2020年の記事一覧

0. はじめに

1980年代の後半から1990年代の初頭にかけて、誘電体材料の開発業務に携わったことがありました。
温度変化の少ない材料の開発を目的としていましたので、特に、材料の温度特性は主要な評価項目のひとつでした。

評価の方法としては、一般的に良く知られているように、材料を平行平板に加工し、その平板サンプルの両面に電極を形成して、キャパシタンスメータ等で静電容量(キャパシタンス)などを測定するというものです。

評価対象の誘電体材料をその周囲温度が制御できるように恒温槽の中にいれて、温度を変化させながらキャパシタンスの値を測定していきます。

静電容量(キャパシタンス)が測定できれば、そのサンプルの電極面積と平板の厚みから材料の比誘電率が計算できます。

しかしながら、この作業はとてもたいへんでした。なぜならば、材料の温度変化が一様ではないため、測定する温度を非常に細かくとらなければならないからです。

また、一度に測定するサンプルの数も、いくらロータリースイッチで切り換えながら測定するといっても、回路補正の問題もあり、多くはできません。例えば、温度を5度刻みで動かし、同時に4-5個程度測定するというのが限度でした。

そこで、これらの測定をコンピュータ制御で自動計測したいということになり、システムを構築することになりました。

当時は、コンピュータといっても、使えるものは16ビットのパソコンで、計測器のインターフェースがGP-IBと呼ばれるものでした。

システム自体は、コンピュータ、キャパシタンス(LCR)メータ(インピーダンスアナライザ)、恒温槽、熱電対、それとサンプルを恒温槽内で保持する治具類であって、GP-IBインターフェースがそれぞれに付属している、ごく一般的なものです。

問題は、これらを動かすソフトウェアです。適当なものがなかったため、自作することとなりました。

8ビットのパソコンの時代には、BASIC(beginner's all-purpose symbolic instruction code)と呼ばれる対話型の言語が主流でした。パソコンの電源を入れるとROM(メモリ)に入れてあるBASICが直ぐに立ち上がったものでした。16ビットの時代は、MS-DOSというオペレーテイングシステムの上でBASICを動作させることが一般的でした。

というわけで、これらのソフトフェアはBASICで記述してあります。

こんなものをいまさら公開しても実際にはそのままでは使えないのですが、記録として残しておきたいとおもい、この記事を作成しています。これを改良して、あるいは、現代風に他の言語に変換して使ってくださる方がおられるならば望外の喜びです。

1. コンデンサ・誘電体材料の容量温度特性自動測定・データ処理プログラム

主要なハードウェアの構成は、次のとおりです。なお、これらは1980年代の後半から1990年代初頭の当時のものですので、現在(2020年)時点の状況は確認していません。

(1) 計測用コントローラ(パソコン) J3100SL002 + INTEX2070-GPIBボード
または PASOPIA1600(TS-300E) + GPIBインターフェースボード

(2) データ処理用コントローラ J3100SL002 / J3100GT021 / PASOPIA1600(TS-300E)
または MSX2+

(3) 恒温槽 MC81(GPIBインターフェース付き)

(4) ＬＣＲメータ(キャパシタンスメータ) YHP4192A / YHP4274A / YHP4275A のいずれか一つ

(5) マルチメータ TR-6843 / TR-2114H (MC81を使わない場合)

(6) プリンタ (デュアルモードプリンタ)

(7) プロッタ MP3300(MPコマンド使用)

(8) スキャナー HP3495A

以上のような構成ですが、すべてを同時に使うのではなく、必要に応じて組み合わせて使いました。

オペレーテイングシステムOSと基本ソフトウェアは、次のようなものでした。

(1) J3100SL002 / J3100GT021 の場合は、MS-DOS VERSION 3.1 上で BASIC を動作させる

(2) PASOPIA1600(TS-300E) の場合は、MS-DOS VERSION 3.1 上で T-BASIC86 と GPIB driver を動作させる

