テザリング用スマホの冷却2021年09月23日

ADSLの代替としてスマホによるwifiテザリングで対応している。超低電流により充電しながらの常時接続を指向しているが問題は本体の発熱だった。スマホを床の上に置いた状態で長時間テザリングを行っていると結構発熱する。充電の低電流化で発熱はかなり抑えているが、wifiテザリング自体が結構電力を消費するので発熱が避けられない。これまでスマホを床に置いていただけだがもっと放熱を良くできないかと考えて簡単な工夫をしてみた。スマホを立てて置ければ両側面で暖められた空気が下から上に向かう気流が生まれて自然空冷が行われるだろうと考えて写真のような支持台をボール紙で作ってみた。これでテストしてみると効果があり、これまでかなり熱を持っていたものが下がっていると感じる。温度計測できていないので効果を定量的に表せず感覚的でしかないが機会があれば比較測定してみたい。ファンで冷却する方法もあるが今のところその必要は感じない。

ADSL回線を解約2021年09月22日

長年使ってきたADSL回線がこの9月末で完全終了するが、これに先んじて8月末でADSLを解約してしまった。理由は次の手段に早く取り掛かる動機付けのためである。具体的には以前からテストしていたスマホによるwifiテザリングを使わざるを得ない状況に追い込んだ。
テザリング1本でのネット使用を20日間程続けて2つの問題がわかった。まず充電しながらの連続的なwifiテザリング接続はやはり消費電流増加のためスマホが発熱し、バッテリーに厳しいこと。2番目はADSLのように常時接続というわけには行かず、充電状態を見て電源をオンオフして使うようになったこと。そこでバッテリーの保護のため充電方法を以前に低電流化しているがさらに超低電流化への改変を試みてみた。スマホを100%まで充電すると電池への電源供給はストップするので本体の充電以外の純粋動作電流が判る(なお、100%充電の状態だとたとえ充電のみオフ出来てもバッテリー寿命が心配なので連続100%充電での使用は避けている)。これよりスマホ本体の消費電流はwifiテザリングのみの状態で約80mAと判明したので、同じか少し上回る程度の超低電流供給で充電がほぼバランスするように調整してみた。具体的には以前に書いた電源供給USBコードに入れた直列抵抗を5Ωから6Ωに変更。この結果、充電率60%付近に抑えた状態で準バランス状態に近づけられて長時間バッテリーの充放電を最小化出来る見通しが立った。しかしこれでも暑い日は以前ほどではないがまだスマホは暖かくなる。それに準バランス状態も何かのきっかけで増加・減少の方向に傾きやすく不安定性は残っている。抵抗ではなく定電流回路を組んで強制的に一定電流にすることも考えたが負荷は変動するので解決策とはなりにくそうである。やはりADSLの代替としては充電や発熱を気にせず常時接続して使える光回線かホームルーター回線が欲しい。
なお、ADSLの解約に伴って今後メールやブログをどうするかという問題も生じた。ブログはたまに綴る日記のような積りで始めたが殆ど書かなくなってしまったし、見る人もいないだろうからそろそろ辞め時かなとも考えている。

Windows10のブルースクリーン(2)2021年04月16日

PCのブルースクリーンは解決したつもりでいたが話には続きがあった。
このWindowsの修復のためにUSBや外部インターフェースを全て外したのだが、その時SDカードも外した。これには大量の音楽CDを収録してあったが、又聞こうと再度セットアップしてみたら全く認識しない。どうもSDカードが破損しているようだ。そこでWindowsがブルースクリーンで立ち上がらなくなった真の原因がこのSDカードの破損ではないかと思い当たった。前回全く再起動できなくなったWindowsが立ち上がったのはUSBやこのカードなどを全て外した後だった。問題のあったアプリを削除しただけでなぜWindowsが致命エラーを起こすのか不思議だったが、直接原因は付けっ放しのSDカードが破損したことによると考えると辻褄が合う。(アプリとSDカード破損は因果関係がありそうだが)
まずSDカードの修復をしようとしたがエクスプローラ上ではSDカードを全く認識しないので打つ手がない。別のSDカードだと問題なく認識するのでこれは深刻な破損と推定された。そこでWindows上での解決を諦めMSDOSプロンプトを起動してDOSレベルでの修復を試みた。しかしDOSプロンプトでもSDカードの本来のディレクトリE: が検出できないのでDOSのchkdsk命令によるディスク修復も実行できない。 自分の認識不足だがSDカードがこんなに簡単に致命的な故障をするとは想像もしていなかった。書き込みの繰り返しで故障しやすいということは知っていたので読み出しだけの音楽ファイルなら問題は起こらないだろうと甘く考えていた。しかしこの種のフラッシュメモリは経時的にもPCの異常動作などの多種の要因でも消失や破損しやすいものと認識しておいたほうが良さそうだ。従って音楽ファイルなどを長い期間保存するには向かない。このため対策として音楽ファイルをPCのHDD内に保存することにした。HDDでも故障する可能性はあるのだが長期間の保存の信頼性という点ではSDカードよりもずっと高いだろう。苦労して蓄積した音楽ファイルをまた一からやり直すのは何だかシーシュポスのギリシャ神話を体現しているようでうんざりだが。

