「漆谷正義」さんとむちゃ接近遭遇していた

2023年5月6日：オペアンプ NJU7062の駆動能力を見る
の記事の中で紹介した「NJU7062」の応用例、
トランジスタ技術2023年6月号 の
「どっち向きもOK！USB Type-C電圧・電流モニタ」
の著者「漆谷正義」さんをトラ技の目次で検索すると、
私とえらいまぁ接近遭遇しているのが判明しました。

#1 2005年10月
2相パルス発生器,My tools！〈第6回〉,連載,292,1,下間 憲行
ステッピング・モータを使った風力発電機の製作,自然エネルギーの活用にチャレンジ〈第3回〉より大きな電力を取り出すためのTRY,連載,203,6,漆谷 正義

#2 2005年1月
やってはいけない! アナログ回路設計,知らないといつまでたっても性能が出せない,特集,147,17,漆谷 正義/下間 憲行/木島 久男/小宮 浩/鈴木 憲次/浜田 智/国分 太郎

#3 2005年6月
同じ型名なのに内部回路が違う！?,失敗は成功の母〈第3回〉,連載,264,2,下間 憲行
電子回路の性能は配線で決まる,本誌4月号の付録マイコン基板で実験！,特集,108,4,漆谷 正義

#4 2005年9月
ON/OFF機能付きの1～2A出力定電流回路,トラ技サーキット・ライブラリ〈第9回〉,連載,268,4,下間 憲行
充電コントローラの製作,自然エネルギーの活用にチャレンジ〈第2回〉発電機からのエネルギーをフル活用する,製作,199,6,漆谷 正義

#5 2006年月
低抵抗値測定用アダプタ,My tools！〈第10回〉,連載,276,1,下間 憲行
ペルトン水車で水道から電気を作る,自然エネルギーの活用にチャレンジ〈第7回〉 水回りの照明や水位警報器に使える,連載,189,6,漆谷 正義

#6 2007年10月
調光機能付きLEDドライバの製作,AC100Vで白色LED20個を点灯,特集,143,4,下間 憲行
ハイ・パワー/高輝度LED駆動ICの一例,Appendix,特集,147,2,漆谷 正義

#7 2007年5月
部品の摩り替えでトラブル,失敗は成功の母〈第23回〉,連載,274,2,下間 憲行
評価と測定のコモンセンス,開発した回路の性能や機能を正しく評価する,特集,175,10,漆谷 正義

#8 2007年8月
きもだめし用怪音&怪光発生装置の製作,サマー・キャンプに最適!,一般,218,5,下間 憲行
簡易カラー・メータの製作,外付け回路不要のカラー・センサ・モジュールを使った,一般,206,6,漆谷 正義

#9 2010年12月
発電/蓄電/節電/照明デバイスほか,発電デバイスのエネルギの大きさからバッテリの蓄電容量まで,特集,122,18,石井 聡/漆谷 正義/篠塚 政彦/下間 憲行/鈴木 正太郎/堀米 毅/宮崎 仁

#10 2010年2月
研究!ニッケル水素電池の耐久テスト,Appendix1 繰り返し回数が多く放電時間が長いほどダメになる,特集,89,5,下間 憲行
真冬に2日で発芽!LED照明を使った育苗器,エコ時代の自然エネルギ活用日記〈第1回〉,短期連載,163,6,漆谷 正義

#11 2010年6月
バッテリの破壊を防ぐ過放電防止回路,専用電源の追加が不要でシンプル,一般,222,2,下間 憲行
LEDメッセージ・パネル付き水車発電機,エコ時代の自然エネルギ活用日記〈第5回〉,短期連載,185,6,漆谷 正義

#12 2010年7月
ハンディ方形波発生器の製作,くるくる回して楽ちん設定!,一般,193,3,下間 憲行
電源投入と基本動作OK/NGのチェック,評価検討前に確認が必要な測定ポイントと検査項目,特集,116,7,漆谷 正義

#13 2012年3月
第6実験ベンチ 特性変化を自動測定!リピート・テスト・アシスタント,ON/OFFと測定をひたすら繰り返してくれる,特集,102,8,下間 憲行
明るさ検出器の製作実験,撮影感覚でお手軽測定! 輝度分布も取れちゃう,特集,81,6,漆谷 正義

そして、最新号でも接近遭遇していますんで、
発見できただけで14冊。

オペアンプ NJU7062の駆動能力を見る

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
ここでの、小型サーボを使っての駆動実験は失敗。
この波形発生(sin波)に使ったのが
　　　日清紡マイクロデバイスのNJU7062
秋月扱いで80円。
3～16V電源で低オフセットだし、あれこれ工作に使えるか
と思ったのですが、思わぬ落とし穴が報告されています。
　　・オペアンプNJU7062を使うのは難しい：釣り師のつれづれ日記

なにがアウトなのか・・・出力電流が取れないのです。
　　・アンプを構成したとき、帰還抵抗の値を小さく
　　　できない。
　　・負荷抵抗が小さいと欲しい出力電圧が出てこない。
と、出力の駆動能力が弱いと、何かと制限が出てきます。