(3) MSX2+ の場合は、データ処理のみなので、MSX-DOS2 VERSION2.0 上で MSX-BASIC VERSION 3.0 を動作させる

という具合でした。

基本的に、温度特性の測定は非常に時間がかかるものであったので、測定スケジュールとしては、夕方に測定スタートし、翌日朝までに修了するというようにプログラム全体を構成しました。

一方で、恒温槽以外のシステムを利用して、コンデンサ・誘電体材料のインピーダンス特性やバイアス電圧特性、耐電圧特性などは、比較的簡単に測定できるのですが、これらも自動でデータ取得できるように計測のシステムとプログラムを作成しました。

2. 対話型のBASICプログラムコード

BASIC言語は、対話型のインタープリターです。すなわち、質問に答える形で回答(パラメータ)を入力していき、確認してから実際の測定動作を開始します。

BASIC言語は、行番号がそれぞれの命令文の先頭についていますので、プログラムコードは基本的には番号順に実行されます。ですので、流れを追うことが比較的容易です。

■最初の設定画面の一例

file name (6 letters)? ← ファイル名をつける

       electrode diameter(1)/area(2) ? ← 電極面積を計算する

       area (cm2) ? ← 面積の数値をそのまま入れるか

diameter(mm) ? ← 円の直径を入れて計算させるか を選択する

sample name ? ← サンプルの名前を入れる

thickness(mm) ? ← サンプルの厚みを入れる

select reference temperature. ← 基準とする温度を選択する

        (1)25'C(EIA,MIL) (2)20'C(JIS,EIAJ) ?

lower temperature limit ('C) ? ← 測定する下限の温度を設定する

upper temperature limit ('C) ? ← 測定する上限の温度を設定する

Are you ready(Y/N)? ← 上記の入力事項が問題なければ測定開始する

こんな感じで、パラメータを設定していきます。

なお、ファイル名の付け方ですが、当時のMS-DOSでは、8文字+拡張子3文字の制限がありました。
このうち、6文字分は測定したい人が自由に設定してもらい、残りの2文字+拡張子3文字はシステム制御に使いました。

3. 作成するファイルはシーケンシャルファイル

測定データは、測定の都度、ファイルに追記していく形であり、次のような構造にしました。

■測定データファイルの構造

サンプル名

電極面積

サンプル個数(N)

測定する温度のポイント数(NT)

           サンプルの名前(1)

           サンプルの厚み(1)

           ・・・

           サンプルの名前(N)

           サンプルの厚み(N)

基準温度

           測定温度(1)

           静電容量(1,1)

           誘電損失(1,1)

           ・・・

           測定温度(NT)

           静電容量(N,NT)

           誘電損失(N,NT)

いわゆるシーケンシャルファイルです。これらはFDD(フロッピーティスク)に書き込みするようにしました。(当時はハードディスクはまだ存在していませんでした。)

4. 実際のBASICプログラムコード

プログラムコードは基本的には番号順に実行されます。ですので、流れを追うことが比較的容易です。
そのため、ここではプログラムコードの詳細説明は省略いたします。

基本的には、メニューから該当するプログラムを呼出しして実行します。
次のようなものがありました。

・メニュープログラム

・測定プログラム(いろんな計測器の組み合わせあり)

・データ表印刷プログラム

・データ作図プリント(ハードコピー)プログラム

・データ作図プロットプログラム

・データ修正プログラム

・テータSYLK(Symbolic Link file)変換プログラム(当時の表計算ソフトMultiplanで読み込み可能な形式に)

5. 測定プログラムの動作

いくつか作成しましたが、代表的なものの動作は次のような項目になります。

(1) パラメータの設定

ファイル名、サンプル個数、サンプル名、電極面積、厚み、下限温度、上限温度、測定温度間隔、などを設定します。

(2) 最初の測定温度に状態を変更

温度を下限温度まで下げるように、恒温槽に指令を出して制御します。

(3) 最初の測定温度でのサンプルの静電容量、誘電損失の測定

温度が最初の測定温度である下限温度まで到達したら、温度ゆらぎが0.1度以内になるまで待って、設定温度、実際の温度、静電容量、誘電損失を測定します。プリンタに印字すると同時に、測定ファイルの末尾に書き込みます。

(4) 次の測定温度への状態を変更

次の測定温度である温度、通常は2.5度高い温度、に恒温槽に指令を出して制御します。

(5) 次の測定温度でのサンプルの静電容量、誘電損失の測定

温度が次の測定温度である温度まで到達したら、温度ゆらぎが0.1度以内になるまで待って、設定温度、実際の温度、静電容量、誘電損失を測定します。プリンタに印字すると同時に、測定ファイルの末尾に書き込みます。

(6) 温度制御と測定の繰り返し

上記の(4)と(5)の動作を、上限温度に達するまで繰り返します。ただし、恒温槽は-70℃から+150℃までの広い範囲を扱っているのですが、50℃を超える温度においては、恒温槽のコンプレッサを動作させないようにします。

(7) 測定修了

設定した上限温度でのサンプルの測定が終わったら、データを書き込み、プログラムを終了させます。

6. 作図プログラム、その他

作図に関しては、当初、プロッタをパソコンに接続して、セントロニクス仕様のインターフェースを自作し、プロッタで描画していました。ただし、プリンタとプロッタをつなぎかえる手間があり、また、プリンタに測定数値が印字されるので、同じプリンタに作図したいとの要望もあったので、ディスプレイ画面にグラフを作図表示して、ディスプレイのハードコピーをプリンタに印刷する、という方法も実施しました。

当時、表計算ソフトとしては、マルチプランMultiPlanというものがありました。これはSYLK形式(Symbolic Link file)のデータを読み込みできるものだったので、測定したデータをSYLK形式のファイルに変換するというようなものも作成しました。

測定データは、すべてFDD(フロッピーディスク)に保存していましたが、FDDも当初の5インチサイズから3.5インチサイズに時代とともに移り変わりがあり、5インチFDDを有するパソコン(PASOPIA)と別の3.5インチFDDを有するパソコン(J3100)との間で、RS-232Cというインターフェースを用いてデータ転送するプログラムも作成しました。

7. 温度特性測定から他の測定への応用展開

誘電体材料の温度特性は材料開発を行う上での主要な評価項目のひとつでしたが、これ以外にもあります。

キャパシタンスメータやＬＣＲメータ、インピーダンスアナライザといった計測器をコンピュータ制御し、パソコンで自動測定することができれば、便利です。
これらの計測器は、GP-IBインターフェースで制御できるので、上記のプログラムコードを部分的に使用して、いくつかの応用プログラムを作成してみました。

・コンデンサ・誘電体材料の静電容量・誘電損失の温度特性をDCバイアス下で測定するプログラム

・コンデンサ・誘電体材料の静電容量・誘電損失を室温で連続測定するプログラム

・コンデンサ・誘電体材料の耐電圧の測定プログラム

・コンデンサ・誘電体材料の周波数特性の測定プログラム

これらについては、BASICプログラムコードの説明は省略しますが、特に、耐電圧の測定に関しては、充分な安全上の注意が必要だったことを申し添えておきます。

8. 終わりに

コンデンサとそれに使われる誘電体材料の温度特性をパソコン(当時は16ビット)と計測器、恒温槽等の環境機器を用いて自動測定するBASICプログラムコードの概要を紹介しました。
なお、実際のBASICプログラムコードについては、こちらをごらんください。

→  コンデンサとそれに使われる誘電体材料の温度特性測定プログラムの例

→    BASICプログラムコード

(2020-8-10) archives2020tccprog .