Windows10のブルースクリーン2021年04月12日

初期のWindows95や98の頃は致命的なエラーでPCがブルースクリーンになり、回復に苦労するということが良くあった。しかし最近はそういうこともなく、致命的エラーとは無縁のものと思っていた。先日Windows10のPCにWeb閲覧用の専用アプリを入れてみた。だが思うように動作してくれないためアプリをアンインストールしたら急にPCの動作がおかしくなった。輝度調整ができなくなり、ドライバーでも残っているのかとエクスプローラで探したら完全に画面が固まってしまい電源をリセット。そのあとは電源を入れてもリングマークがくるくる回転するだけで立ち上がらない。そのうちブルースクリーンになり、STOPCODEというものが出た。その後は再起動を繰り返すが事態は解決せずリングマークが回転したままを繰り返すだけ。BIOSに移行しようとF8キーを叩いても変化なし。Windows10ではF8キーから移行する機能は無くなったようだ。このままだとこのPCは死亡のようだが、困ったのは中のデータが消えること。こんなトラブルは全く経験したことがなかったので長い期間バックアップを取っていなかったことを後悔。暫く悪戦苦闘したができることが無くなったのでUSBや外部インターフェース類を全て外して原型に近い形で起動してみたら自動修復が立ち上がり、オプション選択ができるようになった。トラブルシューティングという項目を選ぶと詳細オプションが示され、スタートアップ設定で再起動。出た画面からセーフモードとネットワーク有効化を選び、最低限の動作環境を設定することができた。セーフモードに入れればしめたもの。ここで念のためhdd内のデータバックアップを取った。これでこのPCがだめでもデータ回収だけはできたので一安心。そのあとエクスプローラでファイルを見ていくと削除したはずの問題のファイルが残っていたため全部削除。通常のWindowsの状態だと削除できないことが多いがセーフモードだと手動による強制削除が可能のようだ。これで再起動してみるとやっと元のシステムが無事立ち上がり、損傷した部分もないようで奇跡的?に助かった感じがした。教訓としては普段から重要データやファイルをまめにバックアップしておくこと。何かあった時のためにセーフモードの立ち上げ方は訓練しておくことが望ましい。

スマホの最適充電実験(3)2021年04月06日

充電実験を更に継続。スマホの充電用USBケーブルの5Vラインに5Ωの抵抗を挿入して充電電流を低減し、さらに電源アダプタから急速充電ができないようUSBケーブルのDATA+/-ラインをカットしてみた。なお、DATA+/-ラインが元のままで5Ωの抵抗もない場合は電流1Aで急速定電流充電が開始されて短時間で100%充電に達する。DATA+/-ラインを切り離すと通常充電となり、500mAの定電流充電となって100%に達するには急速充電の2倍くらいの時間を要するようになる。さらに5Ωを5Vラインに挿入することで200mA程度からの非安定低電流充電にできる(電流は充電スタート時の充電率によって変わる)。