それを確かめてみました。　検証に使った回路は
　　・単電源オペアンプの入出力特性を調べる
　　　　※この時は「無負荷」でしか調べていません。

そこで、今回は
　　LMC6482　　・・・　秋月での扱い停止
　　MCP6022　　・・・　低オフセット品
　　そしてNJU7062。
この３つのオペアンプの出力に
　・GND側に負荷抵抗を入れる。
　・電源(+5V)側に負荷抵抗を入れる。(プルアップ)
と、負荷抵抗をつないだ時の挙動を調べてみました。

まずはLMC6482とMCP6022。
　　　（クリックで拡大↓）

両方とも安心して使えるレベルです。
　　※オフセット電圧が小さいので、黄色線：入力と
　　　緑色線：出力がほとんど重なっています。

そしてNJU7062

GND側に入れた負荷抵抗、抵抗値が小さくなると
出力レベルがずずずずっと下がってしまい、
　　「こりゃあかんわ」
状態に。
　　33kΩはなんとか。
　　10kΩになるともうあかん。
　　※抵抗をプルアップするように入れた時、
　　　つまりLに引っ張るほうはまだましですが。

NJU7062を使う時は、この特性に注意が必要です。

※追記
11倍の非反転アンプを組んで、帰還抵抗の値を
変えて出力の様子を比較してみました。

A1は10k・100kで。　A2は1k・10kで11倍増幅。
試したのはLMC6482とLM358、そしてNJU7062。

こんな結果です。


LMC6482は頑張ってフルスイング。
LM358は、1k・10kでも10k・100kでも
およそ3.7Vで頭打ちに。
NJU7062は1k・10kだと、2.2Vくらいで
飽和しちゃいます。


※さらに追記
　　・トランジスタ技術2023年6月号
10日発売ですが、年間購読している人には
ゴールデンウィーク中に届いているかと。

今号の特集「作る！わかる！USB Type-C＆電源」
この第2章に
　「どっち向きもOK！USB Type-C電圧・電流モニタ」
という製作記事があります。
この中でNJU7062にが使われていました。

ハイサイド側に入れた電流検出抵抗(0.1Ω)の
電圧ドロップをNJU7062を使った差動アンプ
で10倍増幅して1Aで1Vを得ようという目論見です。

こんな回路。


差動アンプを構成する4本の抵抗は「1k・10k」の
組み合わせです。
　　「ちょっと重いんじゃないか？」
と、「10k・100k」のと比較してみました。

オペアンプの電源は非反転入力側電圧と同じ
になるので、反転入力側の電圧をちょっとだけ
下降させます。

 
電流が流れるか流れないかの、出力「0V」付近
が問題になるので拡大して観察します。

1k・10kの抵抗だと30mVほどの残留電圧が見えます。
10k・100kだとそれが2mVほどに。
30mVということは測定電流値は約30mA。
基準電圧5Vで10bit分解能のArduino UNOでの
測定ということですので、30mVは6/1024。
0.6%ほどの不感帯が生じることになります。

　　※このトラ技には私の記事も。
　　　トラ技Jr.コーナ
　　　 回路の通電確認に便利な0.1mA精度
　　　USB接続電流計の製作
　　　　※タイトルにUSBという文字が
　　　　　入っちゃいましたが、USBとは
　　　　　直接の関係はありません。

トラ技Jr.のレールスプリッタ回路

トラ技Jr. 2023年春号 に絡んで、「トラ技Jr.」の
バックナンバーを引っ張り出してきて眺めていたら
「レールスプリッタ回路」を発見！

トラ技Jr.2018年秋 通巻35号

こんなレールスプリッタが記されていました。

説明文には
　　小容量のアルミ電解コンデンサは1Ω近い
　　ESRがあるので、汎用OPアンプとの組み合
　　わせなら通常は発振しない。
　　導電性高分子/セラミックなどの低ERコンデンサ
　　は使用できない。

著者は「松村 南」さん。
　　トラ技の目次を検索すると、1990年～2000年に
　　オーディオやビデオ関連の記事を書かれています。

基準電圧IC TL431 のデータシートを見ると、並列に
入れるコンデンサの値によっては「不安定になるぞ」っ
という注意書きがあります。　(安定動作条件のグラフ)

昔からこのグラフが気になってしかたがないのです。
実際に確かめたことはありませんが、パスコンとして
よく使う0.1uFあたりがいちばん怖そうに描かれています。

値を大きくすると安定するように記されていますが、
電源オン時の起動が遅れ、それが他に影響するかも
しれません。
結局、「発振が怖いから無くても良い」に落ち着き
ます。

こんなことも。
良かれと思って付けたコンデンサが・・・

「通常は発振しない」という文言ではなく、逆に発振する
条件(OPアンプ名とコンデンサの種類、値と負荷の具合)を
提示して欲しいところです。

トラ技Jr. 2023年春号

「学生＆新人エンジニアのための」ということで、
学校や25歳以下の新人エンジニアさんに無料で
配布されている冊子です。
　　※巻末には配布先の学校名が記されています。

で、この号に「ほどよし高精度アンプAD620」という
タイトルで私の記事(私の部品箱：2021年11月号)が
再掲されました。
　　　※再掲、ありがたや、ありがたや。
　　　　AD620より60Hzノッチフィルタの効きの
　　　　ほうに目が行くかもの記事です。

他の筆者さんの記事を見てますと・・・
ちょっと気になるