居酒屋ガレージ日記

出窓のセンサー

このグラフ↓　見えますかな？
https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.net/hphotos-ak-xfp1/t31.0-8/10498035_338753739608423_8273938361370712162_o.jpg

ちょっと「秘密」のグラフです（笑）。
8月14日（昨日）の14時頃から、今朝、8月15日9時頃まで
を記録。
これがなにかと言えば、「出窓」のセンサー動作。
つまり、出窓の前をどれだけの人や車が通ったかの記録
です。
※記録にはプリンターシールドを使ってます。

グラフの上（ch1）は、出窓の直上に取り付けた
「焦電センサー」。
サーモパイルといって、赤外線の変化をとらえて
「動く物体あり」と反応するセンサー。
出窓：回転体第二弾に写っています。
　　・NaPiOn (ナピオン) シリーズ

下側（ch2）は、フォトトランジスタを使った
「明暗変化センサ」。
センサーの前の明るさ変化をとらえて、「動きあり」
と判断します。
焦電センサーは、ガラス窓の内側からは使えないんで
（赤外線を見るため）、出窓の外に設置しています。
そして、高感度。
「歩く猫ちゃん」にも反応していたという証言があります。

明暗センサは明るさですんで、窓の内側からでもok。
ただ、感度はあえて悪くしています。
グラフを見れば、感度の違いが良く出ています。

このセンサー検出でもって、動きのある
「デモンストレーション」（DC24V電源をオンして
あれこれメカを駆動）を行っています。
　※ただし、22時～06時の夜間はタイマーで停止

午前2～4時、人通りはほとんどありません。
5時台になると、動きが活発化。
新聞配達の人たちが通りますし、この季節、もう
明るいのでワンちのお散歩が始まります。

・出窓：明暗センサーでLEDを点滅

プリンタシールドをArduinoから分離

プリンタシールドでチャートレコーダ、ちょっとした実験の
必須ツールになっています。
で、Arduinoのほうも実験ツールで使いますんで、外したり
付けたりとちょいと不便。
選択肢は、
　　・Arduinoをもう一つ買う
　　・プリンタシールド専用のATMega328回路をでっちあげる

ということで、後者を選択。
サンハヤトのUB-ARD01WHを使って、プリンタシールド専用
駆動回路を作ってしまうことにしました。

チャートレコーダー用のアナログ回路はそのまま現状のを
使います。
ですんで、プリンタシールドとの接続は親亀子亀方式のまま
変わりません。

・回路図（クリックで拡大↓）

・手組みした外観

右上がプリンタシールド。
左下がArduino UNO。
右下がArduinoとプリンタシールドをつなぐための
中間ボード。
これまでは、これで運用していました。

プリンタシールドのスケッチを書いたArduinoに乗ったチップ
を新基板に載せ換えて作業は完了。

マイコンの電源はプリンタシールドから供給。
　（プリンタシールド基板のJP1をジャンパ）
これまではArduinoの電源とプリンタシールドの電源を
個別に用意しなくちゃならなかったんです。

プリンタシールド、これでArduinoから開放されました。

キライなネジ！

またまた出てきました。　コイツ！

※過去記事
・今日の修理：葬儀屋さんのACアダプタ
・いやなものはイヤ！

特殊ネジはイヤでっす！

バラし防止なんでしょうが、バラすときは、なんとしても
ネジを回します。
適合するツールも売っているし。

無駄な労力かと思うんですけどね～。

初めて見るデバイス

初めて見た！っといっても、最新のデバイスじゃありません。
C-MOS4000番・4500番シリーズの16ピンIC。

初めてお目にかかるIC、「MC14504」。

TTLレベル入力（0～5V）をCMOS（電源電圧が5Vオーバー）レベルに
変換します。
データシートで見たことはありましたが、実際の回路で使われている
のを見るのは初めてです。

そして、3端子レギュレータに放熱板を取り付けるのに
「マイナス・ネジ」。

マイナスのネジ、最近はとんと見なくなりました。

※さすがに、国産のプリント基板じゃありません。

壮絶死してませんが死んでます

修理依頼品。
Vishayのダイオード、42HF120、これが飛んでました。

スペックは「1200Vの40A」。
このデカいのが、完璧にショート状態。

頭文字の「42」、これが基本「40」で40A。
これが「42」になると、こんな具合に網線のリード線と
絶縁チューブが付きます。

普通は、ネジ止めなんですが、この網線が溶着してあるんです。
通販で探しても「42HF」はありません。
穴が空いた「40HF」しか出てこないんです。

普通にリード線をネジ止めするのが良いか、それともこの
溶着部を切って、ハンダしてしまうのが良いか…
どうしたものか、悩み中。

導通チェッカーのリード線が断線

2008年8月に作って、仕事場の作業ベンチに常設してある
マイコン型導通チェッカー。
先ほど使っていたら、突然、応答しなくなりました。
「えっ、何？！」っと思ってリード線の先のミノムシクリップを
引っぱったら…　　外れました。

いったいどのくらい使ったでしょうね。
数え切れませんよ。
電池は何回か交換していますが、リード線の断線は初めてかと。
クリップとリード線、両方とも新しいのに交換しておきます。

破断面↓

★ミノムシ・クリップの話

オムロンG2E互換リレー、少し大きい！

JF3DRIさんからの情報。

オムロンG2E互換リレー、外形がG2Eより少し大きくて、
他のパーツが干渉して使えなかったという報告が届きました。

二つを並べて大きさ（問題は高さだったと）を比べてみました。
手前がオムロンのG2E、奥が互換リレー。

拡大↓

1mmも違いはありませんが、ちょいと背が高くなっています。
外形図ではどうかと昔のカタログを引っ張り出してきました。

●G2Eリレー

●互換リレー

足配置は同じですが、外形に微妙な差があります。
ギリギリの配置をしている場合、その場所によっては使え
ないということが生じます。

著者献本を放出します

「ウィークエンド電子工作記事全集」を含み、
トラ技の著者献本を5冊を放出します。
どなたかいりますか？

お代は無料と言いたいところですが、発送の手間賃として
　　・缶ビール2缶のビール券×2枚　＋　運賃
でいかがでしょうか？
　　（1枚500円くらい　　運賃は地域により変わります）

※この記事に公開でコメントしてください。
　希望者多数なら、一週間ほどで抽選します。

手ハンダは無理でっす！

マイクロHDMIのコネクタ。
0.4mmピッチで19ピン。

表面実装部品で、ハンダ付けするのに見えているのは
手前の10ピン分の足。
残りの9ピンはどこに？

はい。　この内側に残りのピンがあります。

●外観と側面図↓

●基板パターン↓

こりゃもう手ではハンダできません。

「ウィークエンド電子工作記事全集」、回路訂正！

CQ出版の「ウィークエンド電子工作記事全集」、著者献本が
やってきました。

こんな具合に私の名前が出ています。

（クリックで拡大↑）

この第2章「電子工作で重宝するACアダプタの特性を知る」
というのが、本誌向けに記した特設記事です。

で、この記事の校正、文章の校正はできたのですが、回路図
に関しては、仕上がりを著者が見ないまま本になっちゃたのです。
で、しっかりやらかしています。
トレースのミスが出ちゃいました。
（こちらからの提出資料はもちろん間違っていませんよ）

まず24頁。　　（クリックで拡大↓）

ダイオードの向きと電解コンデンサの極性が逆。
抵抗値もミス。10kが正。
その右側25頁。　　（クリックで拡大↓）

OP-AMPの「+/-」表記が逆。（ピン番は合っている）
そして、マイナス側電源はGNDじゃなく-5V。
GNDだと、出力に-2.5Vは出てこないぞ。

25頁の下側。

ここも電解コンの極性が逆。

製作記事では、回路図を間違われるのが一番痛いでっす。

※編集部に提出した回路図をpngファイルにして示しておきます。
（クリックで拡大↓）

校庭キャンプ！

今日、明日と中川小学校の校庭キャンプ。
小4が45名。　一泊します。　　（関係者は12時集合）
メインは校舎を使っての「きもだめし」。
その「おどかしツール」を整備中です。

