放電特性記録機能付きバッテリー放電器、改造
仕事場 でキット頒布していました放電特性記録機能付きバッテリー放電器 、現在、最後の頒布 を行っています。
で、先日のこと、この放電器の完成品を買っていただいた方から「調子が悪いから見てほしい」という依頼がありました。
拝見すると・・・
BULGIN社製電池ホルダー 電極の汚れが原因。
電池との接触が悪くなっていました。
長年使っていただき、ちょいと汚くなっています。
綿棒の先にIPAを付けてゴシゴシ。
これでも効果はあるんですが、せっかくだからと取り出してきたのがリュータとゴム砥石。
「きゅい~ん」と磨き上げます。
BULGINの電池ホルダー電極、メッキじゃなく「ニッケルシルバー(洋白)」ですんで、こんな作業ができます。
その結果です。
電池を装着して放電した時の、電池電極と電池ホルダー間の電圧差をテスターで調べると接触状況がわかります。
値が小さい方が「良」。
・対策前 単位:mV
電極 1 2 3 4
-------------
+側 40 7 20 8mV
-側 4 14 130 120mV
・綿棒+アルコールで洗浄
電極 1 2 3 4
-------------
+側 4 3 7 5mV
-側 3 3 4 6mV
・ゴム砥石で研磨
電極 1 2 3 4
-------------
+側 3 3 4 3mV
-側 3 3 3 4mV
ということで、ずいぶん改善されました。
もう一つ「できないかなぁ」とのお話が、通信ポートの改良です。
もともとRS-232CでPCとシリアル通信。
昔のPCは、RS-232Cが標準装備だったんで、気楽に使えました。
それを「USBでつなぎたいな~」というわけです。
秋月電子通商の超小型USBシリアル変換モジュール [AE-FT234X] を買ってあったので、つないでみることにしました。
条件的には、
・現状のシリアルポートも使えるように(USBかどちらか選ぶ)
・電池運用はそのままで
ということで、この変換モジュールをつないでも、現状のシリアル通信回路と競合しないことの確認からスタートです。
モジュールをUSBにつながない場合は、PICマイコンのTXD、RXDとも信号は大丈夫。
シリアル通信は現状のまま通ります。
ところが、USBケーブルをつないだ時に問題が発生。
・FT234XのTXDは「3.3V」出力。
USBをつながない時はフローティングとなり、シリアル受信し
ているトランジスタとは競合しない。
・しかし、モジュールのTXD出力にPICのRXDと直結すると、
USBを接続した時に、放電器がスタンバイ状態でもプル
アップ抵抗を通じて電流がFT234Xに流れ込み
(PICのVcc→抵抗→USBの3.3V)電池を消耗する。
(Vcc4.5Vで0.3mA程度)
・スタンバイ状態での放電器、消費電流は1uAほどなんで
電池での運用に関し、これは大問題。
USBにつないだまま放置できないわけで。
・もう一つ問題。 PICのRXD入力にはシュミット回路が装備
されているので、Vcc=電池電圧が高い時、入力Hレベル
(FT234XのTXD、Hレベルは3.3V)が不足し、受信できなくなって
しまう。
ということで、FT234XのTXD出力とPICのRXD入力間にレベルシフト回路を入れることにしました。
NPNトランジスタを一つ使います。
最終的にこんな回路になりました。
黄色部分が追加箇所。
(クリックで拡大↓)
問題はレベルシフタのための「USB 3.3V」の取り出し。
このジャンパ線、ハンダ付けは顕微鏡下の作業です。
まず、モジュールを基板にくっつけます。
カプトンテープで絶縁して、レジストを削って露出させたGNDパターンとモジュールのUSBコネクタをハンダして固定します。
困難な作業がモジュールからの3.3V電源の取り出し。
FT234Xの3番ピンにつながっているコンデンサ(C1)にポリウレタン線(0.26mm)をハンダして引き出します。
拡大↓
ということで、バッテリー放電器回路、最後のあがきでした。
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トレラントに関するあれこれ。
https://support.renesas.com/hc/ja/articles/210900458-FAQ-1008863-%E3%83%88%E3%83%AC%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%88-Tolerant-
投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2018年3月 9日 (金) 14時34分