット溶接機テスト開始

それでは、気を取り直してテスト溶接をしましょう。

今度は、バチっと出来ました。ついたどおおおお

1回で2カ所できるので4カ所をスポット溶接。かなり強固についていて簡単には剥がれません。さらに、強力にするには中央に切れ込み入れると良いかも。

テスト溶接が成功したので、最終組立します。

基盤面に絶縁用のPPシートを挟みます。電解コンデンサの端子部分にもPPシートを入れます。

上部から。コンデンサの上面には、ゴムクッションを入れてケースと密着固定しておきました。

24VのAC-DCアダプター端子。40V程度まで電圧を上げるとさらにパワーアップできますので
厚板用の高電圧タイプのアダプターも用意しておくとタブ選定の幅が広がりそうです。

フットスイッチです。コンデンサに電荷チャージ後、これを踏むと溶接されます。

電極です。銅棒にビニールホースを填めた物。

コンデンサ式スポット溶接機完成

これで、次は組み電池(バッテリーパック)の制作の行程に進めます。
一旦、WEBマスターは何を作ろうとしているのでしょう。

続く


【2st原付】JOG-Zにドラレコを付けよう【煽り運転厳罰化】

【2st原付】JOG-Zにドラレコを付けよう【煽り運転厳罰化】

※一番写りが良かった後ろのドラレコカメラの様子

【状況】2020年の7月頃

ついにあおり運転厳罰化となる「妨害運転罪」が令和2年の2020年6月30日から創設されることになりましたね。あー車にはもう何年も前から、主に交通事故に備えて装着しておりますが、今回は、WEBマスターの普段の足用のバイクの50cc原付スクーターにドラレコを付けたというきろくになります。

そうですね、WEBマスターもJOGで危険な煽り運転をされたことが数回は確実にあって通報すればそれなりに検挙されたんじゃない事案が過去にありましたが、ドラレコ装備していなかったので実質的に、証拠がなく証明できないので事故が起きたなど重大な局面がない場合は、証言だけでは難しいという実感があります。

一番危険を感じたのは、2車線ずつの道路左端ででオバさんが運転する車がWEBマスター車のJOG後方を走っておりました時に、前方の信号が赤になりつつもなぜか、オバさん、抜きにかかってきましたが、おおおまじいいって感じのミラー擦りながらの接触行為をしながらの追い越しをかけてきました。ミラーがこすれたので、厳密には「接触事故」ですが。
この時、あまりに危険を感じたのでこのオバさんのフロントガラスをバンバン叩くと減速して後ろに下がりました。この時、通報しても良かったのですが、実質的に被害がないのでこのオバさんの違反を通報する形になるのですが、ドラレコが当時なかったのでどんな危険運転されたのかを証明することができず、お巡りさんも大した問題にしなかったでしょう。

走行中の車がバイクに幅寄せしてミラーを擦り付ける行為ですから非常に危険極まりないんで取り締まりして欲しかったのですが、実質的に泣き寝入りする事になりました。

もう1件、同じくらい危険な思いをさせられたこともあります。

ドラレコ映像があれば、今後は、このような危険運転は「妨害運転罪」となり処罰されることになります。という思いが当時からWEBマスターの心の中にはありましたのでバイク用のドラレコを探していたのですが、今回は、オススメできるようなバイク用のドラレコを装着しましたので、取り付けの様子からご紹介していきたいと思います。

【取り付けレイアウトを考える】

■本体の設置場所(JOG-Z↑)

JOG-Zは、所謂、一つの50ccスクーターですから小さくてコンパクトなバイクです。
単車とは違いフルカウルになっておりフレームがカウルに包まれて一見スタイリッシュな印象になってますしカメラ用の固定箇所も少なく、ドラレコ用の本体、カメラ2台、配線を隠蔽配線でキリっと取り付けるには気合いと工夫が必要になります。

とりあえず、SDカードなどが入る本体はメットインには収納しない。事にしました。
また、メットインの構造の周囲もバッテリーが元からあるしギリギリなので設置困難です。

エンジン周りも熱と振動とプラグノイズなどでロクな事にならないことは容易にわかるので避けてフロントカウルのホーン収納されている辺りの隙間に収納することを考えました。
ただし、バッテリー直ケーブルを増設して引く必要はありますが、メインキーのハーネスの近くなので配線の取り回しは楽な場所です。唯一の懸念は、事故が起きたときに壊れやすい場所なのでその時にSDカードが守れるかは不安ですね。しかし他の場所でもバイク毎粉砕されれば同じかと思至りました。そのようなひどい事故に巻き込まれないように気をつけましょう。

【取り付けるバイク用ドラレコの紹介】

今回、JOGーZに取り付けたドラレコは、2020年に発売されたミツバサンコーワのバイク用ドラレコです。他にもGPS付きカメラ前後で2台や1台のバリエーションがありますが、JOGーZには前後2台のEDR-21を採用しました。

