マイコン型導通チェッカーの部品

マイコン型導通チェッカーで使っているタカチの
プラケース「LM-100G」が終息するかもということで、
心配しています。
ケースが手に入らなくなったら、この頒布も終了です。
　　まだ、大丈夫そうなんだけど

今回、とりあえずプリント基板とともに30セット分の
部品を集めているところです。

で、部品の価格ですが、コロナ前(2019年)と
今回のを比較してみました。　　　（税抜きで）

・マイコンATtiny25V　　　　115円 → 224円
・オートゼロアンプMCP6V01　156円 → 304円
・コンパレータMCP6541RT　　　35円 →　54円
・低背ICソケット　　　　　　93円 → 200円
・ケース(LM-100G)　　　　　600円 → 780円

上がっております。

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※ミノムシクリップかバナナジャックか

導通チェッカー、現在はミノムシクリップを使っていますが、
「バナナ･ジャックで」と指定してもらえれば対応いたします。
　　　※ミノムシは無し。プラグとコードも付きません。

このように、マル信無線電機のMK-628を使います。
・2024年1月23日：マイコン型導通チェッカー バナナジャック付を頒布

この頒布はタカチのケース次第です。
電子部品、まぁ、これからも下がることはないでしょう。

ピンセット、危うし！

1980年頃から愛用しているスイス製のピンセット。

昨日の続きで1608サイズの抵抗を基板にハンダ付け
しようしたら・・・
作業台の周りを見渡しても見つからない。
　　定位置に置いてあるはずなんだが・・・
他の工具に紛れたかっと探しても発見できず。
「ひょっとして」っと作業机下の「ゴミ箱」を見たら
入ってました。

昨日の作業のお片付け、何かの拍子にピンセットを
落としてしまったのでしょう。
それがゴミ箱だっという、たいへん危険な状態でした。

今朝の作業でピンセットを探さなかったら次の
ゴミ出し日(土曜)に出していたでしょうから・・・
良かった良かった。

手に馴染んだ工具類、それらが無くなるとたいへんです。

・2010年02月13日：ピンセット
・2019年10月24日：くっついたらイヤっ！　着磁した安物ピンセット
・2011年12月15日：百均ピンセット4種類

EEPROMを使ったシリアル受信バッファ 512kバイトに増設

 備忘録として。

まだ、まとめの途中ですが「シリアルデータ記録装置」の
メモリーを512kバイトに拡張する作業を進めてます。
　　※回路図とスケッチはちょい待って。





・2020年3月16日：シリアルデータ記録装置を
・2020年3月17日：ICの2段重ねで容量アップ
・2020年3月20日：256kBシリアルデータ記録回路とりあえず完成

もともとは128kバイトのEEPROM、24LC1025 。
これを2段重ねにして256kバイトにして使っていたの
ですが、さらに重ねて「四重」に。
　　(二重×2)
そうしたら512kバイトに。

記録するデータはゆっくりと9600BPSで受け
ているのですが、取り込んだデータを吐き出す
時は「早いほうが良いぞ」ということで、
送出を115.2kBPSにスピードアップしたら
どうだという改造(ソフト的な)をしてみたのです。

SDカードへを使ってのシリアルデータの取り込み
だと、データの取り出し速度は取り込み装置とは
別のものとして切り離せます。
しかし、今回のツールでは、自分が持つメモリー
へ書き込んだデータを取り出すには、シリアル通信しか
出口がありません。
ということで、「早よせんかい！」の罵声には通信速度の
アップしか方法がないのです。
で、あれこれ試している途中なのです。

※あれこれ
・書き込みはすでにページ書き込みを実現して
　いるので、取りこぼしはない。
　　　ターゲット装置との兼ね合いで、受け速度
　　　は9600BPSのままゆっくりで。
・取り込んだデータの吐き出しを115.2kBPSに
　スピードアップしようとすると、EEPROMの読み
　出し速度が問題に。
　1バイト単位での読み出しだと遅いのだ。
・スピードアップにはページ読み出しでバッファリング
　しながら送出ということになるのだが、Arduinoの
　ライブラリの制限でまとまりは30バイトが最大。
　　　(書き込みも同じ)
・それでも、1バイト単位での読み出しより早い。

EEPROMのページ書き込み、ページ読み出し手順の
の参考になるかと。

まず、回路図。

2段重ねの24LC1025(24FC1025)を2ブロック。
これで512kバイトで、24LC1025が使えるアドレス範囲
0x00000～07FFFFを使い切りました。

