【ワレコの電子工作】抵抗やコンデンサの計測に便利なテスター用冶具を作成【使い易い】

この記事は約17分で読めます。
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写真 100W級半田ゴテのヒーター部分を素手で持つ猛烈半田付け女子

さて皆さん、

浜村淳です。

いやワテです。

ワテも素手で半田ゴテを握れるくらいの半田付け達人に成りたい。

 

さて、皆さんはテスターで抵抗値を測定する時に下写真のような不安定なやり方をして上手く測れないのでイライラしているのではないだろうか?

写真 赤黒のテスター棒をリード型抵抗に当てて抵抗値を測定したいがテスター棒が外れてイライラする例

当記事では、テスターを使った抵抗やコンデンサの計測に革命を起こす予感がする画期的なアタッチメントを作成する事が出来たので紹介したい。

費用も約300円くらいで出来る。

ワテのこの記事が世間に公開されると、電子工作業界に一大センセイションを起こす事は必至だ!

では、本題に入ろう。

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電子工作素人の人がやる抵抗測定やコンデンサ容量測定の例

まあ電子工作素人の人が良くやるのが下写真のような危なっかしいやり方だ。

テスター棒を抵抗やコンデンサのリード線に直接当てて抵抗値や容量値を計測しようとする。

写真 積層セラミックコンデンサのリード線に赤黒テスター棒を当てて容量計測する初心者の例

上写真のようなやり方だと、テスター棒がツルっと滑ってリード線が離れてしまう。その結果、テスターでの計測が上手く行かないのでイライラ。

そう言う場合には、下写真のようなテストクリップを使う人もいる。

写真 ICテストクリップをテスター棒に挿して使っている例

三和電気計器さんの製品が有名だ。

あるいは先端にミノムシクリップが付いている製品もある(下写真)。

ワテの経験で言うと、業務でも趣味でも電子工作をやっている人の9割以上はこんなやり方で抵抗値や容量値を計測している。

まあ、それでも悪くはないが、細いリード線にテストクリップを二個も引っ掛けるのは面倒だ。

ワテの場合は、何らかの電子工作をする場合には、抵抗もコンデンサも半田付けする前には必ずテスターで値を計測するようにしている。

もちろんワテは抵抗のカラーコードは読めるし、コンデンサの474などの容量表記も読めるが、それでも念のために値をテスターで計測するのだ。

474 = 47x10[pF]= 470、000[pF]= 0.47[μF]

その理由は、万一、いや億一くらいの確率で、不良品が混じっている可能性も無きにしも非ずだからだ。あるいは、目視で読み取った474などの表記を一桁間違えるうっかりミスも時々ある。半田付けする前に抵抗値や容量値を計測しておけば、半田付けが完了した電子回路の動作確認した場合に正常動作しなかったとしても、少なくとも抵抗とコンデンサは正しい値のものを付けていると言う確証が持てる。

その結果、電子回路が動かない原因を究明する場合には、抵抗やコンデンサの間違いは疑う必要が無いので、原因の特定作業がやり易いのだ。

と言う訳で、ワテの場合には、毎回テスターを使って抵抗やコンデンサの値を測定しているのだ。

つまりまあ、パーツのリード線に当てたテスター棒がツルっと滑ってイライラしている電子工作素人とは実はワテなのだw

あかんがなww

そんな問題を解決すべく、三日間瞑想してアイデアを練ったら、画期的なアイデアが閃いた!

強力ネオジュウム磁石を利用した抵抗・コンデンサ測定ステーションを自作する

ワテの場合、このところネオジュウム磁石を使った画期的な機器を多数自作している。

軽バン(ハイゼットカーゴ)用の高級感が漂うウォルナット風木製網戸

軽バン用の目隠しシェードカーテン(巻き上げ式)

LED強力照明

半田付けお助け孫の手バーベキュー串

などだ。どれもネオジュウム磁石を応用した画期的な作品なのだ

そんなネオジュウム磁石を使ってテスター計測作業をやり易くするアイデアが閃いたのだ!

電子部品のリード線は鉄が含まれているものが多い

下写真のように、電子部品のリード線には鉄分が含まれている場合が多いので、強力ネオジュウム磁石に吸い付くものが多い。

写真 ネオジュウム磁石にくっ付いている抵抗やコンデンサ。ダイオードは付かなかった。

上写真では、抵抗と積層セラミックコンデンサが磁石に吸い付いて空中に浮遊している。ダイオードのリード線は磁石には吸い付かなかった。積層セラミックコンデンサは秋月電子通商の通販で買った村田製作所製だ。

確かこのダイオードも秋月電子で買ったやつだ。

汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007(20本入)
[1N4007-3485]
通販コード I-00934
発売日 2005/05/05
メーカーカテゴリ PANJIT INTERNATIONAL INC.(パンジット)
一般整流用ダイオード■10D1や10E1の相当品としても使えます。
※1パック=20本入りです。

■1000V1A
■VF:1.1V(1A時)

秋月電子の汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007(20本入)の情報

磁石に吸い付かないと言う事は、リード線が鉄以外の銅、アルミ、スズなどの金属なのかな?まあそれは調べていないので分からないが必ずしも磁石に吸い付くとは限らないパーツが有るという点は注意しておく必要がある。

強力ネオジュウム磁石を利用した抵抗・コンデンサ測定ステーション製作過程の紹介

100均のキャンドゥで木箱を買って来た(下写真)。

写真 100均キャンドゥで買って来た木箱にネオジュウム磁石とテスター棒挿し込み端子を取り付けた

ネオジュウム磁石はネット通販でも沢山売っているし、ヤフオクなどでも入手可能だ。あるいは100均にもあるが、ワテの近所のダイソーやキャンドゥには円形のネオジュウム磁石は有ったのだが板状のものは見付から無かったのでネット通販で購入した。

例えばこんなやつ。

だいたいどのお店でも一枚数十円で入手出来る。

 

木箱にΦ6ミリの穴を二つ開けてテスターピンを差し込めるソケット(チップジャック)を取り付けた(赤、黒)。

こう言う赤、黒のやつを数個常備しておくと、ちょっとした計測冶具を作成する時に役立つ。

あるいはサトーパーツ製でも良い。

ネオジュウム磁石は両面テープで貼り付けた

下写真のようにネオジュウム磁石は木片の上に両面テープで貼り付けている。

木片は木箱に木工用ボンドで貼り付けている。

写真 木箱に木片を二個貼り付けてその上にネオジュウム磁石を両面テープで貼っている

磁石を木片の上に載せて高さを3cmくらい木箱から上げている理由はこの後で説明する。

 

木箱の蓋には配線を通す為の二個の穴を開けた(下写真)。

写真 木箱の蓋には直径3ミリの穴を二つ開けた

磁石とテストピンジャック端子までの配線を行う

下写真のような細い銅線に取り付けられる圧着端子を持っていたのでそれを使って配線する事にした。

写真 銅線用裸圧着端子 R0.3-3N(ニチフ)

ワテの場合、圧着端子はニチフさんのやつを数種類持っている。上写真の小型プラスチックケース入りのやつなら沢山入っていて割安なので一つ買っておけばいざと言う時にいつでも使えるのでお勧めだ。

圧着端子をリード線に取り付けて鍋頭木ネジ3X10サイズで固定した(下写真)。

写真 磁石の表面にアルミテープを貼ってそのアルミテープに圧着端子を木ネジで固定した

上写真のようにアルミテープをネオジュウム磁石の表面に貼り付けた。

と言うのは、磁石に直接電線を半田付けをするなどは困難だし、磁石に穴を開けるのも難しいのでアルミテープを貼ってみたのだ。アルミテープを貼ってもネオジュウム磁石は強力なので、問題なく鉄製のリード線は吸い付く。

上写真のニトムズ製アルミテープはお勧めだ。ニトムズさんは何と言っても包装材料・半導体関連材料・光学フィルムなどの製造大手の日東電工の関連会社なので、その会社の製品ならメイドインジャパンだ。ワテの場合、この手の材料は、極力は怪しげな中華製は買わない。どんな有害な化学物質が入っているか分からないし。

まあこの辺りの工作は自由に変更しても良いだろう。アルミテープでも良いし、銅箔テープでも良い。

あるいは磁石にネジ穴が開いているタイプならそのネジ穴に圧着端子をネジ止めすれば良いので金属テープの類を張り付ける必要は無いだろう。

あるいは磁石の下にリード線を入れて押さえ込む方式なら圧着端子を使う必要もない。

リード線を半田付けする時にワテ自作お助け孫の手バーベキュー串が大活躍

さて、下写真に示すワテ自作のバーベキュー串を利用したパーツ・配線押さえ冶具はとっても便利。

今回の工作でも下写真のようにステンレスバーベキュー串の先端で黒いリード線を押さえておいて、半田付けを行った。

写真 ワテ自作バーベキュー串利用パーツ固定冶具でリード線を固定

半田付け作業では、パーツやリード線をしっかり固定した状態で半田付けを行うのが基本だ。パーツ、リード線をしっかり固定しておいて、自由に動かせる左右の手で半田と半田ゴテを持って短時間で半田付けを終えると綺麗に仕上がる。

ところが素人の場合には、パーツやリード線を左手で押さえながら右手で半田ゴテを持って、コテの先端に溶かした半田を付けて半田付けするなんて言う邪道なやり方をしている人も多い。

まあ、そんなやり方だと必ず失敗するし、何秒も半田ゴテを当ててこねくり回していると綺麗には仕上がらない。ワテの場合には、18Wと25Wのコテを使い分け、パーツに半田ゴテを当てるのは2秒以内と決めている。5秒も10秒も当てていると熱でパーツを破壊する確率が高いからだ。

と言う訳で半田付けを綺麗に成功させる秘訣は、下写真に示すワテお勧めの自作ツールを作成して、半田付けをしたいパーツやリード線をしっかりと固定する事だ。

写真 ワテ自作の半田付け用固定ツールでリード線をしっかりと押さえている例

上写真のように、バーベキュー串付属のステンレス製金具を前後にスライドさせる事によって、串先端に掛かる荷重を調整出来るのだ。さらに重い荷重を加えたい場合には、ステンレス金具の上に重みのある磁石を張り付けるなども可能だ。製作費200円で完成するワテお勧めの半田付けお助けバーベキュー串!

さて、バーベキュー串で脇道に逸れてしまったので本題に戻ろう。

無事に半田付けが終わった(下写真)。

写真 テストピンジャック(赤黒二個)に赤黒の銅線を配線して半田付けした

ちなみに今回使用した赤黒の電線は、柔軟性があってソフトな被覆だ。テスターのテスト棒に付いているような感じの電線だ。確か秋葉原のオヤイデ電気さん辺りで買ったような気がするのだが、記憶が定かではない。まあそんな事はどうでも良いが。

正負電極の間に厚紙を入れて絶縁する

下写真のように厚紙を帯状に切って半分に折って、二つの磁石電極の間に立てて挿し込んだ。

写真 完成したテスター計測便利ステーションだ

まあ木箱表面に印字されているHollywood California FOUNTAIN AVE Est. 1954などの良く分からん英語文字が邪魔だが気にしない。

もし気になる人は、予めスプレ-塗装などで塗り潰すと良いだろう。あるいは何らかのシールなどを張っても良い。ワテもそうするかなと検討中だ。

これで無事にテスター計測便利ステーションあるいはテスター計測便利フィクスチャーと言っても良いかな、が兎に角完成した。

早速使ってみる。

ワテ自作のテスター計測便利ステーションを使ってみる

テスター棒をテスターピンジャックに挿し込む。

テスターは抵抗測定レンジに切り替えてある。

写真 100Ωの金属皮膜抵抗を磁石の辺りに近づけると、勝手に吸い付いている例

100Ωの金属皮膜抵抗を磁石の辺りに近づけると、上写真のように勝手に吸い付く。

ちなみに上の100Ω抵抗のカラーコードは

    

なので、

 1

 0

 0

10の0乗=1

 ±1%

となる。まあ誰でも知ってるか。

その実測値は以下の通り。

写真 100Ω抵抗を計測したら109Ωと計測された!

あれれ?

あかんがな。

その理由は簡単に判明した。上写真のように磁石にリード線が吸い付いてはいるが接触が緩いので接触抵抗が大きいのだ。

なので、リード線を指で軽く押さえてやれば下写真のように100Ωと計測された。

写真 抵抗の二本のリード線を指で軽く押さえると正確に計測出来た。

なお、抵抗ではなくて、金属製の定規を左右の磁石の間に貼り付けてショートさせた状態では、抵抗値は0.5Ω程度に計測される。なのでその0.5Ωのオフセットを考慮すると上の100.46Ωはほぼ100Ωなので1パーセント誤差の範囲に収まっている。まあ中華製のやっすい抵抗であるが、精度は良さそうだ。

