nabeの雑記帳

某所にて「タクトスイッチはどうしてカチカチ音がするのか」という話があって、気になったので分解してみました。

エネループは大きさ比較用。わん曲した金属板をペコペコさせるタイプの接点でした。この金属板がペコペコするときの音がカチカチときこえるというわけです。

たまに接点動作がおかしくなるキーボード（苦笑）の接点がこのタイプでした*1。金属板が曲がった状態（中央部が薄く伸びた状態）で癖がついているので、水平になることなく「凹」か「凸」のどちらかになります。

フィルムが実は重要で、ゴミとか入ったり湿気で接点が腐食することを防いでいます。

とある電子部品メーカーにつとめる友人から聞いた話。

大手のメーカーとかでもその部品の使い方がよくわかってないんだそうな。仕様・周辺温度とかだけ気にして、内部の仕組みとかをしらないからおかしな設計をしてしまう。

仮にモーターだとすれば、モーターに定型の駆動回路（MOSスイッチ等々）を付け加えたやつをがつんとくっつけてあとは知らない。回路設計を終えると、実装設計はノータッチ。実装のとこを考えて回路が設計されてないから熱設計や設計面積などで問題が出るけど、そういうところまで気にしてない。モーターをそんな位置形で固定するなよという失敗をする。

アマチュアの工作は回路を設計して、基板に実装して、ケースに入れるところまで考えて作るモノだけど、プロの世界ではそこが細分化されているため回路設計・実装・ケーシングを別々の人が担当して、それぞれ自分のところしか知らないからどうしょうもないって話でした。*1

物作りの現場で大域的な見方をする人が少ないって話は以前から聞いてましたけど、国内大手メーカーとかでもそういう現象起こってるらしい……。

なんだかなあ。

いきさつ

ゲーム用にSMART JOY PAD 3PlusNってのを使って、プレステのゲームコントローラーをPCに接続していたのですが、

• 2口あるうち2口とも差しておかないと、刺さっていないポートのカーソルが勝手に動く
• なんとなく反応が遅い気がする

という感じで買い換えを検討していました。ネットで検索してみたところ、どうも秒間のスキャン回数（入力回数）が少ないらしいということで、評判のいいサンワサプライのJY-PSUAD11を購入しました。

届いたので早速使って「たしかに気持ち反応がいい」と楽しんでいたのも束の間、１時間後に故障しました（汗）。USBゲームパッドとしては認識しているものの、PSパッド側の入力を何も受け付けないという状態です。

明らかに初期不良。またですよ、ほんとに。最近多いなあ。返品すればいいのですが、実売900円のものをAmazonに返送して交換とか面倒くさい……。というわけでいつもどおり分解しました（笑）

分解と故障の原因

どうみても融着されてましたが、マイナスドライバー突っ込んで無理矢理分解しました。リード線の付け方が汚い。中国生産でしょうが、それにしてもこのハンダ付けは汚すぎないか……。ホットボンドも適当すぎるし。

次は４枚目の拡大ですが、原因はここでした。基板上に余ったリード線が回路（手前のチップ抵抗とか）とショートして動作不具合。あり得ない故障です。

あまりにリード線のハンダ付けがひどかったので、故障防止のため全部のリード線をハンダ付けしなおし閉じました。動作は快調です。この値段で入手できるのだからあんまり文句を言うものではないのでしょうが、ここまでひどいハンダ付けは久しぶりに見ました。ネットで故障（初期不良）報告が多いのも頷けます。

せっかく性能のいいもの作っても台無しですよね。さすがにここまでひどいハンダ付けを製品パスさせるなよなあ……。

回路の変更？

ネット上のごく少数のサイトで「入力信号を抵抗に通すと音が良くない(まぁ、確かにそうではあるんですが…)」と書かれている所為により、どうやらここの部分をキャンセルしてしまっている人が多いようです。