その制御スケッチ。(元がArduino UNO R3)ですんで)
　　　　ダウンロード - rxbff3a.txt

ファイル名を".ino"から".txt"に変えていますんで、
そのままエディタで読めるはず。

※改良点
・JP1をonすると、取り込んだシリアルデータを出力する
　ときの通信速度を115.2kBPSにして、12倍にスピードアップ。
　　　データ取り込み時の速度は9600BPSのまま。

・EEPROMのアクセス、ライブラリ(twi wire)を使わず、
　オリジナルのルーチンに。
　　　割り込みでの処理がないのですっきり。

・EEPROMをページアクセスするためのバッファも
　その大きさを自由にできちゃう。
　　　元のは30バイトまでという制限があった。

※参考にしてもらいたいところ

・EEPROMの書き込み、多くのサンプルプログラムが
　　　書いて → 待つ(時間で5msあるいは「ACKポーリング」で)
　をしています。
　　　これだと、書いた後は、何もできないのでもったいない。
　時間待ちは変わりませんが、
　　　待って → 書く、あるいは読む
　にしています。
　書き込みの完了でタイマーをセット。
　　　割り込みでダウンカウント。
　次に読み書きする時はそのタイムアップをチェックします。
　書き込み後、すぐ別の処理ができますんで、時間待ちの
　無駄が無くせます。
　　　今回のだとシリアルデータの受信処理を
　　　この5ms間も継続実行してます。

・ページをまたいだEEPROMの読み書きも、見てもらい
　ところです。
　多くのサンプルプログラムが、ページの境界を知らん
　ふりしています。
　24LC1025(24FC1025)の場合、ページは128バイト。
　連続していれば、1アクションで書き込み出来ます。
　しかし、書き込みバイト数に対して、アドレスが128バイトの
　境界で分断してしまうと、先と後の2回に分けて書き込み
　しなくてはなりません。
　例えば・・・
　　　先頭アドレス0x01234から100バイト(0x64)書きたい。
　　　アドレス0x01280がページの境界。
　　　0x01234～0x0127F と0x01280～0x1297の2回に
　　　分けて処理しなければならない。

　　　また、読み出しでは64kバイトごとの境界も関係して
　　　きます。
　　　ページ数の128バイトに関係なく連続して読み出しで
　　　きますが、16bitのアドレスを越えて読み出しすると、
　　　同じブロックの先頭に戻ってしまいうので、書き込み
　　　と同じように分割しての処理を考えなければなりません。

　お手軽に大容量メモリーが使えるのですが、
　　　「こんな処理で応用できるんかいな」
　っというサンプルが目に付いちゃいます。

・ライブラリ、wireとtwiを使わないようにしたら
　すいぶんと使用メモリーが減りました。
　　ROMが7094バイトが4710バイトになって2384バイトの減
　　RAMが1032バイトが888バイトになって144バイトの減
　　　　(読み書きバッファを68バイト増やしてるのに)

※関連
・2021年11月26日：EEPROM、 2kバイトと4kバイトの間には壁がある　(24LC16で)
・2024年4月12日：I2C液晶のアクセス、割り込みで処理しないようにすると
・2021年7月2日：秋月の液晶表示器 ACM0802C-NLW-BBW-IIC、I2Cのプルアップ抵抗
・2021年11月27日：EEPROM I2Cのクロックを早くすると・・・

充電器用AC100V電源電流モニター回路

AC100Vにつながる20W程度の負荷の電流を
表示するために作った回路です。

急速充電器、「充電が終わったよランプ」は
付いていますが、
　・充電が終わったはず(ランプが消えるのか点くのか
　　まちまち)なのに、まだ補充電してるやん。
ということが起こります。

充電器を改造せずにこの状態をチェックするには、
　「充電器が消費するAC100Vの電流を見る」
のがてっとり早いかっと作ったのがこれ。

Arduinoに出会う前、2007年に製作。
「H8/3664」を使ってます。
　　※Arduinoとの出会いは2012年。
・2007年03月16日：電流モニター

「1:800」のCTで電流を拾い、RMS-DC変換ICで直流に。
それをマイコンで取り込んで液晶に表示という仕掛けです。
　　※交流電流計で良いんですが、電流変化を記録
　　　できれば面白いかなぁっと思ったのです。

これ↓を作ったのも似たような時期。
　　・2009年03月08日：充電器BQ-390の中身
　　・BQ-390の充電時間表示回路

その後は お手軽電力計 を使うことが多くなり、
この電流モニターを引っ張り出してくることは
無くなっていました。
ひさしぶりの登場です。

もっと昔は、
　　・2006年08月13日：高容量ニッ水電池の不調
「日置のハイコーダ」を使って、充電器の電源電流変化を
見ていました。
これが、
　　・2024年7月2日：ひさしぶりのバージョンアップ：チャートレコーダ
につながります。
　　・2014年03月11日：「プリンタシールドでチャートレコーダ」、これがしたかった

※バックアップがわりにソースファイル(圧縮)
　　・ダウンロード - pwrmon3.zip
　　　　ルネサスのHEWでプログラム

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。

アナログ計器

今夜のガレージ、「アナログ計器」の話があれこれと。

秋月のI2C接続液晶 AQM1602XAを基板に直付け

SDAとSCLの２線でつなげる液晶モージュールが
なかなか便利です。
先日来使っているのが16文字x2行のこれ。
　　AQM1602XA-RN-GBW
液晶の足は1.27mmピッチで一直線。
　　AE-AQM1602A(KIT)
これになると2.54mmピッチへの変換基板が付属しています。
内部昇圧回路のコンデンサが付いているので、
主回路への接続は、+電源・GND・SDA・SCLの４本だけ。

ところが、この基板を使うと、液晶を基板に貼り付けるのに
　　上に出っぱる
　　厚くなる(基板そのものは1.2mm厚)
と、使い勝手がよくありません。



そこで、こんなつなぎをしています。
足を曲げて外に膨らませ、2.54mmピッチの
ユニバーサル基板にハンダしちゃうのです。


ちょい拡大


コンデンサの取り付けは基板の裏(パターン側)で。


液晶板と基板の間にはスポンジタイプの両面テープ。
全面に貼ると剥がすとき大ごとになりそうなんで、
両端にちょっとだけ。

この液晶を使い、Arduino UNO R3(のチップで)こんなツールを
作っています。


二つともデジタルで周波数を設定できる2相パルス発生回路
です。
90度位相差のあるA相B相パルスを出力します。
CW/CCWとカウント方向を変えられます。

下のは 「fclk / n16」でATmega328の16bitタイマー、
アウトプットコンペアで分周する方式。
周波数を設定できる範囲は0.1Hz～9990.0Hz。
　　　1/nですんで周波数が高くなると
　　　ちょいと誤差が出ます。

割り込みの時間に余裕があったんで、パルス数を
指定して「何発出せ」をできるようにしてみました。
　　ロータリーエンコーダを回して周波数とパルス数を指定。
　　CWあるいはCCWスイッチを押すとパルスを出力。
　　設定数出したらSTOP。
2相パルスとして使わなくて、
　　「何発かのパルスが欲しい」
ときに便利。
　　お手軽ツールで、これってなかなか無いんじゃ
　　なかろうか。

上のはDDS方式で、0.01Hz単位で周波数を設定できます。
0.10Hz～9999.99Hz。
こっちは STOP・CW・CCWの操作だけ。

基準カウントクロックが80kHzで、16MHzクロックの
ATmega328にはなかなか重い仕事です。

80kHz=12.5μ秒で割り込みをかけてDDS処理。
タイマー1のコンペアマッチで2相パルスを出力します。
ポートを叩いてH/Lを出力するんじゃないので、ジッターは
ありません。　　(DDSに起因するジッタはある)
　　80kHzで割り込み。
　　DDSのための32bit加算
　　次のコンペマッチで出力するA相B相を決定。
これを繰り返します。

※関連記事
・2024年6月2日：秋月電子通商のI2C接続液晶表示器
・2021年7月2日：秋月の液晶表示器 ACM0802C-NLW-BBW-IIC、I2Cのプルアップ抵抗
・2022年7月18日：秋月電子16文字x2行のI2Cインターフェース液晶AQM1602Y
・2024年9月12日：液晶表示：CG-RAMの表示がちょいと違う

※重要　液晶へのI2CアクセスとTWI割り込みを切り離せたから
　　　　高速割り込みが安定してできるようになったのです。
・2024年4月3日：超低速2相パルス発生回路・ケース入れ
・2024年4月7日：I2C液晶のアクセス、割り込み処理で遅れる原因らしきもの
・2024年4月12日：I2C液晶のアクセス、割り込みで処理しないようにすると