これは、人の接近を検知して、ピカピカとLEDを点滅させるランプ。

子供たちがまっ暗な廊下を歩いてくると、これが突然
フラッシュしだし、「おばけ」が浮かび上がるという仕掛けです。

※CD-Rメディアが入っていた円筒樹脂ケースを使って
　回路を組み込んでいます。

「ウィークエンド電子工作記事全集」

先月、ばたばたと原稿を書いていた記事、こんな本にまとまりました。

★ウィークエンド電子工作記事全集[1700頁収録CD-ROM付き]
7月25日発売です。

トラ技編集部編ということで、著者としての私の名は出ていません。
記事の執筆者集団の中の一人という位置づけですが、「まとめ」の
文を記しています。

イベント用ゲーム機「ピコピコ・スイッチ」、スイッチ破損！

土曜日、中川小学校で行われた「夏の集い」。
このイベント途中で、2011年に製作した「ピコピコ・スイッチ」」の右側スイッチ
が破損して、ゲームができなくなっちゃいました。
電気的破損じゃなく機械的。
スイッチのボタンが戻らなくなったのです。
いったい何万回叩かれたことでしょう。
子供たち、むちゃ、元気良く叩きますのでねぇ。
もうちょっと、衝撃に強いしっかりした構造のスイッチ
を見つけてこなくちゃならないようです。
押し感が軽くって頑丈なのがFA用途であるかなぁ～・

※記録

これがスイッチ部。　中央のはゲームのスタート用。
左右のスイッチを交互に押して（どついて！）得点を
上げる。

左下の黒・白部分の中に接点が仕込まれています。
この白いところの動きが固くなり、ボタンが復帰しなく
なってしまっていたのです。

「金球」が接点金属に触れて導通します。

可動部（白いところ）にシリコンスプレーでもしたら
（動きをなめらかにさせる）復帰したのかもしれません。

出窓：明暗センサーでLEDを点滅

波・船モードになっている今朝の出窓（向かって左側のガラス）の↓

この左隅にちょっと仕掛けを置いてみました。
フォトセンサで明暗を検出して、変化があればLEDをピカピカ
させようというものです。
フォトトランジスタで明暗をとらえるわけですが、その
バイアス回路に特徴があります。
この部分、トラ技の製作記事（2001年月号：動く物体を
検出して警報LEDを点滅するウォッチ。ドッグ・ロボット
の製作）を参考にしました。

出窓の上部、窓ガラスの外に「焦電センサ」をくっつけて
いて、人の動きを赤外線レベルの変動としてとらえ、24V系
の電源を一定時間だけオンして、あれこれ駆動系の「展示物」
を動かしています。

この焦電センサ、ガラスを通すと（つまり部屋の中からは）反応
してくれません。
ガラス窓でもって、赤外線のレベルが落ちちゃうのです。

ガラス窓を通して、人の動きを検出できないかと試した
のが今回のこれです。

明るさの変化を見つけると、ハート形に配置したLEDを
ちょいとの間、いろんなパターン（乱数で処理）で点
滅させます。

外が明るい時間帯だと1.5mほど離れても反応します。
距離2mでは服の色にもよるのでしょうが、検出すること
もあります。
暗くなると出窓上部に照明が点き、これで0.5mくらい。
センサー正面に向かってゆっくり手を振ると検出します。

ハートマーク内側の黄色LEDと外側の緑LEDを、PWMで
輝度可変して、乱数で点滅パターンを変えています。

回路図　　（クリックで拡大↓）

AVRマイコン「ATtiny25」で制御しています。

整流ノイズ防止コンデンサ

ちょいとACアダプタがらみで、昔話を。

ブリッジ・ダイオードを使った全波整流回路、ダイオード
への電圧印加が逆転するタイミングでノイズが出ます。

　　※ダイオードの特性にもよるわけですが、一般整流
　　　用ダイオードを4本使ったブリッジ整流回路が
　　　くせもの。

整流ノイズとか転流ノイズと呼ばれ、電源周波数の倍に同
期してノイズが発生します。
整流回路に流れる電流が大きいほど顕著で、例えばダイ
オードの定格最大電流が1Aだからと、定格目いっぱいの
直流出力1Aを得ようとしたときにひどいのです。

高周波となったこのノイズが、AC100V側に逆流したり接
続コードから輻射され、主としてAMラジオの受信に影響
を与えます。

アマチュア無線をやり始めたとき（1970年）、母親の
愛用ラジオが真空管5球スーパー。
　　（1380・OBCの愛聴者でした）
自作した無線機の電源が、この状態になってしまい、
負荷電流が大きくなると、このラジオの音に「ジー」と
いう雑音がかぶります。
　（BCIじゃない。　電波を出さなくても電源負荷を
　　重くするだけでアウト）
電源リップルによるハム音とは異なった、ジーという音
が放送に重なって聞こえるんです。

で、この対策として有効なのが、整流ダイオードに並列
に入れるコンデンサ。

ジャンク・パーツを解体していて、『対策してあるがな！』
ということで、写真を撮りました。

●トランス方式のACアダプタ

　拡大↓

4つの整流ダイオードそれぞれに「0.01uF」のセラコン
が入っています。

●ジャンクの100V電源動作のラジオ

203ですから「0.02uF」。

●ジャンクのCD、DVDプレーヤ

ここにも「0.02uF」。

●回路図

1000PF～0.01uFで効果あります。

AC100Vラインにつながった他の機器（ラジオやアンプ）
に影響が出るのでやっかいなんです。

最近はライン・フィルタが入っているなど、ノイズ対策
されているものが多くなり、整流回路のダイオードに付
けるこのコンデンサは見かけなくなりました。
ダイオードの特性も、良いほうに変わったのでしょう。

■けれど…
不思議と半波整流回路やセンタ・タップ付きトランス＋
ダイオード2つの両波整流回路、あるいはにセンタ・タッ
プ付きトランス＋ブリッジ・ダイオードでの±電源を
取り出す回路では、この雑音はひどくなりません。
2次側単巻きトランス＋ブリッジ・ダイオードの組み合わ
せでひどくなります。

昔のオーディオ・アンプやチューナ、テープデッキなど
では、このノイズ対策を施した機器が多かったのですが、
電源回路がスイッチング方式になり、これが使われてい
るのを見ることが少なくなりました。

■ちなみに
4本のダイオード全部にコンデンサを入れなくても、
こんな接続でも効果があります。

トラ技8月号

トラ技8月号のリーダーズ・フォーラムにこんなメッセージが載ってました。

6月号の記事：プリンタ・シールドに対する感想です。

　　■パソコンをあえて使わずに、記
　　録を紙で確認するということに，新
　　鮮さおもしろさとを感じました．
　　　　　　　　　　　　　（cosmos）

こう言っていただくと、記事を書いた本人にとっては、
いちばんの励みです。

で、次号予告がすごいことに。
こんなのが出ています。

「アマチュア無線用トランシーバの構成例」って、
見るからに無線機そのものですがな。

簡易型停電試験回路

●デジタル・スイッチで停電時間を
　設定できる簡易型停電試験回路

　NHK出版の「エレクトロニクスライフ」誌1993年6月号に
掲載された記事（保存していた投稿原稿）から抜粋、追記した。

・製作の目的

　データのバッテリ・バックアップ機能を有するマイコン
搭載システムなどの電源遮断時の挙動を調べるために製作
した。
　バッテリ・バックアップのための電源切り替え回路や
ソフトウェアの処理が，設計者のおもわくどうりきちん
と動作しているのか確認するためのツールである。
　電源投入と停電のタイミングをいろいろ変えて，回路
の動作を調べる。

・特徴

　AC100VをSSR（ソリッド・ステート・リレー）でスイッチ
して，電源ラインをオン／オフする。
この繰り返し周期とオフ時の周期を，デジタル・スイッチで
設定する
AC100Vの半サイクル(60Hzなら120Hz)が単位。
繰り返し周期とオフ時間、それぞれ3桁のスイッチでサイク
ルを設定する。

