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「情報と鉄道」「ユニバーサルデザインと鉄道」「社会と鉄道」がテーマのフォーラムです。(16歳以上対象)

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【研究ホワイトボックス】

研究を楽しく「追体験」! 真っ白のキャンバスに虹色の未来を描く方法、教えます。



[3465]

【自由研究】「LED発車標」の消費電力を概算するココロミ(試)

発想 研究 国鉄 実装 仮名 自由研究 キット 共立エレショップ ティラミス 直列


「50Hz」
「LEDマトリクス」のウラ面を「堪のう」する
【IPX4防沫形】ワイヤレスかく**りき【LM386あり】


 5月です!

 自由研究はじめました! …じゃなくて、今季初の自由研究の話題でございます。

・すでにはじまってます!「学研キッズネット」さんを遠目に眺めながら、かぶらないようにしなきゃなのです!
 https://kids.gakken.co.jp/jiyuu/

 > 夏休み! 自由研究プロジェクト 2017

 > 天気のことわざの研究(5・6・中 数週間) やってみたい! 56
 > 町の名前を集めよう!(5・6・中 3日) やってみたい! 20

 おおー!(略)

 > コイン選別機 やってみたい! 119
 > リモコン電球 やってみたい! 85
 > 手作りギターで音を作ろう やってみたい! 35
 > 電気を通すものを調べよう やってみたい! 25
 > コンピュータの動作原理や仕組みを知ろう やってみたい! 22
 > AKARI折り紙で発光ダイオードの研究をしよう やってみたい! 17
 > 光と色のふしぎな関係を調べよう やってみたい! 13
 > デジタルの原理を知ろう やってみたい! 10
 > けいたいラジオで電波調べ やってみたい! 10
 > かがみと反射のふしぎをさぐろう やってみたい! 10
 > 光通信を調べてみよう やってみたい! 6

 うーん。…えっと、わあぃAKARI(大巾に略)しょくん、げんきんですのう!(違)

 > シュワシュワする入浴ざいのひみつ

 やーいしゅわしゅわ〜。「このでべろっぷが完成したら、しゅわしゅわもぱちぱちも、下呂・別府・登別すらも思いのままだっ! さあさあどれにするかね」([3440])も参照。

[3440]
 > うわぁティラミス([3402])。ティラミスをお探しの桜葉さん(仮名)に「いま、オススメ!」…グリチルリチン酸二カリウムとか、どうです?([3403]

・「げんきん」
 http://thesaurus.weblio.jp/content/%E3%81%92%E3%82%93%E3%81%8D%E3%82%93%E3%81%AA

 > 物貰う時だけ愛想良い
 > ちゃっかりしている

・オーム社「マンガでわかる電気設備」のイメージです
 http://shop.ohmsha.co.jp/shopdetail/000000004674/
 https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/71bv5K7hIQL.jpg

・超高解像度!「マンガでわかる発電・送配電」のイメージです(※公式です)
 http://shop.ohmsha.co.jp/shopdetail/000000001957/
 http://www.ohmsha.co.jp/kaihatsu/archive/image/%E7%94%BB%E5%83%8F%20011.jpg

 > バーコード
 > 休日出勤
 > 開発系暑気払いタイムスケジ...
 > 台割.pdf
 > Office2013対応版
 > イラ

 えーっ。えーっ。LHA(LZH)については[3461]を参照&そっちですよっ!(棒読み)


★「50Hz」


 LED発車標の話題ですが、あくまで自由研究ですので、あしからず。

[3463]
 > > 従来の点滅回数50回/秒から240回/秒に増加させることにより、LEDの経年劣化を遅くしています。

 > ぬおー! 従来って、そんなにふりっかぁふりっかぁしていましたっけ。いえ、どことなく「商用電源の周波数」そのままっぽい感じもしてきます。

 > NECのモニタでも50〜160Hz(カタログでは「リフレッシュレート」とも表記されるソレです)で、おお、どことなく、どことな〜く、FCな98やPC-9800そのものっぽい映像信号が伝送されて「LEDテレビ」されていそうな気配([3070])が、やっぱり拭えません。

 というより、そもそも全体としてCATVっぽい([3406])でしょ、といって、同軸ケーブル1本の配線だけで、▼多チャンネルの映像信号の伝送と、▼その受信回路やLEDの駆動のための電流とがまかなえるようには設計できないものかねスタビンズ君。…えーっ!