Windows10のPCを立ち上げて、左下のスタートボタンから「設定」をクリックし、設定ホーム画面が開いたとき、あなたのPCは、次のA、Bのうち、どちらの画面になっているでしょうか。

type - A 

type - B 

実は、手元にある2台のPCのうち、1台は「A」、もう1台は「B」と、設定ホーム画面上部のアカウント情報が表示されないPCと、表示されるPCがあったのでした。

長いこと不思議でしたが、いろいろ調べたところ、ようやく原因らしきことがわかってきました。

この記事は、そのメモになります。

1. 経緯

変化に気づきはじめたのは、Windows10のバージョンを1903から1909にアップデートした直後からでした。

バージョンが1903のときは、いずれのPCも「A」の画面が表示されていました。それ以前と同じなので特に違和感はありませんでした。

バージョンを1909にアップデートしたところ、1台は「A」、もう1台は「B」と、異なる画面が表示されるようになったのでした。それ以降に何回かWindows Updateがありましたが、設定ホーム画面上部のアカウント情報の表示については変化がありませんでした。

調べた結果、「A」から「B」の画面に移行しようとしていて、一部のPCのみに先行して「B」の画面を試験的に適用しているらしいことがわかりました。ですから、まだ全部のPCに適用されているわけではないようです。

ただ、ずくにも適用することはできるようで、その方法が次の記事にありました。

How to enable Settings header design on Windows 10 version 1903
(  https://pureinfotech.com/enable-settings-header-windows-10/  )

この記事をみると、Windowsのバージョンが1809から1903にアップされたころから始まったようです。

2. 設定ホーム画面上部のアカウント情報を表示させる方法

いずれは新しい「B」の画面に移行されると思われますが、いまだに「A」の画面の場合は、「B」の画面にすぐに移行させる方法があります。

(1) Githubのサイトから最新のmach2という圧縮zipファイルをダウンロードする。

この記事を書いている時点では、サイトは

https://github.com/riverar/mach2/releases

ダウンロードすべきファイルは
　　　　mach2_0.3.0.0_x64.zip      ←     (64ビットPCの場合)

です。

(2) ダウンロードしたzipファイルを任意のフォルダに移動し、そこで展開します。

例えば、以下の例では、フォルダとして、C:\Users\user01 に移動して展開しています。

(3) 左下のスタートボタンから「Windowsシステムツール」-「コマンドプロンプト」を選び、右クリックし、管理者モードで実行します。

(4) cdコマンドで、さきほど展開したフォルダに入ります。

(5) 次のコマンドをタイプし、実行します。
　　　　mach2 enable 18299130

(6) これで、「コマンドプロンプト」は閉じてかまいません。いったん、設定ホーム画面を閉じて、再び左下から「設定」をクリックし、設定ホーム画面を開くと、設定ホーム画面上部のアカウント情報が表示された「B」の画面になっているはずです。

3, 注意事項

注意事項として、このアプリケーションはサードパーティから提供されていますが、保証はされていない、また、ウィルス対策ソフトで悪意のあるアプリとして誤認識されてしまうかもしれない、ということです。もし、この方法を試みる場合は自己責任で実施して下さるようお願いします。

(2020-5-6)

4, 追記 - Windows10 に May 2020 Update を適用したらこうなった .......

Windows10のアップデートを実施しました。Versionは2004 になりました。

それで、このアカウント情報の表示部分がどうなったかというと、元にもどりました。すなわち、type-A の画面にもどってしまいました。

おそらく、これがデフォルトなのでしょう。これから変わるかもしれませんが、.......。

ということで、再度、type-Bの画面を上記の方法で設定してみることにしました。

左下のスタートボタンから「Windowsシステムツール」-「コマンドプロンプト」を選び、右クリックし、管理者モードで実行することになります。

これで、再度、設定ホーム画面を閉じて、再び左下から「設定」をクリックし、設定ホーム画面を開いたところ、次の type-C の画面になりました。

type-C

以前の type-B にあった「リワード」の項目はなくなりました。また、ユーザーの画像を設定しているのですが、これが消えてしまいました。

というわけで、Windows10 の May 2020 Update を適用すると、また変化しますよ、という報告でした。

(2020-5-31 追記)