・停電試験の重要性

　マイコンのリセット回路は非常に重要である。
最近のマイコンでは、その内部に電源電圧検出回路が搭載
されているが、昔々は外付け回路に頼らざるをえなかった。
　マイコンの教本に載っているようなCR遅延とダイオードだ
けのリセット回路では，リセットにまつわるトラブルが発
生する。
　電源スイッチの入り切りを短い時間間隔で繰り返すと，
初期化に失敗し、動作がおかしくなってしまうという現象
が現れる。
また、マイコンを使っていなくても，電源投入時の初期化
が必要な回路では、リセット回路は要注意である。
　データのバッテリ・バッックアップなど積極的に停電を
検出して，それなりの処理をしなければならない場合，電
圧検出とリセット回路はより重要である。
　停電の直前まで行っていた仕事の内容を覚えておいて，
電源の回復とともに実行途中の状態を復旧しなければなら
ないような場合、確実な停電検出と電源回復時の処理が求
められる。
　停電が発生したことをどの時点でマイコンに伝えるのか，
まずこれを考えなくてはならない。
　マイコン・チップに電力を供給している電源ライン
（通常は5V）の電圧低下を調べるだけで良いのか，それと
も交流電源（AC100V）の入力までさかのぼって，電力が来
なくなったことを検出するのか，システム全体としての構
成により最適なものを選ばなくてはならない。
　回路の消費電流が大きい場合，停電を検出したあと電源
ラインが落ちるまでどのくらいの時間的余裕があるのか，
ソフトウェアの処理も絡めて動作テストをしなくてはなら
ない。
　電源電圧が低下しても異常な出力が発生しないか，ハー
ドウェアの面でのチェックも必要。
電子回路を構成する素子そのものが正常に働かないような
電圧域まで落ちても，最終的な安全を確保しておかなけれ
ばならない。
もちろん電源ダウン時だけでなく，電源投入時の挙動を調
べることも重要である。

・回路構成

　穴あきユニバーサル基板に組んだ。
デジタル・スイッチや電源の出入りには，コネクタを使わ
ず電線を直接ハンダ付けしている。

・電源

　オン／オフを繰り返すタイミングの基準は，商用電源の
周波数である。
AC100Vをトランスで受けた後，ブリッジダイオードで両波
整流して120Hzるいは100Hzの脈流にする。
これを波形整形してクロックパルスを作る。
このクロックをCMOSのプリセッタブル・カウンタICで計数
し，オン・オフのタイミングを作り出す。
　ブリッジ・ダイオードの後，もうひとつダイオードを通
して整流・平滑し，回路を動作させる電源を作る。
この電源（約12V）を三端子レギュレータで5Vに安定化して
ロジック回路に供給する。

※使っているＩＣはすべて4000番シリーズのCMOS ICである。
　使用可能な最高電圧に余裕があるので，この5Vレギュレータを外
してしまって12Vの非安定化電源で使っても問題ない。

・カウンタ

　使ったカウンタICは，BCD／バイナリ切り替え可能なアップ
ダウン・カウンタ，4029B。
周期の設定を3桁の10進表示デジタル・スイッチで行うで，こ
のICをBCDモードで使う。
設定値をカウンタにプリセットし，電源周波数から作った
クロックパルスでダウンカウントする。
カウンタはサイクル・タイム設定用のものとオフ・タイム設
定用のものを二組用意する。
　カウント・ゼロになると，カウンタそれぞれのキャリー出
力がＬになる。
これを３入力のNOR（図では負論理入力のANDゲートで表記）
でゲートして正論理のパルスを作る。
サイクル・タイム設定用カウンタ側からのパルスを使って，
デジタル・スイッチの設定値をカウンタにプリセットする。
サイクル・タイム設定用のカウンタは，この周期でカウント
ダウンを繰り返す。
オフ・タイム設定用のカウンタも同時にプリセットするので，
両者のカウント開始タイミングは同じになる。

　本回路では，デジタル・スイッチの設定を
「サイクル・タイム＞オフ・タイム」として用いる。
　オフ・タイム用カウンタの方から先に，ゲートしたキャリー
が出てくる。
この信号をRSフリップフロップ（図中央の4001）で受けて，
出力をオン／オフ制御する。
カウンタをプリセットするタイミング（回路図中Ａの信号）
でRSフリップフロップをクリアし，オフ・タイム設定用カウ
ンタからのキャリー（回路図中Ｂの信号）でセットする。
これで，電源周波数の2倍に同期したオン／オフ信号が発生
する。

・ＳＳＲ

　制御用リレーと同形状の市販品を用いた。
リレー用ソケットに挿し込めるようになっているので、便利
である。

・強制ONスイッチ

　スイッチをオンするとSSR出力をオンにするだけでなく
カウンタを強制的にプリセットする。
これで、スイッチをオフにしたタイミングに合わせて
停電試験が始まる。

・その後の改造
　　波形観測トリガ出力用端子
　　リレー接点出力
　　　　SSRだけじゃなく、リレー接点でも出力できるよう
　　　　小形リレーを設置。
　　　　トグルスイッチでリレーの使用、未使用を切替
　　カウンタのクロック・パルス分周器
　　　　クロックをバイナリ・カウンタで1/128して、
　　　　長周期でオン／オフできるように

※資料

・回路図（クリックで拡大↓）

※「4029」カウンタICの使用例といった位置づけか。
　　4029の特徴
　・↑エッジをカウント
　・up/down、BCD/binary カウント機能選択
　・リセット入力は無い
　・非同期プリセット
　・CARRY出力は入力クロックとゲートされているので
　　グリッチは出ない。

・外観と基板

　※手抜きしてコネクタを使わずにデジタル・スイッチを
　　配線。

●波形

・1サイクル抜け（クリックで拡大↓）

・2サイクル抜け（クリックで拡大↓）

・白熱電球のラッシュカレント（クリックで拡大↓）

カレント・トランスで検出

高速2相パルス発生回路解説

高速2相パルス発生回路の動作解説をば。

●製作にあたっての要求仕様

　・スイッチを押すたびに設定した数の2相パルスを出力。
　・発生パルス数の設定はデジタルスイッチで変えられるように。　
　・パルス数の最大は16ビット値（65535）を越えるように。
　・パルスのクロック周波数は任意可変できるようにする。
　・安定したクロック源（水晶発振）と切り替えできるように。
　・出力はＴＴＬレベル。
　・正転、逆転は外部でA/B相を逆接して対処。
　・とりあえず実験に使うだけだから箱に入れなくてよい。
　・電源は外付けでよい。

●旧ツール

　74LS168（BCDシンクロナスU/Dカウンタ）を使った
同等のものをこしらえてあった。

・回路図　　（クリックで拡大↓）

　カウンタは4個だがBCDなので最大パルス数は「9999」。
もう1個ICがあれば桁を増やせるのだが、手元にこのICは
4個だけ。
そして…　今はもう入手できない

で、カウンタを74LS161（シンクロナス・バイナリ・カウンタ）
にして16進5桁のものを製作した。

●74LS168はダウンカウントで計数

　74LS168を使ったパルス発生器はダウンカウントで計数し、
3,2,1,0とゼロになったタイミングで出るキャリー（ボロー）
信号でカウント指令フリップ・フロップをリセットして
計数を停止。
カウンタのプリセット・データはBCDコードで設定。
0なら4ビットともLに。
9なら「1001」という設定にしなければならない。

　通常のデジタル・スイッチは、0で4つの接点がオフになる。
（リアルコード仕様）
LS-TTLの入力はプルアップして使うので、リアルコードだと
全オフで「1111」になってしまう。
0を「0000」とするためには「コンプリメンタリ・コード」の
スイッチを使う必要がある。

　※コンプリメンタリ・コード：0で全オン。
　※C-MOS入力ならプルダウンという方法が使えるので
　　リアルコード・DSWを使うことができる。

●動作タイミング

・「START」スイッチのチャタリングをC1で取り除いたあと、
　シュミット入力のインバータを通す。(A)
・スイッチのオン・エッジで「U4A」FFのQ出力がHに。(B)
・クロックで同期して「U4B」FFのQ出力がHに。(C)
・カウンタのLOAD信号(G)がHになり、カウンタが計数開始。
　(G)がLの間はデジタルスイッチの設定値がロードされている。
・設定したパルスを数え終わる、最上位桁のカウンタから
　キャリーパルス(Ｅ)が出る。
・(E）と(C)を負論理のORで、(G)がLレベルになりカウンタを停止。
・クロック同期した(F)でFF・U4AとU4Bをリセットして、待機
　状態に戻す。
・FF・U3AとU3Bで2相パルスを生成。
　逆位相のクロックでトグルさせる。