※あくまで勉強のための勝手な想像ではございますが、鉄道の駅では、▼係員による列車札(列車名と発車時刻が書かれた札⇒「発車票」?)の掲出から始まり、▼(特急・新幹線では)反転式発車標(開発は1953年)へと進んだあと、▼国電のホームでは電車の方向幕を応用したとみられる幕式の行先表示器や、電灯がともるだけの行灯式などを経て、▼ITVの採用とあわせて発車標にもブラウン管の採用が試された(1972年)のち、▼LED式の発車標(16ドット)が上野地下駅に登場(1985年)というタイムラインが見られてございます。ある程度の時期まではLANも同軸ケーブルであり、国鉄本社の電気局として『何でも同軸ケーブルで実現してしまへ!』的な空気がなかったとはいいきれないとの感触にはございます。

・(再掲)日本ケーブルテレビ連盟
 https://www.catv-jcta.jp/index.php

・(再掲)日本CATV技術協会
 http://www.catv.or.jp/jctea/index.html

・(先述)
 > 放送事業者としては「ケーブルテレビ」、そして「ケーブルテレビ」に限らず配信設備(共聴設備)の技術を指して「CATV」というのだと了解しました。そのことがわかるために連盟と協会のページを参照しましたといって、律儀にURLを示します。

・1例としてマスプロ電工「電流通過型」のイメージです
 http://www.maspro.co.jp/new_prod/3224mhz/index.html
 http://www.maspro.co.jp/new_prod/item/904c23538bfb8a4d24d38a6614a5da6d854ea9ba.jpg
 http://www.maspro.co.jp/contact/pro/pro_02.html
 http://www.maspro.co.jp/contact/pro/image/pro_02_04.gif

 > 端子電流通過型は、どの出力端子からでも入力端子へ電流(DC15V)が通過します。

 電設工事として発注できて、いたってふつーのまじめな(?)電気工事士が、まったくふつうのテレビのアンテナ線の配線と同じ要領で作業できれば、発注や検品をする側(=国鉄やJRもしくは公団)として安心ですよね。…その発想はなかった!

・(一財)電気技術者試験センターの見解です
 http://www.shiken.or.jp/construction.html

 > ビル、工場、商店、一般住宅などの電気設備の安全を守るために工事の内容によって、一定の資格のある人でなければ、電気工事を行ってはならないことが、法令で決められています。
 > 近年、技能試験は出題候補問題が事前に公表されているので、勉強がしやすくなりました。

 駅のプラットホーム(乗降場)というのは工場くらいかなぁ。(一般的な決めつけであり、ビルに相当する箇所等もありましょう。)

・24Vとか48Vとか?
・LEDのドット数と色数で、おおよその必要な電流がわかるはずよ!(LED以外の回路はじゅうぶんに低消費電力のはずよ!)
・同軸ケーブルの取り回しの都合であまり太くできないかなぁ⇒LEDのドット数の上限が決まってくるかなぁ

 現代的には「PoE!」とも「PLC!」とも呼ぶかもしれませんが、そういう発想自体は素朴なもので、衛星放送のアンテナの電源だってアレですよね。

・「PoE給電機能」
 https://panasonic.co.jp/es/pesnw/product/detail/17.html

 電話線と同じ電線を使う場合をワーストとみなして、どことなく「48Vくらい!」([3453])にしてある気配が漂います。端子の形状が「むきだしっ!」であって、通電したままで触っても危険がないということでしょう。

・「HD-PLC」のイメージです(2009年8月28日)
 http://www.hd-plc.org/modules/feature/090828.html
 http://www.hd-plc.org/images/feature/090828_6.jpg

 > 一般に家庭内の電力配線には、従来からのよく行われている工法である分電盤から各コンセントを数珠つなぎに直列で結ぶ従来型タイプと、工場で壁や配管まで製造し現場で組み立てる工法で使用される複数のコンセントからの線を束ねるジョイントボックスを使って、分電盤からツリー状につなぐユニット型タイプがあり、それぞれに違った特性がある。
 > 従来型タイプでは分電盤から遠い末端のコンセントでは「HD-PLC」の信号が減衰し、機器の動作に必要な通信性能が不足する場合がある。比較的新しい家やマンションではユニット型タイプが主流になっているが、このタイプでは、各コンセントで平均的な「HD-PLC」の通信性能になることが多い。

 「従来型タイプ」に「ユニット型タイプ」! …うーん。「従来型タイプ」に「ユニット型タイプ」ですと? うーん…。「型=イコール=タイプ」だという認識のほうなど…ゲフンゲフン。(※まったく本題ではなく恐縮でした。)

・IKEA(イケア)「17Vくらい」で「むきだしっ!」のイメージです
 http://d1d7kfcb5oumx0.cloudfront.net/articles/images/55a0b0e4f98cad1167015522/slide_image.jpg

