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とことんやさしいドローンの本

エンベデッドシステムスペシャリストの問題では、無人飛行機やらハイブリッド
帆船、無人海底探査機など、遠隔操作や自動制御で飛行機や船を動かす制
御の仕組みが、ここ最近よく出題されている。

ドローンについても、何時出題されてもおかしくない状況になっているので、
ドローンについて書かれた本を探していると、トコトンやさしいシリーズが
図書館にあったので借りてみた。

この本では、私が知りたかったドローンの仕組みだけではなく、実際にドロー
ンを飛ばすにあたり知っておかなければならない、飛ばし方や把握しておか
なければならない法令、安全に飛ばすための点検整備、どういうトラブルが
起こるのかトラブった場合は何をしなければならないかなどについても書か
れていた。

例えば4つのマルチコプタのドローンでは、4つのプロペラを同時に同じ回転
数で回すと上昇や下降をするが、左半分と右半分もしくは前半分と後半分
で回転数を変えると前後左右に移動し、左前と右後ろといった対角の回転数
だけをあげるとドローンが回転するようになる。

こういった回転も、風などでバランスが崩れたらそれをセンサが感知して、自
動で体制を立て直せるようになり、GPSやコンパス、ジャイロスコープなどの
センサ技術を搭載できるようになったおかげで、昔のラジコン飛行機のような
操作の難しさがなくなったこともあり急速に普及したという。

そういったセンサ技術やら、リモコンを使った遠隔制御と自動制御の切り替え
など、まさにエンベデッドシステムスペシャリストの過去問でも問われており
出題される問題を想像しながら読んだ。



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[ 2017年03月30日 04:59 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

交流のしくみ

「交流のしくみ」というタイトルの本ではあるが、交流を知るためには、ちゃんと
直流についても理解しなければならないので、本の最初の1/3は電気について
直流をベースに解説してくれているが、これがなかなかわかりやすい。

高校のとき、コイルの自己誘導とかいまいちよく理解できず、苦手だった印象
が残っているが、この本の解説を読んで、きちんと理解できた。

電流を流すことによって、コイルから磁界が発生するが、それを妨げる磁界が
発生するため、電源をつけてもすんなりと電流が流れないようになっている
ということである。

あと、三相交流の話では、単に電流や電圧の向きが時間の経過の中が交互
に入れ替わるという話だけではなく、3本の電線に120°づつ位相をずらした
交流の電圧をかけた場合、3本の両端で電圧、電流の和が0になる。

これにより大電力送電に適していたりするらしく、また、回転する磁界が得ら
れるため、これを応用して交流モータが作られていることがわかった。

3phase_AC_wave.gif
三相交流電圧の波形



あと、インバータ。

論理回路でNOT回路のことをインバータというが、直流を交流にする技術も
インバータというのはなぜなのか、ということがエンベデッドシステムの勉強
のときには分からなかったっが、
「電圧を変換する」といえば、昔は、交流から直流にするしか用途がなかった
という歴史がずっと続いており、20世紀後半ごろから直流から交流に
「逆変換」する技術が生まれ、「逆」だからインバータと呼ばれるようになった
とのことである。

インバータは弱電の世界では、デジタルをアナログに変換するが、強電の
世界では直流を交流にすることというのは、私にとって、いい発見だった。

40代のおやじなら

「とりかえるーならインバータ、ナッショナルーのインバータ」

というCMが記憶にある人が多いと思うが、このインバータ技術により、世の
直流モータは、回転数や向きを制御しやすく小型化可能な交流モータに
置き換わっていったのである。

あの、CMが時代の転機の一つだったのかと、しみじみ思う、旅好きおやじ
であった。






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[ 2016年10月29日 04:19 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

トコトンやさしい発電・送電の本

原発問題の解決方法の一つとしてGTCC(ガスタービンコンバインドサイクル)
発電という物があると知った。

GTCCは火力発電の一種である。

私の頭のなかでは、火力発電というのは石油を燃やしてその熱を使って
電気を起こすと漠然と思っていたのだが、認識が全然甘いことを、この本
を読んで知った。

まず、最近の火力発電の主流は石油ではなく天然ガスであること、また
過去の遺物と思われた石炭も技術が進みガス化できるようになり、
効率よく、クリーンに発電できるようになったという。