●74LS161を使った回路ではアップカウントで

　バイナリ・カウンタでアップカウントするので「0」を
検出して停止する方法は使えない。
最終段のカウンタからキャリーが出るのは全桁が「F」に
なったとき。

設定方法を16ビット値で説明すると…

　　　　 16bit　欲しい
　　　　　max値　パルス

　　　　　65535 - 10000 = 55535 = D8EF １６進）

　　　　　D 　　8　　 E　　 F　（１６進）
　　　　1101　1000　1110　1111
　　　　　　　　↓　　　　　　　ビット反転
　　　　0010　0111　0001　0000
　　　　　2　　 7　　 1　　 0 　= 10000　（１０進）

つまり、パルス数は1の補数で設定すればよい。
16進のリアル・コードDSWで、欲しいパルス数を16進で設定
することで、アップカウントしてのキャリー出力までの数が
設定される。
「00002」とすれば、カウンタのロード値は「FFFFD」となる
ので、最終桁がD、E、Fと進み、Fでキャリーが出て停止する。
クロックを逆相でゲートすれば所定のパルス数が得られる。

●いろんなカウンタＩＣ

・ＢＣＤ（１０進）カウンタ（非同期）
　　９０　　　　昔からある。電源ピン位置が特殊。
　２９０　　　　９０の電源ピンを１４・７ピンに移したもの。
　３９０　　　　１パッケージに２コ入っている。１／１００できる。

・ＢＣＤ（１０進）カウンタ（同期）
　１６０　　　　ＵＰカウント。　非同期クリア。　　同期ロード。
　１６２　　　　ＵＰカウント。　　同期クリア。　　同期ロード。
　１６８　　　　Ｕ／Ｄカウント。　同期ロード。
　１９０　　　　Ｕ／Ｄカウント。非同期ロード。
　１９２　　　　Ｕ／Ｄカウント。クロック独立。
　　　　　　　　非同期クリア。非同期ロード。

・バイナリカウンタ（非同期）
　　９３　　　　昔からある。電源ピン位置が特殊。
　２９３　　　　９３の電源ピンを１４・７ピンに移したもの。
　３９３　　　　１パッケージに２コ入っている。
４０２０　　　　１４ステージ。　１／１６３８４
４０２４　　　　　７ステージ。　１／１２８
４０４０　　　　１２ステージ。　１／４０９６
４０６０　　　　１４ステージ。　１／１６３８４　発振回路入り。

・バイナリカウンタ（同期）
　１６１　　　　ＵＰカウント。　非同期クリア。　　同期ロード。
　１６３　　　　ＵＰカウント。　　同期クリア。　　同期ロード。
　１６９　　　　Ｕ／Ｄカウント。　同期ロード。
　１９１　　　　Ｕ／Ｄカウント。非同期ロード。
　１９３　　　　Ｕ／Ｄカウント。クロック独立。
　　　　　　　　非同期クリア。非同期ロード。
　５９０　　　　８ｂｉｔ。　出力レジスタ付き。
　　　　　　　　非同期クリア。　非同期ロード。
　５９２　　　　８ｂｉｔ。　入力レジスタ付き。
　　　　　　　　非同期クリア。　非同期ロード。
　５９３　　　　８ｂｉｔ。　入出力レジスタ付き。
　　　　　　　　非同期クリア。非同期ロード。

この中で、168や169、593がアウト。　TTLもC-MOSも入手不可。
190がプレミヤ付いている？

高速2相パルス発生回路

1998年に製作した治具です。
アップ・ダウンカウンタのテスト用。
16進のデジタルスイッチで設定した数だけ、2相パルスを
出力します。

実験のため、ひさしぶりに引っ張り出してきました。

4ビットの同期カウンタを5つ並べて、24ビットまで計数。
最高周波数、ざっと8MHzまで応答します。
　　（2相パルス生成回路で1/2しているので出力は4MHz）

16ビットまでならマイコンでも計数できそうですが、
この回路はもう4ビット多い24ビット。
つまり、マイコンを使っての2相パルス計数回路（制御
ソフトを含めて）のチェック用治具なんです。
16ビットを越える計数処理がちゃんとできるかどうかの
チェック用です。

こんな回路です。
手書きメモだったのをBsh3Vでちゃんと描きました。
（クリックで拡大↓）

ICは「LS TTL」です。

★高速2相パルス発生回路解説　2014年07月03日

ロジックだけで作るタイミング回路、なかなか面白い
ものです。

※関連
・2005年09月09日：トラ技2005年10月号 2相パルス発生器
・2010年01月29日：パルス発生器　マイコン使用

今日の修理：溶接用ターンテーブル

昭和48年製造の機械。
溶接作業で使うターンテーブルです。

左端のチャック部にブツをはさんで、スイッチを押すとこの円盤が
回転します。
そこに溶接棒を当てて円周を電気溶接するわけです。
回転速度は調整可能。

別のスイッチで、こんなふうに首を振ります。

上を向けると水平回転。
下に向けると135度くらいまで。

この状態で、一番高いところが目線よりちょい下。
150cmはあります。

この機械、200Vで動くんでが、これを使っている客先から
昨日SOSが入りました。
「電源を入れてスイッチを押したらブレーカが飛ぶ」っと。
　　　　　　　　（私とこが作ったんじゃないよ）
で、状況。
(1)客先がメーカーに問い合わせ　→
　　　機械が古すぎて電気回りがわかる人間がいない。で、
　　　修理を断られた。　　※新しいのを買え！っと。

(2)地元（岸和田）の電気屋（制御盤も作る）に修理依頼　→
　　　工場に来てもらってあれこれ調べてもらっても故障
　　　原因不明。
　　　来たエンジニアは「速度制御のところちゃうか？」との
　　　判断。　回転数制御に電子回路が乗っているんです。

(3)電子回路なら、それじゃあと私とこ（アクト電子）に電話　→
　　　あれこれ工具とオシロなどの測定器をドミンゴに積んで
　　　朝から岸和田まで行ってきました。
　　　で、テスターと導通チェッカで原因発見です。
　　　オシロは不要でしたよ。

　　　原因はヒューズホルダー。
　　　何かをぶつけたのでしょうね、ヒューズホルダーが
　　　割れてしまっていて、ヒューズを保持する金属部が
　　　制御ボックス（アースされている）に触れていたのです。
　　　こりゃあきませんが、電気屋さんでもわかるやろ（笑）
　　　いったん仕事場に戻り、パーツ屋にヒューズホルダー
　　　や傷んでいたスイッチ（これも割れたりひん曲がったり）
　　　を注文。
　　　在庫okとのことで、部品をもらって再び岸和田へ。
　　　配線をやり直して…　完動状態に。
　　　無事に復旧できました。

気になるのは速度制御の電子回路。
コンデンサなどの様子をざっと見ましたが悪くあり
ませんでしたんで、ここは触らず。

※これが件の速度制御基板

「UJT・2SH14」が乗っています。

ジャンパ飛ばし

ちょいと回路の改造工事。
　（回路をミスしての修正じゃなく、回路のリフォームね）

使うICが0.65mmピッチの28ピン。
だもんで、顕微鏡下でのハンダ付け。
使う電線は0.26mmのポリウレタン線。
見えているコンデンサと抵抗は1608サイズ。
　　（大きさが1.6mm×0.8mm）

1-2ピン間にハンダブリッジ！
っと言われそうですが、ここはあえてつないでいます。

汎用のピッチ変換基板じゃなく、試作で作った基板から
一部を切り出して再利用しています。
だもんで、ほとんどの接続は基板のパターンが受け持って
いるんで、ジャンパは信号の出入りをつないでいるだけ。

