センサーICが入ってこない！ 旭化成の工場が火災！

えらいこっちゃ。　選んだ石が入ってこない。
その原因が、
・旭化成エレクトロニクス 延岡製造所火災

そのまま代替できるデバイスは世の中に無し。
似たようなのを探しても、足配置やインターフェースの
方法が違うし。
困ったぞ！

チップはこれ↓
・2019年9月29日：360度グルグル回したろ　AK7401
回転角センサーです。
類似品は世の中にあるんですが、AK7401に特化した回路に
なってまして・・・　困った・・・

ビニールコードの外装絶縁物が分解

昨日の自宅お片付け。
USBケーブルやLANケーブルを入れてあった箱を
整理していたら・・・
箱の底に「黒い小片」がパラパラと落ちています。
「怪しい生物(G!?)の痕跡か？」っと思ったら・・・
ACアダプタから出てる電線の外装が分解してました。
バラバラになって黒い怪しい小片に分かれてたのです。
中心の「赤・黒」線が出現してました。



ところどころ残ってるけど、ネチャネチャ。

いっしょに仕舞ってあった他のケーブル。
よく見ると、外装がネチャついているのや、
透明外装で見えているシールド線部に緑青が
出ているもの、コネクタの端子が錆びているもの
など、劣化品が多数出現。
いつか使うかと仕舞っておいてもこうなるとゴミ。

gawk 文字列から1文字を取り出して8bit数値として扱いたい

「XOR」によるサムチェック・コードの生成、この処理
の確認用テストプログラムの作成に手こずりました。

通信電文の処理ですんで、CR、LFで区切られたテキスト。
GAWKを使ってチェックしたろっと、
　　ちょちょいと・・・のはずが・・・

手順としてはこんなの
　　（実際はもうチョイ別の処理も
　　　入りますが、核の部分だけ）

・入力した1行文字列の文字数を数える。
・先頭から1文字取り出す。
・順にXORしてサムチェックコードを作る。
・全文字完了で2桁の16進値で出力。

試したのはこんなGAWKのコード。

# 文字コードをXORしたい
BEGIN{
    a = "ABCDEF";                   # チェック文字
    n = length(a);                  # 文字数
    sum = 0;                        # XOR結果
    for(i = 1; i <= n; i++){        # 先頭=1から最後まで
        c = substr(a, i , 1);       # 1文字取り出し
        printf("%c", c);            # ★1 確認で出力
        printf("(%02X)", c);        # ★2 HEXで出力
        sum = xor(sum, c);          # ★3 XOR演算
        sum = and(sum, 255);        # 00～FFでマスク
    }
    printf(" : %02X\n", sum);   # 結果出力 sum
}

しかし結果はこんなのに。

　　A(00)B(00)C(00)D(00)E(00)F(00) : 00

取り出した1文字を、printf("%c",c)で文字として出力
できていますが、8bit数値としての処理ができてません。
ゼロのまま。
　　★1は動作。
　　★2、★3がゼロのまま。

　　「c + 0」とか・・・(awkでは+0で変数が数値になる)
　　「int(c)」とかを試しましたがダメ。

たしか「昔に同じことをしたよな～」っと思い出して
古いプログラムを探しますと、この解決方法が出てきました。

ちょっと面倒ですが、まず0～255の値に対する配列を作ります。
その配列番号として使うのはsprintf("%c",i)で作った8bit文字。
その中に0～255の数値を入れます。

以後、このテーブルを使って8bit文字の数値を得ます。
すると、XOR演算や16進での出力ができるという仕掛け。

こんなテストプログラム。

# 文字コードをXORしたい
BEGIN{
    a = "ABCDEF";                   # チェック文字
# 0～255の数字テーブルを作成
    for(i = 0; i < 256; i++){       # 0～255
        t = sprintf("%c", i);       # 配列番号を文字で
        tbl[t] = i;                 # 値をテーブルに入れる
    }
# 実行
    n = length(a);                  # 文字数
    sum = 0;                        # XOR結果
    for(i = 1; i <= n; i++){        # 先頭=1から最後まで
        c = substr(a, i , 1);       # 1文字取り出し
        printf("%c", c);            # ★1 確認で出力
        printf("(%02X)", tbl[c]);   # ★2 HEXで出力
        sum = xor(sum, tbl[c]);     # ★3 XOR演算
        sum = and(sum, 255);        # 00～FFでマスク
    }
    printf(" : %02X\n", sum);   # 結果出力 sum
}

結果、ちゃんと16進値が出るようになりました。

　　A(41)B(42)C(43)D(44)E(45)F(46) : 07

めでたし、めでたし。

LM2776：チャージポンプ型電圧コンバータ 起動失敗

反転型チャージ・ポンプIC：LM2776 の記事にコメント
しましたが、LM2776を使おう(試作回路への組み込み)
としたところ、うまく起動しないという事態が発生。

目的は電源電圧の+5Vから-5Vを生成。
まっとうなチャージポンプ型降圧回路の使い方です。



サンプル回路。

EN入力はVinと接続して、電源供給で即起動するように。

症状は・・・
　　Vinが3.0Vなら正常起動。
　　3.3Vだとやっとこさ。
　　3.5V以上だと起動に失敗。　5.0Vもアウト。。
　　Vinの立ち上がりをゆっくりにすると5.0Vでも正常起動。
こんな状態に出くわしたのです。

以前の性能実験ではうまいこと動いていたのです。
　　※以来、このチップは使ってませんでした。
「在庫あるな。よし、使ったろ。」という次第。
そしたら、今回の試作回路ではアウト。

電圧を変えながら様子を見てみました。
　　　負荷抵抗は軽く22kΩ。
　　　ch1 Vin入力電圧
　　　ch2 Vout出力電圧 -Vinが出ます
　　　ch3 C-端子　負電圧発生元

3.0Vならちゃんと起動。


3.3Vだと、ちょっと遅れながらも起動はします。


ところがこれ以上のVinはダメ。
3.5Vでは正常なマイナス電圧が出てきません。

「C-」信号を見ると、いっぱいパルスを出しているんで
起動しようと頑張っているようですが・・・

ところが、入力電圧の立ち上がりを「ゆっくり」に
すると5.0Vでもこんな具合にOK。


あれこれTIのサイトを探していましたら、こんなアプリケーション
を発見。
　TI Designs
　High Accuracy AC Current Measurement Reference
　Design Using PCB Rogowski Coil Sensor

この回路のマイナス電圧発生にLM2776が使われてました。
EN端子(Hで起動)に遅延回路が入れられています。

電源部にLM2776が使われています。
その詳細。

Vin(ここでは3.3V)をR14とC21で遅延させてEN入力につない
でいます。
遅延時間、ざっと10mS。

期待して、これ、試してみましたが・・・
Vin=5.0Vではやはり起動に失敗。
遅延をもっと大きくしてもうまく行きません。
Vinが上がりきったところでENを徐々に上げても
スロースタートはしないということなんでしょう。

「いきなり電源オン」の回路では解決策無しということかと。
LM2776を使う時はどうぞご注意を。

※解決しました。
コメントをご覧ください。
コンデンサの実装場所に注意！っということで。

先が細すぎた・・・ピンセット

「もうちょい先の細いのはどうや？！」っと買ってみたピンセットが
「ホーザンのP-655」 。







120mm長で重さ14g、耐磁性。
そして先端幅が0.2mm。

快適な場合もあるんですが、これが細かった・・・

チップ部品の集合抵抗をはさむと・・・
先端が凹部にはまり込んでしまうことがあり、
　「斜めに持ってハンダ付け位置まで移動」
がやりにくいんです。


　　　↑先端が凹部に引っかかってしまい、
　　　部品をつかむ角度が自由にならない。

工具は使ってみないと分からない・・・

※関連
・2010年02月13日：ピンセット
　　　ここ↑に出てくるれスイス製のが快適。
・くっついたらイヤっ！　着磁した安物ピンセット
・百均ピンセット4種類
・99円ピンセット
・工具の消磁

※検索
・Udauda Blog3/2019-10-26/チタン・ピンセット購入

CR2032バックアップ用リチウム電池・・・0V

先日来、ガレージのPCの調子が良くなかったんで、
昨晩、フタを開けて清掃。
　　立ち上がりをミスったり、
　　動画を見てたら落ちたりっと。
PCはガレージの主テーブル（食事を作るんで油も煙もひどい）の
そば。
電源を抜いてから、ケースの吸気口やファンの汚れ（コテコテだぁ）
を清掃。



ところが・・・掃除を終えてからの電源投入。
いきなりBIOS設定画面が出てきちゃいました。
いろんな設定だけでなく、日付も忘れています。
あれまっ。

文鎮 の佐藤テック君のアドバイス。
　　「電池とちゃうか？！」



アタリ！でした。
電池を外してテスターで電圧を測ったら「0V」。
放電しきってます。
「まぁよぅ動いてたな」ってことで新品電池に交換にして解決。

電源コードを外して小一時間ほど掃除でごそごそしてたせいで、
完全に電源が抜け落ちてしまったのでしょう。
それでもまぁ「0V」とは・・・

操作スイッチ接触不良 →大阪魂の出番に

ずいぶん昔に使ったとある装置のテストジグ。（30年以上前だわ！）
ひさしぶりに引っ張り出してきて使おうとしたら、操作スイッチが接触不良に。

ミヤマ電器 DS-193 という小型のプッシュスイッチ。
ずっと押してれば、ちゃんと接点は接触はしてくれます。
しかし、「ちょん・ちょん」と寸動するとダメ。
「ツン・ツン」と動くはずが「バ・バ・バ・バ・バ」っと振動して
しまうのです。
回路的にはハードウェアーで10mS程度のチャタリング除去はしてい
ますんで、たいていは大丈夫なはずなんですが・・・

とりあえずオシロで接点の状態を見たら、チャタリングなんてもんじゃ
ありませんでした。
「チョン」押しで100mSほどオンしたら、その間、明確なオン・オフ
の断続が2～3回。
接点のチャタリングじゃなく、接触不良状態というか、素早く手で
オン・オフしたような信号、正規の信号のようになってます。
これじゃチャタリング除去回路では吸収できません。
同じような不良のスイッチが２つ。

とりあえず手持ちの新品押しボタンスイッチに交換。
小型のスイッチだったんで、元の穴が大きすぎたんでワッシャ
をかまして無理やり取り付け。

取り外したDS-193↓

ジグを使い終わってから、アウトになったスイッチをバラしてみました。
接点部が取り付け金具部にねじ込まれています。
これを緩めると、接点金具と小さなバネが出てきます。



接点部の奥に、ハンダ付けする接触が見えてます。
　　　（リングライトを出すのが面倒だったんで
　　　　懐中電灯で照明）

接点も接点金具もキレいです。
これで接触不良？というのがちょい不思議。
　　※過去、ひどい接触不良を見てますんで

さてここからが「ものは試し」。　使うのは「大阪魂 」。
接点と接触片の両方をプシューしてから組み直します。
すると・・・
あらま、ちゃんと回復しちゃいました。
単純な構造の接点ですんでチャタリングは発生します。
しかし、「バ・バ・バ・バ」というむちゃな接触不良は無くなりました。
導通チェック しても大丈夫。
　　※抵抗値の変動があれば音ですぐに分かるんで。

まぁ、一度トラブったスイッチです。
とりあえず非常用の予備品に。

しかしまぁ「大阪魂」。こいつはなかなかやってくれます。

※関連
・2018年8月27日：モノタロウのパーツクリーナ
・2018年8月24日：はじめてのArduino MICRO
・2018年2月22日：ローランド　ミキシングアンプ「VX-55」修理！
・2018年10月22日：タクトスイッチ接触不良
・2011年01月27日：電源スイッチ接触不良 
・2013年06月12日：タクトスイッチ接触不良
・2013年04月26日：照光式タクトスイッチ…接点が死んでました

コテペンの柄、割れてきた・・・

大事に使ってきたコテペン40(もう作っていないんでパーツも含めて入手不可)。
今朝のこと、ハンダ付け作業をしてましたら・・・
コテを手に持った時に突然の違和感。
「くにゃっ」とした感触。
コテの柄を見たら、ひび割れがぁぁ。

もう2本同じものをストックしてあるんですが、お気に入りの
ツールです。
ひび割れに瞬着を流し込んで(百均のじゃなくちょいとエエやつで)
から、「アクリルレジン」で固めちゃいました。

以前にも、
2013年03月05日：コテペン落下→折損→応急修理
てなことがありました。
　　↑これ、まだ生きてます。
　　おもちゃ病院で使ってます。
今回は落としはしていません。
使っていたら、ある時「んんん？　なに？」でした。
ほんと、手になじむハンダゴテを探しとかなあかんです。

・2014年12月06日：半田ごて落下→ヒータ折損

オペアンプとMOS FETを使った定電流回路・・・電子負荷回路・・・

オペアンプとNch MOS FETを組み合わせた吸い込み型の定電流回路は
「電子負荷」などで使われます。
基本はこんな回路。



電流検出抵抗Rs両端の電圧が電流設定制御電圧Vp
と等しくなって、「Vp÷Rs」の一定電流が流れる
という仕掛けです。

基本はこれなんですが、実際の回路だとFETの
ゲート入力容量や制御の遅れで、オペアンプが
発振しちゃいます。

その対策、ざっとこんな具合。

・R1でFETのゲート容量とオペアンプ出力と分離。
・発振止めコンデンサC1が効くようにR2を追加。

R2には電流は流れませんのでVm=Vsで、Isの計算式
は一番上の図と同じ。

ところが、こんな回路↓を見かけるのです。
　　※発端は昔からの仲間でやってるメーリングリスト


R3とR4が追加されています。

まずFETのゲートとGND間に入れるR4から。
制御的には、R4があっても「Vo>Vg」となるだけで、
出力電流の値には影響しません。

これが必要かな？っと考えられること。
(1)オペアンプの電源が0～30Vなどの高電圧で動いて
　　いる時、FETのゲート電圧が過大にならないように
　　するための分圧回路。
(2)電源オフ時にFETのGを安定(抵抗でGNDにつながる
　　ので)させて勝手にオンしないように。

(1)に関して、オペアンプの電源が0～5V、あるいは0～12Vで
動かしているような回路だとまず心配ないですよね。
たいていのパワーMOS FET、Vgsの最大定格は±20Vとか±30V。

問題は(2)。
C-MOSオペアンプだと、電源断で出力段の寄生ダイオード
を通ってGNDレベルになったVddにつながるということで、
ゲートのレベルが安定しそうです。
でも、LM324などのバイポーラオペアンプだとどうでしょか。
ちょっと調べてみる必要があるかな。


次が抵抗R3。
オペアンプの出力と非反転入力に入れてあります。
『なぜこれを入れるの？』っというのが今回の主題。
　　　※結論は入れるな！でっす。
オペアンプを使った増幅回路、よく目にする回路だと(今回の
定電流回路じゃなく)R2とR3でアンプのゲインが決まります。
想像です。
R3が無いと、ゲイン無限大で「コンパレータになってしまうんじゃ」
っと思うのでしょうか？

～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
※豆知識
どんなオペアンプでもちゃんと制御されている時の基本は「Vp=Vm」。
オペアンプ応用回路が生きているか死んでいるかの判断がこれ。
非反転入力と反転入力間の電圧をテスターで計れば一目瞭然。
　　（ただし、飽和してない時、交流信号が入ってない時に）
しかし、実際の修理となれば・・・
Vp≠Vmの時の判断・・・
　・オペアンプが死んでるのか。　・周辺回路の部品がおかしいのか。
そりゃあ、悩みますぜ。
　・フィードバック系に入った抵抗1本でアウト
　・これはダイオード1本で 　OP-AMP回路が動きません
～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

このR3、むちゃ悪さをします。
　　※影響度はR2との比率になるんですが・・・

※基本の考え方。　(R4は無しとしてVo=Vgで)
　　VgはFETがオンしなくちゃならないのでVg>Vs。
　　その差はざっと2～4Vくらい。　(FETの特性によります！)
　　Idが大きくなるとVsも上昇、Vgはそれより上昇。

R3があると、オペアンプの出力から反転入力間の電圧差÷R3だけ
電流がR3とR2に流れます。　　電流値は(Vo-Vm)/R3です。
この電流、R2とRsを通してGNDに流れます。
Vm=VsとしてRsに流れる電流を想定しているのに、Vm>Vsでは
Vpで設定した流れて欲しい電流より小さな電流になってしまいます。

さらにたちの悪いことがあります。
R3が無い本来の制御ループは、FETのVgs電圧に関係なく一定の電流値に
なるようになっています。
しかし、Vgsはデバイス依存。
温度が変わればこの電圧も変化します。
R3を入れたことで、Vgsの変化がR3、R2の電流値変化につながり
それがIs、Idに影響するのです。

例えば、
「ちゃんと1.000Aに設定したのにしばらくしたら
　（発熱してきたら）電流値が変わってしまった」
「VpとIdの関係が日によって変わる」
なんてことも発生します。

もう一つ。
Vpを0Vから徐々に大きくした時の0Vに近い電圧での挙動。
R3が入ったせいで、FETのゲートをオンする前のVo電圧でも
R3・R2・Rsに電流が流れます。
これでもVp=Vmが成り立つので制御はOK。
しかし実際には、FETは駆動されておらず、Idは流れない。
こんな不感帯がVpが0V付近で発生します。

