分解のススメ#15 ガジェット分解 HYPER出版記念 Yamazaki

Transcript

1. 「感電上等！ ガジェット分解のススメ HYPER」 2023/01/28 @tomorrow56 Masawo Yamazaki 分解のススメ 第15回
2. 自己紹介 https://www.kohgakusha.co.jp/io/ Twitter: @tomorrow56
3. 担当した章について簡単に紹介します
4. 第1章: 最低限そろえておきたいツール スマホ分解セット 特殊ネジ用ビットとヘラ・ピックなどの便利な ツールがまとまっているセット。通販サイトで 2000円くらい。 ドライバービットは焼入れが甘くて力を加える とすぐ曲がっちゃうので、常にいくつか買って います。 ヒートガン(ハンディ型) 接着剤や両面テープを剥がすときに便利。 350℃出力のものならハンダも外せます。 2000 円くらい。 出張とかにも持っていって、なにかあったらパッ と出して使っています。 各人のオススメツールと使い方の紹介。山崎のオススメは 以下の3個。 超音波カッター 接着されたプラスチックの外装もバターのように切 れます。1個あったら生活が変わります。 写真のZO-30シリーズは26,000円くらい。最近は 値上がり傾向なので買うならお早めに。
5. 第2章: まずは100均ガジェットから分解せよ 「超絶簡単なつくりのものを開けてみる」 : 今までとちょっと切り口を変えて解説しています USB光学式マウス(110円) ラジコンカー(660円) 乾電池式 USB 充電器(110円) 1. 安い 2. 電子工作で使える部品が多い 3. 削らなくてもチップが見れる 1. ともかく安い 2. クルマの仕組みがわかりやすい 1. ともかく安い 2. マイコンの電源につかえる(5V昇 圧回路) 3. 単3電池ボックスが手に入る これが楽しい
6. 第2章: まずは100均ガジェットから分解せよ 「安く作るための工夫を探る」: 安く作るポイントに絞って解説しています ソーラー電卓(110円) USB テンキーボード(330円) 完全ワイヤレスイヤホン (1100円) 1. プラスチックのツメをはめ込むだけ 2. 片面でシンプルなプリント基板 3. 導電塗料でキースイッチ 1. シンプルなビス固定 2. メンブレンキーボード 3. ラバードームでクリック感 1. 部品を積み重ねたシンプルな構造 2. SoCによるワンチップ化 3. タッチ式との共用基板 分解はイヤホン部
7. 第2章: まずは100均ガジェットから分解せよ 「100均ガジェットを分解して使えるものを取り出す」 : リチウムイオン電池とセンサー類を一覧にしています
8. 第4章: 電化製品はなんで安全なの 日本国内の規格を確認しよう！ 「電気用品安全法(PSE)」 電気製品の安全を保証するための法令。 製造・輸入事業者に対して、届出や検査、マークの 表示などが義務づけられています。 特定電気用品: 菱形表示(USB充電器など)
 登録検査機関も表示あり
 特定以外の電気用品: 丸形表示(モバイルバッテリーな ど)
 「資源有効利用促進法」 小型二次電池の識別マーク 「技術基準適合証明等(技適)」 技適マーク 製造・輸入事業者に対してリサイクルの取り組みが必 要となる製品を指定し、分別のための識別表示、自主 回収・リサイクルシステムの構築が義務付けられてい ます。 身近な電子機器ではモバイルバッテリーが対象 (小型 二次電池)となっています。 電波の効率的な利用を確保するために、無線局を開 設するために無線設備を使用するユーザーが責任を 持つしくみです。 Wi-FiやBluetoothなど、電波を発生させるものの使 用は無線局の開設にあたりますが、小規模な特定無 線設備は「技適マーク」がある場合には特例措置 (個 別免許不要)が受けられます。
9. 第4章: 電化製品はなんで安全なの 製品スペックどおりか確認しよう! 〜USB充電器の例〜 「USB充電器の急速充電規格」 実際の製品がスペック通りの急速充電規格をサ ポートしているかは、 USB急速充電プロトコル チェッカを使って確認してみましょう。 POWER-Z KT001 
 筆者の出力電流-電圧特性の測定環境 (Aliexpressとamazonで数千円で揃います) 「出力電流 - 電圧特性と過電流保護動作の確認」 出力電流-電圧特性測定結果の例 WITRN_U3
 秋葉原(Shigezone)で買えます 
 USB充電規格の確認結果 出力電流がスペック通りに出力できるかを、電子負荷装置を使用して測定してみましょう。 確認のポイントは「定格出力までの電圧変化」と「過電流保護機能」の動作電流です。
10. 第4章: 電化製品はなんで安全なの 分解して確認しよう! 〜LiPo電池〜 LiPo電池に保護回路はある? 充電機能つきの機器の LiPo電池(リチウムイオンポリマー 電池)は保護回路があるかを確認しましょう。 保護回路つきのLiPo電池 LiPo電池の充電制御 IC を使っているか よく使われている保護回路IC 容量の大きいLiPo電池は、専用の充電制御 ICで充電する仕組みになっているか確認しましょ う。 ダイオードでLiPo電池充電をしている機器も見かけ ることがありますが、充電電流を制御でき ないためできる限り避けたほうが良いでしょう。 充電制御IC(パッケージはSOT23-5が多い)
11. 第4章: 電化製品はなんで安全なの 分解して確認しよう! 〜放熱設計は超重要〜 LED 電球の例 本体部分は金属製のヒートシンクなので、発熱の大きい LED基板の熱を逃がすのに接触部分にシリコーングリスを 塗布しています。LED基板に熱伝導の良いアルミ 基板が 使用されていればさらによいでしょう USB 充電器の例 本体部分のヒートシンク(左)とアルミ製のLED基板(右) ACからUSB出力電圧を作るための「スイッチング素子」の放熱のために、基板パターンを広く取 り、そこの更にハンダを盛るという対応をしています。 最近は、高速スイッチングで放熱性に優れる GaN(窒化ガリウム)を採用した製品が 増えています。 スイッチング素子の基板パターン(MOS FET) GaNを採用したスイッチング素子 (Power Integrations INN3266C)
12. 第5章: 楽しく分解するためのガジェットの選びかた 分解は意外と手間がかかりますので「面白そうだ」という好奇心を基準にして選ぶのがおすすめです。 一気に値段が下がったもの 家電量販店や大手通販サイトでは数千 ~ 1万円程度 だったものが、100円ショップやディスカウントストア、 ドラッグストアなどで値段がぐんと下がっていたらとり あえず買って分解してみましょう。 一気に値下がりした商品の例 (TWSイヤホン) 見た目は同じでも中身が違う? 「前にも/別の店でも見たことあるぞ」というガジェットを見 かけたら、とりあえず買って分解してみましょう。 基板と外装が共通化されて、それらを組み合わせて商 品を作る「公板」「公模」が見つかります。 外形はそっくりだが、使われているICは異なる (Bluetoothヘッドセット) 仕組みが気になる おもちゃは工夫の宝庫です。型落ち品が安く販売さ れていることも多く、意外なものをセンサとして利用 していたり、あまり 見たことがない部品が使われて いたりと、新しい発見に出会えます。 タカラトミー「マジョカアイリス」 超横長LCD使用、セールで激安販売され話題に
13. すこしだけ宣伝 noteのマガジンとコラムの配信もやっていますので、よろしければフォローをお願いします https://note.com/tomorrow56/m/ma0073059b5ac https://el.jibun.atmarkit.co.jp/thousandiy/ note: 月1回更新 月刊I/Oの連載から半年遅れ ページ都合で掲載できなかった分を追加 エンジニアライフ: 2週間に1回更新 (目標) noteの内容のエッセンスを短く抜き出して配信。 たまに独自の内容もあります。
14. もうひとつだけ宣伝 月刊I/O 連載のPart 4「100円ショップガジェット解体新書」 が1/30に発売されます。 連載から大幅に追加・見直ししていますので、こちらも良ければ手にとってみてください。 <工学社Webショップ> https://www.kohgakusha.co.jp/books /detail/978-4-7775-2233-0 <Amazon> https://amzn.to/3kNNLcW