LPS331を使った気圧高度計の製作、文字盤作り

　STマイクロの気圧センサーLPS331APの動作は良さそうなので今回は高度計の表示部作りです。

　表示には100円ショップのアナログ時計を使い、駆動パルスの波形をいじることで正転逆転をさせて高度を表示させます。最近やり始めたこの技は、なかなか気に入っています。

　駆動パルスはソフトで作るので簡単ですが、やっかいなのは時計のメカの改造です。そこで今回の記事では時計の改造方法について解説していくことにします。

▼素材のアナログ目覚まし時計

　高度計なら丸いのがいいでしょう、てことでキャンドゥで購入。

▼ムーブメント

　分解してムーブメントを取り出し。

▼ムーブメントの裏蓋を開ける

　蓋の4辺がラッチで止まっているので開けるにはちょっとコツが必要です。時計用ドライバや爪楊枝などをあちこちに差し込んで爪を外すとうまくいきます。

　写真下側に写っているコイルに配線して外部からパルス入力が出来るようにします。

▼不要な部品を外す

　配線の邪魔になるので圧電ブザーを外しました。水晶も不要なので外します。外した部品は何かの時に使えるので部品箱に放り込んでおきますw。

▼コイルに配線して外部に引き出す

　中の基板に接続されているコイルの線を切断して外部に引き出します。

　コイルの線は細くて切れやすいので取り扱いは注意。コイルはポリウレタン線なのでくるくる巻き付けて、高めの温度のはんだゴテを使えば導通させることが出来ます。線を引き出したら、念のために抵抗測定してちゃんと導通していることを確認します。この固体は70Ωでした。

　なお、時計のムーブメントでは1.5Vの電池からこのコイルに通電しています。これを5Vの回路から行う場合は抵抗で電流を制限する必要があります。この時の制限抵抗の値の計算にコイルの抵抗値を使います。

　このコイルは70Ωなので、5Vで駆動する場合の制限抵抗はおよそ150Ωで良さそうです。

▼裏蓋を閉じる

　裏蓋は地板を兼ねていて軸受けがあります。地板の役割をやらせているので、位置ずれなどが発生しないように裏蓋はラッチで念入りに固定しているのでしょう。

　裏蓋の軸受けには軸がスムーズに軸受けの穴に入るようにテーパー状のガイドが設けられています。このおかげで適当に裏蓋を閉じても軸が正しい位置に固定されます。でもあまり過信しないで、各軸はできるだけ真っ直ぐに立てておいて組み立てるのが良いと思います。

　裏蓋を閉じたら、時計の状態まで組み立て。引き出し線に1.5Vの電池を接続してムーブメントが正常に動くか確認します。正逆交互に電池を接続することで針が少しずつ進めば改造は成功しています。

　この後で時計をプログラムから正転／逆転させることが出来るか確認します。確認にはこの記事のスケッチを使うといいと思います。なお、時計によっては最適な駆動パルス幅が違ってくる場合がありますが、幸いそのまますんなり動きました。

　ここから先は用途に応じた文字盤を作れば完成です。

▼高度計の文字盤完成

　秒針1回転で10ｍ、分針で500ｍまで測定出来る高度計です。作図はパワーポイントでやりましたが、なかなかいい感じに仕上がりました。

　そのままだと文字盤と指針の間隔が広くて値を読みにくいので、3mmくらいの段ボールで文字盤をかさ上げしています。1枚目の写真と比べると文字盤の位置が手前になっているのが判ります。

　早速Arduinoの高度計の回路と接続するといい感じで動いています。そのあたりの話は次の記事で紹介予定です。