とあるスキームを使って、Androidアプリを作成してみました。

以前にも少し書きました[1]が、クイズ形式のアプリが比較的簡単にできます。

せっかくなので、少しご紹介させていただきたいとおもい、この稿を書いています。

これまでに作成したのは、

・ひまつぶし雑学クイズ

・世界史

・中国史

・魚へん漢字クイズ

・百人一首

・令和のJK語クイズ

・情報リテラシークイズ

・ひまつぶしなぞなぞ

といったもの。

例えば、「ひまつぶし雑学クイズ」では、

また、「魚へん漢字クイズ」では、例えば、

といった問題を載せています。

「ちはやふる」の映画にもなった百人一首、これも上の句を出題し、下の句を回答するといったもので、例えば、

といった具合に、
三択または四択などで、回答するものになっています。制限時間は1問あたり20秒または30秒にしています。

いくつかあるので、気に入ったものがあれば、お使い下さい。

以下の画像をクリックすると、紹介しているサイトに移動します。

そこから、Google Play Storeのインストールサイトに行くことができます。

なお、これは、Androidスマホ用です。iPhoneをお使いの方はごめんなさい。

(2020-3-21)

ある日のこと、このサイトの問い合わせ欄に届いたひとつの依頼、それは、「データ復元ソフトを試していただけませんか？」というものでした。

ふだん、パソコンで写真の整理をしたり、文章や表を作成したり、という時に誤ってファイルを削除してしまった場合、役立つかも、というもの。

その製品のサイトを見ると、Windows用とMac用がありました。(残念ながらLinux用はありませんでした。)

MACの場合はよく知らないのですが、Windowsは、ひとまず削除してもそのファイルは「ごみ箱」に入るので、当初あまり有用性は感じませんでした。

しかし、間違って「ごみ箱」を空にしてしまったらどうなるだろうか、と考えて、ひとまずこのソフトを試してみることにしました。

これは、そのときの試用メモになります。

1. 無料版のデータ復元ソフト

このデータ復元ソフトは、イーザスソフトウェアから提供されている「EaseUS Data Recovery Wizard」というもので、無料版がサイトにありました。

https://jp.easeus.com/data-recovery-software/drw-free.html

無料版の制限は「最大2GBまでデータ復元可能」とあるのですが、実際にはファイルサイズの合計が500MBまでらしいです。( 後述の追記のように、SNSでシェアすると2GBまで可能なようです。)

ただし、よほど大量のファイルや大きなサイズのファイルでなければ、試すことはできるだろうと思い、手元にあった以前使用していて今は使っていないUSBメモリで、このソフトの無料版を使って、試してみることとしました。

結論からいうと、無料版でもある程度は使えます。使い方も簡単でした。

ただ、復元の候補のファイルリストは表示されるのですが、実際に復元できるファイルは500MBまででした。
また、削除してから時間の経過したファイルは、リストに出てこない場合があるようでした。

以下に、試した手順を追って記述していきます。

2. 試してみた環境

使用した環境は、

・PC:  Dynabook Satelite PB552FEA127A51 (Toshiba)

・CPU:  Core i5 (Intel) 、実装メモリ: 10GB

・OS:  Windows10 ver.1909、 64-bit

です。

ソフトのインストールは、
https://jp.easeus.com/data-recovery-software/drw-free.html
から、「無料版」(Free)を選択して、普通にインストールしました。

3. 事例 1 ( 16MBのUSBメモリ )

最初に試したのは、16MBのUSBメモリです。以前(もう十年以上前)になにかソフトが入っていたのを削除して空の状態にしてあったのを思い出し、どの程度復元できるかを見ようとしました。