GPSはついていないので、時間合わせはスマホアプリで同期させます。
所詮、近距離街乗り用のJOGーZなので映っている映像で場所は特定できますから
十分です。

【カメラ】

前後同じものが2セット入っています。
SONYのCMOSセンサー200万画素のカメラです。
防水防塵、耐振動仕様です。

【メモリーカード】

東芝のドラレコ用の16GBカードが入っています。
動作確認、街乗り用には必要十分ですね。

【ドラレコ本体部】

各種ケーブル、メモリ挿入部、リセットスイッチ、マイク穴などドラレコの
記録用基板やシステムが治められています。防水防塵耐振動仕様です。

電源は、バッテリー直に引くDC12V系統とメインキーをONにしたときに電源が入るようにする配線を接続します。
50ccスクーターのバッテリーは小さいですが取り付け後の動作は好調でしたのでOK。

では、取り付け作業にとりかかりましょう。
まずは、下準備から。

■カメラ固定用のステーを自作します

JOG-Z用の固定金具などは市販されていないのでこんな金具をアルミ板から
制作します。

ホームセンター等で売っている1.5mm圧のアルミからアルミ片を切り出します。

(ここにペタっと貼り付ける)

左右2回曲げて角を落として面取りしてこんな感じにしました。
アルミでステーを作ったのは接着面積を増やして安定させたかった。
のとバイクのメンテの際に脱着しやすいようにしたかったからです。

4ミリネジ用のブラインドナットでカメラをネジ止めできるようにします。

ブラインドナッター(簡易版)のような製品があります。

アルミブラインドナットをこんな感じに固定することに。(圧着前)
ブラインドナットを圧着すると、薄板にもネジ止めできるようになります。

【後部カメラのステー】

後部のカメラは、ハイマウントストップランプの固定ネジの部分に一緒に固定するように
金具を作成しました。
詳しい写真がありませんが、上が試作中の写真です。

アルミチックな色から、黒く塗装します。シリコンオフで脱脂。

カラーアルミスプレーで塗装。

アルミにカラーが乗るスプレーです。

夏場なのですぐ乾燥しますね。数回、重ね塗りしていきます。

表面は、防食用にフッ素樹脂クリアースプレーで保護します。
F型耐候性フッ素樹脂スプレーを使いました。

完成です。ハンドル部の金具は、カメラとセットなっていた3Mの両面テープを利用しました。

【バッ直線を作る】

ドラレコの電源を引くために古いメインハーネスとは別にバッテリーから電気をフロントのカウル内に直接引っ張る為の配線を作ります。

■バッテリーの近くの配線から分岐

ーWEBマスターのバイクは、トリクル充電用のバッテリー直ケーブルをメットイン内に既に引き込んでいました。その根元に分岐ケーブルをつなげて2本目のバッテリー直ケーブルを作ります。

かなり昔に作った分岐部分。

配線を切断してプラスとマイナスに分けます。太めの2スケぐらいあるケーブルなので圧着することにしました。

電気工事用の圧着ペンチとスリーブ小で圧着してみます。

圧着しました。

圧着部分に絶縁用のキャップを嵌めておきます。

保護用のコルゲートチューブにケーブルを通します。

念の為、バッテリーをつないで先端まで電気が来ているか確認。OKなので配線していきます。

コルゲートチューブを配線します。

メインハーネスに沿って配線。

カメラケーブル用の配線はこんな感じ。防水コネクタになっているのでネジで固定。

ゴムのカバーを嵌めます。

ドライブレコーダーの本体用の配線はネジ止め用の端子になってるので切り落としてコネクターに替えます。

コネクターにしました。
新しくコネクタ用の圧着ペンチを買いましたがコレGOODです。
セットに入ってる電工ペンチはちゃちすぎて精度が悪すぎましたがコレはほんとに精度もよくしっかり圧着できました。

