導通チェッカーの検出抵抗値を下げたい-居酒屋ガレージ日記

導通チェッカーの検出抵抗値を下げたい

仕事場で頒布しているマイコン型導通チェッカーに関し、こんな質問
（要望）を頂戴しました。

> 先日マイコン型導通チェッカーキットを購入させて頂きました。
> 本日早速製作しまして動作確認まで完了いたしました。
> 有難うございます。
> コンデンサを搭載した機器等では導通音(無音)は問題ありません
> でしたが、トランス等の抵抗値が0.5Ω近辺のものですと導通状態
> となってしまいます。
> ホロホロブザーですとトランスでも音色が変化するのですが、マイ
> コン型導通チェッカーでホロホロブザーの様に音色を変化さすこと
> は出来ますでしょうか？
> ご教授頂ければと思います。
> お手数お掛けしますが宜しく御願い致します。

まず…　導通チェッカーの電気的仕様。
測定端子開放電圧：0.5V（DC）、短絡測定電流：0.1mA（DC）です。

そして、標準的には
短絡～10Ω　　ブザー連続報知　（ピ～）
10～50Ω　　　ブザー断続報知　（ピピピピピ）
　　　　　　　抵抗値により、断続間隔が変化
＞50Ω　　　　報知停止
というふうに抵抗値を検出してブザー報知します。

質問は、もっと検出抵抗を小さくしたい、低抵抗を判別でき
ないかという内容です。
たしかに松下の「ホロホロブザー」では、10Ω以下になって
も短絡状態との違いが音の断続でわかります。
2～3Ωでも違いがわかるでしょうか。
そのかわり、ホロホロブザーは電流が大きいのです。
ピークで50mAほど、平均だと20mAくらいです。
導通チェッカーの200倍の電流値です。
導通チェッカーは電子回路用に設計したもので、小さな電流で
チェックを行っています。
ですので、動力回路のチェックにはある意味不向きです。

内部の処理ですが、抵抗値の判別は以下のようになっています。
マイコンのA/Dコンバータ分解能、１ビットあたりおよそ1mVです。
測定電流が0.1mAですから10Ωの抵抗をつなぐと1mVとなり、
50Ωの抵抗だと5mV。
これ以下（10ビット分解能の数値で5）だと導通有りと判断して
いて非常に微妙な数値なのです。

以上のことを考えて、判別抵抗をもっと小さい値にする方法を
述べてみます。

(1)検出電流を大きくする。
　抵抗R1、R2そしてR6の値を小さくして測定電流を大きくして
　みる。
　電流を10倍にすれば現在50Ωの判断抵抗が5Ωになる。
　でも、R1とR2の抵抗が小さくなると、過大電圧を与えた時の
　耐性が弱くなる。

(2)IC3の直流増幅回路を試してみる。
　マイコン内蔵A/Dコンバータの最小ビットは約10Ωとなっている。
　アンプを使い検出電圧を増幅すると、導通ありとブザー報知する
　抵抗値を今より小さくできるようになる。
　DC電圧として約10倍に増幅すれば10Ωが1Ωになる。
　しかし、OP-AMPのオフセット電圧や、電源電圧(電池電圧)に
　よる変動、外乱(誘導ハム、ノイズ)など、常用するには「不安定」
　なこともあり、キットでは省かせてもらった。
　「回路を見て原理を理解できる人は実験してみて」ということに
　している。

以上のようなことが考えられます。

※追記：とりあえずの案

検出電流を約3mAにする方法。

これで、元の1/30の抵抗値を判別できるようになります。
現在の設定では50Ω以下で断続報知。
これが約1.7Ωになります。
10Ω以下での連続報知、これが約0.3Ωに変化。

　　※R6のかわりに付加したダイオードで0.6Vほど
　　　電圧が低下するので、検出電流もその分（0.6mA）
　　　減って2.4mAくらいになるでしょう。
　　　また、電池電圧の影響も受けます。

設定項目２の断続報知（モールスでK）の設定を少し
大きくしておくと良いでしょう。　（初期値=5）

この改造で「100Vに触っても壊れない」という特徴が
失われます。
R1が発熱するのです。
　　Power = V x V ÷ 抵抗値
ですんで、許容W数の大きな抵抗が有利。
24Vなら約0.5Wなので大丈夫です。
　　※回路図には1/4Wと記していますがキットでは1/2Wの
　　　抵抗を使っています。

※もう一つの案：スイッチで測定電流を切り替える

スイッチ、抵抗、ダイオードを付加し、こんなのはいかがでしょう。

電子回路用の測定電流0.1mAと、低い抵抗値をチェックできる
動力回路用2.5mAをスイッチで切り替える方法です。

パネル面に小型のトグルスイッチを取り付け、
空中配線で抵抗とダイオードを飛ばす、てな具合でしょうか。