※電子回路の配線チェックに!
導通チェッカー(導通ブザー)回路

2005-01-12
追記2009-03-03

※新しい導通チェッカーキットができました

「電源スイッチ」をなくしました。
クリップを接触するだけで回路がオンし、いつでも導通チェックを始められます。
たいへん便利になっています。

「マイコン型導通チェッカー組み立てキット」で頒布の案内をしています。
  新規製作ではこの↑組み立てキットをご利用ください。



※100円ラジオが手に入らない

 この回路を製作した当初、「ダイソー」の「100円ラジオ」が全盛でして、どこのダイソーでも商品陳列棚に置いてあったものです。
AMタイプとFMタイプの2種類あり、ケースは同じものでしたので、部品取りできる内容に合わせて買うことができました。
 しかし、残念ながら、100円ラジオはもう手に入りません。
単4電池が2本入るプラスチック・ケースは、電子回路を使ったおもちゃを作るのに利用価値の高いものでした。
「ラジオは要らないからケースだけでも欲しい」と思ったものです。
100円ラジオのケースに
組み込んだ導通チェッカー
タカチ製プラスチックケースに
組み込んだ導通チェッカー
サイズ : 90 x 55 x 22 mm サイズ : 95 x 58 x 18 mm
(部品キットではこのプラスチックケースを使います)


※部品キットにケースを含めます


 今回、製作しましたこの導通チェッカー基板を活かすため、「プラスチックケース」と「電池ボックス」を付加してキットを頒布することにしました。
ケースと電池ボックス、それに基板固定のためのネジ類を付加して頒布いたします。

 また、発送を郵便から運送便に変えるため、荷造り送料を別途いただくことになりました。
この点、ご了承ください。


※注意

 以下の記事は100円ラジオに組み込む場合の説明です。
プリント基板の基本的な組み立て方法は同じですので、この記事を参考にしてください。
 ただし、プラスチックケースの大きさに合わせて加工しなければならない部分がありますので、別の注意書きも良くお読みください。


※現在このキットの頒布は休止しております。

「マイコン型導通チェッカー組み立てキット」をご利用ください。

◆導通チェッカー組み立てキットの申し込み方法

※現在、このキットの頒布は休止しております。(2009-03-03)
「マイコン型導通チェッカー組み立てキット」をご利用ください。

トップページに記していますようにFaxあるいはメールで注文してください。
「代金引換」の宅配便(ヤマト運輸・宅急便コレクト/現金)で発送します。

品名 導通チェッカーキット
としてください。
金額
(税込み)
1セットあたり、税込みの金額です。

2,000円

注文数量を乗じてください。

※現在、このキットの頒布は休止しております。(2009-03-03)
「マイコン型導通チェッカー組み立てキット」をご利用ください。




トップページに記しています注文時の注意をお読みください。
・組み立て方法はこのページの解説をお読みください。
・キットに説明書は添付していません。


※製作した導通チェッカー

 CQ出版のトランジスタ技術1996年7月号に「迷走電流による誤判断がない!イン・サーキット導通チェッカーの製作」というタイトルで、電子回路の配線がきちんとつながっているかをチェックするのに使う導通チェッカー(導通ブザー)の製作レポートを掲載していただきました。
 手配線で作った電子回路が、回路図通り正しく組まれているかどうかをチェックするためのツールです。回路図と組み上がった基板を見比べながら、この導通チェッカーを使って配線に間違いがないか調べるのです。
 ICソケットを使わずICを直付けした基板の場合、単純な導通ブザーでは、IC内部の保護ダイオードなどのせいで、誤配線したのか判断できません。配線が正確だった結果としてブザーが鳴ったのか、それとも回路の迷走電流のせいで鳴ったのか、迷ってしまうのです。
そこで自分なりの導通チェッカーを自作しました。
 この回路を少しアレンジしてプリント基板化しました。「100円ショップ・ダイソー」で売っている「100円ラジオ」のプラスチック・ケースに組み込めるようにしました。
このプリント基板を、「基板+部品」の「導通チェッカーキット」として頒布を始めました。

