秋月ファンクラブ掲示板

daruma(2020/12/20 Sun 17:24) [ 編集 ] [ 返信 ]

振動センサを555で

『エナジーハーベストな回路』に振動センサを付ける実験をしました。
少し前にyahoo知恵袋でinara1さんが回答なさっていた回路を使わせていただきました。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13235036638

振動センサVBS030600は、一般的な傾斜スイッチと同じ機構を微細に作ったものなんですね。
inara1さんの回路でリレーになっているところをフォトリレーTLP222Aにしました。555はLMC555を使いました。
電源電圧を『エナジーハーベストな回路』に合わせて3Vとして、抵抗値等そのままで動作しましたが、TLP222AのトリガLED電流がデータシートによると3mAなので、12V電源では5.1kΩの抵抗を入れていたところを、3Vでは200Ωにしました。感度とリレーON時間も正常に調整できます。

実験していたTWELITE回路ではセンサ入力としてジャンプワイヤを手でGNDに落としていたのですが、そこを振動センサVBS03060単独に置き換えて当然動作することは確認できました。
555の回路(安定化電源3V)で感度とリレーON時間が調整できることを意図しました。

写真で手前がこの回路、真ん中がソーラーで動かすTWELITEの送信側、奥に見えるのは受信側のTWELITEでこれは安定化電源3Vで動いています。

結果。
ソーラーでは動きませんでした。電源を乾電池3Vにすれば正常に動きます。このとき、送信部回路とセンサ部回路合わせて、待機時0.4mA、センサON（送信）時3.2mAが流れます。（電池＋と回路のVcc入力との間にデジタルテスターを入れて見ています。）

乾電池をソーラー電源モジュールに替えると、待機時も0mA送信時も0mAです。電圧を見ると、回路をなにも繋がない状態だとソーラー電源モジュールから3.3V出ているのが、回路を繋ぐと0.2Vくらいにまで落ちてしまいます。TWELITEの回路だけなら駆動できたものの555の回路まではまかなえないということなのでしょうか

daruma(2020/12/30 Wed 17:39) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: 振動センサを555で

TWE-EH SOLARでは駆動できないので、こちらの回路は『エナジハーベスト』から離れて電池電源で駆動する形にまとめました。
電池はCR2032です。回路全体は上述のブレッドボード2枚組と同じ、inara1さんの回路のリレー部をフォトリレーで受けて、「無線タグアプリ」を載んだTWELITEのDI1をGNDに落とします。受信側「無線アプリ」では信号を受け取るたびトグルでLEDをON/OFFするようになっているので、ON時間はVRを使わず固定で10kΩにしました。
振動センサの感度をVRで調整でき、順調に動作します。

こちらの回路も実験の域を出ませんでしたが、『振動センサを555で』これにて一件落着です。

daruma(2021/01/06 Wed 21:34) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: 振動センサを555で

管理人ささお様
ばっさりと掃除してくださったのですね。トピック表示に懐かしいスレッドの数々が浮上して並びました。ありがとうございます。
inara1さんはじめ皆さ〜ん、どうぞ帰ってきてください。

daruma(2020/10/07 Wed 12:05) [ 編集 ] [ 返信 ]

NJM2783のマイクアンプ

inara1さん、もうここはご覧にならないでしょうか。

『エナジーハーベストな回路』は良い考えも浮かばないままですが、おやつネタでこちらに手を出しています。

秋月で
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-15552/
を見つけて買ってみました。
データシート
https://akizukidenshi.com/download/ds/njr/njm2783_j.pdf
の応用回路例のとおりブレッドボードで組んでみました。パスコンを9pinに入れ、念のため13pinにも入れました。

daruma(2020/10/07 Wed 12:14) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: NJM2783のマイクアンプ

Ch1（赤）が入力です。以前作ったオシレータから入れています。
Ch2（黄）が出力です。こんな波形になってしまっています。
信号周波数を変えたりゲインVRを増減したりすると反映されます。
LM386のパワーアンプに繋いでインピーダンス600Ωのダイナミックマイクを入力してみると、声は出てきますが、がさがさした声です。
なにが悪いのか、怪しいところをアドバイスいただけませんか。ブレッドボードの配線に間違いはないように思うのですが。

daruma(2020/10/07 Wed 14:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: NJM2783のマイクアンプ

解決しました。

13pinが'L'で0dB、'H'で+20dBとなっていたので、ここを'L'にすると、きれいな波形が出ました。ただ。VRを右いっぱいでここまでしか上がりません。もう少しゲインを取ることはできないでしょうか。

推奨動作電圧範囲が標準9Vとなっていたので9Vにしていたのですが、12Vまで上げるといくらか出力が上がりました。このやりかたは力づくでしょうか。

daruma(2020/10/07 Wed 14:59) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: NJM2783のマイクアンプ

連投すみません。

13pinを再び'H'にして、オシレータ出力を小さく絞ってみると、きれいな波形でゲインが取れました。
実際に繋ぐマイクがあまり出力大きくないと思うので、この方法が順当でしょうか。マイク凝りでダイナミックマイクやコンデンサマイクいくつか持っているのですが、スペック調べてみなければいけませんね。
13pinにH/L切り替えのスイッチを付けるのがいいでしょうか。

daruma(2020/10/08 Thu 15:39) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: NJM2783のマイクアンプ

基板配線図を描いてみました。

GNDをぐるっと引き回していますが、問題ないでしょうか。
データシートの回路図では電解コンデンサを使っていますが、バイポーラのものまたはフィルムコンデンサを使うのといずれがよいでしょう。中でも0.47μFは電解コンデンサの在庫が少なく秋月にはバイポーラのものなら有るのですが、・・・。

電源は78L09を置きましたが、データシート回路図で既に10μFが入っているので78L09側の100μFは不要ですか。重複してもまいませんか。

daruma(2020/10/17 Sat 14:57) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: NJM2783のマイクアンプ

コンデンサは、電源周りのパスコン以外は電解コンデンサにしました。
先述の配線図で実作し動作しましたが、オシレータからの入力振幅とアンプ側とのゲインとの調整できれいな波形が出る範囲が思いのほか狭く、外れると崩れます。GND引き回しが影響しているかなと配線図を変更しました。併せて、NJM2783電源ピンそばに入れていた10μFを取り100μFのみにしました。元々重複していたのと、スペースの関係とです。

これで実作しても波形は変わりませんでした。GNDの引き方はさほど神経質にならなくていいみたいです。

上がきれいな波形の状態、下が崩れた状態の例です。13pinがH/Lれぞれで調整してこのようになります。

daruma(2020/10/17 Sat 15:13) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: NJM2783のマイクアンプ

描き直した配線図とそれに基づいた実作です。
ALCのレベル調整もしてみたいのですが、まずはこれで回路は固めて、来週は実際のマイク入力で実験してみようと思います。

daruma(2020/10/22 Thu 16:53) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: NJM2783のマイクアンプ

インピーダンス400Ωのダイナミックマイクを繋いでみました。音源は私の声だときれいなんだか汚いんだかわからないので、口笛です。音程や振幅をもっと変化させられればいいんですが。
CH1（赤）が入力です。マイク出力は微細で、オシロを振らすほどではありません。レンジを50mVにしてもノイズが見えるばかりでした。
GAIN切り替えの13pinはH/Lどちらでも同様の波形に調整できます。
一応実用になる品質の出力CH2（黄）が出ていると思います。

daruma(2020/11/17 Tue 15:45) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: NJM2783のマイクアンプ

このダイナミックマイクを繋いでみました。インピーダンスは150Ωです。入力は私の「あー」です。CH2（黄）がマイクアンプ出力です。CH1（赤）は表示を切り忘れましたが何も見ていません。
このマイク自体の出力は小さいのですが、マイクアンプを通すことでこの程度のゲインが得られています。

波形をどう見たらいいでしょう。線幅がやや上下に振れています。あまりきれいとはいえないのでしょうか。こんなものでしょうか。

daruma(2020/11/17 Tue 15:55) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^9: NJM2783のマイクアンプ

マイクごとに1個ずつ使うことにして、４個作りました。個々に使えるようそれぞれ基板ごとに完成形にしましたが、一つのケースに収めました。電源ON/OFFも含めてまったくの棟割長屋です。使うところだけONします。

daruma(2020/11/25 Wed 15:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^10: NJM2783のマイクアンプ

ケース内です。
４枚の基板は２階建てにして収めました。

信号線にシールド線を使うかどうか悩みました。

「インピーダンスが低い場合はシールド線を使わなくてよい」
「非シールドで最短距離に引く」
「短い距離（10cm？）ならどうでもよい」
「シールド線は静電容量を持つ」
など断片的な聞きかじり程度で、「使わなくてもよい」なのか「使わないほうがいい」のかの場合分けが判断できません。
4Ωとか8Ωとかのスピーカー配線は平行線でよいとわかるのですが・・・・。

今回は、マイク入力（平衡）とVR往き返りは２芯シールド、出力（不平衡）はシールドを使いました。オシロで観測しましたが発振やノイズなどの不都合は特に起きていないように思えます。

daruma(2021/01/12 Tue 11:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^11: NJM2783のマイクアンプ

沈まぬように。

tomo(2020/04/03 Fri 12:52) [ 編集 ] [ 返信 ]

ソーラーバッテリー切替機

久しぶりに投稿させて頂きます。
今回は2台のソーラー発電でバッテリーに貯めた電気を一大のインバータで切り替えて使いたいのです。
バッテリー1と2が有り
1が無くなったら2に自動で切り替わるようなものです。
切り替える電圧も変えれればありがたいです。
ソーラーは充電時は14ボルト位でバッテリーは12ボルト鉛バッテリーです。

inara1(2020/04/06 Mon 08:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: ソーラーバッテリー切替機

切替えるだけなら添付図の(1)の方法でできます。しかしこの方法だとバッテリが消耗してインバータが動かなくなるまで気づきません。

(2)のようにバッテリ電圧を監視する回路をつけて、バッテリ電圧がある電圧以下になったら、そのバッテリを切り離して（それ以上消耗しないようにする）、それを気づかせるためにLEDを点滅させるようにする方法が考えられます。遮断スイッチはリレーなどを使います。

電圧監視回路の電源は、監視するバッテリから取ります。バッテリ電圧が低下するとリレーをOFFにするので、電圧監視回路の消費電流はかなり下がりますが、LED点滅用の電流は必要なので、点滅に気づかずに放置すると、やがて「バッテリ電圧＜監視回路の最低動作電圧」となってLEDが消灯してしまいます。

LEDが点滅しているうちにバッテリを交換すれば（バッテリを取り外すとLEDは消灯する）再び電圧監視回路が働き始めます。

2個のバッテリが両方消耗すればインバータに電圧が印加されなくなります。

こんな感じでいいのなら電圧監視回路を紹介します。バッテリからインバータに流れる最大電流はどれくらいですか？その値によってリレーを選ぶ必要があります。監視回路の消費電流はリレーのコイル電流＋数mAくらいになります。

tomo(2020/04/07 Tue 02:58) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: ソーラーバッテリー切替機

ありがとうございます。
インバーターは300ワットまでの物で通常は30から150ワット位までつかいますので15から20アンペア位でしょうか。
ちなみに切り替わる電圧をボリューム等で設定して、設定した電圧をパネルメーターやデジタル電圧計等で確認出来て、ロータリースイッチ等でインバーター入力電圧と切り替え設定電圧表示切り替え等は難しいですか?（一つのパネルメーターで切り替えが難しい場合は別々でもいいのてすが）
バッテリー切り替えを自動的に切り替える事は可能でしょうか？
例えばバッテリー1が10.8ボルトまで下がればバッテリー２に自動的に切り替わりバッテリー2が無くなったらオフになる
出来ればバッテリー２に切り替わり中にバッテリー1が13ボルトまで回復すればまたバッテリー1に切り替わる等は可能でしょうか?
制御回路用に別に電源必要でしょうか?

inara1(2020/04/07 Tue 07:24) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: ソーラーバッテリー切替機

＞バッテリー切り替えを自動的に切り替える事は可能でしょうか？
可能です。添付図は(1)の回路でバッテリ電圧が変わったときの出力電圧の変化を回路シミュレーションで見た結果です。こういう感じで切り替わります。

バッテリ電圧の差が0.3V以上あると、電圧の高いほうのバッテリに切替わります。電圧差が0.3Vより小さいときは両方のバッテリから電流が流れます。逆流防止ダイオードの電圧降下が0.5Vくらいあります（負荷電流が20Aのとき）。

負荷電流が最大20Aと大きいので、逆流防止ダイオードは順方向電圧が小さいショットキーバリア型のMBR3045
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-14030/
を選んでいますが、それでも20Aの電流を流したときの発熱量が12Wになるので5cm角程度のヒートシンクが必要です。MBR3045はヒートシンクが取り付けられるパッケージ構造になっています。

＞切り替わる電圧をボリューム等で設定して、設定した電圧をパネルメーターやデジタル電圧計等で確認出来て、ロータリースイッチ等でインバーター入力電圧と切り替え設定電圧表示切り替え等は
できます。

＞バッテリー２に切り替わり中にバッテリー1が13ボルトまで回復すればまたバッテリー1に切り替わる
(1)と(2)の回路では、2つのバッテリ電圧の差が0.3V以上あったときに切替わるようになります。電圧の値そのもので切り替わるわけではありません。

＞制御回路用に別に電源必要でしょうか?
今のところ、切替えるバッテリを電源にするつもりです。リレーの消費電流が185mAと大きいので、別バッテリとしてもかなりのバッテリ容量が必要です。監視回路は電源電圧が5Vくらいまで下がっても動作します。

(2)の回路で使うリレー
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06696/
は、バッテリ電圧が最低電圧（10.8V）を下回ったときに、バッテリを切り離してそれ以上放電させないようにするためのものですが、リレーをONにしている間（バッテリをインバータにつないでいる間）はリレーの動作電流（185mA）が大きく、リレーの接点抵抗（0.05Ω）による電圧降下が20A*0.05Ω=1Vくらいあるので、できればリレーを入れたくないです。リレーを入れない場合、バッテリ電圧が低下してもバッテリを切り離さず、LEDの点滅だけを行うことになるので、点滅に気づかずに放置するとバッテリが消耗します。

tomo(2020/04/07 Tue 15:27) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: ソーラーバッテリー切替機

なるほど、
リレーを使用して切り替えるよりダイオードで電圧差で制御する方が効率よく使用できるという事ですね。
ちなみに今のインバーターにはリモートポートがありますのでこちらの説明書のトランジスター制御でバッテリー電圧が下がればインバーターの電源をオフにするとどうでしょうか!
http://www.denryo.com/support/tech_note/pdf/technote_remote_sk.pdf
これならリレーは不要でしょうか?
パネルメーターではインバーター入力電圧とバッテリーオフになる設定電圧、バッテリー1、バッテリー2の電圧の4チャンネルをロータリースイッチ等で切り替えて表示出来ますでしょうか?

tomo(2020/04/07 Tue 23:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: ソーラーバッテリー切替機

> 切替えるだけなら添付図の(1)の方法でできます。しかしこの方法だとバッテリが消耗してインバータが動かなくなるまで気づきません。
>
> (2)のようにバッテリ電圧を監視する回路をつけて、バッテリ電圧がある電圧以下になったら、そのバッテリを切り離して（それ以上消耗しないようにする）、それを気づかせるためにLEDを点滅させるようにする方法が考えられます。遮断スイッチはリレーなどを使います。
>
遮断スイッチのリレーの代わりにトランジスタを使いインバーターのリモートポートをオフにしてインバーターの電源をオフにする方法はどうでしょう?
バッテリーが2つある程度消耗してから安全にインバーターをシャットダウン出来ますし、インバーターにはマイコンが入っているようなので入力電圧がいきなり遮断されるとインバーターにも良くなさそうな気がしますので
バッテリー2つは遮断されないままになりますがインバーターの電源がオフになるので消耗も防げるのかと思います。

inara1(2020/04/08 Wed 10:41) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: ソーラーバッテリー切替機

＞遮断スイッチのリレーの代わりにトランジスタを使い
インバーターのリモートポートがどういうものか分かりませんがが、インバータの動作を止めてもいいのならリレーをなくすことができます。

添付図のような特性の監視回路は作れます。

tomo(2020/04/08 Wed 19:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: ソーラーバッテリー切替機

> ＞遮断スイッチのリレーの代わりにトランジスタを使い
> インバーターのリモートポートがどういうものか分かりませんがが、インバータの動作を止めてもいいのならリレーをなくすことができます。
http://www.denryo.com/support/tech_note/pdf/technote_remote_sk.pdf
この資料の2ページ目中央にトランジスタを使って-ＥＮＢとＧＮＤの間にトランジスタを接続して短絡するとON開放するとOFFにする事が可能のようです。
ただトランジスタの容量等は乗っていないのですが一般的な2SC1815等で可能なのかなと思います、今度テストしてみます。
>
> 添付図のような特性の監視回路は作れます。
この特性でバッチリだと思います。

inara1(2020/04/08 Wed 22:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: ソーラーバッテリー切替機

リモートポートをトランジスタで制御する方法は分かりました（添付図）。

2つのバッテリが、逆流防止ダイオードを介して1つのインバータに接続している場合、どういう条件のとき（2つのバッテリ電圧の関係がどういう大小関係のとき）にインバータをOFFまたはONにするのですか？

tomo(2020/04/09 Thu 00:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: ソーラーバッテリー切替機

> 2つのバッテリが、逆流防止ダイオードを介して1つのインバータに接続している場合、どういう条件のとき（2つのバッテリ電圧の関係がどういう大小関係のとき）にインバータをOFFまたはONにするのですか？

動作の流れとしては朝夜明けでバッテリー1.2はそれぞれ別のソーラーパネルチャージコントローラーによって充電されて電圧が上がり始めます1.2どちらかのバッテリーが13ボルト以上になればインバーターオンになり夕方日没後バッテリー1.2どちらかのバッテリーが11ボルト以下になればインバーターオフになる感じです。
接続開始電圧（13ボルト）と接続終了電圧（11ボルト）は状況により変更したいのでボリューム等で変更出来てパネルメーターで確認出来れば嬉しいです。
提案頂いたダイオードを使う制御では０．３ボルト以上差があれば電圧の高いバッテリーに切り替わるのですね、

インバーター負荷は主に室内で使う電化製品の電源でインバーターオフになった場合自動的に100ボルト駆動のパワーリレーで商用電源に切り替わるようになってます。
バッテリー１のみでは一日もたないのて、現在はバッテリー1が無くなったらバッテリー２にインバーターをつなぎかえる方法で使用しています

inara1(2020/04/09 Thu 01:02) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: ソーラーバッテリー切替機

＞どちらかのバッテリーが13ボルト以上になればインバーターオンになりバッテリー1.2どちらかのバッテリーが11ボルト以下になればインバーターオフになる
一方が13V以上で他方が11V以下のときはどうするのですか。添付図のような電圧変化にのとき、インバータのON/OFFはどうするのかを書いて返信してください。

実際にはありえない電圧変化かもしれませんが、想定外の状態になったときでも誤動作しないようにするには、いろいろな状況下での動作を決めておく必要があります。

tomo(2020/04/09 Thu 08:29) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: ソーラーバッテリー切替機

このような感じです。
どちらかが一度１３ボルト以上になるとインバーターオンでどちらかが11ボルト以下になればオフになる感じです。

確かに実際はあまり無いパターンかもしれませんが、バッテリー1.2.の劣化度合いによってはあり得るかもしれませんね。

inara1(2020/04/09 Thu 14:03) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^9: ソーラーバッテリー切替機

電圧監視の部分の回路図とシミュレーション結果です。

バッテリ1の電圧とバッテリ2の電圧のうち、高いほうの電圧が13Vを超えるとインバータをON、11Vを下回るとインバータをOFFにするという動作です。

2つの判定電圧は外部から与えるので調整可能です（v1とv2の電圧を表示させればいい）。

この回路はインバータ制御の機能しかないので、どちらのバッテリが11Vを下回っているのか分かりませんが、LEDを点滅させるなどして分かるようにしたほうがいいですか。それとも余計な電流を消費させないようにLEDなしとしますか（バッテリ電圧の測定値を人間が見て判断する）。

判定電圧を外部から与えるようにしたので、この回路の電源電圧は判定電圧よりも大きい15V〜16Vとしました。そのため監視回路の電源をバッテリから取れなくなったので専用電源としました。回路の消費電流は10mAを超えないと思います。

tomo(2020/04/09 Thu 15:24) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^10: ソーラーバッテリー切替機

