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aitendoのAVRライタ、USBasp-Bが何とか動いた

 買ったもののすんなり動かなかったaitendoのAVRライタですが、何とかArduino-IDE(V1.0.1)から動かすことができるようになりました。

 動かなかった原因はUSBのドライバーのバージョンの問題だったようで、USBaspの本家のサイトにある最新のドライバを指示されたとおりにインストールすることで動くようになりました。

 どうもaitendoのサイトから配布されているドライバは古いバージョンのようです。また、参考にしたUSBaspの解説サイトにもこれを使いなさいということでWindows-XP用のドライバが置いてあるのですがこれも古くてダメでした。ちなみにどちらのサイトのlibusb0.dllのタイムスタンプは2005年(月日は違う)
 現在の最新版のlibusb0.dllのタイムスタンプは2011/5/28。こんなに時期が違うとダメでしょうね、すぐに気付くべきでした。

 それと、ドライバファイルの下記のパスにあるReadMeの指示(下記)に従い、ドライバのインストール後に該当ファイルを差し替えを行いました。(インストール元を差し替えとけばOKかも)
\usbasp-windriver.2011-05-28\libusb_1.2.4.0\libusb-win32-bin-README.txt
ALL ARCHITECTURES:
x86\libusb0_x86.dll: x86 32-bit library. Must be renamed to libusb0.dll
On 64 bit, Installs to Windows\syswow64\libusb0.dll.
On 32 bit, Installs to Windows\system32\libusb0.dll.


X86 ONLY ARCHITECTURES:
x86\libusb0.sys: x86 32-bit driver.
Installs to Windows\system32\drivers\libusb0.sys
 ということで、Arduino-IDEの「書き込み装置を使って書き込む」ことが出来るようになりました。実はちょっとWarningが出てますが、そのあたりは後述します。

 動くようになるとケーブルとかも使いやすくしたいので工作。

▼USBaspで作った書き込みツール
USBaspをフリスクのケースに入れた

▼ケースの中は
フリスクのケースに収容
 基板の後ろの10Pinコネクタは外してケーブルを直付け。外したオスのコネクタは10Pin-6Pin変換ケーブルを作るのに流用しました。

▼ジャンパーの表示ラベル
aitendoのUSBasp-Bのジャンパー
 何だか変な順に並んでます。

▼あると便利な小物
ブレッドボードにあると便利な小物
 左はISPの6ピンコネクタをブレッドボードに接続するアダプタ。右はセラロックを接続するアダプタ。セラロックのアダプタはair variableさんのブログで知りました。ISPのアダプタの方はどなたのブログだったか忘れちゃいました。すみません。(^_^);
 まあつまり、どちらも私のアイデアではないということです。

▼ブレッドボードにISPコネクタを接続
ISPピンアダプタの使い方

▼格安なArduino開発環境完成
これで楽になる
 この状態でArduino-IDEが使えるのはめちゃくちゃ便利です。

 実は私、Arduino-UNO R2を一台持っているだけ。そのUNOを何かに使ってると別のことを始めるのがすごく不便だったんです。だったらUNOをもっと買えばいいじゃん、って突っ込みは、、、んー、それも考えたんですけどね。

 で一件落着かといういうとそうでもなくて。Arduino-IDEから外部書き込み装置を使ってISP書き込みを行うと
avrdude: Warning: Found USB device "USBasp" with old VID/PID! Please update firmware of USBasp!
avrdude: warning: cannot set sck period. please check for usbasp firmware update.
avrdude: warning: cannot set sck period. please check for usbasp firmware update.
 というワーニングが出て、ファームをアップデートしろと言ってきます。

 sckがセット出来ないというのは、たぶん「もっと高速に書き込めるのに、なんでその機能を使わないんだよ」って言ってるんでしょうね。まあ書けてるからいいのですが、UNOにUSBから書いた場合よりは書き込み速度が遅い感じです。

 うーん、面倒くさい。USBasapのファームをアップデートするためにはもう一台ライターが必要なんですよね。Arduino as ISPという機能を使えばできそうな気がしますが、やっぱ純正のAVRライター買っとけばよかったかも。秋月だと今は3000円で買えるんだよなー。