2.54mmピッチのDIP ICなら楽なんですが、しかたありません。

「プリンタシールド」で「チャートレコーダ」を！

トランジスタ技術6月号に載ったプリンタシールドでチャートレコーダ、
検索したら、試していただいている方を発見！

★ハンディーチャートレコーダの製作趣味のブログ/ウェブリブログ

修理依頼：特殊タイマー制御回路

まったく存じ上げない方(女性！)からの修理依頼。
タブレットで検索→電子回路修理
で、見つけたのが仕事場の案内↓
　　　※さまざまな電子機器の修理依頼について
スマホは字が小さいからダメ、というくらいのお歳です（笑）

どこにも相談するところがなくって、やってこられました。
出荷先では修理を引き受けてくれないと。

どんなものかは、事情があって全部をあきらかには出来ません。
（タイトルも装置全体を意味するんではなく、その機能の一部です）
きちんと塗装され、シルク印刷されたアルミケースに入っています。
　　（市販の汎用品じゃなく、あつらえもののケースです）
当然、回路図などの資料はありません。

で、この出力電圧確認用にこんなICが使われていました。

LED表示の10ポイント・レベルメータ：LM3914

マイコンで処理することが多くなり、LEDを使ったレベルメータも
見かけなくなりました。
この部分は異常なかったのですが、主回路のどこかが動いて
いません。
DIP ICはこれだけ。
あとは、ICもTRもCRも表面実装部品です。

めんどうですが、回路おこしからスタート。
基板に乗っているパーツを記号にして、水魚堂BSch3Vで配置。

とりあえずつながりを見て、何がどうなっているのか
推測するのが目的ですんで、抵抗値などの記入は不要。
配置した部品図をプリントして、導通チェッカでつながりを
調べながら、配線を記入していきます。
ICにつながったロジック系とディスクリート系の役割を
確かめます。

　　(1)基板に乗っているおおよその位置で部品を配置
　　　　向きは基板に合わせて
　　(2)パスコンなどは省略
　　(3)ロジックICやOPアンプはゲートやアンプを個別に分けて
　　(4)パターンを目視しながらつながりを記入
　　　目で追えない（パターンが部品の下）ときは
　　　導通チェッカーで　　総当たりもあり
　　(5)電源ラインも重要

こんな感じ。　　（一部分だけ）

つながりが分かれば、信号が追いかけられます。
原因は、上の図のトランジスタQ3。
型番は分かりませんが、エミッタがGNDにつながっていること
からNPNタイプだと分かります。
ベースがドライブされていないのに、コレクタがオンして
いました。
手持ちの汎用NPN TRに交換したら、正常に動きだしたという次第。
悪かったのはこれ一つだけでしたが、回路の動作を推測するた
めには、ロジック回りも含めてつながりが分からなくてはなりません。
悪い部品を見つけだすより、回路図おこしに時間がかかります。
無事に修理完了。
めでたしめでたし。

ナットがぁ！？　その３

ナットがぁ！？　その２の残党ナットが、パーツボックスの中に
潜んでました。
M3の真ちゅうの各種ビス、ナット、ワッシャを入れたパーツボックス。

ナットとワッシャをつまみだしては、ナット回しでクルクル
ネジ締めという作業をしていましたところ、残党に出くわしました。

左側がNGのナット。
雌ねじが十分に切れていません。
このせいでビスにかんでくれません。
100個ばかしピックアップして調べてみたら、同じようなのを
（M3ビスに入らない）5個発見。
このパーツボックスにまだまだ潜んでるでしょう。
これ、どこで買ったんだろう。

百均・強力磁石

出窓工作で活躍しているのが→　百均屋さんありがと：強力磁石

先日買ったダイソーの同じ商品、前のと比較してみたら
厚みが減っておりました。
2～3割、薄くなっているかな。

　　（右のが以前に買った磁石、左に比べて少し厚い）

磁力の具合は不明。
アナログ出力のホール素子で比較してみるか…

アクリル板の加工

アクリル板の加工、気を使います。
まず、アクリルカッタを使っての切り出し作業。
指切ったぁぁぁあなんてことにならないように。

穴アケも、ドリルの刃先を引っかけて「パリっ」なんてことがないように。

とりあえず、こんな穴。

これからドリルを太くして、もう少し穴を大きくします。

「ハルロック」…ドライバー貸与禁止！

こりゃ面白い。

★モーニング：ハルロック。

近所の本屋さんが無くなって、買ってなかったら
こんなのが連載されていたんですな。

LEDの電流制限抵抗を解説するマンガって、どんなだっと。
PICやArduinoが出現しています。

抵抗が焼けたルーター、回路を作り直し

発端はコレット金具の摩耗。
その後、抵抗が焼損してアウト。

で、この回転数制御回路を作り直すことにしました。
理由：
・AC100Vのケーブルが固くて取り回しが悪い。
　　もっと柔らかいケーブルで
・ダメになったトライアックの代品（小さいの）の手持ちが無い。
・ちゃんとノイズ対策したい。
・ヒューズも入れておきたい。

オリジナルの回路はこんな具合。
（クリックで拡大↓）

モータ部、ノイズ対策もへったくれも無いわけでして。

※モータについてあれこれ調べましたら（AC100Vを整流して
そもままつないで良いものかどうか）、「FK-290PY」というのに
行き当たりました。
100V(DC)で無負荷時0.005A。　6800RPMらしいです。

こんなふうに外付けプラケースに制御回路を入れました。

回路　（クリックで拡大↓）

オンオフ・スイッチはルーター本体に付けています。
（元々ボリュームがあった穴を広げて）

コモンモードフィルタまわりはバラしたスイッチング電源
から外したもの。
モータに並列にノイズサプレッサを入れると、ノイズはぐんと低減。

そう、回路図に書き忘れているのがあります。
回転方向の正逆スイッチ。
たまに「削りカスを違う方へ飛ばしたい」ということが
あるでしょ。
そのためのスイッチです。

これで、とりあえず復活です。

ちょいと気になったのが。
最初、トライアックはもうちょい大きな「M12JZ47」を使った
のです。
ところが、ある制御域で不安定に。
何？　と波形を見ましたら、トリガされオンしたトライアックが
途中でオフして、さらに再トリガしてオンオフを繰り返しています。
「なんじゃこれ」と考えましたら、トライアックの「オン保持電流」。
形状の大きな（最大電流が大）トライアックだとオン保持電流
も大きいのです。
つまり負荷が軽いと途中でオフしてしまうかも、なんです。
モータ軸を押さえて負荷を加えると安定するんですが、無負荷で
回すと、速度が一定しないという現象が発生します。
で、手持ちにあったもう少し小さなNECのAC03Dに交換した
のです。

★東成おもちゃ病院まとめ
次回の開院は6月7日（第一土曜）。

暴走するテスタ！！

単純に直流電圧の測定。
ただし、ちょいとノイズが多い環境。
　　（ブラシ付のDCモータを回す）

で、計っていたらテスターの表示がこんなことに！
テスターは三和の「CD771」。
　　※こいつはお気に入りのツールじゃありません。
　　　　現場仕事で必要になり、しかたなしに買ったというもの。

ほれ。
電圧を測っていたら、突然「画面のテストモード」ぽく。

小数点が２つだし。　どう読めと。

さらに…

こんなのが出たり。

これでは読めません。

いくらノイズが多いといっても、これでは
あきませんわ。

球！

球が出た！っといっても問題は中身。
2本の6BM8は確認。

（クリックで拡大↑）

どうしましょ。
ゴミにするにはもったいないだろうし。

プリンタシールドの記事がトラ技に載ってます

トランジスタ技術6月号にプリンタシールドでチャートレコーダの
記事が載ってます。

※ほんとならもう定期購読の本や著者献本が届いて
　ないといかんのですが、まだ来てない…
　　　　　↑
　　　ちゃんと届いてます
　　　定期購読の分と著者献本。

※検索
・Sunday Gamerのブログ:トランジスタ技術　2014年6月号　特集は、3Dプリンタでまるごと電子工作

ダイソーのキューブ型ACアダプタ　YS-P01

ダイソーのキューブ型ACアダプタ「YS-P01」、もう一つ買ってきました。
　　　（あんまし信頼はしてないんですが、ちょい実験用に）

買ったのは「黄緑色」。
前のが「白」でした。

で、この２つに違いは無いのか？っと調べてみましたら、
ありました。

こんな具合↓　（クリックで拡大）

新しいほう（緑）が、早く電流制限かかかります。
リップルは若干小さい。
1000μFのコンデンサを付加すると、リップルが減少
するのは同じ。
定格「5V 1A」と記されていますが、話半分の0.5Aくらい
と思っておくほうがいいでしょね。
見た目は２つとも同じ。
何が違うかはバラしてみないとわかりません。

