電子回路工作

2024年6月11日 (火)

磁石にくっつく電線

X(Twitter)へのラジオペンチ(@radiopench1)さんの書込み
  ・https://x.com/radiopench1/status/1800049049447616881
  『AliExで買った安物のジャンパーワイヤーの
   ピンが磁石に付いたので』
を見て、
  「こないだアマゾンで買ったモジュールに
   ジャンパ線がおまけで付いてあったなぁ」
っと、引っ張り出してきました。

まとまったケーブルに磁石を近づけると・・・
ピン部分だけじゃなくケーブルごと磁石に
くっついて、ぶら下げられました。
Cm10

せっかくですので、この電線もどきにどのくらいの
「抵抗」があるのかを調べてみました。

Cm11

使ったのは「1A定電流電源回路」。
  ・トランジスタ技術2023年1月号
に掲載してもらってます。
  『電源の短絡場所を見つける!基板ショート・チェッカの製作
   汎用タイマIC「LMC555」を使った1A定電流電源回路』

過去、これを使って低抵抗をあれこれ計ったこと
があります、その延長です。

1A定電流回路 「足」を測ってみる
1A定電流回路 「バナナ」を測ってみる
USB-Aコネクタの接触抵抗

比較するのはちゃんとしたフラットケーブルの電線。
1.27mmピッチ、AWG28のケーブルを裂いて1本抜い
てきました。
Cm12

両方とも芯線は7本。
で、オマケのワイヤ(左)は銅色
AWG28のほうはスズメッキ線が使われているので銀色

両方とも同じ長さ(30cm弱)にして、両端から1Aの
電流を流し、その内側で電圧を計ります。
  (四端子法での測定)
ところが・・・オマケ電線には1Aが流れません。
電流計を間に入れて計ったら0.48A。
その状態で電圧が205mVとなりました。
ということは「430mΩ」。

AWG28のほうはちゃんと1A流れて56mV。
「56mΩ」と計算できます。

AWG28電線の特性を見ると、1kmで約200Ω。
1mだと200mΩ。 ということは30cmだと60mΩ。
ざっと合っています。

オマケ電線はAWG28電線の8倍近くの抵抗を持って
いるということになりました。

こりゃ、つなぎをスカタンしたとき、回路の
「保護抵抗」になるかもしれません。

※参考
 ・銅覆鋼線  (どうふく こうせん:Copper Covered Steel)

※追記 (6月15日)
コネクタ部を含めて抵抗を計ってみました。
オマケ電線、片方がオス。もう片端にはメスが付いています。
両端のコネクタに短く切った別のオマケ電線を挿して、
外から1Aを流し、その内側の電圧を計ります。
Cc41
「655mV」と出たので「0.655Ω」。

プラス側の電線のコネクタに近いところを剥いて
金属を露出させて、電圧を計るとコネクタ部での
ドロップが読めます。
Cc42
「61mV」とドロップ電圧。
ですので接触抵抗+電線抵抗が「61mΩ」。

熱による変動が気になるところですが、
追いかけてもしかたないので、ここまで。

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2024年6月 2日 (日)

AVRマイコンAT90S1200を使ったデジタル時計

今もガレージで使っているデジタル時計。
おもちゃ病院仲間でちょい話題になったので、発掘。

初期のAVRマイコンAT90S1200を使ったデジタル時計のお話。 
まずは回路図。 (クリックで拡大↓)
Tokei1_20240602202201

箱(フロッピーのケース)の中を見られて、
  「基板に載っているコイルは何?」
ということでしたが、5Vから7Vへの昇圧DC-DCコンバータ。
そのコイルです。
大型の7seg LED、発光素子が3直になっているので
5Vでは光りません。
そこで、昇圧してLEDを駆動しているのです。

時計を作ろうとすると、クロックの精度を考えて
おかなくちゃなりません。
停電時の処理も含めて、悩みどころです。

制御プログラムや解説などあれこれはVectorにアップしてます。
 ・https://www.vector.co.jp/download/file/dos/hardware/fh271845.html