> バッテリ1の電圧とバッテリ2の電圧のうち、高いほうの電圧が13Vを超えるとインバータをON、11Vを下回るとインバータをOFFにするという動作です。
完璧な動作ですありがとうございます。
>
> 2つの判定電圧は外部から与えるので調整可能です（v1とv2の電圧を表示させればいい）。
もう一つのソーラーパネル24ボルト回路（20〜３２ボルト）回路から供給するようにします。
>
> この回路はインバータ制御の機能しかないので、どちらのバッテリが11Vを下回っているのか分かりませんが、LEDを点滅させるなどして分かるようにしたほうがいいですか。それとも余計な電流を消費させないようにLEDなしとしますか（バッテリ電圧の測定値を人間が見て判断する）。
LED表示ある方が分かりやすいのでありの方でお願いします。
手元にLEDあります
>
> 判定電圧を外部から与えるようにしたので、この回路の電源電圧は判定電圧よりも大きい15V〜16Vとしました。そのため監視回路の電源をバッテリから取れなくなったので専用電源としました。回路の消費電流は10mAを超えないと思います。
24ボルト系のソーラーパネルのバッテリーから供給するようにしますが電圧が２０〜３２ボルトまで幅があるのですが３端子レギュレーター等で安定化したほうがいいですか?
ちなみにアースは３つのソーラーバッテリー回路、バッテリー1.バッテリー2.24ボルト系統のアースを共通とする感じですか？

inara1(2020/04/09 Thu 15:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^11: ソーラーバッテリー切替機

24Vが使えるのならそれを電源とします。オペアンプは24Vでも動きますが、ロジックICの最大電源電圧（耐圧）が16Vなので、三端子レギュレータで電圧を下げて供給するようにします。

＞LED表示ある方が分かりやすいのでありの方でお願いします。
分かりました。

＞アースは３つのソーラーバッテリー回路、バッテリー1.バッテリー2.24ボルト系統のアースを共通とする感じですか？
GNDは共通です。

全体の回路図ができたら紹介します。30Aの電流を流せる電源もダイオードも手元にないのでバッテリ切換え回路は実験できませんが、電圧監視回路とLED点滅回路は動作確認します。

判定電圧やバッテリ電圧の表示には何を使うのですか。秋月のデジタルパネルメータ
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cdigivol/
の中には、パネルメータ自身の電源GNDと測定電圧のGNDを共通にできないものがあるので面倒なことになります（絶縁型のDC-DCコンバータを使ってパネル電源を供給する必要がある）。

判定電圧の調整部分の回路図はこちらで描きますが、ロータリースイッチなどで切り替える電圧測定部分は回路図を書かなくても分かりますね？

tomo(2020/04/09 Thu 22:32) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^12: ソーラーバッテリー切替機

> 判定電圧やバッテリ電圧の表示には何を使うのですか。秋月のデジタルパネルメータ
> http://akizukidenshi.com/catalog/c/cdigivol/
> の中には、パネルメータ自身の電源GNDと測定電圧のGNDを共通にできないものがあるので面倒なことになります（絶縁型のDC-DCコンバータを使ってパネル電源を供給する必要がある）。
>
2線dc5-120vデジタルボルト電圧計電圧計車モーター0.56 ''
https://store.shopping.yahoo.co.jp/stk-shop/98039015.html
ブルーが良いのでこのパネルメーターにしようかと思います。
二線式で測定対象から電源取れるタイプです。

> 判定電圧の調整部分の回路図はこちらで描きますが、ロータリースイッチなどで切り替える電圧測定部分は回路図を書かなくても分かりますね？
はい、分かります。
測定対象のプラスマイナスをロータリースイッチを通してメーターに接続するだけですよね。
この6ポジションロータリースイッチで
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00101

1、オフ
2、バッテリー接続開始電圧
3、バッテリー接続終了電圧
4、バッテリー1電圧
5、バッテリー2電圧
6、24ボルトバッテリー電圧
とする予定です
普段はオフにして必要なときにオンして使う予定です。

inara1(2020/04/10 Fri 13:19) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^13: ソーラーバッテリー切替機

＞2線dc5-120vデジタルボルト電圧計
それは2線式電圧計なので大きな電流を流せるバッテリなどの電圧測定はできますが、そうでない場合は工夫が必要です。それを使う前提で回路図を書いておきます。

24V電源は常時オンですか？電圧監視回路の電源は24Vから取るので、常時オンでないと回路が動きません。

ロータリースイッチの切り替えは分かりました。ロータリースイッチをオフにすると、電圧計の入力電圧が0Vになるので、電圧計の電源もオフ（表示が消える）になって消費電流を減らせます。

tomo(2020/04/10 Fri 21:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^14: ソーラーバッテリー切替機

> ＞2線dc5-120vデジタルボルト電圧計
> それは2線式電圧計なので大きな電流を流せるバッテリなどの電圧測定はできますが、そうでない場合は工夫が必要です。それを使う前提で回路図を書いておきます。
そうなんですか、よろしくお願いします。

> 24V電源は常時オンですか？電圧監視回路の電源は24Vから取るので、常時オンでないと回路が動きません。
常にオンです、夜は21ボルト位になりますが大丈夫でしょうか?

> ロータリースイッチの切り替えは分かりました。ロータリースイッチをオフにすると、電圧計の入力電圧が0Vになるので、電圧計の電源もオフ（表示が消える）になって消費電流を減らせます。
そのとおりです、
必要な時だけ表示出来るようにしたいので

inara1(2020/04/15 Wed 04:28) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^15: ソーラーバッテリー切替機

＞夜は21ボルト位になりますが大丈夫でしょうか?
21Vでも動きます。

回路図を添付します。ロータリースイッチ周辺も描いておきました。

電圧計とロータリースイッチを除いた部品は以下の通りです(URLは10個までしか貼れないので分割します）。

MBR3045（1個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-14030/
LM324（3個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-14055/
TC4011B（2個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-13729/
TC4093B（1個）千石 https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=45SX-86EL
TL431（1個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-12018/
LM78L12（1個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08692/
1N4148（3個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/
2SC1815（3個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04268/

inara1(2020/04/15 Wed 04:29) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^16: ソーラーバッテリー切替機

部品の続きです。抵抗は1/6Wタイプで構いません。LEDの電流制限抵抗は好みの明るさになるように決めてください。

0.1μF・50V（9個）http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11701/
10μF・25V（3個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05103/
100μF・50V（1個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06726/
1kΩ（2個）
1.5kΩ（1個）
10kΩ（16個）
15kΩ（1個）
100kΩ（20個）
100kΩ可変抵抗（2個）
LED 4個
LEDの電流制限抵抗（1kΩ〜10kΩ） 4個

inara1(2020/04/15 Wed 09:06) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^17: ソーラーバッテリー切替機

この回路は添付図のように3つのブロックで構成されています。各ブロックにはオペアンプが4個入っているので、ブロックごとにLM324を1個使うような配線にするといいです。

TC4011BとTC4093Bも、ブロック内でICが完結するような配線にできます。

接続開始電圧と終了電圧は大小関係が逆転しないようにしてあります。終了電圧を調節する可変抵抗を回しても開始電圧より大きくなりません。開始電圧は0V〜18Vの範囲で変えられます。

tomo(2020/04/15 Wed 19:52) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^18: ソーラーバッテリー切替機

回路図ありがとうございます、早速部品注文したいと思います。
ブロック毎に別れてるのは作りやすいですね。

> 接続開始電圧と終了電圧は大小関係が逆転しないようにしてあります。終了電圧を調節する可変抵抗を回しても開始電圧より大きくなりません。開始電圧は0V〜18Vの範囲で変えられます。
誤設定防止出来てありがたい回路ですね。

ちなみに参考までなんですが、24ボルトバッテリーの代わりに12ボルトバッテリー（バッテリー3）で制御回路を動かす場合は単純に24ボルトの入力にDC-DCコンバーター
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06535/
等を接続すれば使用することは可能でしょうか?

inara1(2020/04/16 Thu 01:22) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^19: ソーラーバッテリー切替機

12Vバッテリを回路電源とするのならその秋月のDC-DCコンバータで大丈夫です。

回路の消費電流は50mA以下なので、最大出力電流が250mAのDC-DCコンバータは必要ないですが、将来、機能拡張して消費電流が増えたときでも、それを使っておけば買い替える必要がなくなります。

そのシリーズのDC-DCコンバータを持っていますが結構発熱が大きいです。出力に何もつながない状態（無負荷）でも、コンバータ自身の消費電流が数十mAあります。

tomo(2020/04/22 Wed 16:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^20: ソーラーバッテリー切替機

今基盤の配置図を作成中ですか少し質問です。
必要部品の10μF・25V（3個） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05103/
とありますが
これは極性無しですが回路図では極性有りの電解コンデンサーのようですがどちらでしょうか?

inara1(2020/04/22 Wed 21:43) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^21: ソーラーバッテリー切替機

これ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05103/
は極性のないコンデンサなので、どちら向きに取り付けてもいいです。

極性のあるアルミ電解コンデンサ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03116/
を使うときは、回路図に書かれた通りの極性（＋−）で取り付けてください。

ちなみにアルミ電解コンデンサには極性のないもの
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04624/
もあります。

この掲示板を訪問した人が回路図だけを流用した場合を想定して、回路図には極性を書くようにしています。極性のある1μF未満のコンデンサは見たことないので0.1μFは極性を書いていません。

inara1(2020/04/22 Wed 21:59) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^22: ソーラーバッテリー切替機

この回路は、バッテリ電圧が終了電圧を下回るとLEDが点滅するようになっていますが、添付図のように切替えスイッチを追加すると、点滅でなく、連続点灯するように変更できます。

tomo(2020/04/23 Thu 09:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^23: ソーラーバッテリー切替機

> この回路は、バッテリ電圧が終了電圧を下回るとLEDが点滅するようになっていますが、添付図のように切替えスイッチを追加すると、点滅でなく、連続点灯するように変更できます。
↑
それでも良いですね
もし連続点灯で固定の場合TC4093Bとコンデンサー10μF25Vは不要になりますか?

inara1(2020/04/23 Thu 12:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^24: ソーラーバッテリー切替機

＞TC4093Bとコンデンサー10μF25Vは不要になりますか?
TC4093を使った回路全体が不要です（添付図）。

tomo(2020/04/26 Sun 00:03) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^25: ソーラーバッテリー切替機

メイン基板の基盤図出来ました。
GND位置は適当ですがどうでしょうか？
秋月のAタイプの基盤に収まります。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04708/
ケースはこれです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-12054/
LEDはフルカラーのカソードコモンを使ってLOが赤、HIが青に光るようにしようと思います。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03037/

inara1(2020/04/26 Sun 21:25) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^26: ソーラーバッテリー切替機

電源ラインにいくつか間違いがあります（電源ライン以外は見てません）。

tomo(2020/04/27 Mon 12:39) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^27: ソーラーバッテリー切替機

ご指摘ありがとうございます。
修正しました。

部品が届き次第組み上げていく予定です。

tomo(2020/05/06 Wed 13:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^27: ソーラーバッテリー切替機

完成に近づいてきましたがやはりダイオードの発熱が多めで50w位使用するとヒートシンクが触って熱いくらいになります。
ケースにファンコンとファンを付けたいと考えていますがまた教えて下さい。
私が以前BBS内で質問させていただいたスタートとストップが別々に設定出来るファンコントローラーのページが見れなくなっているようなので、基本回路はこの前の船のスイッチに付けたファンコンを参考にしようと思うのですが、24v入力の所に12v（バッテリー電圧）を入力してファンを12v用にすれば可能でしょうか？、抵抗類はそのままの数値でいいですか?
また多少のヒステリシスのような感じで設定温度から5度程度下がればオフするように、例えば半固定抵抗で設定温度を３5度に設定すればファンオンしてから３０度まで冷えればオフするように出来れば不要なオンオフを防げて最高ですが可能でしょうか?
ファンは12v用のこれを使う予定です
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-14362/
よろしくお願いします。

tomo(2020/05/12 Tue 10:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^27: ソーラーバッテリー切替機

24v仕様のままブレットボードに組み12vで駆動してみましたがどうも上手く行きません、またファンは大体5vから動きだしますが徐々に電圧が上がる過程では動き出すまでにばらつきがあります（３vから徐々に6vでは動きそうで動かない）
いっきに5vを接続すれば回るので、358Nと2SC１８１５を使い、ＬＭ７８Ｌ０５レギュレーター（回路図の７８０５の代わりです）の5vとLM317のファン出力電圧を比較してファンの+側が5vを超えたらファンが動くように（5vになるまではファンが動かないように）してみたのですがあまり変わりない感じです。
またなぜか回路図の温度モニター端子に電圧計を繋ぐとファンの電圧が上がるようで多少ファンスピードが上がります。

inara1(2020/05/14 Thu 09:47) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^28: ソーラーバッテリー切替機

Fan駆動回路の電源電圧を12Vにしても動作しますが、温度センサの出力電圧(Vsensor)に対して、オペアンプの出力電圧（out）とFan電圧(fan）の変化は添付図のようになります。このような変化になっていますか？

お使いのFanは印加電圧を5Vから徐々に上げていったときに、回転数も徐々に上がるのですか。

この回路は、Fanの騒音を減らすために、センサ温度（Tsensor)が設定温度（Tstart）を超えると急にFanを全開にするのでなく、温度差に比例した電圧をFanに印加して、温度差が大きいほど回転数が大きくなるようにしています。したがって、ある程度の温度差がつかないとFanが動き始めません。

しかし、R1(470kΩ）を取り去れば、センサ温度（Tsensor)が設定温度（Tstart）を超えると急にFanが全開するようになります。それで動作するか見てみてください。それでも動かないのなら回路図通りになっていないのかもしれません。

バッテリ切り替え機のほうは動いたのですか？

tomo(2020/05/14 Thu 13:32) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^29: ソーラーバッテリー切替機

R1(470kΩ）を取り去れば、センサ温度（Tsensor)が設定温度（Tstart）を超えると急にFanが全開するようになります。それで動作するか見てみてください。それでも動かないのなら回路図通りになっていないのかもしれません。
毎回ありがとうございます。
R1を取去って一度確認して見ます。

> バッテリ切り替え機のほうは動いたのですか？
はい、ほぼ完成です。
動作確認出来ました、ありがとうございます。

inara1(2020/05/15 Fri 05:14) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^30: ソーラーバッテリー切替機

ダイオードの温度上昇を抑えるには、添付図のようにダイオードを並列接続してはどうでしょうか。全体の発熱量は同じですが、発熱源が2つに分散されるので温度上昇は少なくなります。

tomo(2020/05/15 Fri 08:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^31: ソーラーバッテリー切替機

> ダイオードの温度上昇を抑えるには、添付図のようにダイオードを並列接続してはどうでしょうか。全体の発熱量は同じですが、発熱源が2つに分散されるので温度上昇は少なくなります。
↑その方法もありですね、ヒートシンクも２つ付けれそうなやつ探してみます

tomo(2020/05/20 Wed 19:25) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^31: ソーラーバッテリー切替機

ブレッドボードにて動作確認できました。
R1を取ると設定温度を超えると正常にファンがスタートするようになりました。
ケース内に収まればMBR3045も二つにする予定ですが、MBR3045は2個になると電圧降下は増えますか？

ファン制御部の配置図作成してみました、小さいケース内に組み込めるようにコンパクト目に配置しました。
お伺いしたい点があります、図中のC1〜C3のコンデンサーはどのようなもの(容量、電解、セラミック等)が良いでしょうか？
C1は必要でしょうか？
電源１２VはMBR3045の出力（インバーター入力）に接続になります
よろしくお願いします。

inara1(2020/05/21 Thu 00:11) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^32: ソーラーバッテリー切替機

＞R1を取ると設定温度を超えると正常にファンがスタートするようになりました
動作しましたか。

＞MBR3045は2個になると電圧降下は増えますか？
並列なので電圧は増えません。

＞図中のC1〜C3のコンデンサーはどのようなもの
C1とC3は10μF、C2は0.1μFくらいでいいです。

耐圧はC1とC2が25V以上（25Vでもいい）、C3が10V以上（10Vでもいい）です。

種類は全部積層セラミックでもいいし、C1とC3だけアルミ電解にしてもいいです。アルミ電解を使う場合は極性（＋−）に注意してください（GND側が−）。

tomo(2020/05/21 Thu 08:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^33: ソーラーバッテリー切替機

ありがとうございます。
これくらいの部品は手持ちでありますので引き続き制作していきます。
また完成に近づきましたら写真アップしたいと思います。

inara1(2020/05/22 Fri 23:52) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^34: ソーラーバッテリー切替機

C1は通常は必要ないですが、大電流が流れてノイズが多いラインから電源を取るときは付けたほうがいいです。一瞬、電圧が落ちたときに誤動作することがあるからです。

アナログ回路ではあまり誤動作しませんが、モータ用の電源ラインからデジタル回路の電源を取る場合は、そのコンデンサがないと結構誤動作します。

10μFでは足りないときもあるので100μFくらい付けておけばいいでしょう。

inara1(2020/06/21 Sun 22:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^35: ソーラーバッテリー切替機

どうなりました？

最後に投稿してから１か月経過しました。

このまま放置すると、おかしな投稿で1ページ目が埋め尽くされそうになるので返答しました。

tomo(2020/07/12 Sun 20:25) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^36: ソーラーバッテリー切替機

すみません、バタバタしててあまり進んではいませんが少しずつ作業はしています。
本体はほぼ完成です。
今ダイオードのファン制御回路の基板制作途中です。

tomo(2020/07/12 Sun 20:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^37: ソーラーバッテリー切替機

本体です

tomo(2020/07/12 Sun 20:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^38: ソーラーバッテリー切替機

ダイオード部です。

motomura(2020/06/28 Sun 16:03) [ 編集 ] [ 返信 ]

タミヤモーターのスピードコントロール

inara1さま
ご無沙汰しております。
今年に入ってから、脊椎管狭窄症と胃癌摘出手術を行い、ようやく普段の生活に戻りつつあります。
-----------------------------------------------------------------
今回のお願いは、「https://www.tamiya.com/japan/robocon/topics/gearedmotor170928.html」の３８０K75をボリュームにてコントロールしたいと思っています。

どの様なボリュームを使って可能かをお教えください。

mail

inara1(2020/06/30 Tue 00:47) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: タミヤモーターのスピードコントロール

＞ようやく普段の生活に戻りつつあります
そうだったのですか。

＞どの様なボリュームを使って可能かをお教えください
モータへの印加電圧を変えるだけなら簡単ですが、トルクが変わっても回転数をある程度一定にするような制御は難しいです。印加電圧を変えるだけでいいですか。

motomura(2020/06/30 Tue 09:13) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: タミヤモーターのスピードコントロール

早速ありがとうございます

>印加電圧を変えるだけでいいですか。

トルクは落ちてもかまいません。
約５０％くらい迄の減速でお願いします。

mail

inara1(2020/07/01 Wed 23:05) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: タミヤモーターのスピードコントロール

回路図を貼付します。

動作確認に使ったモータはRS-385PH-4045です。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06439/

主な部品は以下の通り。
NE555P http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08344/
2SJ334 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02846/
1N4148 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/
1N4007 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08332/

2SJ334はあまり発熱しませんが、かなり熱くなるようならこのようなサイズ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05053/
のヒートシンクを付けてください。

daruma(2019/11/06 Wed 12:38) [ 編集 ] [ 返信 ]

電池交換無しにLED

久しぶりの質問です。

電池交換不要のLED点灯はできないでしょうか。

動機というかやってみたいことは、回路まるごとレジンで密封した中でLEDを点灯させたいのです。具体的なイメージは、「肩まで浸かって100数えるんだぞー」装置です。

密封してしまうので電池交換はできません。そうなると発電が考えられます。
光発電だと、光のもとでのみ点灯するかあるいは充電しておいて点灯ですが、スイッチも付けられませんから、発電＝点灯、発電停止＝消灯です。リードスイッチを封入しておいて外から磁石を近づけてON/OFFならできるかもしれませんが。
40℃程度のお湯でLEDを点灯できるほど発電することはできるでしょうか。これができれば、お湯に入れると点灯取り出すと消灯が可能かと思うのですが。
ペルチェ素子は、温度差を使うのでお湯とともに低温も必要ですよね。湯面に浮かべて湯に浸かった部分と湯から顔を出した部分との温度差くらいでいいものでしょうか。