そして、GTCC。

従来の火力発電では、燃料を燃やして水を沸騰させその蒸気でタービン
を回すものだったのだが、さらにその燃料を容器の中で燃やすことによ
る熱風でタービンを回すことにより、発電効率が従来の1.5倍に高められ
るという。

これにより、原発分の電力量はまかなえるという。

あと、水力発電についても、へーっと思ったので書いておくと、電気って
貯められないので必要な電気需要を見越して発電しなければならない。

水力発電の場合、昼間に水を高いところから低いところに落とすことに
より発電するが、その落ちた水を夜の間に高いところに組み上げるという。

たしかにこうしておけば、電気代の安い夜の間に電気エネルギーを位置
エネルギーに変換し、電気代の高い昼間にまた位置エネルギーを電気
エネルギーに変えられるので経済的であるという。

何も、電池だけがエネルギーを貯める方法ではないということで、
へーっと思った。



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[ 2015年09月09日 04:04 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

Newton 注目のハイテク35

Newtonの「ハイテクの世界」の続編のムック本である。

本を読んで笑ったのは、去年のブログで「自動販売機では両替できなくなった?
というタイトルで記事を書いたのだが、その答えが書かれていた。
1997年頃に韓国の500ウォン硬貨を投入し、返却レバーを引き500円玉を取り出す
という犯罪が流行り、これを防止するために富士電機が投入硬貨を一時保留して
返却仕組みを開発したとのことだった。

あと、国産の旅客機が三菱で開発されている話とか、ビデオカメラの手ブレ防止の
ために、手ブレ防止用のレンズが手ブレを打ち消す方向に動くように制御されてい
る話、羽なし扇風機の流体力学を駆使したローテクのようなハイテクのような機器、
高層ビルの高さの限界は1600mまで、ビルの固有振動数はビルの高さ×0.02~3[秒]
なので、地震と共鳴しやすいのは100m~200mの建物で、300m以上のビルは地震
よりも風対策のほうが大変であること、車間距離4mで時速80kmで4台連なって走る
自動運転車など、驚きの技術の紹介もあった。

GPSとか、フラッシュメモリ、タッチパネル、ドローンなどの話は他の本でも読んだこと
があるので知っている話だった。



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[ 2015年01月23日 04:19 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

Newton ハイテクの世界

このブログにたまに遊びに来てくれる風太さんのおすすめの本で、図書館にあっ
たので予約して借りた。

エンベデッドシステムスペシャリスト試験で出てきた、高機能トイレとか電動アシ
スト自転車といった電子機器的なハイテクは参考になった。

この本を読んで良かったと思うところは、エンベの試験で出てきそうなところも
そうであるが、他にも、MISORAという超音速飛行機や、温室効果ガスの測定技
術のパラダイムシフト的なハイテクが面白かった。

まず、超音速飛行機のMISORAである。超音速飛行機といえば、コンコルドが
既に実用化されている(いた?)のだが、音速を超えると衝撃波が出てしまうの
で、それほど普及していなかった。MISORAは2枚の羽根をつかっており、衝撃
波同士を打ち消し合わせ騒音を押さえることができるという。

もう一つ面白かったのは、温室効果ガスの測定の話で、測定器は今まで地上に
あり、北半球に282ヶ所しかなかったのだが、
「温室効果ガス測定センサ」という、地表面に跳ね返った太陽光の中の赤外線を
観測することにより、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの濃度を割り出す
ことができるようになり、今では地球上くまなく56,000地点での観測が可能になっ
たという。

こうやって思いもよらない方法で、どんどん技術が発展していくものなのだと改め
て実感した。



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[ 2014年12月28日 04:09 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(2)

ボクのArduino工作ノート

ArduinoでLEDを点滅させたり、輝度を調節するといった電子工作をひと通りやって
みたので、応用パターンの本を探しているとカラーでわかりやすそうな本があった
ので買ってみた。

基板はブレッドボードではなく、ユニバーサル基板を用いてハンダ付けをすること
が前提の説明だったので、すぐに試してみることはできないものだったが、読むだ
けでも色々とためになった。