 その後、この100円ラジオが入手できなくなり、別途、ケースと電池ボックス、それに取り付けネジなどを追加して頒布サービスを続けております。

申し込み方法は、このページの後ろのほうをご覧ください。

※特徴

・導通があるとブザーが鳴ります。
・回路に入っている半導体素子(トランジスタやダイオード,ICなど)や抵抗によって
 誤ってブザーが鳴らないようにしています。
・およそ10Ω以下のときに導通と判断してブザーを鳴らします。
・正確な判定のためコンパレータICを使っています。
・調べようとする回路に影響を与えないよう、低電圧・低電流でチェックします。
・通電中の回路に誤って触ってもつぶれないよう保護回路を組み込んでいます。
 24V程度なら、通電中の電源線に触れても壊れません。
 AC100Vでも短時間なら大丈夫です。
・チェッカーをオンするための電源スイッチはありますが、
 オートパワーオフで自動的に回路の電源を切ります。
 使うのをやめると4〜5分でオフし、電源の切り忘れがありません。
・導通チェックを続けている間は、オートパワーオフ時間を延長します。
・回路の電源が入っている間、LEDが点灯します。
・発振回路内蔵の電子ブザーではなく、チェッカー側に発振回路を組み、圧電発音体
 (圧電サウンダ、圧電ブザー)を鳴らします。
・比較電圧はダイオードを利用して簡易的に安定化しました。
・乾電池2本で動作します。使わないときはほとんど電気を食いません。
・基板寸法は「100円ラジオ」のプラスチック・ケースに合わせました。
  (頒布キットにはプラスチックケースと電池ボックス、ネジ類が付属します)
・片面基板で、シルク・レジストあり、となっています。
・圧電サウンダとLEDの取り付け、それと電源スイッチ部のケース加工
 作業が必要です。
・2〜3時間あれば完成できる簡単な回路です。
 学校クラブや仕事先における新人研修のテーマにいかがでしょうか。

※電池電圧3.0Vとのときの特性
 ・電源オン時の消費電流:2.1mA  ・ブザー報知時の消費電流:2.8mA
 ・測定端子解放電圧:0.44V   ・測定端子短絡電流:44μA
 ・オートパワーオフ時の消費電流:0.1μA以下

※回路図

プリント基板化した導通チェッカーの回路図です。
(クリックで拡大↓)

ファイル名:BZZ4A.png


※100円ラジオのケースに組み込んだ導通チェッカー

(100円ラジオが入手できません。かわりに市販のプラスチックケースに組み込みます。)

※内部の様子

(残念ながら、100円ラジオのこのケース↑が入手できません)


※導通チェッカー基板キットの部品

 「導通チェッカーキット」として申し込みされた時にお送りする部品リストです。
(プラスチックケースと電池ボックス、ネジ類を追記しています)

2005-11-05

部品名 数量
  A303BZ4基板
  10kΩ 抵抗 5%(1/8W) [茶黒橙金]
  22kΩ 抵抗 5%(1/8W) [赤赤橙金]
  100kΩ 抵抗 5%(1/8W) [茶黒黄金]
  4.7MΩ 抵抗 5%(1/8W) [黄紫緑金]
  1MΩ  抵抗 5%(1/8W) [茶黒緑金]
  100Ω 抵抗 5%(1/8W) [茶黒茶金]
  1kΩ  抵抗 5%(1/8W) [茶黒赤金]
  1SS133 シリコンダイオード  (ローム)
  0.1μF 積層セラミックコンデンサ [104]
  100μF(6.3V) 電解コンデンサ
  0.001μF (セラミック)コンデンサ [102]
  RN2202 デジトラ (東芝)
  LM393 コンパレータIC (8pin DIP)
  74HC00 HS-CMOS NANDゲートIC (14pin DIP)
  半固定ボリューム 1KΩ GF06P [102](東コス)
  押しボタンスイッチ B3F-3152 (オムロン)
1
2
4
7
1
1
1
1
11
3
1
1
2
1
1
1
1
◎追加したケースと電池ボックス
  SW-95S タカチ・プラスチックケース
  単4電池×2電池ボックス(リード線付)
  皿ビス (2.6 L=14mm)
  ナット (2.6)
  平ワッシャS (2.6)
  スプリングワッシャ (2.6)
  ジュラコンスペーサー SJE-2606 (テイシン)

1
1
2
2
2
2
2
◎基板外部品
  3φ LED
  圧電発音体 PKM11-4A0 (ムラタ)
  押しボタンキートップ B32-1030 (オムロン)
  ミノムシクリップ MJ-008 黄 (ミヤマ)
  ミノムシクリップ MJ-008 青 (ミヤマ)
  リード線 AWG22 黄
  リード線 AWG22 青
  リード線 AWG26 赤(細) [色が異なる
  リード線 AWG26 黒(細) 場合があります]
  10Ω 抵抗 5%(1/4W) [茶黒黒金](動作チェック用)
  20Ω 抵抗 5%(1/4W) [赤黒黒金](動作チェック用)

1
1
1
1
1
60cm
60cm
20cm
20cm
1
1
◎別途購入品
  単4電池

2

※基板の様子

※部品実装図



※説明書

見開きで用紙の表裏にプリントすれば、基板の組み立て説明書ができあがります。
回路の動作説明や組み立て時の注意点、組み立てている
様子をjpeg画像ファイルにしています。
(新プラスチックケースを利用する場合も、基本的な組み立て方、
基板への部品の実装方法は同じです。)

00_1100.jpg 表紙と裏表紙
基板の部品実装図と
完成写真
01_0110.jpg 1ページ/10ページ
説明文(1)と回路図
02_0902.jpg 9ページ/2ページ
組み立て写真(3)と
説明文(2)
03_0308.jpg 3ページ/8ページ
説明文(3)と
組み立て写真(2)
04_0704.jpg 7ページ/4ページ
組み立て写真(1)と
説明文(4)
05_0506.jpg 5ページ/6ページ
説明文(5)と
部品リスト


bzz4.pdf
PDFにした説明書です。
(約1.3Mバイト)


使用するプリンタによって回路図が見にくくなってしまう場合があるようです。
そのときは、このページの上方に配置した回路図(BZZ4A.png)をダウンロード処理して
プリントしてみてください。

代用ケースについて

 せっかく基板を作ったのですが、100円ラジオが絶滅してしまいました。
ケースだけあれば良いのですが・・・。
利用できそうな市販のケースをピックアップしておきます。

タカチ LM-100G (黒)
LM-100C (白)
 100x61x18.5 単4電池が2本入る電池ホルダー付き。
タカチ SW-95S (白)
SW-95B (黒)
 95x58x18 ワンタッチ開閉構造の蓋が付く。電池ボックスはない。単4・2本入り電池ボックスが収納できる。





※市販のプラスチックケースに組み込む

2005-12-01

 部品キットにはタカチの「SW−95S」を選びました。
単4電池2本の電池ボックスが、ちょうどの大きさで入ります。
基本的な回路の組み立ては、100円ラジオを使う場合と同じですが、いくつか注意点があります。


※注意点

 ブザー(圧電発音体)をケース内に入れた場合、基板に乗る部品の高さがケースの制限高を越えで、フタが閉まらなくなってしまいます。

そこで、
     ・スイッチの取り付け枠の一部を切断して高さを低くする。
     ・コンデンサを寝かせて取り付ける。
     ・基板ハンダ面のハンダ付け高さをできるだけ低くする。
という作業上の注意が必要です。