スマホはwifiAPテザリング機能オンのままで電池の充電率50%から充電を開始し、電源からの供給電流と充電率変化を時間毎に記録。データを概略的にプロットしてみたのが上の写真。スタートの50%充電状態での電流が210mA。時間経過につれて電流はゆっくりと下降し、充電率は徐々に上昇して7時間後くらいで85%程度に達し電流は150mA。以降は充電率は飽和気味となり、9時間後充電率88%電流約140mAと緩い変化になる。これは特性の一例で、充電開始点が変わると値は変わってくると考えられる。理由は電流制御がスマホ側で勝手に行われているためである。概略の傾向としては充電しながら長時間のテザリング状態を続けても低い電流でのゆっくりした充電となるため筐体の発熱もなく、電池劣化をかなり回避できるだろうと考えられる。常に一定の低い充電率を維持したまま充電器接続しっ放しのテザリングをするという当初の目的にはまだ至らないが、充電率50%→90%に達するのに10時間くらいかかる超スロー充電は可能となり、 充電しながら電池劣化を回避しつつテザリングを行うという目的はある程度達成できたか。

スマホの最適充電実験(2)2021年04月03日

スマホの充電用USBケーブルの5Vラインに抵抗を挿入して充電電流を低減し、充電しながらテザリングを長時間行う試みをしばらく継続してみた。その結果、やはり充電電流が不安定で狙い値を維持できないという問題が生じて頓挫した。
スマホの電池はリチウムイオン二次電池であり、充電は電池の電圧が4.1V位に達するまでは定電流制御で行われる。この段階で充電率は80%程度であり、その電圧以上になると定電圧制御に移行して充電電流は徐々に減少を続け、100%まで充電されると充電電流はゼロとなる。
充電のスタート時スマホと電源をUSBケーブルに接続するとまずUSBのデータライン2本(DATA+とDATA-)を使ってスマホから電源の素性を調べに行く。電源側は種類に応じた抵抗をDATA+とDATA-に繋ぐことによりどれだけの定電流を流せるかをスマホ側に知らせることでスマホは規定電流での充電を行うよう制御する。今回は電源の5Vラインに直列抵抗を入れることにより、スマホの定電流動作から外れる低電流動作をさせたわけだが、これによりスマホは電流制御ができなくなるから充電電流が不安定になるのは当然のことである。DATA+とDATA-による制御は1A程度またはそれ以上による急速充電か500mA程度の電流による低速充電かを切り替えることと充電をオフにする程度の機能しかなく、電流値を自在にコントロールする機能はない。スマホを例えば充電率60%位に一定制御するためには充電率の値を読み取って電源にフィードバック制御をしない限り不可能のようだ。これをやるには充電率をDATAとして読み出すアプリを使うしかないがスマホのソフトもスマホ内部の充電制御回路の情報もないので自分には無理。結局充電率を見ながら自分で手動オンオフするくらいしか方法はない。
いまのところ結論としては低い充電率を維持したまま充電器接続しっ放しのテザリングをする方法はなさそうである。

スマホの最適充電実験2021年03月25日

20年間使ってきたADSLがついに今年9月で終了という通告が届いた。今後の対処としてまずスマホとPCのテザリングについて本格的に検討を開始。テザリングの場合、スマホは連続動作となるため電池の消費が激しい。これを補うために充電しながら使うと温度上昇も大きくなるとともに、すぐに100%充電状態になってしまう。温度を上げたり100%充電状態で使用を継続すると電池の劣化が起こりやすくなる。充電しながら使えて電池の傷みの少ない方法を考える必要がある。しかしスマホ本体に手を加えるのは無理だ。思いついたのはスマホ内部での消費電流と充電器からの供給電流をバランスさせること。もしこれが実現できれば供給電流は電池には殆ど充電されずほぼCPUの動作のためだけの電流として供給されることになる。こうなれば電池の発熱もなく電池の充電率も低めで維持できるので電池寿命を大幅に伸ばすことができそうだ。早速セリアに行ってTypeCのUSBケーブルを改造用に買ってきた。ケーブル外皮を割いて中の5V電源ワイヤを引き出し、カットしてそこに直列に電流制限抵抗を入れる。この改造USBケーブルをスマホとPC間に接続し抵抗値を0Ωから6Ωくらいまで変化させて電流と充電速度を観察した。抵抗値0では700mA程度の電流が流れ、1Ωで500mA程度、2Ωで350mA程度と抵抗値に反比例して電流が減少してくれることを確認。スマホをwifiアクセスポイントに設定し、他のアプリは働かせない状態では5Ωで大体バランスして僅かに充電量が増加方向の状態になってくれた。この状態でスマホを使うと充電量がゆっくりと減少する方向になり、ほぼ狙いの状態にできた。スマホ自体の発熱も殆どないので長時間のテザリングも可能だろう。画像はケーブルの直列抵抗5Ωの状態でwifiアクセスポイントとして動作中であり、スマホの充電量は75%でバランス状態。電流は5Ωの抵抗の両端電圧をテスターで測ってモニターしているところである。テスターはフルスケール1Vのレンジで0.84Vを示しているから供給電流値は168mAということになる。このままだと僅かずつ充電されてしまうので抵抗値をさらに少し増やすか、たまに充電を停止させるなどが必要ではあるがほぼ狙いの動作は実現できたと判断する(必要ならスイッチを入れて充電状態により抵抗値を増減してやればよい)。以上本日はADSLの代替手段としてのテザリングでスマホの電池を傷めることなく長時間モバイル回線接続できる方法の予備実験ができ、可能性が把握できた。
なお、使用したスマホは楽天mini、消費電流は設定や作動状態で変化するので直列抵抗の最適値は実験により決定する必要がある。テザリングの方法としてはUSB方式とwifi方式などがあり、ここではwifi方式を例にしたがUSB方式でも同様に可能。また電源としては充電アダプターとPCのUSBとでは電流設定が異なる。電流の制御はデータラインの制御によるのが本来的であるが、まずは簡便な直列抵抗挿入での可能性を調べた。