 重りを兼ねたトランス(変圧器)で「17Vくらい」に下げただけで電球に直結、その途中はFMラジオのロッドアンテナのソレ! …わいるどだなぁ! 実にわいるどだなぁ!(※当時の感想です。)Nゲージの「パワーユニット!」の緑のほうも「17Vくらい!」ですよね。…違いましたっけ。

・(個人のページ)「緑のほう」のイメージのほうになります!
 http://www7a.biglobe.ne.jp/~dft/img/npower_in_l.jpg
 http://livedoor.blogimg.jp/ngage_michi/imgs/3/7/3770da56.jpg
 http://livedoor.blogimg.jp/ngage_michi/imgs/8/0/80d0d969.jpg
 http://livedoor.blogimg.jp/ngage_michi/imgs/6/9/69d3087b.jpg

 …分解したよね? いちどはみんな分解するよね!? そして、内部を見て感動するかしないかで、その後の進路が左右されるとかなんとか。あまり何もわからないうちに分解しても、勉強にはならない感じかなぁ。(個人の感想です!)

※「緑のほう」とは、「ポイントコントロールボックス」など接続する緑色の端子のことです。あしからず。

 15Vや17Vというのは、安全かどうかということより、そもそもそれでじゅうぶんだというような電圧(ひいては既製品のトランスが安いよ安いよ☆)かなぁとの感触にございます。しかし、仮にLED発車標を同軸ケーブル1本で駆動させようとすれば、48Vを検討するかなぁ、という、架空の検討でございます。(あくまで勉強のための架空の机上であります!)

※100Vから「48Vくらい」や「17Vくらい」に下げるときの効率が「80%くらい?」だといって、「50V!」や「20V!」のようにキリのいい数字にはならないのだとの理解でございます。

[3428]
 > ・NECマグナスコミュニケーションズ「BT-eシリーズ」のイメージです
 > > サーマルドット方式
 > > 30mm券発行で約1.5秒

 > 単位が書かれていないのですが、100Vとのこと。電動鉛筆削りとテプラとLEDライトをあわせたくらいだろうとの量感にございます。

 > ・「電動鉛筆削り(20W)」「テプラ(40W)」「LEDライト(7.5W)」のイメージです

 じぶんで設計するわけではなくても、そういう成り立ちが理解できると、どことなく安心感がありますよね。(個人の感想です!)

・「ヤード照明灯(LED)」のイメージです
 https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/811YF7WGruL._SL1500_.jpg

 「照明灯」ですので、あしからず。

・Google ストリートビュー 実物大!「ヤード照明灯」ございます西へ南へ東へ北へ付近ほか
 https://goo.gl/maps/jrTwAmvjep52
 https://goo.gl/maps/setJSAMTvyy
 https://goo.gl/maps/kLF2mK2VKYv
 https://goo.gl/maps/NWgRzxyAzJ52
 https://goo.gl/maps/zLeNn8y1WFC2
 https://goo.gl/maps/44gwT6Z3TVw
 https://goo.gl/maps/76Si2dkD4oo
 https://goo.gl/maps/JTVFyVeNDez

・Google ストリートビュー 「JR給水塔」付近(推定)
 https://goo.gl/maps/mNwkiLsrdd42
 https://goo.gl/maps/jkBpkbqHogG2

 ぬおー…(略)。

・YouTube 「15km/h」とか「45km/h」とか「65km/h」とか「90km/h」とか、しません? 付近(※恐縮です。)
 https://youtu.be/cTckPzr6ego?t=1m15s




 先に鉄道の速度制限の値を知ってから、それを模したほうがリアルかもですよ。実車が「40km/h」を保って走ることは、ほとんどないのではないかなぁ。「1964年の速度感」については[3124]、『150日間で考察』案件(!)については[3089]を参照。

・YouTube VCCIとかアレっスか? …そうっスか。(※恐縮です。)
 https://youtu.be/V0oPg1WN7YI?t=6m41s




・(一財)VCCI協会のイメージです
 http://www.vcci.jp/activity/advertise.html
 https://www.youtube.com/watch?v=nIQg8Q4RugU




・YouTube 「画びょう」「セロハンテープ」「ビニルテープ」「かなづち」付近
 https://www.youtube.com/watch?v=k-tC6j2pmk0




 いっけなーい! かなづち買ってこなくちゃ!(違)

 1.5Vでもじゅうぶんに模せるとの見解でございます。DC12Vでこれをやりますと、(出力が十分に小さいので問題はなくとも、ご家庭内や学習の上での実際的な問題として)問題になりませんかねぇ。