できたとして実作の構想ですが、せいぜい石鹸くらいの大きさで、お湯にチャプンと入れるとONになり、子どもが飽きずに眺めるよう1秒くらい刻みでLEDが点灯し1分累積するごとに別なLEDが点灯すればカウンターになるかなと思います。消費電力を抑えるため複数LEDの同時点灯は無しとしていくつか並んだLEDの点灯が移るかっこうに。これで例えば３分くらいカウントして繰り返し、お湯から出せばOFFになると・・・。

微小温度差でとか極小でとかはまだ実験段階の新技術で、素人の趣味工作で実現できるものではないのでしょうか。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00484/
あたりを使って実現できるなら手が届くんですが。

発電はせず電池も含めて封入して温度はセンサーで拾って、消費微小で寿命が尽きたら終了というのが現実的でしょうか。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08053/
と電気二重層コンデンサの組み合わせはどうでしょう。

inara1(2019/11/07 Thu 09:49) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: 電池交換無しにLED

ワイヤレス充電すればできます。

電磁波（磁界）を使う方法と、太陽電池で充電する方法がありますが太陽電池は充電に時間がかかるので電磁波を使う方法がいいと思います。温度差発電は数十mVくらいの電圧しか得られません。

ワイヤレス充電ユニットはこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14405/
です。それはこのLED
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14404/
を光らせるものですが、そのLEDには蓄電池がないので、給電ユニットを遠ざけると消灯してしまいます。蓄電池付きのLEDを作れば、給電ユニットを近づけて充電した後、給電ユニットを遠ざけてもしばらくは点灯させられます。LED側の受電原理は簡単なので自作も可能です。上のワイヤレス充電ユニットは手元にあるので実験可能です。

秋月の給電ユニットの能力は不明ですが、千石電商の充電モジュール
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4B7W
は充電専用なので能力は問題ありません（これも持っています）。給電側の電圧は12Vで受電側の電圧は5Vです。

秋月の給電ユニットを使った場合、どれくらいの電圧が得られるか分かりませんが、1.5V程度ならニッケル水素電池（1.2V）が使えます。ニッケル水素電池1本ををフル充電すれば200時間くらいは点灯できると思います。1.2VのままではLEDは点灯しないので、昇圧コンバータで5Vに昇圧すればいいです（200時間というのは昇圧した場合）。

LEDを点灯させるきっかけは、お湯に浸けたときの温度変化を使ってもいいですし、ひっくり返したのを傾斜センサで検出してもいいです。

LEDが1秒おきに100回点滅したら自動的に電源OFFになるようにすれば節電になります。再度LEDを点灯させるには、温度がいったん下がってまた35℃以上になったときとか、再度ひっくり返したときとなるようにすればいいです。温度を検出する方式は、常時電流を消費する（100μAくらい）ので、傾斜センサを使ったほうがいいです。

傾斜センサはこういうものです（持ってます）。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11714/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02349/
原理はとても簡単です。

daruma(2019/11/07 Thu 10:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: 電池交換無しにLED

さっそくご返信ありがとうございます。
ワイヤレス充電ですね。
> http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14405/
には「Qi」とは出ていませんが、それのようなものでしょうか。
コイル部分が大きいかなと思ったのですが、充電器→石鹸箱、本体→石鹸の格好にすればいいですね。

お湯に入ってONなので温度センサを考えたのですか、それにこだわらず傾斜センサにすれば、水風呂でも使えますね。ただ、持ち歩くだけでONになってしまったりしませんか。

ひっくり返す手動でなく、常温時OFF、お湯に入ってもON水に入ってもONだとしゃれてて面白いですが、それは無理ですか。

点灯は、同時点灯は１個でも並べておいて移った方が映えると思うので、例えば10個サイクルが順に点灯していって60回なり100回なり数えたら「分」LEDが点灯、これも並んでいるのが順に上がっていくというのはどうでしょう。複数個点けられるなら、分LEDはｍ番目が点いたままだとなおいいです。3分なり5分なりでオートOFFと。

> 再度LEDを点灯させるには、温度がいったん下がってまた35℃以上に
> なったときとか、再度ひっくり返したとき
電子砂時計ですね。私温泉が好きで、子どもだけでなく大人の「何分経過」にも使いたいです。

「石鹸箱に入れれば充電」なら、1回分で1時間ほどもてば十分です。

いつも頼ってばかりで申し訳ありませんが、新ネタとしてお世話になっていいでしょうか。

inara1(2019/11/07 Thu 14:18) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: 電池交換無しにLED

＞コイル部分が大きい
コイルが大きいのは給電側です。それを石鹸箱に入れるわけではありません。受電側もコイルが必要ですがコイルの大きさはそれより小さくできます（小さくするほど電圧も小さくなりますが）。

＞持ち歩くだけでONになってしまったりしませんか
ONになります。

＞ひっくり返す手動でなく、常温時OFF、お湯に入ってもON水に入ってもONだとしゃれてて面白いですが、それは無理ですか。
石鹸箱表面に2つの電極を露出させて、電極が濡れると電極間に電流が流れるのを利用してONにさせることはできます（電流はμA程度にできるのえ感電の心配はありません）。浴槽の湯面が上がるとブザーが鳴る「お風呂センサー」と同じ原理です。浴槽から出して濡れたままの状態で再びONにならないように、電極間距離をかなり離す必要があると思います。

LEDの点灯は円周上に10個のLEDを並べて時計回りに順次点灯させるがいいと思います。10回転で100秒なので10進数の勉強にもなります。

＞3分なり5分なりでオートOFF
最大100秒なら100秒で止めてもいいですが、100秒より長く浸からせることもあるのなら3分や5分で止めてもいいです。

再度LEDを点灯させるには、もう1度お湯に浮かべた（あるいは沈めた）ときでいいのではないでしょうか。1度お湯から出さないと再度ONにならないようにできます（浮かべたままで自動OFFになってもOFFのまま）。

「お風呂センサー」方式で水の有無を検出する場合、電極を表面に露出させる必要があるので、電極と石鹸箱の間からの漏水が心配です。UVレジンはその点は大丈夫でしょうか。

電極を表面に露出させるのなら、ワイヤレスでなく、有線で充電してもいいのではないですか。もちろん、充電端子に触っても感電しないようにはする必要がありますが。

充電方式は後回しにして、お風呂センサ部分とLED回転と自動OFFは考えてみます。屋内なのでLEDは直視できないほど明るくなくていいですね。LEDの色が変わると子供は喜ぶかもしれません。

daruma(2019/11/07 Thu 19:01) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: 電池交換無しにLED

給電部の回路とコイル、それに電池をプラケースの床下に収め、石鹸箱に見立てる。本体回路がいつもの基板に収まれば、全体をレジンでモールドして、ちょうど石鹸くらいの大きさで、箱に入れている間に充電、取り出して浴槽に。と、仕立て方として面白いと思うのです。

電極露出は無しです。電極がレジンから突き出した部分から絶対水がしみますよね。お風呂満水ブザーとか雨降り警報機とか、子供のころつくりましたが、その方式は抜きです。充電電極すらも無しが今回の眼目です。

センサーで、常温（30℃前後）をOFFとし、それより高くても低くてもONにすることができれば面白いと思うのですが、素人考えの「できたらいいな」です。低温察知と高温察知とセンサーをふたつ使うとかだめですか。
堅実なのは傾斜スイッチですね。傾斜スイッチはラーメンタイマーなどで使ったことがあります。

> LEDの点灯は円周上に10個のLEDを並べて時計回りに順次点灯
そのイメージです。で、１周（あるいは10周）したら桁上がりです。秒とか分とか呼んでますが、それは厳密でなくていいんです。大人の時間としては、５分くらいまでほしいところです。それに達したらゼロから繰り返し、15分とか30分とか経過したらオートOFFというのは欲張り過ぎですか。５分でオートOFFが妥当な線でしょうか。
入浴１回分電源がもてばいいと考えれば、分のLEDは点いたまま並行して秒のLEDが回るようにできるでしょうか。さらに明るさはいらないので赤以外のLEDも使えるとうれしいです。

> 再度LEDを点灯させるには、もう1度お湯に浮かべた（あるいは沈め
> た）ときでいいのではないでしょうか。1度お湯から出さないと
> 再度ONにならないようにできます（浮かべたままで自動OFFになってもOFFのまま）。
たいへんけっこうです。

先日、daruma工房ホームページで見たととんがり帽子型マジックアイの製作依頼が来ました。ガラス職人さんも応じてくれて、無事製作し納品できました。うれしいことです。

inara1(2019/11/08 Fri 10:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: 電池交換無しにLED

＞低温察知と高温察知とセンサーをふたつ使うとかだめですか

判定温度を固定するのでなく、石鹸箱の上と下に温度センサを付けて、上下の温度差の絶対値が、例えば5℃を超えたら動作するというようにしてはどうでしょうか。そうすればお湯でも冷水でもONにできますし、夏でも冬でも誤動作しません。

レジンの熱伝導は良くないので温度検出方式は応答が遅いという欠点がありますが、温度センサを石鹸箱表面ギリギリのところに配置して応答速度をなるべく速くしたほうがよさそうです。

磁石を近づけるとスイッチがONになるリードスイッチ
http://akizukidenshi.com/catalog/c/creedsw/
というのもありますが風呂場に磁石はありません。

LEDを円周上に10個並べて時計回りに順次点灯はOKですか。ただ、同じ色のLEDが10個だと、0の位置が分かりづらいので、0位置だけ色を変えて常時点灯しておくとかにしてもいいです。

daruma(2019/11/08 Fri 10:59) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: 電池交換無しにLED

円周上の”0”位置は他と逆つまり普段点いていて自分の番が来たら一呼間消えるというのはどうでしょう。たいへんでなければ。

daruma(2019/11/09 Sat 18:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: 電池交換無しにLED

昨夜投稿したあと、今朝↑の１行を書いた時に誤って消してしまったようです。既にお読みいただいていたかもしれませんが、思い出しながらあらためて書きます。

> 石鹸箱の上と下に温度センサを付けて、
私のイメージしているのは、充(給)電器兼収納箱が「石鹸箱」、レジンで固めた回路本体が「石鹸」です。
「石鹸」の上と下に温度センサを付けるんですね。

> 上下の温度差の絶対値が、例えば5℃を超えたら動作するというように
ばっちりです。お湯が40℃水風呂が20℃くらいとして、湯(水)面上の気温との差が10℃高い10℃低いくらいでしょうか。
レジンの比重がどれくらいかわかりませんが、沈まずプカプカ浮くようにバラストタンク(空気溜まり)が必要かもしれませんね。
上センサーも下センサーも40℃超だとサウナだと判定してONできるとなおいいですが、これは後出しで叱られちゃいますね。

> レジンの熱伝導は良くないので
それは私も気になっていました。センサー部分の壁は1mm程度に抑えればいいかなと漠然と考えていますが、最終的には実験ですね。と言ってもレジンで固めてしまってからどうかですから、前段階でセンサーを厚手のポリ袋にでも入れて様子を見るくらいですか。

> というのもありますが風呂場に磁石はありません。
あはは、細いチェーンでドーナツ磁石をぶら下げてと思ってました。脱衣ロッカーのキーみたいに。なんにしても、磁石案は無しです。

> LEDを円周上に10個並べて時計回りに順次点灯はOKですか。
OKです。

> 0位置だけ色を変えて常時点灯しておくとかにしてもいいです。
電源が足りるのであれば、秒のLEDは"0"位置赤が動作中常時点灯し周りの９個は緑が順に点滅。１周(あるいは10周)すると桁上がりして分のLED。これは緑か他の色が５個並んでいて点灯が右に移っていくまたは増えていく。電源が許せば増えていく方がいいです。
ここに、↑投稿の追加で
>> 円周上の”0”位置は他と逆つまり普段点いていて自分の番が来たら一呼間消えるというのはどうでしょう。たいへんでなければ。
です。
１回の入浴ぶんで小１時間もてばよいとすれば充電量はどうでしょう。複数個のLEDを点灯することはできますか。

レジンを使ったことはありませんが、工芸材料のレジンはUV硬化のものとエポキシ(混合し放置で硬化)とがあるそうです。エポキシのほうが厚くても固まりやすく仕上がりも美しいようですが、完成後40℃以上の環境で軟化するとのことが致命的です。今回はUVレジンでいくことになります。

daruma(2019/11/25 Mon 14:32) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: 電池交換無しにLED

> 秋月の給電ユニットの能力は不明ですが、千石電商の充電モジュール
> https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4B7W
をとりあえず買ってみました。

なにか難しいものなのかと思ったのですが、千石の商品ページに
> 12Vを入力した送信モジュールのコイルと受信モジュールのコイルを合わせると受信側に5Vの電源が供給されます。
と書いてあるそのとおりの単純明快さですね。
念のため受信モジュールをビニル袋に入れ送信側とコイルを重ねてみました。
送信側に12V電源を入れると、受信側に4.88Vが現れました。そこにLEDと抵抗を入れると点灯しました。充電はここに電池を置けばいいだけですか。作成する回路と電池を繋いで逆流対策のダイオードを入れるくらいでいいのでしょうか。
入力電圧は最大13.5Vとのことなので13Vにもしてみましたが、出力は変わらず4.88Vでした。（デジタルテスターの読み）

買ってから気づいたのですが、5V入力のもの
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4LBF
もあるんですね。実際に使うのはこっちのほうが電池の用意が楽ですね。

> ニッケル水素電池（1.2V）が使えます。
ニッケル水素電池はずっと以前「太陽光で充電して夜LED点灯」でお世話になったときに買った単三形があるのですが、小型化・密封を考えるとＭＳリチウム二次電池
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gB-08345/
なども使えますか。

inara1(2019/11/27 Wed 12:40) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: 電池交換無しにLED

＞千石電商の充電モジュールをとりあえず買ってみました。
その部分はまだ実験していませんが、そのモジュールで良ければそれを使います。石鹸に受信モジュールを入れて、受信モジュールの5Vでニッケル水素電池3本（3.2V〜4.5V)を充電し、ニッケル水素電池の電圧を三端子レギュレータで3Vに変換して回路電源とする予定です。受信モジュールとニッケル水素電池の間には逆流防止ダイオードを入れる予定です。

＞5V入力のものもあるんですね
5V入力のは持ってませんが、そちらのほうが良ければそっちにしてください。

＞リチウム二次電池
容量が小さいので点灯時間は6時間くらいです。試しに使ってみるのはいいかもしれませんが、Li系は過充電で爆発しないか心配です（UVレジンで密閉しているのでなおさら怖い）。

温度センサとLED巡回発光の部分は動作確認済です。消費電流は待機時が15μA、LED点灯時が1mAくらいです。Ni水素電池の容量は2000mAhくらいあるので、満充電なら再充電しなくても2000時間くらい点灯できます。待機状態だと10年くらい持ちます（その前にNi水素電池が自己放電する）。Liコイン電池（CR2032）の容量は200mAhくらいなので寿命はNi水素電池の1/10です。

daruma(2019/11/28 Thu 10:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^9: 電池交換無しにLED

> Li系は過充電で爆発しないか心配です（UVレジンで密閉しているのでなおさら怖い）。

容量の面は石鹸箱に収納するたび充電すれば足りるかなとも思うのですが、爆発の心配は重大ですね。ニッケル水素電池の方針納得です。電池ボックスに入れたかっこうで密封するのは密封らしからぬ見た目で接点の接触不良も心配です。電池の両極にハンダ付けしても問題ありませんか。（もっと進んだ段階で検討すればよいことですが）

> 満充電なら再充電しなくても2000時間くらい点灯
そんなにもつなら、石鹸箱仕立てにしなくても充電器は家置きにしてたまあに充電でよさそうですね。
ところで、先日スマフォ用にQi充電器を買ったところです。これで充電できれば充電器側は製作不要ですね。あとで実験してみます。

inara1(2019/11/28 Thu 11:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^10: 電池交換無しにLED

Ni水素電池はここ
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cnimh/
の中の単三型（容量2100mAh）を想定しましたが、3本同包パックのもの
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gB-07015/
なら単三3本よりコンパクトになります。容量は830mAhと半分くらいですが、それでも十分だと思います。

電池単体はスポット溶接で3本つながっていますが、そこに直接ハンダ付けするのは難しい（たぶんハンダが乗らない＋電池が加熱されて危険）と思います。専用の電池ボックス
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-07527/
があるのでこれを使うしかないと思います。

＞電池の両極にハンダ付けしても問題ありませんか
乾電池ではやったことがありますがNi水素ではありません。やらないほうがいいと思います。

daruma(2019/11/28 Thu 11:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^11: 電池交換無しにLED

３本パックのものと専用電池ボックスを使うのですね。わかりました。

スマフォ用ワイヤレス充電器
https://www.ankerjapan.com/category/WIRELESSCHARGER/RS8P001K.html
に乗せてみました。
充電器側にはエラーを示すLED点灯など出ませんが、受電側に付けたLEDは0.5秒置きくらいで規則正しく点滅します。千石の送電モジュールでは普通に点灯しましたから、なにか違うんでしょうね。もしや、充電用に単純な5V出っ放しではない出力をしているのかも知れません。

inara1(2019/11/29 Fri 23:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^12: 電池交換無しにLED

＞受電側に付けたLEDは0.5秒置きくらいで規則正しく点滅します
充電電流（LED電流）が小さいときは、満充電に近いとみなして、間欠充電モードになっているのではないでしょうか。

ウチで使っているシェーバーを充電するときも、最初は充電状態を示すLEDが連続点灯ですが、しばらくすると点滅に変わります。

daruma(2019/11/30 Sat 09:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^13: 電池交換無しにLED

なるほど。充電電流（LED電流）が小さいことを給電側が感知しているということですか。
LEDを並列に増やしてやると電流が増えて挙動が変わるかもしれませんね。やってみます。

daruma(2019/11/30 Sat 11:17) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^14: 電池交換無しにLED

LED＋470Ωを10個並列にして5Vで実測50mA流れるようにして、これをQi充電器に乗せてみました。やっぱり点滅します。

この充電器を使うわけではないのでこの実験はここまでとしますが。

inara1(2019/11/30 Sat 11:30) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^14: 電池交換無しにLED

ワイヤレス給電モジュールとNi水素電池を組み合わせた全体回路の動作確認ができたので、後で全体回路図を紹介します。

回路の消費電流（Ni水素電池の出力電流）は、待機時が12μA、LED回転時が1.8mAです（LEDの電流制限抵抗を1kΩとした場合）。

容量が半分くらいになったNi水素電池を充電したときの充電電流は数十mAで、これくらいの電流なら、ワイヤレス給電モジュールの送電側の電源電圧は5Vでも正常動作します。

充電中は「充電表示用のLED」が点灯するようにしています（点滅はしない）。また、必要なら、リードスイッチを仕込んでおいて、磁石を近づけるとお湯に浸けなくても動作テストができるようにできます。動作テストでLEDが回らなくなったら充電するという感じです。

満充電になったかどうかは人間が時間で決めてください。ワイヤレス給電モジュールで充電しぱなしにしても、充電電流が徐々に下がって、Ni水素電池の充電電圧は4.3V以上になりません。充電電流は制限していませんが、秋月の3本セットのNi水素電池には保護用のポリスイッチが入っているので大丈夫だと思います。心配なら抵抗1本入れることで最大充電電流を制限できます。最大充電電流を50mAにするのなら、5V/50mA=100Ωくらいの抵抗（1/4W）を入れればいいです。抵抗を入れると満充電までの時間が長くなります。

darumaさんのほうで、満充電にどれくらいの時間がかかるかをテストをしてみてください（添付画像）。電池の劣化具合（これまで何回充電したか）によって満充電までの時間が違います。こちらで使っている電池はかなり使ったものなのであまり参考にならないと思います。

daruma(2019/11/30 Sat 11:39) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^15: 電池交換無しにLED

ありがとうございます。楽しみです。

> 秋月の3本セットのNi水素電池には保護用のポリスイッチが入っているので
そりゃ好都合ですね。
他保有していない部品をリストアップして秋月に発注しようと思います。

inara1(2019/11/30 Sat 14:22) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^16: 電池交換無しにLED

使う部品を先に紹介しておきます。

今回は待機時の消費電流を極力抑えるために、オペアンプに表面実装部品を使っています。2.54mmピッチのユニバーサル基板に実装する場合は、変換基板でピッチ変換する必要があります。ハンダ付けが難しいようなら、消費電流が増えますが、DIPパッケージの代替えオペアンプを紹介します。