※２相パルスあれこれ
・2024年4月26日：治具作りは面白い：2相パルスの発生
・2014年07月01日：高速2相パルス発生回路
・2018年5月25日：アナログ入力で2相パルスの周波数と正転逆転を制御する発振器

※2相パルス発生回路 回路図


・2022年8月24日：パルスジェネレータを作ってみた：箱に入れた
これの出力はデューティ可変できますが
「パルスを何発欲しい」には対応していません。
設定も「周期」で、「周波数」として合わせたい時は
ちょいと不便。
「全部入り」を作ろうとすると、Ardino UNO-R3ベースでは
だいぶとチカラ不足。

いずれも、電源や表示器以外は、
　　ATmega328Pの中に入っている機能だけ
で実現していますんで、
「こんだけできるんやで」と褒めてやりたいところ
です。

※案
DDS方式の２相パルス発生器、割り込みの中では
処理時間の制限でもうなにもできませんが、
「外(main loop)」ではあれこれできそうです。
例えば、周波数を振らす。
　　何Hzから何Hzまで、何秒かけて周波数をup/down。
てな処理です。
DDS加算している値を変えると周波数が変わります。
　　割り込みでの処理時間は同じ。
設定メニューを出してあれこれでしょう。
　　SW4を付けとけば良かった。

「導通チェッカー」から「配線チェッカー」へ

先日来、こんなプロジェクトが進行。
きっかけは 東大阪市の関西電機工業 さんからのhelp。

　　製造しているキュービクルの配線をチェックしたい。
　　配線にトランスが入っていると直流的には導通と同じで、
　　普通の導通チェッカー(BZM3を買ってもらった)では判別
　　できないので、なんとかならないか・・・

　　ホロホロブザーを使っていたが、今はもう手に入らない。
　　　　ホロホロブザーはトランスを判断できるんです。
　　　　抵抗だけでなくインダクタンスがあると音色に
　　　　変化が出ます。

で、検出回路をあれこれと。

・こんなのできたよ：
　　トランスが入った回路の導通チェッカー。
　　　　　配線チェッカーと呼ぶ方が良いかも。
　　今のマイコン型導通チェッカーは、
　　「電子回路の配線チェック用」でしたが、今回のは
　　「配電盤の配線チェック」に特化しました。

・検出電流を交流にしました。
　　　トランスを介した配線のように、線路のインピーダンスが
　　　高ければ導通なしと判断します。
　　　配線がダイレクトにつながっているときだけ導通あり
　　　として、ブザーが鳴ります。
　　　　　コンデンサが入った回路だと導通ありとミスするの
　　　　　で、直流方式の判定回路も残してあって切り替え
　　　　　できます。
　　　直流抵抗がほぼゼロの100kVA・6600V：200Vトランスや
　　　6V・1A出力のトランスコイルを介したつながりが判断で
　　　きます。

こんな回路　（クリックで拡大↓）

・電池電圧3Vで1kHz(～5kHz)の方形波を出し、電流検出抵抗
　150Ωでの電圧ドロップを増幅・整流して導通を判断します。
　　　短絡で20mAという電流になります。

・大きな制御盤だと、あっちとこっちの配線を見るのに、
　接続用のリード線をチェッカーから伸ばさなくてはなりません。
　　　場合によったら数メートル。
　その接続用リード線の抵抗を補正するため、検出レベル調整
　用の「ボリューム」を設けました。
　　　怪しい接続状態を知らせるための「断続報知」機能も
　　　あって、これも調整できます。
　針式テスターのゼロオーム調整のイメージです。

・欠点として・・・保護回路が入っていません。
　通電中の回路に触れると、電圧にもよりますが・・・壊れます。

・可動鉄片型交流電流計(CTの先につなぐ5A計)の微少な
　インダクタンスでも判別できるよう、出力方形波の周波数を
　5kHzまで上げられるようにしました。
　　　当初は1kHzだったのを設定できるように。

・オペアンプを両電源で使っているのは、当初、
　同期検波回路でリアクタンスを判別しようとしたから。
　でも、回路規模が大きくなってしまい断念。
　　　　LCRメータが作れるぞ！に。
　単純な増幅整流回路も両電源のほうが楽だし、あれこれ
　実験してた残りで、マイナス電源が残りました。