 電池ボックスの高さもギリギリで、電池ボックスをケース内部に取り付けるときは、 両面テープではなく、薄く伸ばせるゴム系接着剤を用います。
ケース内部にあるメーカー名「TAKACHI」という 刻印がじゃまになるようなら削ってしまいます。


●電池ボックスについて

 キットに添付の電池ボックスが「タカチ」製「MP-4-2」の場合、リード出しのための圧着端子がじゃまになって、ケース内にすんなり入りません。
そこで、下の写真のように圧着部を切ってしまい、リード線をハンダ付けしてしまいます。

↑:加工前        加工後:↑



●ケースの穴あけ加工

基板に部品を取り付ける前に、現物基板で寸法合わせをし、ケースに穴をあけてしまいます。

  ・基板取り付け用ビス穴×2 (2.8キリ)
  ・ブザー音穴
  ・LED穴 (3.0キリ)
  ・青黄色リード線穴 (3.2キリ)
  ・スイッチ角穴
  ・フタのほうにもスイッチの角穴。

基板のスイッチ側(下図右側のすきま)は「1.5mm」くらいの間隔を、基板下側のすきまは「1mm」くらいを確保しておきます。

また、リード線穴の位置(高さ)に気を付けておかないと、引き込んだリード線が基板に当たってしまい、結べなくなります。 穴位置に注意が必要です。

スイッチの角穴は、スイッチ取り付け枠の加工(高さを低くする:後述)を行ってから、ケースの削り出し寸法を導いてください。

電池ボックスの高さもギリギリです。
フタを閉めたとき微妙に浮き上がりが気になるかもしれません。
接着は厚みの出ない、ゴム系接着剤(ボンド・クリアなど)を使って電池ボックスをケースに接着し、ケースの内側(基板側)になる部分を「ホット・メルト・ボンド」でケースに固定しておきます。

場合によっては、ケース内面の「TAKACHI」の刻印(出っ張っている)をカッターの刃先でそぎ落としてしまいます。


スイッチの角穴も現物で位置を合わせ、ビスとスペーサで基板を仮組みして高さを合わせます。

基板取り付け穴は「皿ビス」を使いますので、皿モミしておきます。
アルミと違って柔らかい樹脂ですので、太径のドリルで皿モミする場合は、十分慎重に作業しましょう。 「ガリッ」と刃が食い込むときれいに仕上がりません。

ブザーの音を出す穴は、上の写真のように大きなものでなくてもかまいません。
3mmで十分です。
   (報知音周波数と共振する大きさがあるようで、テープなどで
    穴の径を絞ると、あるところでずいぶん音量が大きくなります。
    お試しください。)


ブザーは基板の下にもぐり込ませます。
LEDとブザーの固定はホット・メルト・ボンドが便利です。
ブザー両端の耳(取り付け穴部分)を切り取っておくほうが背が低くなるので、基板ハンダ面との空間に余裕ができます。

なお、LEDの位置はケース上面より、リード線を引き出しているのと同じ側面のほうが良いかもしれません。
このあたりは性能に関係ありませんので、適当に工作してください。