電子部品にも5V対応のものと、3.3Vのものがあり電圧を制御して使ったり、センサ
の値を1つ拾うのも、発振、電流-電圧変換、整流、増幅などの回路があってできる
ことなど、電子工作としては基本であるが、私が知らなかったことが把握できて
よかった。

情報処理試験にも出てきた、7セグメントLED(6本の線とピリオドで数字を表すパ
ネル)の制御を始め、カラーLED、温湿度計、大気圧計、加速度計、学習リモコンや
人体検出などの解説がされていた。

この本に書かれていることがマスターできれば、家にあるリモコンで動く機器に対
して、自分が家にいるときはスイッチをONにして、いなくなるとOFFにするような
芸当もでき、かなり実用的である。

ただ、ここまで自分で考えながらやるには習得に時間がかかりそうである。




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[ 2014年12月14日 04:53 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

トコトンやさしいメカトロニクスの本

初心者にもわかりやすく、電子機械制御について書かれており、私にとって色々な
発見のあった良本である。

メカトロニクスという言葉もあまり聞き慣れない言葉であるが、メカニクス(機械工学)
とエレクトロニクス(電子工学)を組み合わせて作られた和製英語で、確か、私が昔
担当した部署名にメカトロニクスとついていた。

この本では、まず、電気湯沸しポット、電気炊飯器、電気洗濯機の制御の違い、
それぞれ、オン/オフ制御、プログラム制御、シーケンス制御について説明があり、
さらにセンサを使ったフィードバック制御について説明してくれていた。

これは、制御を初めて学ぶ人向けにもわかりやすかった。

センサについても、単にセンサの紹介ではなく、動作原理について回路とともに
書かれていたことで、センサとは外部の物理的変化により電気抵抗が変わる物質
を利用して、回路のある部分の電位の値から量を測定するものだとわかった。

抵抗の変化以外にもセンサによって以下の現象を利用しているようである。

抵抗の変化: 圧力センサ、ひずみゲージ(加速度センサ)、ポテンションメータ、
         サーミスタ、Cds
電圧の発生: 圧電センサ(加速度センサ)、タコジェネレータ、
電気容量: 静電容量型加速度センサ
電流の発生:フォトダイオード




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[ 2014年11月27日 04:08 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

トコトンやさしいプリント配線板の本

電子部品に関する本はよく見かけるが基板に関する本はなかなか見かけないの
だが、図書館にあったので借りてみた。

電子基板には、無数の電子部品がつながっているのだが、素人から見るとあの緑
の板が重要な役割を果たしているとはなかなか思えないものである。

しかし、プリント基板がなければ、ボードの上にある電子部品をいちいち配線しなけ
ればならないという恐ろしく非効率な作り方になってしまうのである。

少し考えれば気づく話だが、素人からするとそんな発想はないので、プリント基板
の凄さもイメージ出来ないのである。

あの基板も単純なものだけではなく、緑の絶縁材は電気特性、耐熱性、耐薬品性
などの違いでいろいろな素材が合ったり、銀色の導電材の銅箔も表面が亜鉛や
ニッケルで表面処理されていたり、導電材・絶縁材が何層にもなっていたりで、
かなり色々なテクノロジーが盛り込まれたものだということが理解できた。



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[ 2014年11月23日 04:31 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

Arduinoをはじめてみた

電子工作をするために、AmazonでArduino UNOと、「Aruduinoをはじめよう」と
いう簡単そうな本、そして、Arduino UNOと、この本に出てくるパーツ一式が揃っ
ているキットを購入した。

自分にとって未習得の言語のプログラムなんて、10年以上ぶりぐらい久しぶり
だし、電子部品の工作と組み合わせてやるという初めての試みだったので、結構
手こずってしまった。