電子工作をするなら抵抗セットを一つ買っておけば安心だ。安いし。上の製品は抵抗値ごとに個別にビニール袋に入っているので、使い易い。

ちなみにオーディオマニアな人は音質の観点から非磁性体素材を好むので、リード線に鉄が含まれているタイプの抵抗やコンデンサは敬遠するだろう。そう言う人は、銅製のリード線を採用した高級パーツを使えば良いが、その場合には磁石には吸い付かないが、上写真のように磁石の上に載せて両手の指で軽くリード線を押さえてやれば簡単に計測できるのだ。う~ん、素晴らしい。もうこれでテスター棒がツルっと滑ってイライラする問題から解放される!

積層セラミックコンデンサの容量計測の例

テスターの計測レンジを容量に切り替えた。レンジはオートレンジだ。

この積層セラミックコンデンサのリード線も磁石に吸い付く。

写真 磁石に吸い付いているので手を放しても落ちない積層セラミックコンデンサ

上写真のように、左右の磁石の間に入れた厚紙のお陰でリード線の間隔が狭いパーツでもリード線がショート(短絡)する事無く安定して計測できるのだ。素晴らしい!

先ほどの抵抗測定では、数回ブレッドボード試作実験に使った抵抗のリード線が若干湾曲していたので磁石との接触抵抗が大きかった。その為に手で押さえてやる必要があった。

一方、上写真の新品積層セラミックコンデンサ(104)の場合にはリード線も直線状なので磁石との接触面積も大きい。その結果、手で押さえなくても0.1µファラッドと計測出来た(テスター表示は99.9nF)。つまりワテは両手を離した状態でコンデンサ容量を計測できるのだ。今話題のAI(人工知能)を利用した自動車の手放し自動運転に勝るとも劣らないワテの手放しテスター計測!

完璧や!

その他、いろんなパーツを計測してみる

少し大き目のメタルクラッド抵抗を計測してみた。

写真 メタルクラッド抵抗の計測の例

上写真のメタルクラッド抵抗の場合には、二つの電極端子は磁石には吸い付かない素材だった。その場合でも、上写真のように磁石の上に貼り付けたアルミテープに金属端子が乗っかるので電気的に接続出来ている。

必要なら少し軽く指で抵抗を押さえてやれば接触抵抗も減るので正確な抵抗測定が可能だ。

磁石を木片の上に載せて3センチほど木箱の天板から浮かせた理由

磁石を木片の上に載せて3センチほど木箱の天板から浮かせた理由はこれなのだ。つまり、大き目のパーツを載せられるように磁石の位置を嵩上げしたのだ。

さらに、嵩上げした別の効果として、指先で抵抗やコンデンサを摘まんでこの磁石の上に載せたり取り外したりする時に、指先を動かせる作業空間が広いので作業がし易いのだ。

もし木片を使わずに磁石を木箱の天板に直接貼り付けてしまうと、作業性が悪いのが想像出来るだろう。と言う事で、何気無い木片であるが、実は緻密に計算して3センチメートルの高さに設計してあるのだ。完璧な設計だ。

 

5Wの酸化金属皮膜抵抗を計測してみる(下写真)。

この場合もリード線は磁石に吸い付いた。

写真 酸化金属皮膜抵抗(5W)を計測する例

上写真の酸化金属皮膜抵抗の場合にはリード線だけでなく本体部分も磁石に吸い付いたぞ。中に鉄が入っているのか?あるいは巻線抵抗だったかな?それは知らない。

 

タンタルコンデンサの容量を計測した(下写真)。

写真 ニチコン・スプラーグのタンタルコンデンサ22µF35Vを計測している様子

このNICHICON-SPRAGUEの金属ケースハーメチックシール型タンタルコンデンサは確か秋葉原の鈴商さん辺りで買った気がするが、あるいは大阪日本橋のパーツ屋かも知れない。デジットさん辺り。

タンタルコンデンサの場合、少しでも逆電圧を加えると一瞬にしてショートモードで故障するらしいので、注意が必要だ。ワテも何度かそんな事故に遭遇した経験がある。

まずはタンタルコンデンサのハーメチックシール胴体部分に印字されている⊕記号を確認して、そちらがプラス極。一般にテスター棒の赤色がプラス電位になるので、上写真のようにコンデンサの⊕極を赤色テスター棒側になるように接続する。

注意:聞くところによると、テスター棒の赤色がマイナス電位になるテスターも稀にあるらしいが詳しい事は知らない。

その結果、23.9µファラッドと計測された。

写真 タンタルコンデンサ22µF(35V)を計測したら23.9µFと出た。まあいい感じ。

ワテの場合、パーツボックスを整理していたら昔買ったタンタルコンデンサが沢山出て来たのでドンドン使う事にした。どれもがジャンク品として格安に購入したやつなので使ってみたらショートモードで故障する事故に巻き込まれる可能性もあるが、まあ、その時はその時だ。

金属ケース入りのハーメチックシールタンタルコンデンサは新品で買うと一個数百円~数千円くらいもするので値段が高い。

でも最近では下写真のようなチップタンタルコンデンサが安く入手できるので、オーディオ系自作趣味の人などにお勧めだ。

今後の改良予定

ワテの場合はリード線型の抵抗やコンデンサしか使った事が無い。

でも小型で高密度なプリント基板を作成したい場合には、表面実装デバイス(SMD)も今後は使ってみたいと思っている。

その時には、以下のような専用のテスターが必要になる。

でも、わざわざこんなのを買わなくても、今使っているテスターを使いたいので100均でプラスチック製のピンセットを買って来て自作SMDテスターを作る予定だ。

具体的には、プラスチックピンセットの先端に金属端子を貼り付けて、そこから赤黒ケーブルを引っ張って、上で紹介したワテ自作のテスター計測便利ステーションの赤黒ケーブルに半田付けして接続しておけば良いのだ。

あるいは金属製ピンセットを途中で切断してプラスチックなどの何らかの絶縁体を追加して左右の金属部分を絶縁するなどの案も良いかも。

使わない時にはピンセットを木箱の中に収納しておけば良い。

どう?なかなかいいアイデアだと思うんだが。

誰か先に作ってみて下さい。

まとめ

自称電子回路初心者のワテであるが、DIYや電子工作に関しては達人を自任しているw

そんなワテがこの土曜日を利用してテスター計測作業を大幅にやり易く出来る画期的な便利計測冶具を製作した。

製作時間は約1時間。

製作費用は税抜きで以下の通り。

使用部品個数単価小計
100均木箱1100100
ネオジュウム磁石(20x10x2)430120
テスターピンジャック(赤、黒を各1個)22550
赤黒電線を各6cmくらい2510
アルミテープ 数センチ1010
圧着端子2510
木ネジ
236
合計  306円

まあ、約300円でこんな便利なツールが製作出来るのだ!

ワレコ式手放しテスター計測超便利ステーション

と呼んで頂きたい。

皆さんにもお勧めしたい。

なお、何故木箱を使ったのかと言うと、テスター用の小物(ワニ口クリップ付きテストリードなど)をこの木箱に収納して整理すれば一石二鳥だと考えたのだ。

素晴らしいアイデアだ。

市販のテスターに取り付ければ良いと思う

例えば三和電気計器(sanwa)さんのテスターCD732はワテも昔使った事がある。

この手のテスターの本体部分にワテ考案の抵抗、コンデンサ計測機構を取り付ければいいと思うのだが。

オプションパーツとして脱着可能タイプにしても良いし、あるいは、本体を少し伸ばして下部に一体型で形成しても良いだろう(下図)。

写真 三和テスターCD732にワテ考案の抵抗・コンデンサ計測冶具(ワレコ式手放しテスター計測超便利ステーション)を合体させた例

三和さんどうでしょうか?

あるいは日置やフルークのテスターでも良いだろう。

是非検討して頂きたい。

なお、下部に追加した磁石式の金属電極はテスター棒と繋がっているので、テスター棒で高い電圧を計測している場合に磁石をウッカリ触ると感電の危険がある。なので、使わない時にはカバーを付けられる構造などを採用すると良いだろう。

或いは、磁石電極は使わない時には本体内に収納されていて、抵抗・コンデンサの計測時には引っ張れば磁石電極がテスター本体から飛び出す構造でも良いだろう。

ワテお勧めパーツ

上写真のような色んな種類のテストリードを持っておくと何かと便利。

上写真のような圧着工具は一つ買っておけば一生使えるのでお勧めしたい。圧着端子を圧着工具でしっかりと圧着するとある種の快感がある(ワテの場合w)。

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