ペルチェ素子と白金触媒式のカイロで発電をやってみた

 秋月で買っておいたペルチェ素子を使って遊んでみました。

▼秋月のペルチェ素子
40×40mmのペルチェ素子
 ペルチェ素子 8Aタイプ(40x40mm) TEC1-12708

 まずは本当に冷えるのかやってみた。

▼発熱/吸熱の実験
ペルチェを試す
 手持ちの電源の関係で6V/2.8Aくらいまでしか通電できませんが、でもおー、ちゃんと冷える!。連続動作させると、低温側が結露でべちゃべちゃになります。

 それにしても発熱もすごい。ご覧のようにCPUのクーリングファンを使って冷却しないとやばいです。下側にちょっと見えている黒い部品が冷却ファンです。

 で、ここからが今回の記事の本題。ペルチェ素子は温度差を与えると発電素子になります。ちなみにこの写真のように通電しておいて、オシロで端子電圧をモニタしながら電源OFFにするとゼーベック効果による電圧が観察できます。この実験の電源電圧は6Vですが、電源OFFにした直後は1.5Vの電圧が発生しています。この1.5Vはゼーベック効果により発生した電圧。もちろん熱の供給が無いのでこの電圧はすぐに下がってしまいます。
 ちなみに、6Vと1.5Vの差の4.5Vはオーミックな抵抗成分ということでロスになるわけですが、これ結構大きな値。

 おっと、話がそれたので元に戻して。

 そうかー、ペルチェで1.5Vも出るなら発電やってみよう! ということでまずは熱源が必要。

 ペルチェ素子による発電でよく使われるのは熱湯と氷水。しかしこの組み合わせは大きな出力を得ることが出来ますが長時間の運転は無理です。ならば、ということで熱源は触媒式のカイロ、冷熱源は大きなヒートシンクを使うことにします。

▼熱源はZIPPOハンディウォーマー
ジッポーの白金触媒式カイロ(ZHW)
 白金触媒を使ったカイロです。以前このカイロのことを書いた記事。

 と言っても知らない人も多いと思うので少し説明すると。

▼火口
白金カイロの発熱部
 下のタンクに入っている燃料が蒸発したガスが上がってきて、ここにある触媒で酸化されて熱が発生します。反応を開始させるためには、最初にライターの炎などを使って触媒の温度を上げてやる必要があります。

 その熱をペルチェ素子で受けるために、

▼放熱フィンにペルチェを取り付け
放熱フィンにペルチェを取り付け

 熱を受けているだけではすぐにあっちっちになって熱流が発生しないので、ペルチェの裏側(この写真では下側)には放熱フィンを接着。また、熱を受けるペルチェの表面は均熱化を狙って厚さ1mmのアルミ板を接着。
 接着といっても適当なものが無かったので、はんだ付け用の液体フラックスを使いました。つまり松ヤニ接着。汗;

▼発電開始
ペルチェとカイロの発電機

 なんだかかっこいい。

 カイロの周囲はキッチンタオルで保温。こうするとカイロのタンクの温度が上がって熱出力が増えるはず。

▼発電中の火口
カイロの熱でペルチェを温める

 カイロの熱を受ける板の表面に水滴が付着してます。炭化水素を分解すると、二酸化炭素と水になるってことです。

▼こんな感じで発電できた
ペルチェとカイロで発電中

 出力電圧170mV、出力の短絡電流は40mA程度。ということは電源としての等価内部抵抗は4.25Ω。最大負荷電力は, (0.5*0.170)^2/4.25 で1.7mWということになります。

 内部抵抗が低いのはいいですが、電圧が微妙な値。500mVくらい出ればDDコンバーターで5Vまで昇圧するのは簡単なんですが、、

 でも、リニアテクノロジーのこんな石を使えば20mVから昇圧して5Vが得られるので結構いけるかもしれないです。また、ストロベリーリナックスからもこの石を使った超低電圧昇圧コンバーターが発売されてます。
 そういえば、トラ技の2012年3月号にも解説がありました。

 ということで何とか落とし所が見つかったのでこれで良しとします。

▼もっとスマートにやるなら
こんなふうにシンプルになると良い
 ペルチェ素子をカイロのフリースの袋に突っ込んだだけでも20mVくらいの電圧が出てきます。

 熱の流れを良くして効率を上げ、LTC3108のような石を使えばこんなスマートなやり方も成立するような気もします。
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