インターネットからArduinoの統合開発環境(IDE)をダウンロードしてスイッチを
押している間、LEDを着けた状態にするというプログラムを組むことにした。

プログラムを組んだあと、ブレッドボードというツールの使い方が良くわからな
いまま、タクトスイッチ、抵抗、LEDを追加しジャンパー線で接続した。

プログラムの内容

// ボタンが押されているときにLEDをつけるプログラム

const int LED = 13; //デジタル13ピンにLEDにつなげる
const int BUTTON = 7; //プッシュボタンが接続されているピン

int val = 0; //入力ピンの状態がこの変数に記憶される

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT); // ArduinoにLEDが出力であることを伝える。
  pinMode(BUTTON, INPUT); // BUTTONは入力に設定
}

void loop() {
  val = digitalRead(BUTTON); //入力を読み取り、変数valに格納

  //入力はHIGHボタンを押されている状態か?
  if (val == HIGH){
    digitalWrite(LED,HIGH); //LEDをオン
   } else {
    digitalWrite(LED,LOW); //LEDをオフ
  }
}


ブレッドボード
P-05294.jpg 

タクトスイッチ
tact_1273_size.jpg 

ジャンパー線
C-05371.jpg 

といった初めて見る部品と、抵抗、とLEDをつなげたのである。

すると、LEDが5~6回点滅して消えてしまうのである。


いろいろ調べてみたところ、IDEの設定がAruduino UNO用ではなかったので、設定
を変更した。

これで一応LEDはずっと点灯する状態になったが、今度はスイッチを押してもLEDが
点きっぱなしとなった。

スイッチの故障かと思い、タクトスイッチについて調べてみると、縦と横の接続
を間違っていたようである。

スイッチをちゃんとつないだあと、スイッチを押してみると若干LEDが暗くなる
ものの消えてくれない。

更に調べると、ブレッドボードの使い方を間違っていたのである。
ブレッドボードを横にすると、穴の縦の並びは導通するのだが、縦の並びが違う
とつながらないという基本的なことすら知らなかったので、本にある挿絵を見て、
適当につないでいたのである。

このため、ブレッドボードにつながっていた抵抗が効いておらず、スイッチを
押してもLEDに流れる電流の量がほとんど変わらず、LEDがほとんど消えなかっ
たのである。

抵抗を正しくつなぐと、ようやくスイッチを押すとLEDがつき、離すとLEDが
消えるようになったのである。

これだけの苦戦をしてようやく、私に処女作の電子工作が完成した。

また、抵抗という部品の役割も実感することができた。

20141104-01.jpg





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[ 2014年11月14日 04:24 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(2)

ArduinoとRaspberry Pi

私は組み込みの実務経験がないのだが、次の春にエンベデッドシステムスペシャリスト
試験に再挑戦する。

試験に合格するためだけの勉強にならないように、関連する書物を読んだりはしているが、
本で得られる知識には限界がある。

そんななか、ネットを調べてみると、いまどきの趣味としての電子工作として、修得の
容易さから「Arduino」と「Raspberry Pi」という基板を使ったものが主流らしい。

ArduinoとRassbery Piの違いとして、一番大きな違いはArduinoはMCU(マイクロコントローラ)
というプロセッサ的なものなのに対し、Rassbery PiというのはLinuxのOSを搭載した
小さなコンピュータである。

値段は30ドル台とほぼ同じ価格であるが、プロセッサはRaspberry PiはArduinoの40倍速く、
RAMは128,000倍も違う。

とはいえArduinoのほうが、細かな制御ができたり、簡単なプログラムで色々なことがで
きるので、組み込みを勉強するならArduinoの方が良さそうである。

Arduinoを購入し、勉強のじゃまにならない程度に色々と遊んでみたいと思う。


Arduino
250px-Arduino_Duemilanove_0509.jpg

Raspberry Pi
200px-Raspberry_Pi_Photo.jpg


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[ 2014年11月09日 04:02 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)
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プロフィール

旅好きおやじの日記

Author:旅好きおやじの日記
職業はIT関係です。
趣味は海外旅行(21カ国制覇)、読書、資格取得です。
取得した資格は以下のとおりで、半分趣味のようになってます。
情報処理(ITストラテジスト,システム監査,プロジェクトマネージャ,アプリケーションエンジニア,テクニカルエンジニア(システム管理),テクニカルエンジニア(データベース),ネットワークスペシャリスト,セキュリティアドミニストレータ,1種,2種)、元PMP、ITIL V3 Foundation、Oracle Master Gold、日商簿記1級、建設業経理士1級、英検2級

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