この時計っす。 2001年10月の製作物。
 ・2019年8月21日:7seg LEDの輝度低下
 ・2022年12月20日:ガレージのLED表示デジタル時計がダウン

※デジタル時計の記事
2008年03月21日:中之島「中央公会堂」のデジタル時計
2008年08月21日:故障するときは重なるの?
2008年08月22日:7seg LED目覚まし時計復活
2011年11月26日:売切り品大特価!赤色16セグLED
2012年08月02日:16セグメントLEDを使った時計
2012年08月03日:16セグメントLEDを使った時計:回路図
2012年08月10日:出窓:16セグLED時計デビュー

※こんな回路も発掘
48clk
資料はここ
https://www.vector.co.jp/download/file/dos/hardware/fh022883.html

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2024年5月30日 (木)

非反転アンプ 3kΩと27kΩの抵抗

何に使うかは装置が返ってきてから説明しますが、
「ちょいと可変ゲインの交流アンプが欲しい」案件
が出てきまして、回路をでっち上げました。
  ※入力信号は電源周波数

可変ゲインといっても、ボリュームを回して合わし
込むのじゃなく、固定ゲインのジャンパを切り替え
るという仕掛けにしました。

とりあえず、「x5 x10 x20 x50 x100」5段。
  ※ゲインを欲張っても、ノイズ対策に
   シールドやフィルタがほしくなるだろし、
   お手軽に100倍までで。
非反転アンプを単電源で動かします。
こんな回路が基本です。
X1_20240530120001
R1の値を固定してゲインを変えるとなると、R2を
(ゲイン - 1)倍の抵抗にしなくてなりません。
  ※反転アンプだとゲイン倍の抵抗

その時の選択基準は、
 ・E12系列の抵抗で
   E24はやむを得ないとき
 ・抵抗の合成、2本は許容できる
てなところでしょうか。

例えば、10倍のゲインを得ようとすると、
抵抗比は9倍。
9倍になる抵抗の組み合わせは
  2kΩ:18kΩ
  3kΩ:27kΩ
この二つ。
  ※3kはE12じゃなくE24の仲間だけど
   切りが良いので常用。
ここで、2kと3kを比べると3kのほうが使い勝手
が良いのです。
今回の5段ゲイン切り替えだと、こんな具合に
なります。
X2_20240530120101
9倍だけでなく、抵抗の直列合成でも「27kΩ」の
抵抗が出てきます。
  57kだと47k+10kや56k+1k。
  147kだと100k+47k。
  なども使えますが・・・
  同じ値のを使う方がなにかと便利。
今回の回路、ゲイン切り替えジャンパ部はこんな
様子です。
X3_20240530120201
※参考
正確な抵抗比が必要な時に便利な、E24の数値の相対比率表:ラジオペンチ
   3k:27kが出てきます。
E24系列の直列/並列抵抗値一覧表
   ↑これも便利

※ボヤキ
 E12、E24系列の値、ちょいと目をつぶって
   2.4 → 2.5
   3.9 → 4.0
   5.1 → 5.0
   9.1 → 9.0
 と切りの良い値にしてもらっていたらなぁっと。

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2024年5月17日 (金)

ハンダゴテのコテ先温度を上げたい 予備実験:電力変化

2つのハンダゴテについて、電源オン時の
電力変化を見てみました。
  冷えているとヒータの抵抗が小さくて
  電流がたくさん流れる。

使ったツールは、記録用が
 ・ナダ電子のプリンターシールドを使ったチャートレコーダ
そして、電力測定に、
 ・お手軽電力計

ハンダゴテは、
 ・HAKKO DASH FX-650 (15W)と
 ・HAKKO PRESTO No.984 (20/130W)の2つ。

グラフはX軸が1分/1cm。
Y軸が5W/div。
  フルスケール10divで50Wになりますが、
  電力計の出力が8div(40W)で飽和します。

まずDASH。
H12_20240517122301

5分ほど経過で15Wちょい手前で安定。
通電開始直後は25Wを越えています。

次にPRESTO。
H11_20240517122501

5分ほど経過で20Wちょいで安定。
  電力計のアナログ出力が0~4Vで、
  40Wを越えると4V=40Wに張り付いて
  しまうので40W以上は記録不能。
  60Wを越えても測定はできるので、
  液晶表示には出てきます。