[3134]
 > 簡易な理解のための例え話としましては、洗濯機の脱水運転中にたびたびコンセントを抜くような、そうしたことが一定回数を超えたら、いえ、それでも「お客さま」は疑わず、筐体内での電源ケーブルの接続やハンダ付けが緩んでいて脱水のたびに電源が切れるのではないかと疑って(という理屈で)「E88」などと表示してウンともスンとも(いますぐお電話くださいルルンルン、の意)…といった設計にするのと同じ発想で、基本的にはきわめて安全な設計であります、たぶん。

 そういう意味で、昔ながらのラジオは何度「ぶつっ!!」といおうとも、ノイズがなくなれば元通りでしょうが、最新のデジタルテレビのほうなど、受信回路(など)が壊れたとの一種『判定(と呼ばれる決めつけ)!』が走ってしまって「いますぐお電話くださいルルンルン」になってしまったりしないでしょうか。(あくまで想像です。)


★「LEDマトリクス」のウラ面を「堪のう」する


・ローム「特集:LEDと関連部品技術 LEDマトリクスドライバの技術」(2010年6月10日)
 http://www.rohm.co.jp/web/japan/news-detail?news-title=led%E3%83%9E%E3%83%88%E3%83%AA%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%8F%E3%81%AE%E6%8A%80%E8%A1%93&defaultGroupId=false

・1例としてシャープ「LT-5016M1」ございます付近(1,000円)
 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00039/
 http://akizukidenshi.com/img/goods/2/I-00039.jpg

 > 通販在庫数 628個

 ぬおー(略)。最初からVRAMまでくっついているようなのでなく、本当にLEDだけのコレを見ないと、勉強になりませんよね、わかります。

 32×16ドットで2色の類似品で、LEDの全ドット点灯時の電流が「約1.8A」(5V)との説明がみられます。仮に、「16ドットタイプ!」で「横12字×縦2行!」すなわち12個分の電流は「約21.6A!」(5V)と電卓されましょう。(※あくまで電卓です。)LEDだけで(全ドット点灯時)108Wですよ。お熱いですねぇ。仮に135Wを48Vで給電するなら2.8Aといって、うーん。そういう計算でよかったんでしょうか&本当でしょうか。

・「電線・ケーブルの許容電流表」
 http://www.f-elecom.com/catalog/pdf/furoku/8_01.pdf

 わっ、わかりませーん!(恐縮です。)

・ジトっとデジットさん(シリコンハウス共立)「よくわかる同軸ケーブル」のイメージです
 http://livedoor.blogimg.jp/siliconhouse/imgs/b/6/b661eac6.jpg
 http://blog.siliconhouse.jp/archives/51618208.html

 > アンテナの施工業者さんが持っているケーブルは『5C』が多い

 「5C-FB」くらいで、…どですか? …えーっ。

・エリン、ちゃんと知ってるよ!「ウィキペディアで確かめてくるから、ちょっと待っててね☆」からの「5C-FB」は75Ωでーす!(※恐縮です。)
 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%90%8C%E8%BB%B8%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB

・CQとらぎ!「同軸ケーブルの基礎と選び方」(2004年11月)
 http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2004/11/p122-123.pdf

 > 同軸ケーブルが最もよく使われます。

 DC48Vで3Aほどの電流を重畳しながら数チャンネル分の映像信号を伝送してですね(略)うーん。電光掲示板に「ウラおもて!」があったら6Aじゃないですかぁ&電光掲示板は4台くらいあって24A(1152W)になるじゃないですかぁ。

 そんなクロウをするくらいなら、ふつーに100Vの電源を引きますかねぇ@駅のホームには蛍光灯だってあるんだし。…その発想はなかった!(※あくまで勉強のための演出です。)

・(個人のブログ)「ArduinoでTV出力」
 https://blogs.yahoo.co.jp/many_mids/34720764.html

 > ブレッドボードで
 > D8 470Ω
 > D9 1KΩ
 > をビデオoutとして
 > GND
 > もつないで

 > あっさり画面がでました。
 > おー!すげー

 ぬおー(略)。1960年3月「テレビのようなブラウン管」([3178])も参照。さあさあ▼150mほど引き回して、▼「同じものを4つ以上つくって同時に動かそう」([3333])するのですよ。…えーっ。手元で完結する回路で1個だけつくっても、それはマイコンの実習であって、鉄道のソレを「追体験」([3175])したことにはならないですよね、の意。(恐縮です。)


★【IPX4防沫形】ワイヤレスかく**りき【LM386あり】


 そして、「ちょっとワイヤレスしてみよっか」ですね、わかります!

・共立エレショップ「これは使える!離れた場所に光で音楽を送信!赤外線方式音楽送受信キット MK-159」(1,492円)のイメージです
 http://eleshop.jp/shop/g/gH3A111/
 http://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_MKDC/PHOTO/mk159b.jpg
 http://www.kyohritsu.jp/eclib/OTHER/KIT/CNET/mk159manual.pdf

 > このマイコンキットドットコムのMK-159 これは使える!離れた場所に光で音楽を送信!赤外線方式音楽送受信キットは、赤外線LEDと赤外線受光素子を使用して離れたところに音を送ることができる送受信機のキットです。

 えっ…。もっかい、いいっスか?

 > このマイコンキットドットコムのMK-159 これは使える!離れた場所に光で音楽を送信!赤外線方式音楽送受信キットは、赤外線LEDと赤外線受光素子を使用して離れたところに音を送ることができる送受信機のキットです。

 えーっ…。

 要するに(※)「光デジタル端子のアナログ版!」なんですけど、これを実際につくるとよくわかるです! …たぶん!!

 > 赤外線LEDから送信された音信号を受信しますので正しく受信できるように角度を調整し、実装してください。

 > LM386オーディオアンプIC

 こう、なんの変調もせずダイレクトにピカピカさせて、受光したソレをそのままアンプするんだというキットだということです。懐中電灯と太陽電池で実験させるソレの現代版ですね、わかります! 送信側にはチャ****を防ぐ回路とボタンをつけて、受信側ではデジっとデジタルにHighとLow(の電圧)を出力するICなどと差し替えて、『リモコンロボット!(ワイヤレスだよ☆楽しいよ)』([3106],[3129])に応用してみようではありませんか!

・同「FMワイヤレスマイクキット FW-208」(1,728円)のイメージです
 http://eleshop.jp/shop/g/g401055/
 http://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_WL/PHOTO/fw208ab.jpg

 > 送信周波数は76〜108MHzに調整可能、実用距離は遮閉物や障害物により変化しますが約40〜60m程度となります。※ノイズが乗るため電源にはACアダプタを使用する事はできません。 電源は必ず電池をご使用ください。

 かなりむずかしいキットだという印象ではございます。「38kHz」([3298])で模擬するだけで勉強になった気になって…いいっスか? えーっ!

 FMでやるなら、こう、受信レベルの測定もしないとですね! …エーッ!!(あくまで自由研究です。)水槽に入れてみたり、木箱に入れてみたり、粘土…そっちですかっ!(歩き回って受信レベルを測って減衰のようすを明らかにする代わりに、送信側を遮蔽物に入れてみて材質ごとのソレを調べるほうが実験しやすいですよね、の意。)

・「AM/FM DSP ラジオ TK-739」(2,040円)のイメージです
 http://eleshop.jp/shop/g/gH46411/

 うーん。(自由研究には)豪勢すぎるんです。「すみません(見なかったことにします)」しちゃって、いいっスか?(スミマセン。)

・1例として「SHR01BL」(800円)のイメージです
 http://joshinweb.jp/sound/292/4966307003747.html
 http://dist.joshinweb.jp/emall/img/sm/JSN_C00001/middle/49/66307/4966307003747A.jpg

 > 防水構造:有(IPX4 防沫形)

 うーん。中身を入れ替えて、「IPX4防沫形ワイヤレス呼び出しボタン!」などと(略)…わわっ、Yザワさーん! …すみませーん。

・(参考)共立エレショップ「SI-7115B ステッピングモータ実験+パルス発生器セット▲航空便不可▲ SI7115B-EXP-SET」(1,000円)のイメージです
 http://eleshop.jp/shop/g/gG4U411/

・(参考)同「ピンポンチャイムキット CY-1MB」(1,188円)のイメージです
 http://eleshop.jp/shop/g/g401429/
 http://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_SND/PHOTO/cy1mbb.jpg
 http://www.kyohritsu.jp/eclib/WONDERKIT/MANUAL/cy1mb.pdf
 https://www.youtube.com/watch?v=84ppxUp0WP0




 > IC1の2個のゲートによって約0.3秒のパルス波形
 > 4011

 > IC2の6番ピンの出力の立ち上がりと立ち下がりのエッジから(略)減衰波形
 > IC2のインバータを用いたアンプ
 > 4069UB

 電子チャイムについては[3453]も参照。回路の意味をわかってから、(ピンの配置と電圧が異なる)74HC00・74HC04で組み直すというようなのが、とっても勉強になりそうだと思いました。(…なぜに「過去系」だし!)


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(約11000字)

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