それと、もう一つ面白いことを発見。
コンセントから外した状態で負荷をつなぎ、このまま
コンセントに挿して電源オンした時、負荷の状態によって
オンするとき（電圧が出る）とオンしないときがあります。

ざっと調べた感じは

・白、緑とも負荷抵抗が11Ω以上なら負荷ありでもオン。
・緑は10Ω以下だとオンしない。
・白は10Ωでオンしたりしなかったり。
・負荷無し（あるいは軽負荷で）で起動した後は電流
　制限まで大丈夫。

つながった負荷の状態によって起動するときとしないときが
あります。
負荷抵抗10Ωということは電流0.5A。
やっぱ「話半分」かっ（笑）。

●2014年03月13日：ACアダプタ試験回路　ダイソーのを攻める

コーナンPSE

コーナンの「PSE」問題、大騒動みたい。
このブログでも、ほれ↓
・2012年10月26日：螺旋管蛍光灯昇天

さて、どうなるのか…

★2014-05-03追記　コーナンPSE発見！
ミニルーターにPSE。

Ｙ字頭ビス

大キライ！！！

「電池電圧チェッカー」完成品用意できました

部品キットで頒布している「電池電圧チェッカー」、製作依頼が
あったので、ついでに作りました。

単3+単4電池用で、基準電圧値＋入力分圧抵抗は調整設定済みです。
お代はキット代＋組み立て代で8,742円（税込）。

代引きでのお届けとなりまして、これに運賃と手数料が加算されます。
詳細は私の仕事場：（有）アクト電子のトップページをご覧ください。

頒布希望のかたはこの記事に「公開」でコメントしてください。
　　（匿名でかまいません）
その後、「非公開」をチェックしてお届け先（住所、氏名、郵便番号、電話番号、
配達時間帯、配達曜日指定、メールアドレス）を書き込みしてください。
とりあえず「早い者勝ち」ということでお願いします。

　　※仕事場：(有)アクト電子への注文メールでも
　　　かまいません。

★キットでの頒布も可能です。価格は税込7,714円です。
★完成品は適時製作しますので、
　残数=0でも、メールあるいはこの記事へのコメントで
　リクエストしてください。
★使い勝手など、感想をコメントしていただければ幸いです。

★完成品残数＝５

リニア・ポテンショメータ

ジャンク箱を片づけていたら、こんなのが出てきました。

緑測器の直線変位センサ LP-20FB。
左下に見える軸が延びたり縮んだり。
そのストロークが20mm。
普通のボリューム（左右に軸が回転）が直線になったもの
（スライド・ボリューム）と考えれば良いでしょう。
8bitのA/Dコンバータを使えば0.1mm分解能くらいの精度で
位置を検出できます。

定電流回路で駆動して四端子法で測定すれば、温度による
抵抗値変化も軽減できます。

これ一つしか出てこなかったんですが、何か、おもちゃを
作れるかしら。

捨てるのもったいないが、残していても役立たず

何かの「自分で組み立て」商品に付属していた六角レンチ。

昨晩、自宅でのこと。
ちょいと六角イモネジを緩めようとして、工具箱に入れていた
コレの右側のを手に取ったのです。
ネジの寸法には合っているんですがゆるみません。
なぜか…
こいつのメッキがポロポロとはげてしまって、六角が丸に。
空転してしまって役立たず。

もともと六角のエッジは立っていません。
カドが微妙に丸いんです。

工具箱に入れていましたが、六角レンチとして
は使えません。
でも、何かをほじる棒としては使えそうなんです。
捨てちゃうほうがいいんでしょうが、ちょいと固い
棒（曲がってもOKな）が欲しくなったときのことを
思うと、捨てるのもなぁっとなってしまいます。

電源トランスが出てきたけど…

仕事場の古段ボールを整理していたら、こんな電源トランス
が出てきました。
どなたかいりますかな？

左側の２つは、アース付きのAC100V入力で、
二次側出力は「9V・1A」と「25V・0.8A」。

右側の一つは、アース無しのAC100V入力。
出力は9Vと25Vなんですが、電流値は書いていません。

何の装置で使ったのかは不明。
真ん中のはリード線が長いままなんで未使用でしょう。

オーディオ・アンプの電源にするには中途半端だし、定電圧電源
を組むにも容量がちょい不足てなところでしょうか。

着払いでお送りします。
単品でもかまいません。
希望の方はコメント書き込みしてください。

★追加！
真空管回路用のも出てきました。
これはガレージのジャンク箱から。
　　（たぶん生きているでしょう）

右のは「タンゴ」製。　「PH-80」
一次：0-100V E付
二次：250-210-0V-210-250 80mA
　　　0-5-6.3V 2A
　　　0-6.3V　　2A
　　　0-5-6.3V　1.2A

左のはメーカー不明
一次：0-100-117V E付
二次：0-130V 0.16A　単巻なんで倍圧整流用
　　　0-6.3V　2.7A
　　　0-6V　2.3A
　　　0-6V　0.6A

表面の状態はあまし良くないです。（サビね）
タンゴのはいちおうプレートが付いてます。

希望者が多ければ1週間ほど待って抽選。
お駄賃にビール券でもいただければと。

※CPU.BACHさんとこへもらわれていきました。
追加でこんなのも。

とりあえず、無負荷での電圧は出ております。

EF81・北斗星を電磁ドライブ

ダイソーのプチ電車シリーズ「EF81・北斗星」を磁石で引っ張って走らせます。

・http://douga.zaq.ne.jp/viewvideo.jspx?Movie=48416217/48416217peevee581841.flv

※関連
・2014年03月24日：ステップモータ「TS3166N913」
・2014年03月25日：ステップモータ「TS3166N913」続き
・2012年12月05日：出窓：新幹線を回す！

磁石を回すアームの取り付けは、駆動ステップモータとは別
にしました。
ベルト駆動で約1/4に減速。
ずいぶん滑らかになりました。

電源はDC24V。
マイコンATtiny84。
ドライバはJRCのNJM3777。
リン青銅の板（1.0mm厚）を切って放熱フィンにしています。

もうちょい飾り付けをして出窓にデビューです。

※制御回路　（クリックで拡大↓）

DC24V電源は、出窓前に付けた人感センサでオン・オフ。
人がいないときはオフ。

※25日、出窓にデビューです。

・http://douga.zaq.ne.jp/viewvideo.jspx?Movie=48416217/48416217peevee582029.flv

夕刻、暗くなってから撮りました。
トンネルもできたし。

「マイコン型導通チェッカー」組み立て済み完成品

部品キットで頒布している「マイコン型導通チェッカー」、組み立て済み完成品、
頒布可能です。
（リクエストがあったついでに作ったのです）

※頒布内容
・組み立てて動作チェック。
・ケースカバーのネジ止め（タッピングビスによる固定）はご自身でどうぞ。
　きっと中を見ますよね（笑）
　ビス4本は添付しています。
・動作チェック、調整用半固定ボリューム（100オーム）添付。
・電池（単４・２本）は付属しません。

・お代は4,628円。　（税込み）
　（キット代に組み立て代を加算）
　代引きでのお届けとなります。（運賃と手数料が加算されます）
　　※詳細は私の仕事場：アクト電子のページをご覧ください。

頒布希望のかたはこの記事に「公開」でコメントしてください。
　　（匿名でかまいません）
その後、「非公開」をチェックしてお届け先（住所、氏名、郵便番号、電話番号、
配達時間帯、配達曜日指定、メールアドレス）を書き込みしてください。

★リクエストがあれば適時製作しますので、この記事へコメントして
　ください。　　（製作期間：２週間ほど）
★キットも引き続き頒布しております。
★使い勝手など、感想をコメントしていただければ幸いです。

メモ：アナログ・デバイセズに寄せられた珍問／難問集

こりゃ面白い！　　勉強になります。

★Rarely Asked Questions

こんなおちゃめなコメントも。
～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
1 4000年以上の歴史を持つストーンヘンジのほうが、
40年の歴史の4000シリーズよりもやや上回ってい
ますけれど。

2 4000シリーズは広く市販されていますが、アナログ・
デバイセズでは扱っていません。

3 もっと性能の高いVCOが必要であれば、4046位相比
較器との相性がよく、5V ～ 36Vの電源電圧で動作す
るAD654があります。

ホザンのワイヤーストリッパ

2011年10月06日：ワイヤーストリーッパーでうだうだ言ってましたが、
ホザンのカタログ2014年版を見たら、スプリング部の構造
が手直しされていました。

大きく写っているのが私が買ったの。
手が写っているのがカタログの製品。

きっと苦情があったんでしょうな。
　　（ひょっとして…私が苦情を言ったのかな？）

太さ違いの3製品ともこんな具合。

（クリックで拡大↑）

日本橋「谷川電機」閉店とのこと

日本橋の「谷川電機」、CD-Rやらメディアを買うのはたいていココでした。
4月20日で閉店とのことです。

カセットテープにMD（デッキをもらったので）もまとめ
買いはこのお店でした。
しかし、オープンリールはどうだったか記憶に無し。

8インチフロッピに5インチ、3.5インチも、ついでがあれば
ここ。
CDやDVDの外装ケースもまとめ買いはここ。
DVD-RAMもここだわ。

デジタルカメラ用のメモリもここ。

ちょいと寂しいような。

ACアダプタ試験回路：電気は熱になるんです…

ACアダプタ試験回路での瞬時電圧電流取り込み、ざっとできました。
で、あれこれ試したいたらこんなことに遭遇…

ちょいと欲張って、パワーMOS FETを飛ばしてしまいましたよ。
そこそこの負荷を測定対象にぶら下げられるよう、こんな
ヒートシンクを使っています。

これで、20～30Wは大丈夫だろうと。
それに測定時間が長いわけじゃなし…　と甘い考え。
FETは2SK2232。　60V、25Aというスペック。

こんなスイッチング電源をテストしてみたのです。
TDK製の24V・50W。　　2A以上の電流を引き出せます。

まず、負荷1Aと2Aで、どんなAC電流波形になるかの、
波形取り込み。

●負荷1A

●負荷2A

（クリックで拡大↑）

AC100V電圧の山でどっと電流が流れています。
電流値も電圧値も飽和していないのは計算どおり。
（10bit A/Dの符号付きで±512がフルスケール）
ここらが「瞬時電力計算」→「実効電力測定」につながる
わけでして。

この測定の負荷電流を見て分かるように「2A」という値は
もう「ヤバイ」領域。
定常的には流していません。
電流を流してちょいと安定待ち。
そして測定（波形データのサンプリング）。
その後、定電流回路をオフしてデータの吐き出し。
こんな流れです。

次にしたのが電圧・電力変化の測定。
負荷を変えたときどんな電力変化になるのか、0.0→2.5A
まで0.1Aステップで放電させ測定しました。

負荷電流変更。　0.1秒待ち
測定に0.3秒。そして次の電流設定へ。
一つのデータ取得に約0.4秒。
2.5Aまで、およそ10秒で終わります。

得られたグラフがコレ。
（クリックで拡大↓）

目標荷電流が2.5Aですので二次側DCの電力は60Wばかし
に達します。　（青線）
電圧低下は電源の性能というより配線の電線での
ドロップでしょう。
測定した皮相電力（電圧、電流のRMS値を乗じる）と
実効電力（瞬時電力の積算）、そして効率（DC電力と
実効電力から計算）の変化が得られました。

しかし、この後が失敗。
この電源、上の実験のように2.5A負荷になっても電源保護
回路が働きませんでした。

その後、この挙動を確かめようとしたのです。
つまり、測定停止目標電流を決めるのではなく定電流異常
が発生するまで電流を上げ続けようと…
最初はグラフ化データを得たときと同じように0.1Aステップで
試しました。
すると、2.7Aあたりで保護が働くことが判明。

それで、気を緩めたのがまずかった。
もう少し細かく見てやろうと、電流増加ステップを20mAに
したのです。
100mA→20mAですから測定時間が5倍になります。

パワーMOS FET、この発熱に耐えられませんでした。
測定が終わって気が付いたら、ドレイン・ソース間が
短絡状態になってました。

ヒートシンクとの電気的絶縁を気にしなくて済む樹脂
モールドタイプなのも原因でしょう。
金属フィンが出たTO-220とは熱抵抗が違います。
大きなヒートシンクを付けていても、アウトなものは
アウト。

まぁ、失敗はつきものです。

※追記
パーワーMOS FET 、2SK2232からCEP603（手持ち品）に交換しました。

　　　　↓

2SK2232はフィン部が樹脂で囲まれていて、放熱板との
絶縁を気にしなくてすみます。
ところが「熱抵抗」は「3.57℃/W」。
これが、交換したCEP603のような金属フィンになると
「2.5℃/W」に。
理論上の無限大放熱器にくっつけたときの、素子部温度が
この熱抵抗で計算できます。
　　（これ以外にもあれこれパラメータはありますが）
例えば、50Wの電力を消費させると、金属フィンだと
125℃の上昇と計算できるのに対し、樹脂フィンだと
190℃。
こりゃもうアウトなのは当然。　（汗・汗）

で、この付け替えたCEP603、どこで手に入れたのか不明なんです。
Vdsは30Vと低めなんですが、Vgsが小さくて良なんですがねぇ。
　　（低いゲート電圧でオンして大電流を流せる）

ステップモータ「TS3166N913」続き

ステップモータ「TS3166N913」の続きです。

ベアリング部の拡大。

「光洋精工」のですな。
「695-IZL」と読めます。
軸径は5mm。

磁石をはさんでこのベアリングが２つついていますんで、
この軸を買ったと思ってもokかと。

ほんとならこの磁石（ベアリングの下に見えているギザギザ部）
を抜ければいいんですが、あたしの加工技術では無理。

そして、コイル巻線をバラしたコア部。

薄板が重ねられていてます。
磁石に接近する部分だけを取り外すなんてことは
できません。
だもんで、コア部を取り除き、金属スペーサをかまして
上下を保持しました。

クルクルと小気味よく回転します。

そうそう、このモータ、8本の線が出ています。
出窓：新幹線を回す！では「バイポーラ駆動」
したわけなんですが、どうやら「ユニポーラ」接続
のようなんです。

普通、ユニポーラ接続だとこんな具合に6本の線が引き
出されます。

そして、バイポーラだと4本。

このモータからは8本の線が出ています。
どうやらユニポーラの「COM」をまとめず、各巻線ごと
独立した接続線として引き出されているようです。
　　（どの色がどの巻線になるのかまでは不明）

ステップモータ「TS3166N913」

多摩川精器のステップモータ「TS3166N913」をデジットで買ってきました。
お代は「250円」。
何に使うか・・・
ベアリングでしっかり固定された「軸」を使いたかったんです。
電気的にどうこうじゃなくって、この軸（しっかりと回る）を
使いたかったのです。

で、まずは解体。
2本のビスを外して、むにゅむにゅすれば上下が外れます。

軸の上下がベアリングではさまれてます。
こんな細工、自分でごそごそできません。
ベアリングの下が磁石
その磁石を駆動するのが、この仕掛け。

どうやってコイルを巻いたのかな～。
「軸受け」機構として、じゅうぶん役立ちそうです。

ACアダプタ試験回路：瞬時電圧電流を

ソフトでRMS値と実効電力を計算できるかと、
瞬時電圧、瞬時電流測定の実験。
関わってくるのが、Arduinoの（ATmega328）の
A/D変換速度。
16MHzクロックを1/128した125kHzが使われています。
変換時間は約108uS。
ch0入力に電圧を、ch1入力は電流を測定するように
しているのですが、この変換時間でもって電圧と電流の
同時測定ができません。
ちょいと遅れるわけです。
60Hzの波形に対しどのくらいの数値差が出るのか
実測してみたのが次のデータ。
値はサンプリングした順番と二つの10bit A/D値。