HAKKO DASHを熱くしたいプロジェクト、
最大30Wほどの電力を見ておかなくては
なりません。

※トランス、トランス・・・と見渡しても
なかなかエエのんが見つかりません。
  あれこれ埋もれた仕事場、もっと探せば
  出てくるはずなんですが
とりあえず見つけたのはトランス仕様のACアダプタ。
DC出力で13V・1.7A。
内部ヒューズが飛んでいた(同僚が無理して使って飛ばした)の
を置いてあったので、殻割り
整流部などを取り外し、一次側の片側と二次側の片側を
接続。
AC113Vが出てきました。
  (ハンダゴテを負荷にした状態で)

その様子。
H14_20240517152401
チャートレコーダーとお手軽電力計をつないで
電力のアップを確認。
100Vだと15W弱の13.9Wだったのが
15W強の16.5Wになりました。
H13_20240517152501
コテ先温度計れる熱電対を持っていないので、
温度がどのくらい上がったのかまでは見られません。
  コテ先温度計、なんとかしたいなぁ。

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2024年5月16日 (木)

ハンダゴテのコテ先温度を上げたい

昨年11月にやってきた新ハンダゴテ HAKKOダッシュ(15W)
軽くて握りごこちは良いのですが、ちょいとパワー不足
ハンダ付け面積が大きいと、加熱が負けてしまって
スムーズに作業が進まないのです。

かといってターボスイッチ付のPRESTO これを引っ張り出し
てくるのもめんどうだし。
  ※コレの場合、20Wの常用使用でも温度が
   上がりすぎる感じ。

温調付のコテ、FX-600 常用するにはちょい太くて、
あんまし好きじゃありません。

HAKKOダッシュ、もうわずかだけ温度が上がれば
良いんですが。
  15W→18Wくらい
  20Wに上げて温調で下げる

温度を下げるのは簡単(製作してある)ですが、
外部からのチカラで温度を上げるには電圧の増大
しか考えつきません。
100V:110Vや100V:120Vのトランスでというのも
芸が無いし、大きくなるし・・・
  ※電圧高めにしてコテ温調回路で
   パワーを下げる。

これで!っという手法(回路)、何かないでしょか。

2023年11月 7日:新ハンダゴテ、HAKKOダッシュがやってきた
2023年11月 8日:HAKKOダッシュがやってきた:コテ先の様子
2023年11月13日:HAKKOダッシュがやってきた:細いコテ先も来たけれど


AC100Vを整流。DC140Vができる。
60Hzのままだとトランスが大。
TL494あたりでスイッチング制御。
出力はDCか。
電圧調整できるよう。
絶縁しなくて良いんだけど。
トランスを作るのがめんどう。

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2024年5月 7日 (火)

「FRISK neo」の缶

息子が、
 「おとん。FRISKの缶、いるか?」っと。
Fr11

「FRISK neo」、片端をパカッと開けるタイプの缶です。

Fr12

私:
 『せやな~。 
  周囲が金属やから、回路を組んだらショート
  するかもしれんよって、なかなかむつかしい。』
 『ダイソーの糸ようじみたいにプラやったら
  ショートの心配はあらへんねんけど。』
 『電池も入れにくいし。』
 『まぁ、それでも、もうとくは。おおきにな。』
っと、とりあえず手元に。
中に入れ込む秘密兵器をなにか考えなくちゃいけません。

  ・フリスク 電子工作で検索すると、樹脂容器のは
   あれこれ出てきます。

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2024年4月 3日 (水)

超低速2相パルス発生回路・ケース入れ

2024年3月25日:超低速2相パルス発生回路 の続き。
こんな回路に落ち着きました。
Cw_ccw1b
・電池3本運用。
・秋月の昇圧DC-DCモジュール
   AE-XCL102D503CR-G で5Vを発生。
   ただし、ちょい改造(EN端子のプルアップを外す)
・電源スイッチと操作スイッチを共用。1つだけ。
   長押しで電源のon/off操作。
   短押しでCW/CCW/stop選択。
   このためにあれこれややこしい回路に。(黄色部)
・最低周波数が0.1Hz。
 最高周波数を(無理やり)9990.0Hzに。
・周波数によって設定できる最小桁が変化。
 150Hzまでは0.1Hz。2800Hzまでが1Hz。それ以上が10Hz。
・1.5kHz程度までは、設定値から0.01%内の誤差。
 10Hzステップになる2.8kHzあたりだと0.016%。
 5kHzあたりまで上がると0.03%。
 最高周波数に近づくと分周比が小さくなり誤差が目立ちます。
 0.06%ほどの誤差が生じることがあります。
・例えば9810Hzの設定なら分周比が815で
 出てくる周波数が9815.95Hzとなって+0.061%の差。
 また、9970Hzも9980Hzも同じ分周比802になり
 出てくるのはどちらも9975.06Hz。
 でも、8000Hzの設定は誤差ゼロで出てきます。

バックアップがわりのスケッチ。
  ・ダウンロード - cw_ccw2k1b.txt
    ※inoではなくtxtにしてます。

箱はダイソーで買ったプラケース。
  (電池保管用のものだったか・・・)
Cc11_20240404142901

Cc12_20240404142901

LowBat警報表示
Cc14_20240404142901
Cc15
電池電圧が3Vを切ると、空電池マークと半分電池
マークを交互に点滅表示します。
  重要アラームは点滅させて欲しい
   なんて記事も書いてますし。

内部処理でキツいのが周波数を上げたとき。
最高が9990Hzですので、その2倍の周波数
(トグルさせるので2倍に)でタイマー1の
コンペエマッチ割り込みが発生します。
周期が50μ秒ほどとなって、16MHzのATmega328P
にはなかなかキツい。
この割り込みの他に、システムタイマーであるタイマー0の
オーバーフロー割り込みを止めて、別の周期、
3.90625kHz=0.256msのタイマー割り込みを
使っています。
これの主目的はロータリーエンコーダのチャタリング除去。

2つの割り込み処理のタイミングを見てみます。
   オシロの無限残光モードがありがたい
Cs000

Cs001

B相出力が変化する前にタイマー1のコンペエマッチ
割り込みを終えなければ、2つのパルスを正しい
タイミングで出力できません。

タイマー割り込みの処理時間がけっこう長いので、
これが問題。
シリアル出力すると、この割り込み処理による
遅延も入ってきます。
  ※I2C液晶制御でも割り込み絡むのか?
最高周波数になると、タイミングはなかなか
キビシイです。

ロータリーエンコーダの読み取りタイミング。
Cs003
I2C液晶での文字表示(xxxx.xHzの8文字)に
いがいと時間がかかります。

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2023年11月24日 (金)

LTC6101を使った電流検出回路をケースに入れる

2023年11月20日:74LVC1G57と1G58で作るXNORゲートとXORゲート
で、LVC1G58の電源電流を見たのはこの回路。
L11_20231124165801
ユニバーサル基板にバラックで組んであります。

0.1Ωの電流検出抵抗に50倍の電流検出アンプINA199。
1Aの電流で出力に5Vが出てくる勘定になります。

もうちょい小電流を見るために、こんな回路を組みました。
Ltc1

使ったのはLTC6101。
 このあたりは、
  ・2013年12月05日:★電流検出アンプに関するメモ
  ・2019年3月29日:TIの電流検出アンプ
 をどうぞ。

使った実績もあるし、回路的には問題は無いのですが、
ユニバーサル基板の組みっぱなしのバラックではなく
ケースに入れておきたいなぁという願望です。

電池は不要だし、小さなプラケースに入ればっと考えます。
しかし、なかなか適当なものがありません。
みんなちょいと大きい・・・

2022年9月29日:「ダイソー ミニケース 5個組」が見つからない
この時、あれこれ探しました。
試しに買ってあったのでいちばん小さいのがこれ。
L12_20231124170001