Ni水素電池と受信モジュール込みで石鹸サイズに収めるのは、darumaさん好みの高密度実装が必要と思われます。

充電モジュールとNi水素電池を除いた部品は以下の通りです。

・温度センサ（5個入りのうち2個使用） http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04267/
これは表面実装部品ですが、パスコンとセンサが基板に実装済なので、3本のリード線をハンダ付けするだけです。

・オペアンプ（2個使用）http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08068/
リードピッチが0.65mmなので変換基板
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08342/
に乗せて、細ピンヘッダ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-06631/
で足を付けます（カッターナイフで4pin分の長さに切って使用）。

ハンダ付けが難しい場合の代替オペアンプはこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09543/
です（2個必要）。端子配列は変換基板と同じなので配線図は変更不要です。これを使うと待機時の消費電流が60μA増えますが、これを使っても待機時の電池寿命は1年以上あるので、これでもいいかもしれません。

・三端子レギュレータ（3.3V出力、消費電流1μA) http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03289/
カマボコ型の3本足

・ロジックIC（darumaさんが持っているものもあると思います）
74HC04 1個
TC4538 1個
TC4017 2個
普通のDIPパッケージでも石鹸サイズには入ると思います。

・抵抗
1kΩ（数個）
10kΩ（数個）
22kΩ（2個）
100kΩ（4個）
470kΩ（2個）
1MΩ(7個）

・コンデンサ（積層セラミック）
0.1μF、1μFが数個

・ダイオード
1N4148 5個

・時間表示用LED（20個）＋充電表示用LED（1個）
電源電圧が3.3Vなので、動作電圧が2V程度の超高輝度赤色LEDを使うのがいいですが、動作電圧が3.4V程度の白色や青色や緑色でも光ります（明るさは抵抗で調整）。

daruma(2019/11/30 Sat 15:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^17: 電池交換無しにLED

部品紹介ありがとうございます。
オペアンプは表面実装＋変換基板大丈夫だと思います。一応DIPのものも買っておきます。

> darumaさん好みの高密度実装
好みです。好みです。

三端子レギュレータは低消費電力のものにするんですね。
ロジックICはどれもあります。

さっそく注文します。

ところで、先ほどの書き込みで、
> ワイヤレス給電モジュールの送電側の電源電圧は5Vでも正常動作
とのことですが、これは現有の12V電源のものでも5V入力でいいということですか。ワイヤレス給電は千石なので、5Vのものを買うか、それとも、充電頻度がたまにで石鹸箱仕立てにする必要が無いなら12V電源でいくか、迷います。

inara1(2019/12/01 Sun 00:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^18: 電池交換無しにLED

＞現有の12V電源のものでも5V入力でいいということですか
そうです。こちらで実験したワイヤレス充電モジュールはこれ
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4B7W
です。送電側の入力電圧は12Vになっていますが、入力電圧を5Vとしても受電側は5V出ます。入力電圧を5Vとしたときは受電側から取り出せる最大電流は600mA以下になると思いますが、Ni水素電池の充電には問題ありませんでした。それをお持ちなら実験してみるといいです。

inara1(2019/12/01 Sun 05:11) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^19: 電池交換無しにLED

回路図を添付します（12月4日に変更しました）。

順次点灯するLEDの下の抵抗で明るさを調整してください。0表示を常時点灯するかしないかはスイッチになっていますが、外部から切り替えできないので、どちらかの配線に固定してください。リードスイッチはオプションです（不要なら付けなくてもいい）。

daruma(2019/12/01 Sun 11:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^20: 電池交換無しにLED

回路図ありがとうございます。それから12V電源用モジュールを5V電源で使えること助かります。

ひとつ懸念があります。
水に浮かなければならないのてすが、電池が大きい（重い）ので大きなバラストタンクが必要になります。シャボン玉のような空気室を封じ込めればきれいですがそれも難しいので、発泡スチロールを埋め込もうと考えています。かなりカサ増ししてやらねばならなそうです。電池の重さがわかったら実験してみます。
この点でＭＳリチウム二次電池に未練がありますが、爆発と少容量が・・・。

inara1(2019/12/01 Sun 14:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^21: 電池交換無しにLED

回路図は途中で差し替えるかもしれないので、最新のもので配線図を考えて下さい。

バラストタンクは、動作確認できてからなので、大きさなどは後で考えてもいいと思いますが、発泡スチロールを埋め込むのなら、その部分にＭＳリチウム二次電池も一緒に埋め込めば、UVレジンの圧力を受けないので爆発の危険は減ると思います。Li系充電池はあまり使いたくないです。

daruma(2019/12/01 Sun 15:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^22: 電池交換無しにLED

そうですね。大きさを検討するのはもう少し先ですね。首から下げてお湯に浸かって周囲から「なにごと？！」と見られないくらいをイメージしています。

> Li系充電池はあまり使いたくないです。
わかりました。

ところで、最大100秒をもっと長時間にするのはたいへんでしょうか。10秒ごとのほうを30秒ごとか１分ごとにしていただけるとおとなの長湯にも使いやすいかなと思うのです。私、ぬるい湯にゆっくりが好きです。
74HC04のところの1μFをもう少し大きくすればよいですか。

inara1(2019/12/02 Mon 11:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^23: 電池交換無しにLED

＞最大100秒をもっと長時間にするのはたいへんでしょうか
大変です。石鹸サイズに入らなくなります。

74HC04のところの1μFを6μFにすれば、6秒ごとにLEDが順次点灯するようになるので600秒（10分）で自動停止になります。10分が長すぎるのなら3.3μFにすれば330秒（5分30秒）で自動停止になります。

daruma(2019/12/02 Mon 12:40) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^24: 電池交換無しにLED

そのコンデンサを適宜大きくすればいいんですね。それで望みどおりです。

inara1(2019/12/04 Wed 16:04) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^25: 電池交換無しにLED

回路図
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4987.jpg
を変更しました。

赤字で「変更」と「追加」と書かれた部分です。動作確認では74HC04の代わりにTC4069UBを使っていたのですが、74HC04でも動作するだろうと思って再確認したところうまく動作しませんでした（温度差があってもLEDが巡回点灯しない）。

TC4069UBを持っていないのなら追加発注してください。「追加」と書かれた部分は33μFの電解コンデンサを追加したものですが、電解コンデンサがあると、より安定に動作するので追加しました。

daruma(2019/12/04 Wed 20:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^26: 電池交換無しにLED

TC4069UBに変更ですね。わかりました。
部品箱にTC4069UBNが１個だけありました。末尾に"N"が付いていますが、これでいいですよね。
あっ!!　間違えました。有ったのはTP4069UBNでした。これは違いますね。

いつもの基板に収めるのに苦戦しています。空中配線無しの縛りで描いています。

daruma(2019/12/05 Thu 12:14) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^27: 電池交換無しにLED

TC4069UBが有ればと思って梅澤無線に行ってみたら、ひきだしにラベルはあったもののカラでした。残念。
30円のものだけってのもなんなので、配線図ができて実作にとりかかるぎりぎりまで発注は先送りします。もし新たに必要なものがでたらお知らせください。

inara1(2019/12/06 Fri 08:51) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^28: 電池交換無しにLED

TC4069UBは東芝の型番です。秋月にあるテキサスインスツルメンツのCD4069UBE
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-11620/
と同じです。

マルツにはTC4069UBがあります。
https://www.marutsu.co.jp/pc/i/40353/

daruma(2019/12/06 Fri 10:10) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^29: 電池交換無しにLED

はい。マルツで、
http://www.goot.jp/handakanren/st85/
といっしょに買って送料無料にするか、秋月で買おうか考えています。
秋月には東芝のもTIのもありますね。
手もとにある「TP4069UBN」はググってもほとんど出てきませんが、なんなんでしょう。TCやCDのメーカー違いでしょうか。いつ買ったのかもわかりません。間違えて買ったのかもしれません。

上のgootクランプは、メーカーサイトでは「近日発売予定」になっていますがマルツには即納で出ています。
作業用のクランプはどこにでもある鋳物の台に鰐口形クリップが多関節棒に付いたものをもっているんですが、どうにもへなへなで使いにくいのでいいものがないかなと探していたところでした。自作しようかなと考えたりもしたりしたのですが。inara1さんはどんなものをお使いですか。

inara1(2019/12/06 Fri 11:56) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^30: 電池交換無しにLED

＞inara1さんはどんなものをお使いですか
鋳物の台に鰐口クリップが2つと拡大レンズがついたこれです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gT-13087/

大きなものは固定できませんが、DCジャックとか、ミニプラグ、ピンソケットにハンダ付けするときはこれを使っています。

拡大レンズは表面実装部品のハンダ付けには欠かせません。老眼ではないですが、0.65mmピッチのICのだとさすがにハンダがうまく乗っているか見えません。レンズが大きいので両眼が使えます（片目だと立体視ができない）。

大きなものの固定は万力です。
https://uk.rs-online.com/web/p/bench-hand-vices/2838166/
この万力はクリップ部分を自由な傾斜にできるのが特徴です。

daruma(2019/12/06 Fri 12:50) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^31: 電池交換無しにLED

> 鋳物の台に鰐口クリップが2つと拡大レンズがついたこれです。
> http://akizukidenshi.com/catalog/g/gT-13087/
私のもそれによく似た海外ブランドのものでなんですが、腕の端が球状になっていて関節のように締め付けるのもクリップ自体の作りもヤワなんです。そのgootのはしっかりしていそうなので買おうと思っていたところへ前述新製品の発表でした。

拡大はハズキルーペを使っています。高すぎるとは思いますが役に立っています。

その万力はがっちりしていそうですね。私は
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gT-06871/
を買ってみたのですが、「万力のような形をしたもの」で使い物になりません。現在はボール盤の付属品で写真のものを使っています。重いのでゴロンと置くだけでどっしりしてます。

daruma(2019/12/07 Sat 16:30) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^32: 電池交換無しにLED

配線図ができました。チェックして間違いはないつもりですが、どうでしょう。

実験基板なので、値を変えるCとRはピンソケットにします。R 2個はICソケットの腹の下です。端子取り出しはヘッダピンは使わずランドから線を出します。
温度センサと抵抗は別基板に出します。LEDも配線を引き出しますが、ゴチャゴチャしそうです。

daruma(2019/12/08 Sun 10:40) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^33: 電池交換無しにLED

見直し修正しました。
LEDカソード側のスペースを取るために、NJU77002のGNDの引き回しと1N4148の配置とTESTスイッチの位置を変更しました。
これでＯＫと思うのですが・・。

※ ちょっと整えました。

※　いざ作り始めると、パーツの足とジャンパ線がひとつの穴になってしまっているところが有りました。「ご順に膝送り」で修正してジグザグになってしまいました。

daruma(2019/12/13 Fri 14:34) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^34: 電池交換無しにLED

オペアンプを変換基板に載せる作業をしました。難しいです。
ラジオペンチに爪楊枝を固定して「マサカリ」のようなかっこうで置いて上から押さえる方法を試しましたがずれるので、結局、
1) 基板に下ハンダをする。
2) これをいったん吸い取り線で取ってみましたが、次の仮ハンダで付かないことがあるので、吸い取らず盛ったままに。
3) 足に下ハンダし、こちらは吸い取り線で吸っておく。
4) 基板を両面テープで机上に固定する。
5) チップを載せ左手の爪で上から押さえておいて。（4本の足が縦に並ぶ向きで）
6) 右列の4ピンをまとめて仮ハンダ。
7) 基板の向きを変えて反対側の足を仮ハンダ。
8) ブリッジを気にせずハンダを流す。
9) 吸い取り線で吸う
という手順でやりました。

6)7)の仮ハンダでうまく付いた(ように見える)足もあるのですが、ブリッジしてしまったり足りないようなところもあるので8)でハンダを足しました。

オペアンプは4個買ったのですが、1個め2個めは苦戦しているうちに足が曲がって隣に接触。3個め4個めがなんとかなりました。
高いものではないのでもっとたくさん買っておけばよかったです。

無水アルコールできれいにしてルーペで観察し、ブリッジは無いようですが吸い取りで足りないようにも見えます。
足とランド間の導通を当たりました。導通のないピンはありませんが、隣と導通しているピンもあります。これは、オペアンプ自体で導通あるピンもあるからブリッジしているとは限りませんよね。

この先はDIPのもので製作を進め動作してからチップと挿し変えて動いたらバンザイと、そういうコースで行こうと思います。

inara1(2019/12/14 Sat 07:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^35: 電池交換無しにLED

こちらではハンダ吸い取り線は使ってませんが、ちゃんとつながっていればハンダ吸い取り線を使っても構いません。添付写真の上2つがこちらでハンダ付けしたものです（変換基板はdarumaさんのとは違います）。

ハンダがちゃんと付いているかは見た目では分かりません。添付画像のような回路をブレドボードに組んで、OUT1電圧とUOT2電圧がIN電圧と同じ（±0.01Vの範囲内で）であることが確認できれば、電気的につながっているとみなせます。

この基板につけるピンヘッダは「細ピンタイプ」
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-06631/
にしないとブレッドボードに刺さりにくいかもしれません。特にこのブレッドボード
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05294/
は穴が小さいので普通のピンヘッダだと刺さりません。こっち
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00315/
は穴が大きいです。

daruma(2019/12/14 Sat 09:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^36: 電池交換無しにLED

チェック回路ありがとうございます。今日は少年少女発明クラブの活動日なので、帰ったらやってみます。

変換基板には細ピンヘッダを付けています。
ブレッドボードは以前教えていただいて赤いパッケージのを使っています。

daruma(2019/12/15 Sun 11:10) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^37: 電池交換無しにLED

やってみました。電源は単三電池２本、入力はいつもの電源装置からです。入力電圧は電源装置の表示、出力はデジタルテスターの読みです。

ダメでした。

１個目

OUT1にはそれらしい電圧が出ますが、OUT2には出てきません。
入力無しのときOUT1には1.306Vが出ていますが、これはそんなものなんでしょうか

IN　　　　OUT1　　　OUT2
0　　　　0
0.5　　　0.509
1.0　　　1.016
1.5　　　1.511
2.0　　　2.000
2.5　　　2.510
3.0　　　3.000
Open　　1.306

２個目
OUT1にも2にも何も出てきません。mV単位でちらちら不定なだけです。

修行がたりません。これからやりなおしてみますが、チップはあまりいじりまわすと死ぬでしょうね。秋月に20個くらい追加発注しなきゃダメかな・・・。

daruma(2019/12/16 Mon 12:13) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^38: 電池交換無しにLED

うまくできたのではと思います。

１個目
IN　　　　OUT1　　　OUT2
0.0　　　0.017　　　0.017
0.5　　　0.513　　　0.513
1.0　　　1.011　　　1.012
1.5　　　1.515　　　1.515
2.0　　　2.010　　　2.010
2.5　　　2.510　　　2.510
3.0　　　3.010　　　3.010
Open　　1.277　　　1.130

２個目
IN　　　　OUT1　　　OUT2
0.0　　　0.017　　　0.018
0.5　　　0.505　　　0.513
1.0　　　1.013　　　1.014
1.5　　　1.517　　　1.515
2.0　　　2.000　　　2.000
2.5　　　2.510　　　2.510
3.0　　　3.010　　　3.020
Open　　1.198　　　1.202

OUT1とOUT2はほとんど同じ値で入力電圧の微細な違いかテスターの誤差か程度と言えるでしょうか。こんなにピッタリな値が出るものなんですね。

ハンダを何度もやり直したり５秒以上もあてたりしたのですが、思ったより強いんですね。おっかなびっくりしすぎました。

daruma(2019/12/19 Thu 22:21) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^39: 電池交換無しにLED

温度センサは２個とも表裏それぞれのサブ基板に載せるつもりでいたのですが、いざそのサブ基板を描こうとして、センサが2.54mmピッチではなくさらに比熱を考慮して薄く小さく作られていることに気がつきました。それで、センサはスズメッキ線で立てることにしました。裏側センサ用の抵抗を置くスペースはいまさら作れないので裏側サブ基板は残し、その上にセンサを立てることにしました。表側センサは主基板に立てますが、３ピン並ぶ場所を設けるために、忌まわしい空中配線が１本（センサのGND）生じたのが悔しい限りです。

この方針転換でどうでしょう。

センサは、足を曲げて感知面が石鹸の表と裏に向くように「エビ反り」姿勢で付けます。

daruma(2020/01/03 Fri 22:05) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^40: 電池交換無しにLED

新年おめでとうございます。今年もどうぞよろしくお願いいたします。

年をまたいでようやくテストスイッチで動き始めるところまで漕ぎつけました。
写真ではセンサーを取り付けていますが、実験はセンサーを付けず、赤いジャンパ線を挿し込むとスイッチONです。
挿し込んで抜くとLEDが走り始め、10秒表示が10個めまで行くと止まる（消える）ときと、循環して動き続けるときがあります。挿して抜いてもスタートしないときやワンテンポ遅れてスタートするときがあります。循環点灯しているときに、浮いているジャンパ線の＋側にさわるとその回の10個めまで行って止まり、指をピンから離すと再スタートします。こうならないことも有ります。
静置していてこのように状態が変わるので接触不良が起きているわけではないと思えますが、発振しているとかでしょうか。使っていないpinを遊ばせておかず措置しなければならないのでしょうか。配線の引き回しやサブボードへの引き出し線が長いとかでしょうか。あるいはどこかにハンダ不良があるとしか考えられませんか。
あ、放置していたら不意に動き始めました。どうにも不安定です。

実験はTC4069UBの4pinのCを0.1μFにして速度を速めています。
オペアンプはチップのものがハンダ不良かと疑ってDIPのものを付けています。
電源はワイヤレス充電を使わず電源装置から5Vを供給しています。逆流防止ダイオードのカソード側でバッテリ電圧をみると、3.88Vありました。小一時間経つと3.95Vになっています。

daruma(2020/01/03 Fri 22:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^41: 電池交換無しにLED

>> オペアンプはチップのものがハンダ不良かと疑ってDIPのものを付けています。

実験の初期段階（ハンダ不良が有った）時点でもしやこのせいかとDIPのものに取り替えていたのですが、チップに戻してみたら、なんと、安定して動きます。テストジャンパをチョン接触でスタートし、10秒表示10個で止まります。ばっちりです。
なんだったんでしょう。電流不足？

daruma(2020/01/04 Sat 16:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^42: 電池交換無しにLED

センサーを取り付けると、テストジャンパに反応しなくなりました。（その後いじっているうちに反応するようになりました）
センサーを付けるピンにはVdd-Vss間で3.10V出ています。

センサー単体（リード線３本と丸ピン付き）を調べてみました。Vdd-Vss間に3.1Vかけると、OUT-Vss間に室温（20℃くらい）で1.533V出ます。ハンダコテを3mmくらいそばに近づけると、１分ほどで1.202Vまで下がりました。保冷剤をビニル袋に入れてくっつけると、１分ほどで1.655Vに上がりました。基板に取り付けた状態でOUTから1MΩに入るところを見ても、同様に変化しています。

ですが、温度変化で動き出しません。22kΩを10kΩにしてみても動きません。

センサーの同封資料をみると、インピーダンスが低くなるようにとか発振するおそれとか書いてあるんですね。そのあたりのデリケートな問題でしょうか。

daruma(2020/01/05 Sun 22:11) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^43: 電池交換無しにLED

オペアンプ各ピンの電圧を調べてみました。下で書きますが値が変わることがあったので、テスター棒のあて方のせいかなと思って、変換基板のピンの頭に短いリード線でツノを立てて、テスター棒の先をクリップにしてくわえて調べました。

脇道ですが、テスター棒をハンダ部にあてるとき、導通が無くて先端の向きやあてる位置を微妙に変えると導通することがあります。ハンダ表面にヤニの膜ができたりテスター棒先端に酸化膜ができたりしているせいでしょうか。

図のようになりました。
赤い吹き出しの値が出たのですが、何度かやり直しているうちに青い吹き出しの値に変わり、また赤に戻ったりして、今は青の状態から戻らなくなっています。ハンダ不良が疑われますね。目視やテスターで何度も調べたんですが発見できません。明日仕切り直して再度調べてみます。

センサーOUTには室温で1.51V、指先で触れて温めると1.47Vあたりになります。

外出ししているセンサーの22kΩは、数日前に10kΩに替えてそのままになっていました。この実験は10kΩの状態で調べたものです。

下のオペアンプの7pinに電圧が出なくなった（13.4mV）ので、遡ってTC4538BPの11pinを見たら0.45Vでした。これはこれでいいのですか。

inara1(2020/01/06 Mon 10:12) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^44: 電池交換無しにLED

温度センサの温度を変えたときの出力変化は添付図のようになります。

vrefの電圧がおかしいです。

daruma(2020/01/06 Mon 20:51) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^45: 電池交換無しにLED

ありがとうございます。

「ここの短絡が疑わしい」はセーフでした。
「IC不良の可能性」は、
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=article&id=5008&page=1
で再度調べた限りでは問題無くIN,OUT1,OUT2が同じになります。この試験回路では出てこない不良も考えられるでしょうか。
vrefはあいかわらず1.62Vです。

先日も書きましたが、DIPの物２個を使うとテストジャンパにも反応しなくなってしまいます。DIP１個とチップ１個だと、チップ２個の場合と同じくテストジャンパでスタートすることがわかりました。

グラフと同じように調べようとしたのですが、同じにはできません。。
センサ1とセンサ2はそれぞれ1.51Vあたりで体温で温めると変化するのですが、自在に温度を変化させることができないので、センサの変わりに電源装置から電圧を入れてみました。
電源装置がひとつしかないので、もう一方にはセンサを付けて電源装置側を変化させて実験しました。

外出し側はセンサ、主基板側に電圧を入れて、電圧を変化させてout1を見ると、1.51V（室温時の値）を境にH(3.29V)とL(13.4mV)に変わります。で、そのときにLEDがスタートします。このときoutはセンサ代わりに入れた電圧です。vminは1.46V、vmaxは1.49Vです。

主基板側をセンサに、外出し側を電圧入力にすると、out1は13.4mAのときと3.29Vのときがあってどんなとき変わるのかつかめません。out2はH(3.29V)のまま、OUTは1.57Vです。vminは1.46V、vmaxは1.49Vです。変化はしません。が、プローブのクリップを付けた外したのショックでLEDがスタートすることが頻繁に起こります。

vrefは測り直すと1.60Vです。LEDが走り出すと1.58Vになります。

out3については、ダイオードのアノードどうしが繋がっているところ、添付回路図に1MΩとあるのは元回路図の100kΩでしょうか。電圧を変化させて、LEDが消えているとき3.23V、走っているとき0.45Vです。

２個のオペアンプを入れ替えてみました。動かなくなりました。片方が死んでいるってことでしょうか。

inara1(2020/01/07 Tue 11:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^46: 電池交換無しにLED

今の状態だとハンダ不良の可能性があるので、センサ部分だけをブレッドボードで組んで動作確認したらどうでしょうか。

温度センサの一方を指で触れば5℃くらいの温度差はすぐに作れます。触るセンサーを交互に変えれば、一方が温まっている間に他方が冷えるので何度でも温度差を作れます。指先が冷えていて充分な温度差ができないのなら、ハンダコテを近づけてもいいです。

＞添付回路図に1MΩとあるのは元回路図の100kΩでしょうか
この抵抗どちらでもいいです。今の動作には直接関係ありません。

daruma(2020/01/07 Tue 14:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^47: 電池交換無しにLED

↑の実験をオペアンプとっかえひっかえして行い、「こっちのチップだと動作しない」ところまでつきとめたので、変換基板をやり直していたところです。うまく行きません。

そうですね。ブレッドボードに組んでみます。DIPのもので実験してうまく動作することが確認できたらチップのものと入れ替える段取りでいいですか。

inara1(2020/01/07 Tue 17:33) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^48: 電池交換無しにLED

＞DIPのもので実験してうまく動作することが確認できたらチップのものと入れ替える段取りでいいですか
そうしてください。

daruma(2020/01/07 Tue 21:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^49: 電池交換無しにLED

ブレッドボードで実験ができました。
それらしい変化が見られるので、動いていると判断していいですよね。
vrefが1.65Vあること、out3がin1を温めると0mVにin2を温めると445mVにと偏っていることが解決すべき点ですか。なにかひとつのことに起因しているのかな。

ここでいったん時間切れです。明朝から10日(金)まで仕事で地方出張です。出先で掲示板読み書きはできますが工作はお預けです。

追：
思いついてセンサ１と２を取り替えてみました。どちらも440mVまでしか下がらなくなって、元へ戻したらセンサー２が無反応になってしまいました。

daruma(2020/01/24 Fri 11:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^50: 電池交換無しにLED

報告できる進展がなく混迷しています。
vrefが高いのはIC不良の可能性とのことで、オペアンプを追加発注して取り替えてみました。DIP版、取り替えても変わりません。チップ版、テスト回路で合格するものを新しく２個作って取り替えてみました。微妙に値が違いますが同様です。当面DIP版での完動を目指します。
センサーを温めるのに指先をあてていたのが不安定で（指先がハンダ部に触れるせい？）、今回はハンダこてを接近させて調べました。
前回の実験で22kΩのところのパスコンが正しくなかったので直しました。
改めて測定した図がこれです。

vrefは相変わらず高いです。out3は、前回の実験ではどちらを温めるかで0Vになる側と0.45Vになる側があったのですが、今回の実験ではどちらも0.45Vで下げ止まりです。デジタルテスターで観測すると、3秒ほどたつと下がり始め9秒ほどで下げ止まります。

回路図と何度も照合して間違いはないように思うのですが、どこか思い違いしているところがあるのか不安です。1MΩ-22kΩ-22kΩ-1MΩの値が間違っていないことも確認しました。

実作基板のほうもDIP版を取り付けて試しました。
センサ出力は変化するのですが、LED点灯には反映しません。通電すると動き出したり一巡したところで止まったり繰り返し動き続けたりします。
ひとつ怪しい挙動を見つけました。上のほうのオペアンプの背中に指先を近づける(触らない)と、止まっていたものが動き出します。動くか動かないかが微妙に不安定な状態にあるような様子に見えます。

ということで行き詰っています。なにか示唆をいただけるとありがたいです。

daruma(2020/02/02 Sun 14:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^51: 電池交換無しにLED

U2U3オペアンプへの入力を外から入れてみました。

センサーは付けていますが、U1/4のout(7pin)からの線を切り、安定化電源から電圧を入れてみました。

U2の+IN(5pin)は0V、vmin(6pin)は1.51V。
vmin(6pin)をテスターで見ながら+IN(5pin)に外から電圧をいれ、
out1(7pin)をオシロで見ました。

+IN(5pin)が0V〜1.51Vのとき、out1はL、LEDは消えています。
+INを上げていくと1.51Vを越えたところでout1はHになり、LEDが走ります。
+INを下げていくと1.51Vを下回ったところでout1はLになり、LEDが走ります。

同様にU3のほうを調べました。
U3の-IN(2pin)は0V、vmax(3pin)は1.58V。
vmax(3pin)をテスターで見ながら-IN(2pin)に外から電圧をいれ、
out2(1pin)をオシロで見ました。

-IN(2pin)が0V〜1.58Vのとき、out2はH、LEDは消えています。
-INを上げていくと1.58Vを越えたところでout2はLになり、LEDが走ります。
+INを下げていくと1.58Vを下回ったところでout2はHになり、LEDが走ります。

vrefは1.62Vのままです。

いずれの場合も走り出したLEDは10個×10個が一巡したところで止まります。
また、outのLは0Vではなくデジタルテスターで見て数十mVでやや変動があります。

この部分はちゃんと動いていると考えていいでしょうか。

元々の回路に復元してみました。
センサーを指先で温めると、３秒ほどでLEDが走りだす「ことも有り」ます。ピンに触ったり充電池を入れたりのショックで走り出すこともあるので、この場合も温度差で走りだしたのか別な要因でなのかわかりません。

これまでの実験はDIPのものでやっていますが、チップ＋変換基板のものに取り換えても状況は変わりません。これは変換基板がちゃんとできている証ではあるでしょうか。

※書き忘れました。
out3(TC4538BPの11pin)は、inが1.5〜1.6Vあたりの狭い範囲でのみHになり、それより高くても低くてもLです。

daruma(2020/02/03 Mon 16:41) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^52: 電池交換無しにLED

U2/U3にセンサー出力を入れたときの様子を調べました。

センサー１の出力は、
室温で1.53V、指先で温めると1.52V
センサー２の出力は、
室温で1.52C、指先で温めると1.50Vです。
少しの違いは本来は校正すべき個体差でしょうか。

vrefは1.64Vです。実験のたび少々値が違うのは、電源電圧のわずかな違いのせいでしょうか。

out(U1/U4の7pin)は、
室温で1.65V、
センサー１を温めると1.63V、
センサー２を温めると1.67Vに変化します。

out1(U2/U3の7pin)は、
室温で3.29V、どちらのセンサーを温めても変化しません。
out2(U2/U3の1pin)は、
室温で3.29V、どちらのセンサーを温めても変化しません。

out3(TC4538BPの11pin)は室温で3.00V、どちらのセンサーを温めても変化しません。
※昨日の外から電圧を入れる実験では、inが1.5〜1.6Vあたりの狭い範囲でのみHになり、それより高くても低くてもLでした。

昨日の外から電圧を入れる実験で見られるout1,out2,out3の変化が、実際のセンサー出力を入れても起こらないのがおかしいのですね。
LEDが走り出す「こともある」のは、温度差によってではなく別な要因が引き金になって起きていたのですね。
ということはU2/U3がちゃんと動いていないと考えられるでしょうか。

daruma(2020/02/03 Mon 19:38) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^53: 電池交換無しにLED

動きました。
指先では温度変化が足りなかった、ハンダこてで温めたら動いたというオチでした。
正月明けに実験を始めたころはハンダこてでもだめだったのですが、実験のやり方がまずかったのか、あちこち点検再ハンダしているうちに直ったのか、daruma的展開ではありますが、正常動作をみました。

明日、詳しく書きます。

daruma(2020/02/04 Tue 11:34) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^54: 電池交換無しにLED

センサーをハンダこてで温めると期待した結果が出ました。

out2(U2/U3の7pin)は、
室温で3.29V、
センサー１を温めると0Vになり、LEDが走ります。
センサー２を温めると3.28Vになり、LEDが走ります。

out2(U2/U3の1pin)は、
室温で3.29V、
センサー１を温めると3.28Vになり、LEDが走ります。
センサー２を温めると0Vになり、LEDが走ります。

out3(TC4538BPの11pin)は室温で3.00V、
どちらのセンサーを温めても0.3Vになり、LEDが走ります。

当初、
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=article&id=5027&page=1
で、vrefの電圧がおかしいとのご指摘だったので、これが原因これをなんとかせねばと悩んでいたのですが、動いたのを見ると、これでよかったのでしょうか。電源電圧3.3Vを分圧ですが、その元の配線図で、私、3Vと書いてしまっていました。
三端子レギュレータS-812C33AY-B-Gは3.3V出力で、実測3.29Vですから、

3.3Vを上下対称の分圧抵抗1MΩ+22kΩで中点をvref、（3.3/2=1.65）
中点から22kΩぶん手前をvmax、22kΩぶん先をvmin、
だからこの抵抗を小さくすれば範囲を狭くできる

と、こういう理解でいいのですよね。

次のステージに進むことができます。
実験で不安定なこともあったのは、値を変えてみるCやR、センサーの取り付けに丸ピンソケットを使ってリードを差し込んでいたのが事故の元だったかもしれません。特に1/6W抵抗のリードは丸ピンソケットにはゆるぎみです。
動作することが確認できたので、まずは時間を決める1μF以外はハンダ直付けにします。

daruma(2020/02/05 Wed 22:49) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^55: 電池交換無しにLED

あと回しになっていた満充電にどれくらいの時間がかかるかを調べてみました。

まず、LEDを点けっぱなしにして放電させました。あまり高輝度でないLEDに30mAくらい流して点灯させておくと、30分くらいで0.81Vまで下がりLEDが消えました。

LEDを取り外し、送電側に5V、受電側には100Ωを入れ充電開始。安定化電源の電流計は100mA程度、充電側回路に挿入した電流計（アナログテスター）は13mAを指していました。
10分で2.37Vまで回復し、充電電流はしだいに減っていきました。
１時間半で3.89Vまで達し、この時の充電電流は3mAまで下がっていました。

もっと大電流が流れて尚且つ時間がかかるかと思ったのですが、小電流短時間で充電完了しました。
電池が新しくて元気がいいとこんなものなんでしょうか。

daruma(2020/02/22 Sat 22:52) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^56: 電池交換無しにLED

動作するものが形になりました。

LEDは当初円形に配置するプランで、「はさみで切れる薄い基板」を指輪のように丸めることを考えたりしていたのですが、結局省スペースで直線に並べました。穴２列幅の細い基板片に１ピッチに収まる幅のLEDを並べました。高さをおさえるために、リードが左右に出たタイプのLEDです。手持ちの中で小電流高輝度のものを選んで、10番目だけ青色にして他の9個は緑色です。
三端子レギュレータより前の部分（送電部を含む）は充電池基板に置くことにして、回路基板は一部変更し２号機を作りました。
時間を決めるCは4.7μFにしました。これで470秒です。

テストスイッチでもハンダこてで温めてもスタートします。

さて、これを浮かせなければなりません。

２枚の基板の間をバラストタンクにする考えで、発泡スチロールをサンドイッチすることも考えたのですが、レジンの溶剤で融けるかもしれないことと空中配線を収める工作がしにくそうなことから、ここの四方を薄い壁で包んで中を空洞にすることにしました。壁はレジンに融けない材料を見つくろいます。レジンの粘性が低くてもランドの穴から流入しないよう、全てのランドにハンダを盛りました。ずっと以前inara1さんご紹介のラーメンタイマ氏がこの流儀でしたね。

浮力の見当です。
あまり厚くない寸法にレジンでくるむと8cm×5.5cm×6cmの直方体で体積は264ccになります。回路基板全体で106gあり、使用するレジンはざっくり見積もって8cm×5.5cm×1.5cmで66cc、比重1とすると66gです。
264ccで106+66=172gの物体ですからおよそ2/3が没して浮く。ずいぶんごろんとしているので、２枚の間隔はもう1cm狭めても大丈夫。
と、こういう計算でいいですよね。
やり直しがきかないので不安です。

daruma(2020/03/03 Tue 12:59) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^57: 電池交換無しにLED

結果から書きます。失敗終了となりました。

致命的なのは、ヒビが入ってしまったことです。これでは水漏れするのでお湯に入れられません。
第二に、樹脂が見こみの倍量入ってしまいました。削って仕上げるので肉厚にしたからでもありますが、部品面の凸凹部分を小さく見積もりすぎたようです。ずっしり重くて、これでは水に浮きません。
ヒビの無い側を50℃のお湯につけてみましたが、何分待ってもスタートしません。真横から見るとセンサーは表面から2mmくらい奥です。

このあとまわりを耐水ペーパーとコンパウンドで仕上げる予定でしたが、ここで撃沈です。

樹脂を初めて使ったので、そのことについて以下覚え書きとします。

樹脂の選定
趣味工芸で使われるレジンは「エポキシレジン」と「UV硬化レジン」ですが、エポキシは先述の40℃超えると柔らかくなってしまう点で却下。UV硬化レジンはUVのLEDの光が届かないと硬化しないので厚い造形には使えないことがわかりました。
そこで、一般的な意味での他のレジンを検討し、「不飽和ポリエステル樹脂」
https://www.amazon.co.jp/dp/B01N7BG4T5/ref=psdc_2189380051_t1_B01M7ZTONB
にしました。使い勝手良く硬化後の質感もよかったのですが、硬化時に収縮するので、型をがっちり作ったせいでヒビが入ったと思われます。硬化完了後はお湯につけても融けたり軟化したりはありませんでした。

型材の選定
シリコーンで型を起こすのが一般的なようですが、ただの箱形を作るのに型用の型(雄型雌型)を作って流し込むのは手間もコストもかかりすぎなのでプラスチック板で箱を作ることにしました。材質によって融けたり変質したりしないものをと検討して、結局ポリプロピレンにしました。100均の0.75mm厚のシートを使い、ビーカーやかき混ぜ棒もすべてポリプロピレンにしました。
シートを各面ごとに切りテープで貼り合せて箱形にしました。直角が崩れないようにＬ形の枠で囲んだのが敗因でした。むしろ縮んだ分へこんでくれればヒビは入らなかったと思います。

仕上がり
注型はあわてずゆっくりでだいじょうぶ。１時間ほどである程度硬化、一晩たつとカチカチになっていました。型材が平滑だったので表面もツルツルに仕上がり、形の修正が不要なら磨き工程は無くてもいいくらいです。今回の計画ではこのあと耐水ペーパーで研いで平面出しをしてコンパウンドで磨く予定でした。
比重は不明ですがズッシリ感があって、クリスタルガラスの灰皿みたいです。

というわけで、レジン封入で外部温度がセンサーに伝わるのは困難なことがわかり、また、浮かぶためには空洞をもっと大きく取ってレジン層を薄くしてかなり大きな形(レンガくらい？)にしなければならなそうなことが明らかになったので、このネタは残念ながらこれにて終了としたいと思います。

inara1さん、回路設計と動作チェックにご指導といつものようにお世話になりました。ありがとうございます。

「レジンで封入」ネタ自体は手ごたえがあり、別な迫り方でまた挑戦したいと思います。

空気室の壁材について追記します。
２枚の基板に挟まれた空間を囲って空気室にするのに、薄い塩ビミラー板は融けたりしないことが確かめられたのでそれを使いました。以前万華鏡を作ったときの残りが役に立ちました。接合部はエポキシ接着剤で隙間なく貼りました。

chy_farm(2020/03/04 Wed 20:45) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^58: 電池交換無しにLED

DARUMAさん、こんばんは。
書き込みありがとうございます。

私が使っているレジンは、硬化時間が早くて、脱泡装置で泡を抜く時間もなくて、いつも硬化後に泡だらけになっています。
それに、私がレジンを使いたいパーツは、主にガソリンに触れるところなので、全然うまくいっていません。

シリコンで作る型枠の方法は、私も大好きな方法の1つです。
このために脱泡装置に使う少し大きめの真空ポンプを揃えました。10年前のことです。

シリコン型枠を収める型枠は、私にとっても、今もテーマの1つです。
シリコン型枠の大きさによっては、その外側は、様々なサイズが必要ですから、なかなか面倒です。
これまで何度か簡易的なプラスチック製の型枠で「ごまかして」きましたけれど、そろそろ作りやすい、セッティングしやすい型枠を作りたいと考えています。

DARUMAさんがお作りになったレジンの製品にヒビが入ってしまったのは、拝見している私にも痛いです。
でもお使いになったレジンの透明度はかなり良いものがありますね。

どうぞこの少しの失敗に負けないで、頑張ってください。

daruma(2020/03/09 Mon 11:49) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^59: 電池交換無しにLED

chy_farmさん、コメントありがとうございます。
瞬時に硬化する樹脂は私も30年くらい前に使ったことがあります。面白かったですが扱いがたいへんですね。今回はそのとき以来です。あわてなくてよく気泡も抜けるのが何よりです。

さて、「失敗終了」と思ったものの悔しくて、リベンジ計画にとりかかりました。

課題は、
・浮くようにしなければならないこと
・センサーが感知できるほどに遮蔽を薄くしなければならないこと
の二点です。

写真は、塩ビミラーのシートが侵されないか事前実験したものです。これを実測して樹脂自体の比重を調べてみました。
体積は5×5×1.8(cm)で45cm3、重さは54gあったので、比重は1.2です。当初とりあえず1としたより少し大ですが、全体が重くなってしまった主原因は樹脂の使用量が多かったせいだと思います。
センサー部は樹脂硬化後ぎりぎりまで研ぎ出して1mm厚くらいにするつもりでしたが、もっと薄く露出に近い状態にしたいところです。

そこで、
充電池が重くて自重を軽くはできないので、空気室を大きく取るために、基板を大きくして全体を透明プラスチックの箱に入れようと思います。さらに密封するために樹脂でコロッケの衣のように包もうかどうしようか。樹脂封入らしい見た目にできないのは少々残念です。
ブラ箱に窓を開けてそこに薄い塩ビシートを貼り内側からセンサーを密着させようと思います。密着は必須ですが、接着剤を使うと熱が逃げるかなあと思案しています。窓まわりの樹脂は注型時ブラ粘土ででも埋めておいて硬化後取り除けばいいでしょう。

前作から中身を再利用することはできないので、一から作り直しです。基板が大きくなったぶん配線は楽になって、作図はすでにできました。

chy_farm(2020/03/12 Thu 12:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^60: 電池交換無しにLED

DARUMAさん、おはようございます。

> 瞬時に硬化する樹脂は私も30年くらい前に使ったことがあります。
>面白かったですが扱いがたいへんですね。今回はそのとき以来です。
>あわてなくてよく気泡も抜けるのが何よりです。

瞬時に硬化する樹脂と、ゆっくり硬化する樹脂があるのですね。
ゆっくり硬化する樹脂と云うものを次は使ってみたいです。

> 基板を大きくして全体を透明プラスチックの箱に入れーーーさらに密封するために樹脂でコロッケの衣のように包もうか

このように伺うと、次は成功しそうですね。

daruma(2020/03/29 Sun 22:06) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^61: 電池交換無しにLED

大きい基板で再製作し、空気室確保のブラケースに収めました。
ケースは当初、タカチのスチロールケース
https://www.takachi-el.co.jp/products/PB
のPB-2を選んだのですが、残念ながら高さが基板を２階建てにするには8mmほど足りず、中身同等の重りを入れてこのくらいの体積で浮くことだけ確かめました。
このケースで行ければ、スチロールが注型樹脂で溶けないか実験する予定だったのですが。
プラスチックは種類によってどの溶剤に溶けるのか溶けないのかいろいろなので悩みます。注型樹脂で溶けたり分離したりしないことを実験済みの塩ビ板（2mm厚）を使って箱を作ることにしました。

塩ビどうしは専用接着剤として売られている溶剤（テトラヒドロフランと書いてあります）で瞬時にかつ強固に溶着できます。センサー位置に穴を開け、0.2mm厚の塩ビシートを内側から貼り付けて窓にしました。面積のある平面の溶着なので水漏れの心配はありません。箱に組むのも溶着で頑丈にできましたが、切り口のみの接合なので隅に小さな隙間でもあると水が漏るのが心配で、水に浮かべる実験はしないまま樹脂封入に進みます。スチロールケースよりやや肉厚で重いので不安です。

センサー部は、0.2mm厚の塩ビシートの下にセンサーモジュールが来るようにして、梱包用の「プチプチ」のプチ１個を枕のようにして置きました。背後はICや充電池表面に接しますが、プチプチの空気層が断熱してくれるし、弾力で塩ビフィルムに押し付けてくれます。
次はこの箱を樹脂でくるむわけですが、もちろん窓の部分には樹脂をかけません。

この状態で箱の各辺は溶着していますが、いざというときには殻割りして回路基板を救出することは可能です。

動作させてみました。窓の外からドライヤー（ヒートガンではなく家庭用のヘアドライヤー）で温風をあてると２秒ほどでLEDがスタートします。満足できる感度だと思います。テスト用のリードスイッチも働きます。

ポリプロピレン板で型枠を作って、明日は注型封入の予定です。

chy_farm(2020/03/30 Mon 09:51) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^62: 電池交換無しにLED

Darumaさん、こんにちは。

タカチのプラスチックケースのリンク、ありがとうございます。
私のインバータプロジェクトでなく、別のプロジェクトに使いたいと思案中だったので、ご案内をありがたく拝見しました。

アップされた写真のケースはDarumaさんが自作されたものですね。

＞プラスチックは種類によってどの溶剤に溶けるのか溶けないのかいろいろなので悩みます。
↑これは私も同感です。

動作が上手くいってよかったです。
明日の樹脂作業が、こちらで拝読していてもドキドキするような、、、、
うまくいきますように！

daruma(2020/04/01 Wed 09:38) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^63: 電池交換無しにLED

硬化が完了したので、型をはずしました。
気泡が残ってしまいました。前回の反省で型枠に四角いタガをはめなかったので、太鼓型に膨らんでいます。ま、これはサンディンクで削ればいいわけで。むしろ真っ平らにするよりもふくらみを残すほうがいいかもしれません。
が、ヒビは無く固まってくれたので、さっそく水に入れてみました。
浮きます。南極のテーブル型氷山のように九割方は水面下です。ほっとひと安心です。

黄色いのは、センサー部に樹脂を入れないための栓です。これには面白いものを使いました。100均（セリア）の「型取り用シリコーンゴム」
https://blog.janjan.net/2018/12/05/seria-silicon-rabber-copy-plamodel/
です。学校給食のジャムみたいに包装されたものがふたつ、いっしょにして手で揉んでよく混ぜると、４分くらいで硬化が始まり、1時間後には一般的なシリコーン製品と同じようになります。手軽で便利です。少量安価ですから、同量取り出すこともせず全量使って残りは捨てても惜しくありません。
今後もなにかのときに使えそうです。

このあと、耐水ペーパーで研ぎ出しにかかります。

chy_farm(2020/04/01 Wed 21:02) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^64: 電池交換無しにLED

darumaさん、こんばんは。

綺麗にできましたね〜、透明感もばっちりだし。
私には、少し膨らんでいるくらいが、お色気があって良いような感じします。

ちょうど先ほどネットで真四角の氷が発見されたニュースを見ました。
浮いている姿は、こんな感じですか？
https://www.cnn.co.jp/fringe/35127509.html

１００均のかたどりシリコーン、面白いです。
30分で硬化開始、1時間で使用可能、と云うところが便利ですね。
次にかたどりするときには使ってみたいです。

daruma(2020/04/09 Thu 17:02) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^65: 電池交換無しにLED

形を整えるため耐水ペーパーをかけ、仕上げで#2000まで細かくしても曇りが取れず#6000と表記の超精密研磨フィルムを使っても『フロスト仕上げ』風で、タミヤのプラモデル用コンパウンド
https://www.tamiya.com/japan/products/87070/index.html
でなんとか透明になりました。が、ポリプロピレン平滑面の型から外した状態のキラキラした透明感は戻りませんでした。ペーパーかけは各辺や角のみの面取り程度にとどめたほうがよかったかもしれません。
センサー部の栓を外してみると、樹脂の太鼓型に膨らんだ部分6mmほどと塩ビ板2mmとで結構な深さになって寸胴形では空気がたまって水（湯）が奥まで入らなそうだったので、朝顔形に周りを落としました。いくらかはましだと思います。

首にかけるのにチェーンは不似合なので太い（3mmφくらい）透明丸紐を探したのですが見つからず、0.8mmを三つ編みにしました。

２作目用にワイヤレス充電ユニットをまた買うにあたり、今度は給電側5V入力のものにしたところ、安定化電源から300mA以上流れて30分ほどで冷却ファンが回り出します。かと言って、5V受電のものに12V給電では5Vは取り出せませんでした。１作目の12V入力のものを5V入力で使ったほうがよかったかもしれません。

１作目は注型樹脂にヒビが入って中断したので、センサー部にあたる樹脂面を薄く削るところまでは行かず動作テストはしなかったのですが、それをしたとしてもダメだったのではと思います。センサーモジュールが樹脂に埋まっていたのでは、比熱というか熱容量が大きくなってセンサー自体が温まりきらなかったと思うのです。
今回は箱の中で「プチプチ」を枕にしているので湯の温度をセンサー自体が受け止められたのが成因だったと思います。

あとは給電ユニットをケースに納めて完成です。ゴールが見えてきました。

chy_farm(2020/04/09 Thu 20:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^66: 電池交換無しにLED

daruma さん、こんばんは。

> キラキラした透明感は戻りませんでした。ペーパーかけは各辺や角のみの面取り程度にとどめたほうがよかったかもしれません。

でも、結構美しいです、宝石箱のようです。

> 朝顔形に周りを落としました。いくらかはましだと思います。

こんなにきれいに、曲面がよく出ましたね。
最初はナイフで削ったのですか?

> ゴールが見えてきました。

このように拝見していても、完成が近づくと云うニュースは嬉しいです。

daruma(2020/04/13 Mon 19:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^67: 電池交換無しにLED

> 最初はナイフで削ったのですか?
砲弾型の軸付き砥石
https://www.biccamera.com/bc/item/6479374/
で削ったあとペーパーとコンパウンドで仕上げました。砥石が粗かったので削りキズが若干残りました。

さて、充電器をケースに収めました。
なにかのときに買ったまま置いていたタカチのブラケース
https://www.monotaro.com/p/1796/9017/
が、天面裏に基板取付用のボスが付いていて、コイルを付けるのに好都合でした。
ワイヤレス充電器の給電ユニットは受電ユニットが乗っていなくても電流が流れるので、スイッチを付けました。受電ユニットを乗せると出べそが押されてマイクロスイッチがONになります。LEDも付けました。給電Readyのランプと本体側の受電中のランプとでにぎやかです。

これにて『電池交換無しにLED』ネタは完成です。
inara1さん、回路設計ありがとうございました。このネタの意図「密封した中で動く」を実現できたうえに、「どちらが高くても低くても温度差が有れば」というナイスな仕様、すばらしいです。

石鹸よりかなり大きくなって、温泉に持ち込むと白い目でみられそうですが、「密封した中で動く」が実作できました。
今作を離れ充電不要な何かとなると、エネルギーハーベスト分野でしょうか。以前、無線マイコンTWELITEで何作か作ったときに、
https://mono-wireless.com/jp/products/TWE-EH/index.html
に興味をもちましたが、微小な消費電力でできることは、センサーくらいでしょうか。音や光を出力することは無理でしょうね。なにか作ってみたいのですが、inara1さん、いかがでしょう。

音や匂いのセンサーだと密封するわけにはいかない（密封でなくてもコネクタ不要なら射程内ですが）し、光、振動、地磁気、加速度などどうでしょう。投げると速度を表示するボールなんてありましたね。机に飾る首を振り続ける小さな人形、あれは太陽電池とコイルのブランコかなにかでしょうか。やじろべいや水飲み鳥のようなものは・・・。

なにか考えついたら書きます。

chy_farm(2019/02/25 Mon 17:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

LM7171が手元にあるので、これを使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器を作りたいので、アドバイスをお願いします。
用途はTDR検査用の簡易パルス発生器です。

周期は１MHｚ程度で、立ち上がりの早いパルスが欲しいです。
LM7171が4,100V/usのslew rateですから、5Vで使えば立ち上がりは5nsくらいです。
内蔵発振器が16MHzのArduinoで１MHｚを作っても、ONにワンサイクル、OFFにワンサイクル取られてしまうから、パルスのオンタイムは（1/16M)秒になってしまいます。
ですから、Arduinoで基準とする周期のパルスを出して、これと直結するだけではダメですね。

何か別の方法を用いて、パルスオンタイムが立ち上がりと同じ5nsくらいのパルスを作ることが出来ないでしょうか。

LM7171を、たとえば基準とする周期のパルスの立ち上がりだけ、もしくは立下りだけで、それも瞬間的に短時間だONできればいいのですが、そういう方法があればご教示お願いします。

一応、参考にこちらのサイトも見ました。
http://kingyonull.blogspot.com/2013/04/2tdr.html

chy_farm(2019/02/25 Mon 17:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

マニュアルを良く見たら、電源電圧は5.5Vから36Vになっていました。
Arduinoの5Vにあわせたかったのですが、少し足らないでしょうか？
それとも何とか動くのかなぁ。。。？

inara1(2019/02/25 Mon 22:49) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

添付写真のような単一パルスを出したいのですか。これはパルス幅が7.7nsですが、これよりパルス幅を狭めると振幅が小さくなるので、この幅に広げています。

LM7171は使っていません。標準CMOSロジックICの74HC02で作れます。

chy_farm(2019/02/26 Tue 08:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、
おはようございます。またお世話になります。

まさに、こういうのを作りたいのです。LM7171を使わなくても、立ち上がり早くできるんですね。

よろしくお願いします。

inara1(2019/02/26 Tue 09:04) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

上の波形は添付図のような回路にロジックレベル（0V/5V）の矩形波を入力すると作れます。この回路は入力信号の立上りエッジを検出するものです。

ロジックICはNORゲート
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-11489/
と呼ばれるもので、2つの入力が両方Lレベル（0V）のときに出力がHレベル（5V）になるものです。

波形を観測したオシロスコープの帯域は100MHzなので、理想的な矩形波（立上り/立下り時間=0）を観測しても立上り/立下り時間は3.5nsくらいになります。したがって実際の波形の立上り/立下り時間はもっと小さいかもしれません。

inara1(2019/02/26 Tue 09:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

このような超短パルスを発生させるには、部品や配線のレイアウトに注意しないと波形が乱れます。添付画像のようなパターンで作ったほうがいいです（上の写真はブレッドボードに組んだ回路で、この配線パターンは使っていません）。

inara1(2019/02/26 Tue 09:18) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

このような超短パルスを観測するには、オシロスコープのGNDリード（みのむしクリップが付いた黒色のリード線）と先端のキャップを使わずに、添付画像のように、プローブ先端を直接観測点に接続して、GNDはプローブ先端近くから取って最短経路で回路GNDと接続します。そうしなと観測波形がリンギングだらけになってしまいます。

chy_farm(2019/02/27 Wed 21:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、

おせわになります。
まず、ご教示いただいたこれで試作してみます。

細かいご注意点、ありがとうございます。

chy_farm(2019/02/26 Tue 09:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、

すみません、狙いどころを誤って計算してました。
伝送経路のチェックに使うので、伝送経路の全体長さに合わせないと意味がなかったでした。

伝送経路の全体長さは平均でおよぞ片道２ｍです。
光速で１ｍ進むのに3.3nsですから、例えば断線箇所を20cmごとにチェックできるとすると、0.66ns以内に1パルスが立ち上がってー＞たち下がって、欲しいところです。
伝送線が有する固有の誘電率で伝送速度が多少遅くなるはずですから、目標値として0.66nsであれば、なんとか簡易TDRに使用できそうです。

例えば上に上げてくださったサンプルケースですと、振幅を1/10に落とせばパルス長が0.7nsに収まるのですか？

inara1(2019/02/26 Tue 16:53) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞目標値として0.66nsであれば、なんとか簡易TDRに使用できそうです
上の回路では0.66nsは無理です。

＞振幅を1/10に落とせばパルス長が0.7nsに収まるのですか？
ロジックICは電源電圧を下げれば振幅も下がりますが、0.5Vの電源電圧では動作しません（最低動作電圧は2Vくらい）。電源電圧を低くすると応答速度が下がってしまいます。

chy_farm(2019/02/26 Tue 22:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、こんばんは。

> 上の回路では0.66nsは無理です。

20cm単位で伝送経路を診断するというのは、出発点からして簡単ではないのですね。

chy_farm(2019/02/27 Wed 22:07) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inaraさん

> ＞振幅を1/10に落とせばパルス長が0.7nsに収まるのですか？
> ロジックICは電源電圧を下げれば振幅も下がりますが、0.5Vの電源電圧では動作しません（最低動作電圧は2Vくらい）。電源電圧を低くすると応答速度が下がってしまいます。

↑すごくアホな質問しちゃいました。失礼しました。

chy_farm(2019/02/28 Thu 00:01) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inaraさん

74HC02を２つ注文しました。
一つに４けのロジックが入っています。

この回路には３つ使用するだけなのに２つ使うのは、何か安定性のためにそうするのですか？

inara1(2019/03/01 Fri 13:30) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞この回路には３つ使用するだけなのに２つ使うのは
ICの上側を使うと、配線が一直線にならず、また配線がGNDパターンの上を通るからです。立上り・立下り時間を重要視する回路では、配線のインダクタンスを減らすために極力短かくして、屈曲させないほうがいいと考えてそうしました。

オシロスコープのGNDリード（みのむしクリップがついているほう）は10cmくらいありますが、GNDリードを使うと波形が乱れます。1cmでも短くしたほうがいいと考えました。

chy_farm(2019/03/01 Fri 18:51) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^9: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

なるほど、わかりました。
いつもながら、ご配慮の高さに感謝です。

ロジックで組み上げるところは、ご説明がとても分かりやすくてありがたいです。
言われたらそうなるなぁ、と分かりますが、これを発明したのはすごいですね。

74HC02は4組注文しました。
あさってにはとどくと思いますから、たのしみです。

オシロのGNDの件もありがとうございます。
5年前に買ったテクトロの１GHｚ差動プローブ、P6247を使ってみます。
なかなか使う機会が無いので、箱の中で腐ってしまわないか、心配でした。

chy_farm(2019/03/05 Tue 12:37) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^10: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

74HC02が届いたので作ってみました。
330Ωのところをいろいろ変えて時定数を調整したら、100Ωでこれくらいの短いパルスになりました。

村田の1pFがあったので、試しに差しこんで観察しまたが、差し込まないほうが若干短いので、外しました。

chy_farm(2019/03/05 Tue 12:38) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^11: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

プローブは差動を使用するほどでもなさそうなので、HPのいつもの1Gで済ませました。

chy_farm(2019/03/05 Tue 12:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^12: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

T-fallのあとに落ち込むringingがありますけど、長さ207cmのBCNコネクタで試しにTDRしてみたら、反射波がはっきり見えてうれしいです。

chy_farm(2019/03/05 Tue 12:46) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^13: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

Cを0.1uFに変更して長いパルスでも試しました。

chy_farm(2019/03/05 Tue 12:48) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^14: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

長いパルスでもはっきり反射が見えますが、私の好みは短いパルスで見る方です。

chy_farm(2019/03/05 Tue 22:32) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^15: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん。お世話になります。

この74HC02より高速に立ち上がるロジックパッケージがあればためしてみたいのですが、ご存知ありませんか？

inara1(2019/03/06 Wed 02:27) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^16: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

ロジックICにはいくつか種類があります。ここ
https://toshiba.semicon-storage.com/jp/product/logic/cmos-logic.html
のラインナップのところに、種類ごとの電源電圧範囲とtpd（伝搬遅延時間）が出ています。

立上がり/立下り時間はtpdに比例すると考えていいので、この中からtpdの小さい種類を選べばいいです。74HCタイプをそのまま置き換えられるのが74ACです。ACはHCの高速版（Advanced CMOS）という意味です。

5Vの電源電圧では使えませんが、電源電圧を3.3Vのとするのなら、74LCXシリーズがさらに高速です。パッケージも表面実装用になるので、そのままブレッドボードに挿せません。

その表には出ていませんが、74LCXより高速のロジックICにECL（Emitter Coulped Logic）というのがあります。ECLには10Kシリーズ（型番が10XXX）と100Kシリーズ（型番が100XXX）があり、100Kシリーズのtpdは1nsくらいです。100KシリーズはロジックICの中で最高速です。ただし、ECLは電源が2つ必要なことと、消費電流が非常に大きい（発熱が大きい）ため、現在ではほとんど使われていません。

chy_farm(2019/03/06 Wed 08:41) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^17: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、おはようございます。

＞100KシリーズはロジックICの中で最高速です。
＞ECLは電源が2つ必要なことと、消費電流が非常に大きい（発熱が大きい）ため、現在ではほとんど使われていません。

ありがとうございます。Fairchildの製品案内を見つけました。日立も作っていたんですね。

一つ見つけました。ためしに一つもらってみます。
100kの表面実装用で、18pinです。
（これに合う変換ボードがあったかなぁ？）

発熱対策にはパソコンのCPU冷却用シリコングリスとアルミ放熱Finで対応すれば良いですか？

実際に注文できて手元に来たら、2電源のことなど、またご案内よろしくお願いします。
（それにしても、お高いですね〜！）

chy_farm(2019/03/07 Thu 10:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^18: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

基盤に組んでから、再びパルスオンタイムをみたら、ブレッドボードのものより早くなっていました。

ブレッドボードでは7nsくらいでしたが、基盤では5.9nsくらいになっています。
ブレッドボードの中のピンを挟む部分が無い分、寄生容量が減ったせいでしょうか。

このBNCコネクタ(2.07m)で、反射波が21.7nsで返ってきていますから、このコネクタの伝達遅延率は0.636くらいでした。

chy_farm(2019/03/08 Fri 13:55) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^19: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、

お世話になります。ECLが届きました。Signetics社の100141というShift　Registerです。

Datasheetが公開されているか調べましたが、ありません。
このチップにDatasheetが付いてきたので、代わりにアップします。
著作権があるので、ダウンロードされたら、お手数で恐縮ですがお知らせくださいませんか。画像は削除いたしますので。
全部で9ページあります。
始めのページを読み込んで頂いて、お知らせを頂いたら、次に1ページずつ、8ページ連続でアップします。
その後、1日経過後に全て削除いたします。

inara1(2019/03/09 Sat 01:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^20: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

なぜシフトレジスタなのですか？それをどのように使って単パルスを発生させるのでしょうか。

データシートは検索で見つかったので画像を添付しなくていいです。

chy_farm(2019/03/09 Sat 08:41) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^21: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inaraさん、おはようございます。

> なぜシフトレジスタなのですか？それをどのように使って単パルスを発生させるのでしょうか。
↑
ECLの型番が100XXXでも、全て同じではない、のですね。それを知りませんでした。
と言うことはこれは使えませんか。同じことをしたいのですが。

（追伸）
たぶん、100xxx番のモデルの中から、NOR Gate というものを探す必要があったのですね。
これはビットでシフト演算をするためのチップなのですね。

> データシートは検索で見つかったので画像を添付しなくていいです。
↑
了解です。画像は添付しません。

inara1(2019/03/09 Sat 09:47) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^22: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

データシートはここ
http://bitsavers.trailing-edge.com/components/fairchild/_dataBooks/1982_Fairchild_100K_ECL_Data_Book.pdf
で見られます。

74HC02と同じ2入力のNORは100102ですが入手できるかどうかは知りません。

chy_farm(2019/03/09 Sat 16:52) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^23: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

> データシートはここ
> http://bitsavers.trailing-edge.com/components/fairchild/_dataBooks/1982_Fairchild_100K_ECL_Data_Book.pdf
> で見られます。
> 74HC02と同じ2入力のNORは100102ですが入手できるかどうかは知りません。

データシートありがとうございます。

ちょうどよい具合に、ブルガリアに４個持っている人が居ました。そのうち2個を注文しました(画像のもの)。

末尾にDCと有るのは、データシート304ページにあるこちらの表示ですね。
////////////////////
(page 304)
Chapter 5
Ordering Information / Package Outlines
////
Specific ordering codes are listed on each data sheet in Chapters 3 and 4.
The Product Index and Selection Guide given in Chapter 1 list only the "basic device numbers."
This basic number is used to form part of a simplified purchasing code where the package type is defined as follows:

100xxx D C
D = Package Code
C = Temperature
Range Code
Package Code

Temperature Range => One basic temperature grade is specified in this databook:

C = Commercial / O°C to +85°C

Package Code => One letter represents the basic package type.
Different package outlines exist within each package type to accommodate varying die sizes and number of pins, as indicated below:

D = Ceramic / Hermetic Dual In-line / 4J, 60, 6Y, 8F
////////////////////

ありがとうございます。

chy_farm(2019/03/09 Sat 17:33) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^24: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

緑丸印のPinは「Complementary Output」となっています。
これはNORの意味ですか？

赤下線の「E」は「Enable Input」で「OR」と「NOR」を切り替えするのですか？

ご教示、よろしくお願いします。

inara1(2019/03/10 Sun 01:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^25: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

緑丸印のPinはNOR出力です。今回の回路ではNOR出力だけを使います。

赤下線のEはORとNORの切り替えではなく、回路を動作状態にするか、非動作状態にするかを切り替える端子です。EをLレベル(-1.8V以下）にするとOR/NOR素子として動作します。EをHレベル（-0.8V以上）にすると入力に関係なくOR出力がHレベル、NOR出力がLレベルに固定されます。

出力端子から外部に信号を取り出すには、出力端子と-2V電源（VTT）との間に50Ωの抵抗をつなぎます。

VCCとVCCAは正電圧側の電源端子（0V）、VEEは負電圧側の電源端子（-4.5V）です。ECLに2つの電源が必要というのは、-4.5Vと-2Vのことです。ECLの基準電圧はVCCなので、測定の基準電圧はVCC端子の電圧になります。

添付回路で、まずNORゲートの動作確認をしてみたらどうでしょうか。

chy_farm(2019/03/10 Sun 09:21) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^26: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、おはようございます。お世話になります。

新しい回路図と、いつもながらご丁寧な解説をありがとうございます。

そうすると、必要な両電源は、以前教えていただいたLTC1144を使えば２Vから変換できますね。
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=article&id=4491&page=1

-2Vと-4.5V必要ですから、LTC1144でそれぞれの変換をして、それぞれを接続したらよいですね。

あの時はLTC1144を購入しなかったので、これから注文します。先に電源を作って十日も待っていれば、ブルガリアから100102DCが到着するでしょう。

まずご案内くださったように、いただいた回路で実験してみます。
どれくらい速いのか、楽しみです。

inara1(2019/03/10 Sun 15:14) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^27: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

負電源が必要だからといってもLTC1144を使って電圧を反転する必要はないです。添付図のように、DC電源の＋と−を逆にして出力すれば負電源となります。

-2Vは負電圧用の三端子レギュレータ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07218/
を使ってください。LTC1144は出力電流は数十mAしか取り出せないし、出力電流によって電圧が変わってしまいます。

お持ちのDC電源の出力端子にGNDがなければ「＋とGND間をショートバーで短絡する」は実行しなくていいですが、その場合、DC電源の−出力端子と、オシロスコープのGND端子（BNCコネクタの外周側）が電気的につながっていないか確認してください。

chy_farm(2019/03/10 Sun 19:10) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^28: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

LTC 1144はそういう特徴だと、以前も教えていただきました。100102が電流を食うのでこれではダメなんですね。

それに3-Terminal reguratorで構成する方が簡単で安価です。

回路図、ありがとうございます。
＞「＋とGND間をショートバーで短絡する」
＞「DC電源の＋と−を逆にして出力すれば負電源」
という方法は知りませんでした。

手持ちの電源にGNDがあります。
いま黒の端子二つをつないでいるバーを外して、これをプラス端子とGND端子間に移せばいいのですね。

GND＝マイナス
と信じていました。

GNDがある電源というのは、GNDを「０V」にしたらプラス、マイナスと両方に使えるのですか？

inara1(2019/03/11 Mon 02:09) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^29: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞GND＝マイナスと信じていました
DC電源の出力は一般にAC100V(AC240V)とは絶縁されているので、どちらを回路GNDとしても使えます。

こちらで使っているDC電源はこれ
https://www.aandd.co.jp/adhome/products/sp/ad8724d.html
ですが、2台あるので、添付画像のように直列接続して両電源（＋−電源）として使うことがあります。この電源は安モノなので筐体（シャーシ）GND端子はありません。

高級なDC電源の中には、出力が複数系統あって負電圧も発生できるものがあるので、そういう電源なら1台で両電源が作れますが、出力が1系統で正電圧しか出ない電源でも2台あれば両電源が作れます。

E3634Aは出力が1系統で正電圧しか出ない電源ですが、オペアンプの実験などで両電源が必要なときはどうしているのですか。

inara1(2019/03/11 Mon 02:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^30: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

E3634Aは筐体GNDとリモート端子が付いた正電圧電源なので、添付画像のように接続してください。

電流リミットの設定の方法は分かりますか？
取扱説明書
https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/E3634-90413.pdf?id=754769
の17ページのある「電流出力のチェックアウト」がその手順です。電流リミットを設定しておかないと、回路側で電源を短絡してしまったときなどに過大電流が流れて回路を壊してしまうことがあります。こちらでは必ず適切な値に設定しています。今回の回路では電流リミット値は0.1Aくらいでいいと思います。

chy_farm(2019/03/11 Mon 09:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^31: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、おはようございます。

>E3634Aは出力が1系統で正電圧しか出ない電源ですが、オペアンプの実験などで両電源が必要なときはどうしているのですか。

以前「心電計」や「微小電流測定器」の実験のときに、inara1さんに回路図を書いてもらった両電源
http://bbs3.fc2.com/thumb/454703_1380942739.jpg
で実験してました。

新しく接続図描いていただいて、ありがとうございます。
昨日inara1さんのアドバイスの後で、写真のようなジョイントを作りました。

> 電流リミットの設定の方法は分かりますか？
> 取扱説明書
> https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/E3634-90413.pdf?id=754769
> の17ページのある「電流出力のチェックアウト」がその手順
>今回の回路では電流リミット値は0.1Aくらいでいいと思います。

日本語取説、ありがとうございます。
手元のが英文だけだったので、読みやすくてうれしいです。

リミット値は「0.1A」ですね、分かりました。
ありがとうございます。

chy_farm(2019/03/11 Mon 10:04) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^32: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、電源のことでもう少しご教示おねがいします。

>こちらで使っているDC電源はこれ
>https://www.aandd.co.jp/adhome/products/sp/ad8724d.html
>ですが、2台あるので、添付画像のように直列接続して両電源（＋−電源）として使うことがあります。
>この電源は安モノなので筐体（シャーシ）GND端子はありません。

inara1さんの例では、二つが同じ機種です。
私の手元に、Agilent_E3634A　と　Kikusui_35-2A　とが有ります。
これを画像の「＃１」ように、（このプレートで）直列に接続することは可能ですか？

可能な場合、「＃２」のKikusui側のGNDはどう処理すれば良いのですか？
たぶん、Kikusui 側のGND端子はKikusui側の「正(プラス)」端子に接続して、Agilent側のGNDと一致させるのでは、と考えましたが正しいですか？

よろしくお願いします。

inara1(2019/03/11 Mon 11:15) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^33: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

筐体GND端子付きのDC電源を2台使うときは、それぞれの筐体GNDを互いに電気的につないでください。筐体GNDというのは装置の筐体なので、2台の筐体に電位差があると、万が一筐体が接触したときに過電流が流れます。

ECL回路の場合はVCCが回路GNDとなるので、添付画像のように、2つの電源の筐体GNDと＋出力端子を接続し、さらにそれらを互いに接続します。

筐体GNDは必ずどこかに接続しなければならないというわけではないです（筐体GNDのないDC電源ではどこにも接続していません）。

inara1(2019/03/11 Mon 11:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^34: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

この回路は大電流が流れるわけではないので大きなショートバーは不要です。

ちなみに、筐体GND付きのDC電源の多くは、添付画像のようにショートバーが＋出力にも−出力にも接続できるようになっています。＋側にも接続できるので、常に−がGNDではないということです。

E3634Aの端子配列はそのようになっていないようですが、専用のショートバーがあるのでしょうか。

chy_farm(2019/03/11 Mon 12:19) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^35: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん

>「2台のDC電源でECL用電源を作る」
↑ご丁寧に画像をありがとうございます。
ECL用の電源接続が分かりました。

>筐体GND付きのDC電源の多くは、添付画像のようにショートバーが＋出力にも−出力にも接続できるようになっています。＋側にも接続できるので、常に−がGNDではないということです。
↑なるほど、Kikusuiのは新しいほうも、古いほう（写真左）もそのようになっています。そういう風にして利用できるということを、いまやっと知りました。
三十年くらい前に初めて買ったアマチュアハム用のAlinco製電源（写真右）にはGNDがありません。

このE3632Aを中古で入手したので、E3632A用に専用のショートバーがあるのかどうか、分かりません。

E3632AとPMC35-2Aとを接続して、
（ECL用ではなく）オペアンプ用の両電源で使用するときはこちら↓のように使えるのですね。
>筐体GND端子付きのDC電源を2台使うときは、それぞれの筐体GNDを互いに電気的につないでください。筐体GNDというのは装置の筐体なので、2台の筐体に電位差があると、万が一筐体が接触したときに過電流が流れます。
↑両方のGNDを電気的に接続して筐体の電位差を無くし、その上で直列に接続する。
ということで良いですか？

chy_farm(2019/03/11 Mon 18:55) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^36: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん

お蔭様でうまくいきました！！

inara1(2019/03/12 Tue 05:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^37: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

配線が違っています。E3634Aのほうの電圧設定は4.5Vのはずです。

chy_farm(2019/03/12 Tue 09:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^38: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、おはようございます。

> 配線が違っています。E3634Aのほうの電圧設定は4.5Vのはずです。
↑私がアップしたその画像は、一つ前の質問の「自己回答」です。
（ECL用ではなく）オペアンプ用の両電源で使用するときは、両方のGNDを電気的に接続して筐体の電位差を無くし、その上で直列に接続する、ということで良いですか？と質問いたしました。その質問への自己回答です。

今アップした画像のように、接続プレートは2種類作りました。
画像上が両電源、
画像下がECL用です。

chy_farm(2019/03/12 Tue 22:14) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^39: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

LM317と、LM337が届いたので、両方使って実験用の「両電源アジャスタ」にしました。

chy_farm(2019/03/12 Tue 22:23) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^40: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

取説図(画像)にある１２０Ωは、inara1さんの回路図のように100Ωを使いました。

R2は100Ωのが手元に無かったので、
5k、
2k、
1k、
500
など、いろいろ試して2kΩにしました。

例えば5kを試したら、マイナス３V付近は細かく調整できるのに、2V近くは大雑把に動いてしまい、満足できませんでした。

chy_farm(2019/03/18 Mon 19:56) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^41: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

今日、ブルガリアから100102が届きました。
早速、先日描いていただいた回路図で実験しました。

入力信号源に、先日教えていただいた74HC02を二つ組み合わせた短パルス発生器を使ってみました。

画像は、この短パルス発生器と、100102を組み合わせて、100102の出力Outputから得られた信号を見ています。

上段の重なっている二つのグラフのうち、
黄色案内線のカーブは、短パルス発生器のOutputにプローブを接続して見た出力パルス、
ピンク色案内線のカーブは、短パルス発生器からパルスを出力した状態で100102側の入力ピンのところにプローブを接続して見た入力されているパルス、です。

下段のカーブは、上記それぞれのときの100102の出力NOR出力にプローブを接続して見た信号です。

お気づきの点、ご教示お願いします。

chy_farm(2019/03/18 Mon 21:47) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^42: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

こちらの画像は、パルス信号器の信号をオフセットして、約-0.2V〜-1.7Vの範囲で入力して、それを100102の出力端子で観た波形です。

NOR出力になっていますが、立ち上がりを観ると仕様書に言われているほど速い立ち上がりでは無いように見えます。

inara1(2019/03/19 Tue 03:50) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^42: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

最初の波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4752.gif
の入力信号は74HC02で作った短パルスですか。ECLの信号レベルは-0.8V〜-1.8Vなので0V〜5Vの信号を入れても正常動作しません。

次の波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4753.gif
の電圧レベルは合っています。この波形はこの回路
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4731.jpg
の入出力波形（上段が入力で下段が出力）ですか？OR出力とNOR出力の波形は互いに反転していますか？

プローブとオシロスコープの周波数帯域は1GHz以上ありますか？波形の立上がり時間が5nsくらいなので周波数帯域は100MHz未満だと思います。

最初の波形の実験で誤った入力信号（正電圧）を加えたためにECLが劣化した可能性もあります。ECLを交換して再実験してみてください。

chy_farm(2019/03/19 Tue 08:25) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^43: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、おはようございます。

> 最初の波形
> http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4752.gif
> の入力信号は74HC02で作った短パルスですか。ECLの信号レベルは-0.8V〜-1.8Vなので0V〜5Vの信号を入れても正常動作しません。
↑はい、74HC02の波形です。
はじめ試しに入れてみましたが、inara1さんが示してくれていたサンプル波形と電圧範囲違うので、やり直し↓ました。

> 次の波形
> http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4753.gif
> の電圧レベルは合っています。この波形はこの回路
> http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4731.jpg
> の入出力波形（上段が入力で下段が出力）ですか？
↑はい、こちらで示していただいた回路の波形です。一箇所変更は、入力側のピン番号(Od)にあわせて、出力側のピン番号を移動(D1c,D2c -> D1d,D2d)しました。

>OR出力とNOR出力の波形は互いに反転していますか？
↑はい、互いに反転していますのでNOR出力になっています。

>プローブとオシロスコープの周波数帯域は1GHz以上ありますか？
>波形の立上がり時間が5nsくらいなので周波数帯域は100MHz未満だと思います。
↑これはうっかりしていました。普段使いの300MHzのプローブをそのまま使用していました。変更して再チェックします。

>最初の波形の実験で誤った入力信号（正電圧）を加えたためにECLが劣化したのかもしれません。ECLを交換して再実験してみてください。
↑正電圧を入力すると劣化するのですか！！
うっかり出来ませんね。二つ目で試してみます。

ありがとうございます。

追伸：
「信号源：Zo=50Ω」のところはインピーダンス・マッチングさせているという理解で正しいですか？
そう考えて、手持ちのパルス発信機が内部抵抗600Ωなので、21番ピンからC0Mに落とす50Ω抵抗を600Ωに変更しています。これは正しいですか？

inara1(2019/03/19 Tue 10:29) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^44: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞「信号源：Zo=50Ω」のところはインピーダンス・マッチングさせているという理解で正しいですか？
はい。信号源の出力インピーダンスが50Ωで、同軸ケーブルの特性インピーダンスも50Ωという想定です。

＞手持ちのパルス発信機が内部抵抗600Ω
600Ωとは珍しいです。その発振器は600Ωで終端したときに設定した振幅が出るような構成なのなら、600Ωで終端しないと正しい振幅になりません。

ケーブル長さが数mと長くないのなら、特性インピーダンスが600Ωのケーブルは特に必要ありません。ECLの入力側（終端抵抗）の波形に大きなリンギングが出ていないのなら問題ないです。

上の波形を見ると発振器の出力波形はかなり応答が遅いようですが、ECLはデジタルICなので入力波形が多少なまっていても構いませんが、あまり遅い立上り・立下り波形だと、伝搬遅延時間を正確に測定できないので、10ns以下の立上り・立下り時間の信号としたいところです。

chy_farm(2019/03/19 Tue 14:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^45: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、

> 信号源の出力インピーダンスが50Ωで、同軸ケーブルの特性インピーダンスも50Ωという想定です。
↑ご教示ありがとうございます。

> >手持ちのパルス発信機が内部抵抗600Ω
> 600Ωとは珍しいです。その発振器は600Ωで終端したときに設定した振幅が出るような構成なのなら、600Ωで終端しないと正しい振幅になりません。
↑５０年くらい前の松下通信製です。アナログダイアルで周波数を合わせる式で、１００KHｚレンジで500KHz以上に持ってくると、パルスの立ち上がりは溶けたアイスクリームのような形状です。

> 上の波形を見ると発振器の出力波形はかなり応答が遅いようですが、ECLはデジタルICなので入力波形が多少なまっていても構いませんが、あまり遅い立上り・立下り波形だと、伝搬遅延時間を正確に測定できないので、10ns以下の立上り・立下り時間の信号としたいところです。
↑アドバイスいただいて、Tektroの差動１Gプローブで観たら、画像のような程度になりました。

では、この100102を74HC02のように使って、先日の回路↓のように
http://mpga.jp/akizuki-fan/data/img/4693.jpg
組めば、もう少し短いパルスが生成できますね。
早速、試してみたいです。

inara1(2019/03/19 Tue 16:34) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^46: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞Tektroの差動１Gプローブで観たら、画像のような程度になりました
出力波形の fall time が5ns以上あるので、ECLを使ったNOR回路で短パルス発生回路を組んでもダメだと思います。

なぜ出力波形の応答が遅いのでしょうか。74HC02を使った短パルス発生回路でこちらが観測した波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4691.jpg
は、帯域幅が100MHzのオシロスコープと300MHzのプローブで観測したものですが、rise time も fall time も 5ns 未満です。

プローブの周波数補償の調整はちゃんとされていますか？補償不足になっていませんか？

chy_farm(2019/03/19 Tue 18:57) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^47: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

> プローブの周波数補償の調整はちゃんとされていますか？補償不足になっていませんか？

これ、確認してみます。ありがとうございます。

chy_farm(2019/03/25 Mon 18:06) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^48: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。
ご無沙汰してしまいました。仕事のほうで多忙なことが続いてしまい、こちらの実験に時間が取れませんでした。

> > プローブの周波数補償の調整はちゃんとされていますか？補償不足になっていませんか？

使用しているプローブはこのP6247型
https://jp.tek.com/datasheet/differential-probes-2
です。
アクティブプローブなので周波数補償が必要ないとありますが、何かそれに代わるようなこと、又は高い周波数で使用するときに必要な補償方法があるのでしょうか？
ご存知でしたらご教示お願いします。

inara1(2019/03/26 Tue 08:20) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^49: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞使用しているプローブはこのP6247型
そんな高価なプローブは使ったことありません。周波数補償の調整ができないとなると、なぜ応答が悪いのか分かりません。

chy_farm(2019/03/26 Tue 22:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^50: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、こんばんは。

> ＞使用しているプローブはこのP6247型
> そんな高価なプローブは使ったことありません。周波数補償の調整ができないとなると、なぜ応答が悪いのか分かりません。

では、再度慎重に測定してみます。

chy_farm(2019/04/06 Sat 23:06) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^51: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、こんばんは。

しばらく仕事で実験できませんでしたが、今晩やっと時間が取れました。
IwatsuとHPのオシロで観てみました。

左のアナログ波形は入力波形です。
右が出力波形です。Offsetしてあります。
電源を-4.5vと、-2.0vのときは立ち上がりが2.2nsくらい、
-4.5vと、-1.8vのときに、これくらいの立ち上がりでした。

inara1(2019/04/07 Sun 13:17) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^52: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