●スイッチの加工

スイッチの背が一番高くなるので、取り付け枠をカットして、背を低くしておきます。
加工前と加工後の写真を見比べてください。

  ・接点端子の前(ボタン側)にある、四角いベロをカット(2点)。

  ・ハンダ付け枠の後方高さを前枠の高さとそろえるためにカット(2点)。

  ・ スイッチの下側を支えているベロも切ってしまいます。
    そのほうがより低く実装できます。

これで、およそ1mm背が低くなります。

↑:加工前        加工後:↑


●基板の取り付け

基板に部品を取り付け、リード線を接続すれば完成です。

基板の部品実装は、
   ・コンデンサを寝かせる。
   ・トランジスタの足を短くして背を低く。 (場合によっては曲げて寝かせる)
という点に注意してください。

基板上で一番背の高い部品がスイッチになります。

基板の固定には、2.6mm皿ビスとナット、平ワッシャ、スプリングワッシャ、6mm長のジュラコンスペーサを使います。
ジュラコンスペーサで基板の高さを確保します。

ブザーの高さは4.8mm(ベロを切ると4.2mm)で、基板ハンダ面との隙間は1.2mmしかありません。
ブザー近辺のハンダ付けをできるだけ低くしておきます。

基板に部品を取り付け、リード線を接続すれば完成です。
LEDの固定はホット・メルト・ボンドが便利です。

スイッチが部品を実装する高さの目安になります。

コンデンサは足を曲げて、寝かせて実装します。

トランジスタの背を低くするため、無理に足を広げると足が折れてしまいますので、慎重に作業してください。
足を長くしたまま、倒して寝かすほうが良いかもしれません。

フタをすると、フタの内枠がスイッチに当たるので、枠の一部を切り取っておかなければなりません。
カッターでカリカリと削ります。

↑ スイッチのために切り取った枠


●完成

調整方法は100円ラジオに組み込んだ場合と同じです。
添付の抵抗(10Ω/20Ω)で、動作を確認します。

皿ビスの頭2本は、シールを貼って隠しておきます。

また、電池ボックスのところに来るフタの内側に、柔らかいスポンジなどを貼っておけば、持ち運びしたときの振動などで、電池ボックスから電池が外れにくくなります。


100円ラジオに組み込んだときより、長さと幅が少し大きくなりますが、厚みが減りました。

左側が100円ラジオ。(今はもう入手できません)
右が部品キットに含まれるプラスチックケースです。




※補足

2008-03-03

●リード線の色を赤と黒にしなかったのはなぜ?

 実験机の上であれこれ作業をしていると、赤と黒のリード線がごちゃごちゃになりませんか?
実験用電源から引き出す線も+が赤で−が黒でしょう。
テスターから出ているリード線もたいてい赤と黒です。
実験中には赤と黒以外のリード線のほうが目立つのではということで、黄色と青色にしました。


●テスター棒ではなくミノムシ・クリップにしたのはなぜ?

 電線をチェックするときなど、クリップで電線の片方をつまんでおけば両手を使ってチェックできます。
また、ミノムシ・クリップで簡単につまめるように加工したテスター棒やICクリップなど、チェックの対象に合わせて用意しておけば良いだろうという考えで、ミノムシ・クリップを選びました。


●完成後、10Ωと20Ωの抵抗で感度を調整しますが、20Ωのときブザーが鳴りっぱなしになり調整できません。この対策は?

 コンパレータIC(LM393)のオフセット電圧とバイアス電流によって短絡検出レベルが変化します。
オフセット電圧が大きくてバイアス電流の小さなデバイスに当たると、20Ωでの調整ができなくなってしまうことがあります。
そんなときは、抵抗R2(10kΩ)の抵抗を大きくしてみてください。(22kΩに交換)
  (現在の頒布部品には、22kΩの抵抗を余分に入れてあります)
R2抵抗を大きくすることでバイアス電流による電圧ドロップが大きくなり、コンパレータ+端子の電圧が上がります。
これで半固定ボリュームによる調整範囲が変わり、20Ωで鳴らなくなるよう調整できます。


●こんな複雑な回路になっているのはなぜ?

 ダイオードだけで11個も使っている複雑な回路になっています。
しかし、部品にはそれぞれ役割があり、ひとつ欠けても期待した動きをしてくれません。
ブログ:居酒屋ガレージ日記(2008-03-02の記事)に、使っているダイオードについてその役割の解説を記しました。
回路動作を理解していただく参考になればと思います。
ご意見、ご質問などありましたら、このブログの記事にコメントしていただければ幸いです。





※関連ホームページ

 居酒屋ガレージ : 自作ツールの紹介
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/BUZZER.htm
基板化する前の導通チェッカーの様子を紹介しています。
ミノムシクリップのハンダ付け方法について、
体験談を記していますので参考にしてください。