復元した結果は、ファイルが見つからない、ということでした。

そこで、このUSBメモリに音楽ファイルを2個コピーし、エクスプローラでファイルの存在を確認してから、また削除しました。

そして、このデータ復元ソフトで、どの程度復元できるかを試してみました。

復元した結果は、当初のファイルサイズの約2倍のサイズになりますが、復元の候補のファイルが表示されました。ただ、これをリカバリーするのに、同じ媒体(USBメモリ)にはできないようなので、パソコン本体のデスクトップ領域にリカバリーファイルを置くこととしました。

リカバリーを起動させるとほんの数秒で修了しました。

得られたファイル名はかなり違っていました(後述)が、きちんと復元できました。音楽ファイルなので実際に動作させてみるとちゃんと音が出ました。

ファイル名は、そのファイル名の中に空白が混ざっていると、その前後でフォルダ名とファイル名というように認識されるらしく、余計なフォルダができてしまいました。ファイル名に空白を含まないようにすれば、この問題は回避できると思われます。

4. 事例 2 ( 4GBのUSBメモリ )

次に、4GBのUSBメモリで試してみました。このUSBメモリも以前、データを入れていたのを全て削除して空の状態にして保管していたものです。

エクスプローラでファイルが存在しないことを確認してから、このデータ復元ソフトで、どの程度復元できるかを試してみました。

結果は、忘れていたいろいろなファイルが出てきました。

4GBのUSBメモリですが、表示された復元候補ファイルのサイズの合計は約8GBでした。
おそらく二重に表示されているとおもわれました。

次に、やはりパソコン本体のデスクトップ領域にリカバリーファイルを置くこととしいくつかのファイル(全部ではありませんが)にチェックを入れ、リカバリーを試みました。

すると、途中で停止してしまいました。画面には、アップグレードを推奨する表示があらわれたのです。

デスクトップ領域の復元されたファイルを見ると、合計で480MBとなっており、そのファイル自体はきちんと開くことができました。

途中停止した理由は、無料版ではファイルサイズの合計が500MBまでという制限があるためと理解しました。( ただし、後述の追記のように、SNSでシェアすると2GBまで可能なようです。)

5. まとめ

ここで、今回のお試しの要点をまとめると、

1. Windows版、Mac版はあるが、Linux版はない。

2. Windows版の無料版を試用。500MBまでのファイルの復元には使える。

3. ファイル名には空白を含めないようにして保存しておくのが良い。

4. 削除してからあまりに時間が経過したものは復元ができない場合がある。

5. 復元したファイルの置き場として、パソコン本体のデスクトップ領域を使用するので、本体のハードディスク容量は大きいほうが良い。

6. 復元されるファイルのサイズは、予想の約2倍のサイズに表示される。つまり、同じファイルが複数できるようである。

他の同種のソフトもあるようですが、実際に使ったことがないので、比較などはできないことをご理解下さい。

「EaseUS Data Recovery Wizard」についていえば、特に困った問題は発生しませんでした。
もしも、500MB以上のファイルを復元しなければならないときは、ライセンスを購入するということになるでしょう。
ただ、Windowsをお使いであれば、無料版はとりあえずインストールしておいて、万が一のときに備えるというのが良いとおもいます。

(2020-1-18)

6. 追  記

以上が実際にやってみた結果ですが、いろいろ調べてみると、どうも、「無料版の復元サイズ(2GB)については、最初では確かに500MBですが、SNSシェアすると、1.5GBが追加される。合計2GBとなる。」ということのようでした。
ただ、この情報は、探しましたが、上記のサイトではexplicitには記述されていませんでした。

そこで、「EaseUS Data Recovery Wizard」を動作させた状態で、いろいろマウスのカーソルを動かしていると、こんな表示が、突然あらわれたのです。

試してみる価値はありそうです。

(2020-1-24)