ADSLの終焉2021年03月07日

先日、自分の使っているインターネットプロバイダからADSL終了の予告通知が届いた。今年の9月30日をもって終了するとのこと。ADSLは既存の電話回線に高周波を重畳してスペクトラム拡散変調という方法でデジタル信号を小分けして広い周波数帯/時間帯に分散させ、受信側で再構成する通信方式である。ADSLが出現するまではパソコン通信と呼ばれる電話音声帯域を使ったモデムによる低速な通信方式が使われた。米国から国際電話で日本に繋いでパソコン同士による通信を試みて感激した思い出がある。しかしネットスケープナビゲータなどのブラウザが出現し、今と同じようなWeb閲覧が行われるようになって通信速度のあまりの遅さがネックとなった。何より毎月の電話料金が悩みの種であった。2000年頃からADSLが開始され、その速度に驚くとともに料金も定額化して利用者数は鰻上りとなってADSLの絶頂期を迎える。それから20年が過ぎて今やADSLの利用者は3%程度にまで落ち、NTTのお荷物となった。古い者は容赦なく切り捨てられる。NTTは2025年までに銅線を伝送線とした所謂メタル電話からIP電話化する決定をし、これに伴ってADSLも順次廃止の方向となった。廃止まではまだ少し時間があると思っていたが実際は前倒しされ、今年中に多くのADSLが終了する。ADSLは収容局からの距離が近いエリアしか使えない欠点があったが、既存の電話線をそのまま伝送線として使える有難さがあった。実際今まで何の不満もなく低額で便利に使えてきた。だが終了してしまうのでは残念だが他の手段に移行する準備を始めなくてはならない。
今後の主な代替手段としてはLTEなどを使う無線方式や光ファイバー方式がある。しかしこれらはADSLに比べると料金がバカ高い。仕方ないので当面はスマホを無線アクセスポイントにするテザリング方式で凌ぐことにした。これなら費用は安くて済むが使い勝手などの問題が多く発生する。私の場合、特にメインのPCだけでなく、無線通信用の古いPCの時刻補正のため常時NTPサーバのアクセスができる必要がある。GPSによる自前の時刻補正も可能だが古いOSでは対応できない。このPCは有線のLANで回線に結ばれており、テザリングやWIFI方式のモバイルルーターでは有線LAN端子がないのでネックになっていた。必要なのは有線LANを無線に変換するLANコンバータだが手持ちはない。そこで市内にあるハードオフに行ってジャンク品を漁ったら110円のUSB接続のwifi子機が使えそうに思えた。バッファローのWLI-UC-Gという、USBメモリサイズのコンパクトなもの。安いのでゴミを承知で購入してみた。早速装着してみると問題なく自動接続し無線LAN速度も54Mbps出ている。スマホをwifiルーターにして無線接続してみるとNTPサーバーからの時刻較正も0.1秒程度の見かけ誤差に収まった。今後固定的なインターネット接続手段としてWIFIにするか光回線にするかはわからないが、どの手段でも対応可能になったので選択の自由度が広がった。

スマホの変更2021年02月05日

携帯キャリアから回線を借りるMVNO携帯事業の楽天が1年程前からUn-limitという自前回線に舵を切った。しかし自前のアンテナ設置は進みが遅く、都会以外への拡がりはまだまだのようだ。だが自前回線がカバーできない地域はau回線で補うことで一応は国内がカバーされている。回線品質がまだ問題あるため現在は1年間無料で展開している。自分の携帯電話はこれまでauから楽天モバイルの格安スマホ(MVNO)に替えて使ってきた。この格安スマホはドコモ回線を使っているため通信品質は完璧である。しかし楽天は自前回線移行のためMVNO事業は早晩撤退の見込みであり、今の格安スマホは使い続けられない見込みだ。このため同じ楽天のUn-limitへの移行が促されていたが回線品質が心配な上、自分の現用スマホは使えないという制約があり、なかなか移行に踏み切れないでいた。ところが先月、1円のスマホもラインアップに加わり、これなら仮に回線が使い物にならなかったとしても無駄なスマホ購入による損害は発生しないので実験的に移行してみる気になった。それまで使っていたスマホのLINEがスマホ設定のいじり過ぎで通知機能不良で使えない状態だったことも後押しした。1週間ほど前に移行の申し込みを行い直ぐ新しい1円のスマホが届いた。楽天ミニという非常にコンパクトなもので昔のガラケー並みの大きさ。これまで使っていたのは大きなスマホで携行しにくいものだったからとても有難い。しかしその反面、画面の小ささ(3.4インチ)と電池の持ちの悪さが大きな欠点となる。実際に使ってみると画面は小さいが何とか見える。問題は電池の持ちで、使っているうちにみるみる減っていくし、スタンバイ状態でも電池が早く減少する。仕方ないのでできるだけ電池の消耗を減らすため使わないアプリを削除し、GPSなどを停止させ、画面も暗く設定するなど一通りの省エネ化を実施した。この状態で電池の消耗状況を調べてみると、全く使わない状態維持でも約20%/日程度電池が減る。だから使えば1日しか持たないだろう。これまでのスマホが使わない状態で8%/日くらいに収まっていたのに比べると顕著だ。しかし毎日1回充電で済めばこれも我慢の範囲か。あとは無料電話の使用感だがこれは心配した割に問題はなかった。接続回線については家の中でも外でも特に不安定なこともなく使える。まだ使い始めたばかりなので結論は出せないが、今のところ別段問題はないし電話も時間制限のないことがありがたい。あとは今後の回線網拡大が課題だが乗り切ることを期待している。

PCキーボードの交換2020年05月23日

届いた補修用キーボード
以前、ノートパソコンの上にお茶をこぼしてキーボード上の多くのキーが動作しなくなった。それ以来外付けのUSBキーボードを繋いで使っているが、邪魔なのと持ち運ぶ時など面倒だし何より壊れているPCを使い続けるのは気分が悪かった。このPCも使い始めて8年目になる。そろそろ潮時かと思って通販のPCを探したら、今はテレワークでPCの需給がひっ迫していて品薄のようだった。それにPCを新しくするのはいいがファイルやデータを移すのが色々と面倒だ。そこでメーカーにキーボード部分の交換を依頼しようかと費用を調べてみたが結構高額なので馬鹿々々しい気がした。どうせなら自分で交換すれば安いし面白いだろうとamazonで補修用のキーボードを調べた。日本語用ではないが英語用の互換キーボードが2000円で売られていたので早速注文。今日郵便受けを見たら無事届いていた。すぐにPCの筐体を開けて不良キーボードを外し、届いたキーボードになんとか付け替えることができた。動作も問題なし。キーボード部分が新しくなることで新品のPCになったように見える。ただ英語KBは日本語KBと少し違うところがある。まず@マークのキーの位置が違う。¥マークのキーはないので問題があるが、日本語変換で表示できるし使う頻度も少ないので一応問題ないだろうとした。次にEnterキーがちょっと小さい。逆にBackspaceキーは横長のため、間違って隣のNumLockキーを押してしまうトラブルは減りそうで良い。使いにくいのは半角と全角の切り替えがALTキーを押しながらになること。使い勝手が色々違うが慣れればタイピングは何とかなりそうだ。但し日本語KBのPCを使うときがあると間違えそうだ。PCの分解のついでに清掃もできたし、当分の間はこのPCを使い続けたい。