2kHzサンプル A/D clock=125kHz
# ch0 ch1
25 -116 -097
26 -040 -021
27 037 056　ch0とch1の差19
28 113 131　前データとの差76
29 189 205
30 251 264
31 305 315
32 345 353
33 374 379
34 390 392
35 387 383

正弦波がマイナスからゼロを越えプラスのフルスケール
目指して登っていくところの数値です。
サンプリング周期は2kHz。
だもんで60Hzだと33データ。
その一部の数値です。
+/-のフルスケールは400ほど。
27サンプル目のch0とch1の差が19になっています。
波形周期と遅れ時間の比を角度に直し、sinして計算
した値に近い誤差が出ました。

次にしたのはA/Dのクロックアップ。
倍の速度にしました。　変換時間約54uS。

2kHzサンプル A/D clock=250kHz
# ch0 ch1
34 -137 -127
35 -061 -051
36 016 026　ch0とch1の差10
37 092 102　前データとの差76
38 168 178
39 234 241
40 292 298
41 334 339
42 368 370
43 386 388
44 390 388
45 375 372

ch0とch1の差は10に縮まりました。
データでのA/Dクロックの最大は200kHzなんですが、
精度に目をつぶったらクロックを上げるのも可。
この速度でch1とのch2の誤差は「2%」。
このあたりが限界か。
これ以上は「サンプル・ホールド」回路を使わないと
いけません。
「LF398」ですな。
そんなに高価なICじゃないんで、使ってもOKなんです
けど、どうしたもんでしょね。

そして、もう一つ根本的なのがサンプル速度。
60Hzの波、2kHzだと33サンプル。
これを倍の4kHzにしてみたのが次の値。

4kHzサンプル A/D clock=250kHz
# ch0 ch1
44 -080 -070
45 -041 -032
46 -004 006
47 035 045　ch0とch1の差10
48 072 083　前データとの差37
49 111 121
50 149 159
51 187 195
52 219 226
53 249 256
54 278 285
55 303 309
56 324 329
57 343 348
58 360 364
59 374 376
60 383 384
61 390 391
62 392 391
63 387 385
64 380 377

隣り合うデータの差が縮まりました。

100サンプルのデータをグラフにするとこんな具合。
（クリックで拡大↓）

125kHzだと、このグラフでもch1（電流）側の遅れが見え
ます。
250kHzにするとだいぶ改善。
そして、4kHzサンプルだと波形もなめらかに。

この時、実際の動きはどうなのかと、オシロの波形です。
まず125kHzクロックの時。
（クリックで拡大↓）

下に見えているパルスはタイマー割り込みとA/D変換
完了割り込みの時間。
ch0のA/D変換はタイマー割り込みで開始。
その変換完了でch0のデータを読み取り、16bit×16bitの
乗算を1回。
その後、ch1のA/D変換開始を指令。
ch1の変換完了でデータ読み取りと乗算を2回。
この時間をパルスの長さで示しています。
2回のA/D変換の間に、入力正弦波が変化している様子が
見えています。

A/Dクロックを250kHzにしたのがこれ。
（クリックで拡大↓）

1/2の時間になったのですが、根本的なところでの
瞬時値を計る誤差ですので、ソフトではどうしようも
ないかなぁ。
サンプル・ホルダICを付けてみますか。

ACアダプタ試験回路：一次側電流を

ACアダプタ試験回路、あれこれしてい
ますが、回路に搭載した「一次電流測定回路」（CTで電源の
一次側電流を拾って増幅、RMS-DC変換IC　で直流に治して
A/Dで読み込み）これが、あんまし役に立ちません。

もちろん、電流値は読めますので一次側の消費電力は推定
（100Vが来てるとして）できます。

・2010年09月27日：裸で点灯ショー
・何にもないぶろぐ: 消費電力

にもありますように、負荷にコンデンサが入る場合、単純に
電流を計っているだけではダメなんです。
　　（わざわざ実効値変換ICを使っても）
今回のようにCTで電流だけを計ってもそれは「皮相電力」
の値。

試験する電源の状態を見ようとすると、「有効電力」と
「無効電力」、そして「力率」を見なくちゃならないよ
うです。

ということは電流だけの検出では不足で、供給電源の位相の
状態を見るため電圧も読めなくちゃならないわけでして…

電圧を読むための仕掛け、ちょいと面倒なこと（100Vを
落とすトランスがいるなぁ）になるか。

まっ、交流回路の基本といや基本だわなぁ。
どうしようかなぁ。

※追記
・実効電力：電圧と電流について二つのA/D値を乗じると
　瞬時電力が計算できる。
　この値を一定時間積算する。
　電流との移相差によりマイナスの値も出てくるが、これが
　無効電力による減少分となる。
　積算した電力を積算数で割ったら実効電力。

・力率：皮相電力を測定する必要がある。
　実効電力とのベクトルから計算。

・皮相電力：実効電圧と実効電流の積。
　実効値は、値の二乗値を積算し、積算数で割った後に√。

　実効値の測定、アナログ的に行うか瞬時のA/D値を処理するか…

・サンプリング速度
　60Hzの波の積算（瞬時電力測定）にどのくらいの周期で
　取り込めばよいか？
　1msだとデータが少ないだろ。
　0.5ms（2kHz）とかそれ以上は必要だろう。
　そのタイミングで16bit乗算を実行して積算。
　　　※これは割り込み処理。　間に合うか？
　一定数が集まったら除算と√計算。
　これはメイン側で実行するので時間はかかってもok。

現状、外付けA/Dは1msサイクルで1chを変換。
サイクリックに4chで4ms。
各ch、64回平均しているので256msでデータが確定する
ように処理している。
割り込み処理ではなくメイン側で処理。
12bitの読み出しに30uSほどかかっている。

瞬時電力の積算は10bitの内部A/Dを使う。
一回ぐらいの乗算は大丈夫そうだけど、RMS用の乗算まで
割り込み内の時間でできるかどうか…
　電流値A/Dタイミング：電流RMS用の乗算と積算
　電圧値A/Dタイミング：電圧RMS用の乗算と積算、それに
　　　　　　　　　　　瞬時電力用の電流電圧積。

10bitの乗算で答えは20bit。
積算値が符号付longの32bitで2048回まで積算できる。
2kHzサンプル（60Hzの1波33サンプル）なら約1秒。

やってみなくっちゃ。

ACアダプタ試験回路でお漏らしコンデンサ発見

ACアダプタ試験回路であれこれ実験中です。

手元にあるスイッチング・レギュレータを試していると
ダイソーのUSBタイプのように、リップル電圧の
大きなのに遭遇しました。

実験用として、スイッチや電源表示のLEDとといっしょに
プラケースに組み込んでいたもので、「ELCO」の「K10A-5」
という5V・2A定格の電源です。
2.1φのDCジャック用プラグが付いたリード線をつないで
あります。

ケースから取り出した電源の外観。
いつのでしょうね。
ずいぶん昔に作った記憶があります。

これの特性が「あれま」だったんです。

（クリックで拡大↓）

「赤線」が電圧変化。　0.5Aを越えると急激に低下。
「青線」のリップル電圧も上昇。
ミリボルトじゃありません。　ボルト単位のリップル。

で、「こりゃコンデンサだろう」と電源をケースから
取り出したという次第です。
一次側は適当な手持ちがなかったので、そのまま。
二次側の1000uF２コと470uF、これが逝ってました。
お漏らしです。

足部を拡大↓

このヌメヌメ感。
まさに、コンデンサ内部の液が漏れだしたところなのか
濡れております。

で、手持ちのコンデンサに交換。
その特性が緑と紫線。
低域のリップルはほぼゼロ。
　　（オシロで見ると高周波ノイズは見えます）

いくらか電圧ドロップが見えますが、これは、1mばかし
引き延ばしたリード線が原因です。