・クリップ短絡で電源オン。
　チェックをせず3分放置で自動電源オフという便利な
　機能はBZM3を引き継いでいます。
　　　最初は1分でしたが、盤の裏に回り込んでチェックする
　　　端子を探していたら1分では不足だ(怒)っと3分に。

詳細は
・KANSAI DENKI AI & IoT 2024-09-12：配線チェッカー（新ホロホロブザー）

※関連
・電子回路の導通チェックに！　マイコン型導通チェッカー組み立てキット

・2012年02月11日：導通チェッカーの検出抵抗値を下げたい
　　　↑トランスの話が出てきます

※参考
配線チェックしようとしている盤には、慣れ親しんだ
電子回路の設計では見たことのない回路記号が出てき
ます。



使う「単位」が違う(桁がぁぁ)。
　　触ったら死にます。

丸二つに△とＹの記号は三相のトランス。
　　電圧が6600V：420V。　容量が500kVA。


※追記 (09-22)

単相の交流電流を計るならCTは一つ。

トラ技2024年10月号に「加熱完了報知回路」
この時は又裂きした延長コードの片側にCTを入れて
フライヤの電流を見ました。

交流ですので極性はなし。
CTの端子、電流計の端子を入れ換えても値は同じ。

三相交流だとこんなつなぎ。

RST各相にCTを入れて、それぞれに電流計を
つないでいます。
でも、これだともったいない。

CT二つで、各相の電流を計る手法がこれ。

120°位相の三相交流だからできる芸当。
この時は位相が絡むので、CTの二次巻線の出口は
ちゃんと向きを確認してつながなくてはなりません。

実際の配線図ではこんなふうに描かれています。

電流計を一つにして「AS：交流電流計用切替スイッチ」で
RST相のうちの一つだけを選び、読み取ります。

電圧計での相選択は2極を普通に切り替えるので分かり
やすいのですが、CTの出力を切り替える場合、
　　　オープンにしたら高電圧が出るので
　　　オープンにしちゃダメ。
という制限があります。

どんなふうに切り替えるのか・・・
　　中村電機製作所 交流電流計用切替スイッチ SP-A
この説明書がわかりやすいでしょうか。

巧妙な接点が使われています。
簡単に描き直してみました。
 
左方向へ回すと
　　OFF　R相　S相　T相　OFF
と切り替えが進みます。
OFFの位置では二つのCT出力を両方とも短絡するのが
分かります。
R相の読み取りではT相側を短絡。
T相の読み取りではR相側を短絡。
　　読み取らない方のCTは短絡状態に
　　なるよう、ほんと、うまいこと切り替え。
S相はR相とT相をつないで、そこからの流れ
(三相のベクトルだぁ)を読み取ります。

さて、これがCTの先につなぐ5A可動鉄片型交流電流計。

こんな記号。

そして、使うCTの定格も記されています。

CTの一次側に500A流れたら電流計に5A流れて、
メータ指針が500のところにきます。

目盛板を外すと、こんなコイルと指針機構が見えます。


直流抵抗ざっと0.03Ω。
インダクタンスがおよそ16μH。　(私とこの計器で)
このメータを介しての「つなぎを判断できれば」という
要望だったわけです。
直流では無理。
5kHzだと0.5Ωくらいのインピーダンスになり、なんとか
判別できるかというところまで追い込めました。

40年前の「HAKKO DASH」

昔のカタログ、「いつかいるかもしれん」と
残していましたが、「こりゃいらんわな」っと
いうのはどんどん処分しています。

そんな中、捨てられないのが「岡本無線」の
総合カタログ。
1984年のと1992年のを残しています。



掲載メーカーのマーク一覧。


　　※本になっているので、そのものズバリの
　　　検索ではなく、パラパラめくりが今でも
　　　役に立ちます。

で、目に入ったのが「白光金属工業」のページ。

先日来、HAKKOダッシュ(15W)の温度を上げたい
とあれこれ試行錯誤していましたが、40年前の
同名ハンダゴテには「15W」品に加えて「20W」
がラインナップされていることが分かりました。

15W、20W、25Wと3種類。
25W品はちょっと大きくなる。


現行の15Wではちょいとパワー不足。
現行品にも20Wのヒータを入れてもらいたいところです。

　　※このコテ、自宅に置いてあるかも。
　　　探してみますわ。

・2023年8月12日：データシートが見つからない！シャープのSSR「S201DD2」
・2021年10月4日：どこの半固定抵抗だろう？
でも、このカタログが役立っています。

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