＞立ち上がりが2.2nsくらい
実際の立ち上がりがもっと速いとすれば、オシロ＋プローブの帯域幅は
100MHz*(3.5ns/2.2ns)=159MHz
になりますがそんなもんなのでしょうか。

chy_farm(2019/04/07 Sun 22:28) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^53: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

HPのオシロ、54100Aのマニュアルからプローブの部分を引用しました。
字が細かいので大きいサイズで投稿します。

手元に
54001A,10KΩのアクティブプローブ
54002A,50Ωのプローブ
54003A、10MΩのプローブ
の3種類あります。

そのうちの54001Aアクティブプローブ（赤印）を使用しました。
上の欄には「DC to１GHｚ」とありますが、下欄では「700MHz」になっています。
これら三種類全てに、容量を補正するネジがありません。

上記のうち、54003Aも10:1で使用してみましたが、グランドをスプリングピンに換えても少しはリンギングが出るので、この立ち上がり測定には使用をやめています。

その点、54001Aのアクティブプローブを使用すると、リンギングが小さくなって目立たないので、こっちを使っています。

でも、どこか使用方法が間違っているのでしょうか？

chy_farm(2019/04/12 Fri 09:10) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^54: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

いまさらなのですが、オシロスコープの使い方についてご教示お願いします。下記に２つinara1さんからのアドバイスを引用しました。
この２つについて、とくに2つ目についてはしばらく考えていました。

1つ目は(2019/02/26 Tue 09:04)にいただいき、2つ目は(2019/04/07 Sun 13:17)に頂きました。それぞれの内容を次のように理解しました。
誤りがあればご教示よろしくお願いします。

＞(2019/02/26 Tue 09:04)
＞波形を観測したオシロスコープの帯域は100MHzなので、理想的な矩形波（立上り/立下り時間=0）を観測しても立上り/立下り時間は3.5nsくらいになります。＞したがって実際の波形の立上り/立下り時間はもっと小さいかもしれません。
↓
↓（私の理解）
inara1さんのオシロスコープは帯域が100MHzで、サンプリング周波数がおよそ300MHzだから、およそ3.3ns毎に一回のサンプリングをする。だから、3.3nsの時間間隔の間にもっと速い実際の変化があったとしても、3.3nsより狭い時間間隔では表示できない。よって、理想的な矩形波（立上り/立下り時間=0）を観測しても立上り/立下り時間は3.5nsくらいになる。
（ここまで私の理解）

＞(2019/04/07 Sun 13:17)
＞＞立ち上がりが2.2nsくらい
＞実際の立ち上がりがもっと速いとすれば、オシロ＋プローブの帯域幅は
100MHz*(3.5ns/2.2ns)=159MHz
になりますがそんなもんなのでしょうか。
↓
↓（私の理解）
100102の実際の波形の立上り/立下り時間が、スペック通りにもっと小さいとすれば、
私がHPのオシロスコープとアクティブプローブで観察した100102の立ち上がり速度が2.2nsだったということは、
100MHzのオシロスコープが3.5nsの限界値であるのと対比して比較すると、
このHPのオシロスコープとアクティブプローブの帯域は159MHz程度になる。
(計算)100MHz*(3.5ns/2.2ns)=159MHz
一方、このHPのオシロスコープとアクティブプローブが、スペック通りに700MHzの帯域であるならば、観察した2.2nsの立上り/立下り時間はスペックと異なっていて、遅すぎる。この100102の立上り/立下り時間は本当にこんなに遅いのだろうか？（どこかに誤りがあるのではないだろうか？）
（ここまで私の理解）

よろしくお願いします。

inara1(2019/04/12 Fri 13:34) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^55: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

chy_farmさん

こちらで観測した短パルスの波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4691.jpg
はTektronixのTDS2012Cで観測したものです。TDS2012Cの帯域は100MHzですが、その波形のように、水平レンジを5ns/divとしたときのサンプルレートは 2GS/sec（サンプル間隔0.5ns）です。

サンプルレートは水平レンジによって変わり、TDS2012Cでは500ns/divのとき500MS/sec（サンプル間隔2ns）になります。しかし、幅10nsのパルスを500ns/divで観測すると幅がほとんど見えないので、普通はこのようなレンジでは観測しません。立上り/立下り時間が見えるくらいに水平軸を拡大するのが普通なので、サンプリング間隔が問題になることはありません。

100MHzの帯域で立上り/立下り時間が3.5nsというのは、サンプリング間隔でなく、帯域幅から出てくる数値です（計算方法を添付しました）。

chy_farmさんがお使いのオシロスコープのサンプルレートを調べてみてください。TDS2012Cのような低級機のサンプルレートは決まっていますが、高級機の中には、描画を速くするために、間引きサンプリングする「高速サンプルモード」という機能があります。そのモードになっているとサンプルレートが小さくなります。その他に高級機の場合は、設定によってサンプルレートを変えられる機能があるので、それが低く設定されていないか確認して下さい。

実際のサンプルレートを調べる手っ取り早い方法は、取り込んだ波形をcsv形式などで保存して、Excelでデータを開いて、どういう時間間隔になっているか見るという方法です。

chy_farm(2019/04/12 Fri 17:55) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^56: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、ご丁寧にありがとうございます。

> 100MHzの帯域で立上り/立下り時間が3.5nsというのは、サンプリング間隔でなく、帯域幅から出てくる数値です（計算方法を添付しました）。
↑
計算式のほうが少しむずかしいので、自習をもう少し進めてから、また質問させてください。

> サンプルレートは水平レンジによって変わり、TDS2012Cでは500ns/divのとき500MS/sec（サンプル間隔2ns）になります。
↑
こういう操作をはじめてしました。
なるほど！！
私のはTDS684Bで、画面の中にレンジを変更するごとにsampling rateが出ていました。
画像左、上から2つ目のように、100ns/divで500MS/sでした。
（追伸）と言うことは、100ns/divの中に50個のドットがある、ということですね。実際に数えたら50個ありました。

>---高級機の中には、描画を速くするために、間引きサンプリングする「高速サンプルモード」という機能があります。そのモードになっているとサンプルレートが小さくなります。その他に高級機の場合は、設定によってサンプルレートを変えられる機能があるので、それが低く設定されていないか確認して下さい。
↑
どうやら高級機ではなかったようです。
画像左、一番下、200ps/divで5GS/sでした。←(単位のミスタイプ訂正しました。)
（追伸）5GS/sということは、200psに一つドットがある、と言うことになります。でもこの画像（左、一番下）は200ps/divで5GS/sのはずなのに、一つのdivの中に2.5段の段差が見えます。
これはどういうことなんでしょうか？

画像の右、中段は、HPの54001A機です。
50ns/divのレンジで、ドットの時間間隔を読みました。
100nsにドットが４つで、ドットの時間間隔が25nsですから、sampling rateは40MHzでした。
この機種はこんなに遅いsampling rateなのに、海外サイトでビンテージオシロスコープをみると、これを「サンプリングオシロスコープ」と言っている人が居ました。
昔はこんなもので仕事が出来たのでしょうか？

追伸：いま古いHPのカタログを海外サイトに見つけました。このカタログには、この機種のsampling rateが表示されていません。
「Random Repetitive Samplingという技術で1GHzの帯域を実現できた」と書いてあります。
ドットの間隔が広いけれど、繰り返してランダムにドットを作ることで線を描こう、という訳なんでしょうね。

（追伸）日本語サイトに出ていました。
https://www.techeyesonline.com/measuring-device/detail/HINCD-00261-54100D/
↓
HP 54100A / Dは、完全にプログラム可能な1GHzのデジタル化オシロスコープで、9mchのディスプレイを備えています。自動測定、デジタルストレージ、プリトリガ表示、設定可能な入力、複雑なデジタル波形のトリガが可能です。
【周波数】1GHz(54001A,54002A),300MHz(54003A)
【ch数】4
【最高サンプリング】40MSa/s
【54001A】1GHzアクティブプローブポッド
【54002A】1GHz入力ポッド
【54003A】300MHzプローブポッド
【I/F】HP-IB

chy_farm(2019/04/18 Thu 12:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^57: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

> > 100MHzの帯域で立上り/立下り時間が3.5nsというのは、サンプリング間隔でなく、帯域幅から出てくる数値です（計算方法を添付しました）。
↑
この計算式にあるexp(x)のことを自習していました。
Napier's Constantで「（1-1/n)^n」でnを無限大にすると「2.718,,,」ですね。ずーっと前に学びました。

1-exp(-t/CR)は、RとCで組み合わされるフィルターのC両端電圧変化を表す、と出ていました。

試しに、exp(-t/CR)でtの値を小さいものから大きいのまで、５種類置き換えて、1-exp(-t/CR)を計算してみました。

tが0のとき、1-exp(-t/CR)=1-1=0

tがCRの1/1000のとき、1-exp(-t/CR)≒1-0.9990≒0.001

tがCRの1/100のとき、1-exp(-t/CR)≒1-0.990≒0.01

tがCRと同じとき、1-exp(-t/CR)≒0.63

tがCRの100倍のとき、1-exp(-t/CR)≒1

tのスタートでは抵抗だけで電圧がきまり、時間が経過してCが充電されると電圧が１になるのがわかりました。

この式から導かれて
t2-t1 = 0.3497 / Fc
になり、
それで帯域が100MHzのオシロの場合は通過出来る最小の変化時間が3.5nsになる、という訳なのですね。
便利な式だと思いました。

ご教示ありがとうございました。

chy_farm(2019/04/18 Thu 20:21) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^58: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

inara1さん、お世話になります。

お蔭様で、inara1さんが作ってくれて2月25日に投稿してくださったパルス、
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4691.jpg
のようなのが出来るようになりました（画像上段）。

７４HC02のスペックデータでVcc７Vまでいけそうなので、６V入力まで試しました（画像下段）。
画像中段は入力信号の電圧幅です。

プローブはHP54002Aで、本体に差し込むポッドで５０Ω、このポッドに接続するプローブが４５０Ωのセットです。Attenuationは10;1の設定です。

chy_farm(2019/04/18 Thu 20:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^59: LM7171を使ってパルスオンタイム最小のパルス発生器

このパルスを使って再度TDRを試しています。

手元にある一般電気器具用のパラレル2線コードをいくつかTDR測定したら、伝送速度の遅延率が大体0.67から0.68でした。

同じコードで長さ２９６ｃｍのものをこの74HC02ユニットのパルス出力端子に接続して測ったら、画像のようにPeak-Peak時間が29.6nsでした。

往復時間なので、これを1/2にして、1nsあたりの光速30cmを乗じたら、
444cmなので、これに遅延率0.67を乗じると、
297cmでした。

1センチ違いなので、まずまずかなぁ、と一応満足しています。
測定対象の材質によって遅延率が異なるので、ちょっとめんどうですが。

chy_farm(2020/03/20 Fri 08:54) [ 編集 ] [ 返信 ]

単相 Inverterの仕組み、その他(2)

ほぼ10カ月にわたるこの投稿、「単相インバーターの仕組み、その他」が積もり積もって100回に近くなってきました。
それに伴い、索引の表示が見にくくなってきたので、今日から同じタイトルで(2)として続けます。

chy_farm(2020/03/20 Fri 09:29) [ 編集 ] [ 返信 ]

キャリア波周波数と出力フィルターの関係

そこで、キャリア波を変更して出力電流波形を比較してみることにしました。
比較したキャリア波は、5キロヘルツ、10キロヘルツ、の2種類です。

高めのキャリア波を使って単相コンデンサ運転モーターを接続した場合、
キャリアに対してサイン波の振幅を上げて(出力を上げると云う意味)いくと、出力電流波形のサイン波の先端が尖ります。

これとは対照的に、モーターではなく、はんだごてを負荷にした場合には、 同じようにしてもサイン波の先端が尖る程度が穏やかです。

これをLTDpiceでもシミュレーションしてみました。
画像は、 5キロヘルツのキャリア波を使って出力して、半田ごてを負荷にした場合のシミュレーションです。

chy_farm(2020/03/20 Fri 12:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

こちらは同じ5キロヘルツのキャリア波を使って、単相コンデンサー運転モーターを接続したときの出力電流波形です。

同じキャリア波なのに出力電流波形が乱れています。

chy_farm(2020/03/22 Sun 10:37) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

こちらの図は、
LTPsice で、5キロヘルツのキャリア波を使って出力して、半田ごてを負荷にした場合のシミュレーション
と、
実機で5キロヘルツのキャリア波を使って出力して、半田ごてを負荷にした場合の実際の出力電流波形と、
との比較です。

chy_farm(2020/03/23 Mon 20:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

この図は、昨日アップしたものと同じ条件で、

コンデンサー運転モーターをシミュレーションした出力電流波形
と、
実機で同じように実際のコンデンサ運転モーターを稼働した時の出力電流波形、との比較です。

chy_farm(2020/03/30 Mon 10:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

先日のモーター回転試験は、100ワットのコンデンサー運転モーターでした。
今アップするオシロスコープ画像は44ワットの家庭用扇風機を回転させた時のものです。
家庭用扇風機のようにワット数が少ないモーターの場合は、出力電流波形がサイン波に近く保持されています。

単相誘導モーターは、低回転の時にインバーターからの出力電流をあげる(変調比で100%に近づける)と、モーターから異音が発生します。
この異音と云うのを例えると、小さなゴムハンマーでモーターのボディーを細く連打するような音です。

例えば今日あげた例では、出力電流の周波数を22ヘルツ程度にしていますので、この周波数では変調比で70%程度が異音が出ない上限です。

daruma(2020/03/30 Mon 11:21) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

chy_farmさん、私のスレへの投稿ありがとうございます。見守っていただいて励みになります。

ところで、このスレの前スレ「単相インバーターの仕組み、その他」が一覧から無くなっていませんか。確か先日まではトピック一覧の上の方にあったのですが。もしや、(2)を立てたのと入れ替えに削除なさったのでしょうか。

chy_farm(2020/03/30 Mon 11:56) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

DARUMAさん、

> ところで、このスレの前スレ「単相インバーターの仕組み、その他」が一覧から無くなっていませんか。確か先日まではトピック一覧の上の方にあったのですが。もしや、(2)を立てたのと入れ替えに削除なさったのでしょうか。

あれは私のミスでうっかり削除してしまいました。貴重なアドバイスがいっぱいあったのに、、、と悔やまれましたが、一瞬遅かったです。

daruma(2020/03/30 Mon 12:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

そうでしたか。残念ですね。

chy_farm(2020/03/30 Mon 16:53) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: キャリア波周波数と出力フィルターの関係

> そうでしたか。残念ですね。

darumaさん、
はい、消えてしまったときは唖然としました。氣を取り直してやっています。

/////////

さて、４０Wの扇風機を回転させたときの様子がこちらです。

出力電流の周波数は約３５Hz、変調率約７０％です。
この周波数のとき、私にとっては使いやすい回転をしてくれます。
私達の事務所で使用している、市販品の単相換気扇用インバータの設定もこの周波数が使いやすいので、そうしています。

このときの回路内の温度を5箇所で計測するように、DS18B20という温度センサーを使っています。
DS18B2は、例えばこのパーツです。
https://www.denshi.club/pc/.assets/thumbnail/1w-09-400wri.png

計測はこのセンサーで行い、データをArduinoへ送って表示させます。
5つのセンサーを卓上の同じ位置にセットして温度を測ると、±0.3度程度の誤差があります。

これら５つの測定場所は、
1/5　取り込んだAC電源を整流するダイオードブリッジのところ、
2/5　整流した直流が突入電流にならないように調整するスタート時の電流抑制抵抗のところ、
3/5　出力素子としてのパワートランジスタ（IGBT）のところ、
4/5　このパワートランジスタに還流しようとする逆流電流を逃がすためのFast Recovery Diodeのところ、
5/5　パワートランジスタの出力端子の後で、出力電流のPWM波形をサイン波に戻すための出力フィルタのところ、
の5箇所です。

これまで観察してきて、2/5の、突入電流調整用電流抑制抵抗のところは稼働中にほとんど温度上昇がありません。なので、だいたい環境温度と同じなここの温度を、簡易的に基準温度として全体の温度観察をしています。

温度観察を実施する前段階では、温度上昇は3/5のパワートランジスタのところで最も早いのでは、と推測していました。
実際は、4/5の逆流電流を逃がすためのFast Recovery Diodeのところでした。

3番目に温度上昇が高いのは、5/5の出力フィルタのところでした。

もこ(2020/01/09 Thu 22:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

秋月電子で短形波１８００ＷのＤＣ−ＡＣインバーターを購入しましたが、+と-を逆接続してしまい、６つあるヒューズのうちの特定の２つだけバッテリー接続と同時に切れるようになってしまいました。

１８００Ｗの高出力だけあって、１２Ｖの入力を６並列し、３００Ｗずつ出力しているようで、同じ回路が６セットあります。
そのうちの２つだけ、切れてしまいます。

単純に配線のショートなら良かったのですが、配線は大丈夫のようなのですが、昇圧側にあるダイオードの殆どが、基盤に乗っている状態ですとテスターで両側から導通してしまいます。
これはグラウンドのどこかがショートしているという事でしょうか？
特定２箇所の回路のダイオードかＦＥＴが破損しているという見当で合っていますか？

どなたか知恵をお貸しください。

chy_farm(2020/01/11 Sat 12:48) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

> 秋月電子で短形波１８００ＷのＤＣ−ＡＣインバーターを購入
というとこれでしょうかね?
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-05166/

回路図がなければわからないと思います。
まず、回路図を推定して描く作業をしなければならないでしょう。

が、手元にある一般的なこのタイプの回路図によれば、出力素子は2個ずつ1組で、2組、都合4個使っています。
私が制作中の単相モーター用のインバーターは、つい昨日もアーム間短絡を引き起こしてしまい、出力素子の一方の組が破壊されてしまいましたが、私の場合と貴君の場合とは異なるので、出力素子がやられているかどうかは、こちらからは想像がつきません。

入力電源からパワーを逆に接続したと言うことであれば、電源の回路が破壊されている可能性があるのではないでしょうか。電源の回路から一つづつ部品を外して、テスターやオシロスコープを使ってチェックしていく方法しかないのではないですか。

それが終わったら、次はロジック回路がダメになっていないかチェックして、
さらに
オシロスコープを使ってPWMが正しく出ているかを見て、

正しく出ていたら、次は出力素子をチェックすると言う手順ではないでしょうか。

膨大な手間がかかりますね、頑張ってください。

もこ(2020/01/11 Sat 20:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

ありがとうございます。
やはり一つずつ外さなければわからないのですね。

電源ＯＮスイッチが起動しないので、ＰＷＭのチップも壊れているのかもしれません。
６個の入力系統のどれかが生きていれば、マイコンは動くという訳でもないのでしょうね。

オシロスコープは無く買う予定もないですし、月末頃使いたいので難しそうですね・・・

chy_farm(2020/01/12 Sun 09:01) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

私には専門分野の先生が何人かいて、それぞれの先生は他人の作ったものも、壊れた物をさっさとお直しになります。
私はと言うと、自分が作ったものでさえ、どこが悪いのか悩みながら直しますから、技術の違いは雲泥の差です。

お手元のDC-ACコンバーターがどのような回路構成になっているのか私には分かりませんが、多分ICがたくさん用いられたPCB基板が使ってあるのだろうと拝察します。
そういうものは私には苦手で、回路を正確に読むことができません。

ただ、今後のことも考えていくと、オシロスコープというもの、1台位はあった方が貴君のお役にたつだろうと思います。 添付した画像の左側でインバーターの出力電圧を見て、右側で出力電流を見ています。
左側はフルークの携帯用ですが、右側は通販で購入した 3500円の廉価機です。この右側のものでしたらお手軽に使えるのではないかと拝察します。

もこ(2020/02/20 Thu 20:59) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

とりあえず毎回ヒューズが切れる２箇所の回路のMOSS FET４つを外してみましたが、それでもヒューズが切れます。
ゲートのダイオードか、トランスか？制御のマイコンか・・・

chy_farm(2020/02/21 Fri 17:03) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: ＤＣ−ＡＣインバーターを修理したいです

もこさん、ひさしぶりですね。
ご紹介した簡易オシロスコープ、入手できました？

少し以前にネットでこの種類のインバーターを自作している人のサイトを見つけました。
うろおぼえですが、「幼女でもわかる〇〇」と云う可笑しみのあるタイトルをつけて、自作シリーズをアップしている人です。
そこに回路図がアップされていました。

何か貴君の修理に役立つかもしれませんよ。