DDS方式の2相パルス発生回路、周波数スキャン機能を付ける

あれこれ悩みながらこしらえてきたDDS方式の2パルス発生回路。
ざっと完成形に持ち込めました。
割り込み処理の時間はギリギリで動いていますが、
メインループはヒマ。
ということで、周波数スキャン(sweep)機能を付加しました。
設定するのは、
　　Lo側周波数　1～9999Hz　　　f1
　　Hi側周波数　1～9999Hz　　　f2
　　Rise時間　　0.0～600.0秒　　t1
　　Fall時間　　0.0～600.0秒　　t2
　　Hi待ち時間　0.0～600.0秒　　w1
　　Lo待ち時間　0.0～600.0秒　　w2

スイープは
　(1) f1周波数で2相パルス出力
　(2) t1時間をかけてf2までパルス周波数を上昇
　(3) f2周波数をw1時間保持
　(4) f2周波数からf1まで周波数を下降
　(5) f1周波数をw2時間保持
　(6) (1)に戻る
を繰り返します。

「100Hz～400Hz」をスイープすると、こんな波形が出てきます。

　　　変化点を拡大


一番下の波形は「F-Vコンバータ」 で見た、
A相パルスの周波数変化。

まだ「main loopはヒマ」だからと、LOG SWEEPの処理も
書き加えてみました。
A相周波数がこんな具合に変化します。


Arduino UNO R3のATmega328P(16MHzクロック)、
8bitマイコンなのに、意外と浮動小数点処理を頑張って
くれます。
10msごとに経過時間から周波数を計算しています。

※関連
・2024年9月24日：秋月のI2C接続液晶 AQM1602XAを基板に直付け
・2024年9月27日：1クロックでも速くしたい　DDS方式の2相パルス発生器
・2024年9月30日：1クロックでも速くしたい　割込を「ISR_NAKED」で

※回路図


元のでは無しにしていたSW4にsweepの操作を割り当てています。

トラ技2024年10月号に「加熱完了報知回路」

トランジスタ技術2024年10月号の「トラ技Jr.コーナ」に、
我がガレージで愛用しています「加熱完了報知回路」が
　　揚げもの上手！
　　愛用フライヤに外付け「加熱お知らせブザー」
　　AC100 Vの電流変化を検出してブザーでお知らせ
　　する回路の製作
として掲載されています。
あえてマイコンを使わずに製作しました。

こんな様子です。


単4電池2本で動作。
CMOS ICなんで、スタンバイ時の電流は
(ほぼ)ゼロ。
電源スイッチは無しで。

通電の検出はカレントトランス。
フライヤが所定の温度になって、サーモスタットが切れた
のを検出してブザーを鳴らします。

そして・・・
　　「電源/モータ編」 の
　　　第15章 ステッピング・モータをお手軽駆動 ULN2003A

これは、
　・2023年4月26日：出窓：鯉のぼりを振れたらというリクエスト
　・2023年5月4日：出窓：鯉のぼりを振る
が元になっています。

穴を残しておきたいのでハンダしたくない

とあるプリント基板。
電線を直出しする「穴が」あります。

部品を実装して基板を組み立てた後、テストする時、
「穴」をそのままにしておきたいので、ハンダ付けした
くありません。

『コンタクト・プローブ を使うしかないか』
　　　(いわゆるピン治具)
『作るの面倒』と思っていたら、同僚が
「こんなんあるでぇ」っと、秘密兵器ぽいのを
出してきてくれました。

「エエ感じにはさめるやん」っと試したのですが、
「あかん。　接触抵抗が大きいし安定せぇへん」
っとなりました。

１Ωを越える抵抗が出てしまいます。
　　H1・H2間につながる抵抗が問題にな
　　る回路なんです。

プローブのピンをもっとちゃんとしたのに換える
という方法もあるんですが、
「部品箱にあるもんでなんかないかなぁ」っと
探しましたら、ミヤマのICクリップ MJ-032 を発掘。

これを使えば、基板端に引っかけてうまいこと固定
できることが分かりました。

とりあえずこれを試験に使ってみます。

ひさしぶりのバージョンアップ：チャートレコーダ

プリンタシールドでチャートレコーダ、このとっ
かかりが2014年1月 。
　　※これがしたかった を実現したのです。
そして、トランジスタ技術に載せてもらったのが
　　・2014年6月号のハンディ・チャート・レコーダ



その後、このブログ記事にもあれこれ登場していまして
オシロやテスターなみに重要なツールになっています。
入力電圧レンジを合わせ、紙送り速度を決めたら勝手に
記録してくれるお手軽さ。
停電しても、電源が復旧したら記録を続行という安心感。

で、かれこれ10年になるわけですが、ちょっとだけ
機能をアップしました。
これが旧回路。

そして新回路。


・ロータリDipSWで紙送り速度を設定していたのを
　Fast、Slow SWで設定。
　　　設定はEEPROMに記録

・10段階の紙送り速度設定だったのを13段階に。

・2つのイベント・マーカー入力を追加。

手直しの主目的がこのイベント・マーカー機能。
2chのアナログ波形とともに、デジタル入力の
on/offをチャートの上部に記録したいという
わけです。
このように記録。

外部に置いたセンサーからのon/off信号。
その状態でアナログ値がどう変化するのかを
同時に観察したかったのです。

スケッチをアップしておきます。
　　※「.ino」ではなく「.txt」にしています。
　　　　ダウンロード - prnsld03.txt

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。

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。



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。

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。

「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。

「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。

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↓）

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

資料はここ
・https://www.vector.co.jp/download/file/dos/hardware/fh022883.html

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。

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。

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。

※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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「FRISK neo」の缶

息子が、
　「おとん。FRISKの缶、いるか？」っと。

「FRISK neo」、片端をパカッと開けるタイプの缶です。

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。