次は、メインスイッチのカバーをはずして、キーONで+12Vが出てくる配線を探します。

茶線と思われる線ですが、これがキーONで+12Vが出るラインです。

カットして分岐ラインを作ります。

熱収縮チューブを通してから、スプライス端子で分岐線を圧着。

ちょっとブレましたがハンダも盛っておきます。

圧着して、キーONで+12Vライン分岐完成。

バッ直ラインも近い将来、ホーンの交換などできるように同じように2分岐しておきます。

フロントのカメラ取り付け箇所の脱脂。

両面テープで固定します。

フロントカウルの中は、雨風が入り放題な場所なので防水加工してありますが汚れ防止のため
スマホ用の防水袋に本体を収納します。

あとは、フロントカウル内に収納固定していきます。

横から見るとこうなります。衝撃吸収用にスポンジクッションで本体を固定。
バンドでケーブルをまとめておきます。

動作チェックOKなのでカウルをもどして行きます。
カウル全はがしと配線加工を丁寧にやっていくとかなり手間と時間がかかりましたネ。

【原付バイクにドラレコ取り付け完了】

ドラレコサンプル動画、スマホで動画チェック、アプリ画面などのドラレコの詳細は別記事にて。


【CORONA】除湿機の構造と異音修理とメンテ【DIY】

【CORONA】除湿機を分解して掃除して異音も修理【DIY】

【状況】

我が家のコンプレッサー式除湿機のコロナCD-Pi634 100V 50/60Hz 170/180Wである。除湿能力は、5.6/6.3L/日で入っているガスはR22の旧冷媒である。つまり良く効いて性能の良い除湿機である。04年製。

主な使用方法は、雨の日の洗濯物の乾燥と雨が降って蒸し暑い6月の夜などにエアコンと併用すると空気がサラサラして快適な睡眠を得ることができる。

【快適な再熱除湿エアコンを作れる】

実は、再熱除湿機能がない普通のエアコンとこの除湿機の相性がすこぶる良い!のである。
6月の蒸し暑い日の何が問題なのかというと、気温が25,26度と微妙に暑くない割には湿度が高くて不快指数のみ高い日があるのが問題で、これを通常エアコンのみで除湿すると、弱冷房除湿という機能上の問題で室温が23,4度になってしまう割には湿度が高く寒いけどじっとりみたいなあまり快適であるとは言えない状態になってしまう。

そこで、このコンプレッサー式除湿機をエアコンと併用すると、まず、エアコンの設定室温は26度か27度良い。除湿機を動かすと、少々余分に電気代はかかるが、グングンお部屋の湿気を除湿してくれる。ところが、コンプレッサー式といえども電気を使っているのでその廃熱で部屋が暑くなってくるが、ここでエアコンちゃんが室温を26度に維持してくれるので、室温26度で湿度だけグングン下げることができるのである。この除湿機は、強と弱モードがあるので弱にておけばもう少し弱い除湿もできる。

睡眠で人生の半分を過ごすわけですから一考の余地ありですよ(^^

さて、話しがそれましたが、この除湿機、少々、ファンから異音がしだしたという次第。
ホコリも内部に溜まってきていそうな感じがしてますので今回は分解してお掃除して異音の原因を探り直します。

【修理開始】

基本的に見えているネジを外していけばカバーをはずせますが、1カ所難しいのでお見せしておきます。

カバーをはずして電源を入れて異音を確認します。

カタコトカタコトと周期的な異音が鳴っています。ファンがどこかにこすれているような感じです。

ファンを外してみると、、あー、ネジが緩い、、ファンを固定するネジが緩んでファンがぐらついていました。
締めると異音がなくなったので今回は、異音の原因はファン固定ネジのゆるみで間違えなさそうです。

異音修理は完了なのであとはお掃除します。

熱交換器2枚重ねとコンプレッサーと膨張弁などエアコンそっくりな機構が見えてきました。
ていうか、エアコンですこれ(^^;)
凝結機(室内機)とコンデンサー(室外機)を重ねて空気を一直線に通して空気を露点まで冷やして結露させて、結露水を回収して、冷たくなった空気を後ろ側のコンデンサーを通してから外部に排気します。この時は、乾燥した空気がでてきます。こうやって、ひたすら凝縮器を結露させて湿度を回収していきます。

今は亡き、我が家のワンコの毛がついています。毛がやわらかいブラシなどでなでる程度でOKです。

タンク下

タンク下 クリーニング後

ファンのサイド部分

防振、密閉用のクッションのようなテープが汚れで真っ黒なので交換

車用に買っておいたクッションハーネステープを代わりに貼ります。

きれいに張れてない気がしますが、まあOK。

ファンは水洗いしました。

カバー類も全部、クリーニングしました。

クリーニングした部品やカバーを組み付けていきます。

きれいにはなりましたが小傷が目立ちますね。

内部の嵌合箇所は間違えないようにハメます。

コードも経路にコード留めがあるのでしっかり入れます。入れないと振動で異音の元になります。

正面カバーを付ける前

正面のカバーをはめ込み

目が粗めのフィルターでホコリをシャットアウトしてます。

組み立てが終わったら、

【小傷を取ろう】

 

 

このプラスチッククリーナーで小傷を取ります。

1本持っておくと、ヘルメットのバイザーとか家電のつや出しなどいろいろ使えます。

これで磨くと、ピカピカになります。

こんな小傷が付いたカバーが!?

こんな、トゥルントゥルンに!

ピカピカになりましたね。

仕上げの小傷とりまでやってメンテンナンス完了です。ファンの異音もなくなりました。
特にほかに以上もないのでまだまだ使えそうです。

除湿機のメンテナンス完了!



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