評価回路で正常な動作が見込めないケースについて。（司さん）

耳の痛いお話で……。

少数のサイトってこのサイトを含めたことなのですが、一応こちらでも注意しておきますとどのサイトのものでも回路は無闇に変更しませんように。

他のサイトの方がどうお考えかはわからないので、このサイトでのお話をしておきます。アンプ等をまとめた記事に書くときは*1、Ｌ性を持つ入力や色々な容量のコンデンサ、コイル、ヘッドホンやイヤホンなどの複数接続、抵抗・コンデンサ・コイルの並列／直列接続などで入念に確認を行い、矩形派の応答をみるなどして、通常想定される使用ではほぼ発振しないことを確認した上で公開しています。*2

簡単・単純に見える回路構成でも、説明には書かれていない、動作の安定性を担保するための工夫が隠れていることがあります。ですから、無闇に回路や電源電圧を変更すると、想定外となりうまく動作しないことがあります。

このサイトでは、なるべく丁寧に回路変更時の考え方をフォローするよう心がけていますが、それが書かれていない場合は「基本的には変更しない」ということを気を付けてください。

例えば

直列抵抗による音質劣化と抵抗バイパスの話がやり玉にあがっていますが、それをやっていいケースとやってはいけないケースがあります。それは回路によります。

ついでに言うとA47式というのは、何も考えずに組むと比較的発振しやすい回路です。それはオペアンプを２段重ねたことによる動作不安定の増大*3と、A47の「47」の名前の由来となっている出力の47Ω（51Ω）前後の抵抗が、オペアンプをさらに不安定にしています（参考情報）。

ネットに公開されている回路図というのは、意図して設計された値のものが多いので、あまり無闇に回路や電圧を変更しない方がよろしいと思います。もしくは、変更してうまく動かないときは「元回路図」に戻しましょう。

諸事情でEAGLEというPCB CADでプリント基板引いてるんですが、使いにくくてしょうがない。PCM2702 DACはMBEで引いたんですけどそっちの方が効率がいい。

• EAGLEの良い点
  • Netlistがあるため、回路図の接続と基板上の接続に齟齬がでない。
  • 部品機能で、部品を部品として１単位で扱える。
• EAGLEの悪い点
  • どんなに簡単なものでも、シンボルパターン、パーケージパターン（基板パターン）を作成し、相互に端子を結びつけなければならない。部品登録が面倒くさい。
  • PCB設計時の初期状態の端子接線がうざすぎる。

久しぶりにEAGLEを使ったら、PowerとかINとかOUTとかSupとか端子に属性を設定できるようになってたんですが、よく勝手が分からず設定したら当たり前だけどエラーで怒られた。出力端子が電源に繋がっていると怒られたり……いやそこ電源のスイッチだから*1。それ以前の問題として、ピン属性設定自体が面倒くさい。ただでさえ面倒くさい部品作成の面倒くささに拍車をかけてくれます。

これは無視すればいいのですが、困ったのはPCB設計時の初期状態の端子接線がうざすぎる。部品配置やクロスがない配線や綺麗なパターンをを考えるのにものすごく邪魔。

MBEは回路図から部品配置と信号線の引き回しを最優先しなからパターンを考えるのにとても便利。

• MBEの良い点
  • シンプルで余計な制約がなくとても快適。
• MBEの悪い点
  • Netlistがない。
  • 小数点精度があと一桁欲しい。
  • ２点間を曲線（円弧）で引くことができない。

そもそもライブラリ（部品）の概念だけあれば、Netlist要らない。Netlistがあったって間違えるときは間違えるし、Netlistなくたって普通に基板起こしてれば繋ぎ間違えないし。*2

MBEには小数点以下４桁の精度があるのですが、ちょっと困ることがあります。それはインチピッチ基準で設計しているとき。

2.54(100mil) → 1.27(50mil) → 0.635(25mil) → 0.3175(12.5mil) → 0.15875(6.25mil)

最後の 0.15875 が精度落ちして 0.1587 になってしまいます。0.3175より狭い単位は基本的には作らないのですが、設計上の都合で配線を詰めているとき、その中間位置をうまく取りたいことがあります。保持精度は４桁でも、ピッチ精度を0.15875にしたとき、きちんと0.15875で処理してくれると間取りが楽になります。

やばい、MBEのこと書いてたらMBEを使いたくなった。事情なのでEAGLEですけど、MBEほど凝って設計する気はおきないよなあ、コレ。