結論：R3は外せ！
です。

でもおそらく・・・

こんな使い方をしてたらR3が有ろうが無かろうが、
ちょっと値が変わろうが関係ないんだろうな・・・
っと。

※参考
・定電流回路の電流検出抵抗を試す
・定電流回路の電流検出抵抗


こんなのを真似してるのかなぁ？
・Diy キット 150 ワット 10A バッテリー容量テスター調整可能な定電流電子負荷放電試験


これもちょっとへん。
・小電流電源の試験に適した定電流負荷
　　　　R13、R14いらんやろ。
　　　　発振止めコンデンサ無しで大丈夫か？
　　　　TL431並列の0.1uF、これも大丈夫か？
　　　　　　　値によっては発振するでぇ。

14pinのAVRマイコン、ATtiny24が動かん！

しょうもないミスをしてしまって、解決まで悩みまくった・・・

試作回路のテスト用ジグの製作。
周波数1kHzで、デューティ0％～99％のパルス波が欲しい
という要求仕様。
設定はロータリーDIP SWが2桁。
使ったのは14ピンのATtiny24で、こんな回路に。

6.4MHzの水晶をクロックを1/64して100kHzを得、
これを1/100して1kHz。
AVRマイコンのタイマー0をFAST PWMモードにして
DSWでの設定00で全区間L～99％のH/L波形を出します。

※ISPのライン、PA4、5、6に入れてある抵抗は
　DSWオン時(GNDにつながる)でもISPできるように。

こんな基板に。
とりあえず、プラケースに入るようにして行方不明に
なりにくく。
この手のテストジグ、裸の基板だと消息不明が多発・・・

ところがです。
・・・プログラムが動いてくれない。
イニシャルはしてくれるのですが、main()の
永久ループに入らない。　なぜ？

AVRマイコン、「C」で書く時はこんなスタイルです。
　　※Arduinoならsetup()とloop()に分かれますが。

// 初期化ルーチン
void ioinit(void)
{
　　あれこれ
}

// main処理
int main(void)
{
　ioinit();　　// 初期化処理を呼び出して
　while(1){ 　　　// 永久ループ
　　　あれこれ　　// メインでの処理★
　}
}

初期化処理までは動くんだけど、★のメイン処理が
動かないという現象が起こったんです。

さらに・・・
テストルーチンをioinit()内に入れこんで、ioinit()
から抜け出ないようにしたら、ちゃんと動くんです。
なぜにwhile(1)で永久ループしない？

この追求に手間取りました。
でも、原因は単純な話。

通常、AVRマイコンの「C」の処理は、
・ステータスレジスタのクリアとスタックポインタの初期化
・内部データの生成
・BSSエリアのクリア
これを自動(ユーザーは意識しなくて良い)で行った後、
main()をサブルーチンコールします。

そして↑の私の書き方だと、main()の中から
ioinit()をサブルーチンコールして、その後に
while(1)の永久ループが回ります。

さて、トラブった原因・・・

この時、コンパイルはATtiny44を想定して行っていました。
ところが・・・
ターゲットの回路に入っていた実際のチップはATtiny24。

同じ14ピンなもんで、チップのマークをちゃんと読まないと
判断できません。

そして、I/Oレジスタまわりの構成は同じです。
だからioinit()は動いて、それなりの動作をし始めた
のです。　（だからややこしかった）

何が問題になったのか・・・
RAMのサイズでした。

小さいプログラムですんで、ROMは小さくても大丈夫。
RAMもほとんど使っていないんで余裕のはずなんですが、
Cコンパイラが設定するスタックポインタがtiny24と
tiny44では異なります。
　　(RAMの最終アドレスを設定する)

コンパイラがtiny44のつもりで設定した場所、tiny24の
ここにはRAMがありません。
だもんで、ioinit()を呼んだ戻り先が喪失してしまい、
プログラムが暴走。
いつまで経ってもwhile(1)のループにたどりつけません。

こんなスカタンな話、生半可にI/O回りが動き始めてたんで、
解決に手間取りました。

※豆知識
AVRマイコンのデータシートを見てもらえれば、ステータスレジスタと
スタックポインタへの処理が、Cコンパイラの「大きなお世話」で
あることが分かるかと。

AVRマイコン、リセット起動で
　・ステータスレジスタはゼロに初期化。
　・スタックポインタはRAMENDに初期化。
されます。

それをCコンパイラで書かれたプログラムがなぞるわけです。
スタックポインタはチップに乗ったRAMサイズに合わせて
自動的にセットされるので、チップのRAMサイズが変わっ
ても（小さくなるチップを使っても）今回のようなサブルーチンの
リターンアドレスが喪失するような事態は発生しません。

アセンブラでプログラムを書くなら、この初期化処理はしません。
リセットによる初期化を信じます。

※制御プログラム：ダウンロード - 1khz_duty.zip