No.1431 トラベルケース SS 2P」という二つ入りの
「ポリスチレン」製。 (パーツクリーナーで溶けた!)
L13_20231124170101
外形が70x36x12mm。
しかし、この内部の高さが約8mmしかありません。
大きな部品、背の高い部品が入らないのです。

今回の回路だと、電源の入りと出、それに信号出力として
3つのコネクタが付きます。

この手の、電源+信号接続に使っているコネクタ、私の場合、
昔から日圧の「XHコネクタ」が定番です。
このLアングル状になった コネクタ(S2B-XH)、ピンから外装
樹脂の上面まで「9.5mm」。
L19

コネクタをハンダした時、基板の裏に出るピンをギリギリで
切っても、8mmにするのはちょっと難しい・・・

常用している2.5mmピッチのコネクタ、このXHの他に、同じ
日圧の「EHコネクタ」を常備しています。
しかし、実験用ツールとしてこしらえてあるケーブルには使っ
ていないのです。
実験用の接続用電線、ほとんどがXH。
  中継用にはSMコネクタなど使ってますが。
EHだと高さが7.4mmでこのケースに入ります。
しかし、接続に使うケーブルの作業環境が×。
L20
他にAMPの「EIコネクタ」も在庫してますが、これは
もうひとつ大きくなっちゃいます。
L16
  左から、XH、EH、EIコネクタの順。
ハウジングを付けたところ。
L17
真ん中のEHは確かに小さいです。

そこで今回は「L型のピンヘッダ」を取り付けておくことにしました。
L14_20231124171101
これだと、ICクリップでつなげます。
L15
そして、ピンソケットやQIコネクタが挿さります。
L18
ピンソケットだとハンダで仮付けできるし、試しでの
接続では、いがいと便利なんです。

※XHとEH、困ったことに1ピン位置が違うのです。
 他の基板用コネクタと比較すると、XHが異端という
 感じ。
 2.5mmのコネクタ昔から、XHを使ってきたせいで
 乗り換えるには、ちょっと面倒なんです。


※追記
アナログ機能IC、似たような型番で性能違いというのが
あります。
今回のLTC6101もそうで、1つ違いのLTC6102という
電流検出アンプが存在します。

詳細はデータシートを隅々まで読んでもらわなくちゃなりませんが、
「特徴」を見ると、ざっとの違いが見えてきます。

まず、今回のLTC6101
Ll30

そしてLTC6102
Ll31

大きな違いが「オフセット電圧」と入力バイアス電流。
LTC6101とは別格の性能になっています。

それがゲイン設定に出てきます。
二つの抵抗比でゲインが決まるのですが、
LTC6101だと100倍止まり。
Ll21
LTC6102になると、もう一桁アップ。
Ll22
  ※Rin=1Ωで安定使用できるのかと
   思うんですが、このようにデータシートに
   出てるわけで・・・

しかし、どちらのICも、電圧0V付近の電流は測れないという
欠点があります。
0V付近を計ろうとすると、差動アンプ方式の電流検出アンプを
使わなければなりません。

アナログ機能ICの選択、価格とともに悩ましいところです。

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2023年11月10日 (金)

今日の失敗:パーツクリーナーで「ポリスチレン」にダメージ

ちょいと実験回路をこさえていたら・・・

NJL7502フォトトランジスタを使って
 機器にくっついたパイロットランプ的LEDの
 光をとらえてゴソゴソしようとするフロントエンド
 的回路。
 コンパレータで消灯・点灯を判断してL/Hの信号で
 出力。
 コンパレータはマイクロチップのMCP6561
 動作電源電圧が1.8~5.5V。
 オープンドレインではなくCMOS出力です。

ケース加工も終わり、単4X2本の電池ホルダーを
両面テープで接着するのに「油分を落としておこう」
と、そばにあったモノタロウのパーツクリーナーをプシュ~。

直後、手に持ったケースに違和感。
  「ベタついたぞ!
すぐに乾燥しましたが、指先に付いていた加工クズや
指紋!が透明ケースの外側にくっついちゃいました。

M2_20231110112901
透明ケースはダイソーで買ってあった「トラベルケースS 2P」。
材質は「ポリスチレン」。

モノタロウのパーツクリーナー、使ったのは、いつも
の緑色のじゃなく白色の中速乾のもの。
M1_20231110113101

樹脂の脱脂、たいていはIPAを使うんですが、たまたま
そばに置いてあったパーツクリーナーを用いたのが失敗
だったようです。

※関連
2022年9月29日:「ダイソー ミニケース 5個組」が見つからない
2020年8月 6日:オリンパス OM-D E-M1mk2の充電器の充電表示ランプを判別
2021年5月25日:オリンパス OM-D E-M1mk2用充電器の挙動

できあがりはこんな外観。
M3

白黒電線の先にフォトトラNJL7502がくっつきます。

※回路図
N11_20231110124601

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2023年10月21日 (土)

2つあるワンショットマルチの時定数比を一定にしたい

基本回路的はこんな具合です。
Mm11_20231021110501
ワンショットマルチが二つあって、その時定数を
2連ボリュームで可変します。

この時「t2 > t1」の関係を保ちたいのです。
t2はt1のおよそ1.2倍。
ここで、2連ボリュームの抵抗値精度が問題に
なるのです。

可変範囲を広くするため1MΩのを使おうとして
いるのですが、2連ボリュームの抵抗値、
けっこうバラついています。

「ステレオの音量調整」で使うボリュームのように
「減衰比」だと抵抗値そのものが違っていても
あまり影響はありません。

ところが、こんなタイミング回路では抵抗値そのものが
重要です。
2連のうち、抵抗値の大きい方をt2側で使えば、
「t2 > t1」の関係は維持できそうです。

で、「2連ボリュームを使わずに、2つのモノマルチの
時定数を設定できる方法は?」っと考えてみたところ、
「こんなのもできるかな」というのがこの回路。
Mm12
モノマルチ「HC4538」の時定数はCとRで決まります。
Rの変わりに電流を流し込めば、その電流比で時間が
決まるはず。
2つのモノマルチのCは同じにして、Rtの違う回路で
電流を流し込めば、時定数比を保てるのではと
考えたのです。

電流値が微少になるので、ちょっとやっかいかもしれません。


※ブレッドボードで簡易的に実験
こんな波形が得られました。
まず、C=0.01uF R=100Kでの標準的な駆動の様子。
M001
「C」端子の電圧が指数関数で上昇し、約3.3Vに達すると
Q出力がオフします。
出力パルス幅はおよそ「0.7 x C x R」の式どおりの値に
なっています。

これをオペアンプを使った定電流回路に換えます。
PNP TrではなくP-ch MOS FETを使いました。(2SJ682)
M003
C端子の電圧は直線的に上昇。
同じように3.3V到達でQ出力がオフします。

電流を決める抵抗を1KΩと1.2KΩにして、1.2倍の
時間が得られるか、試してみます。
Ma000
アンプの+端子電圧(5V基準で)は0.1V。
抵抗が1Kですので、0.1mA流していることになります。

「20mV」でR=100KΩと同じパルス幅が出てきました。
R=1MΩで得られるパルス幅(7msくらい)を目指すには、
電圧をもっと小さくしなければなりません。
「mV」となってくるとオペアンプのオフセット電圧が
効いてきます。
  ※あれこれ部品を増やすより2連ボリュームを使う
   ほうが簡単か・・・

小型FET、N-chのは2N7000を買ってあるのですが、
P-chの小さいの、手持ちがありません。

※ブレッドボードを使った実験の様子
Mm22
電源電圧5Vで実験。
電圧を徐々に下げたら1.7Vくらいまでは動作してました。

調整用ボリューム、10mV以下をうまく操作できるように
しなくちゃなりません。
Aカーブでは間に合わないか。

※流し出し型の定電流回路例
2015年07月03日:直流定電流流し出し回路が一定にならない#2

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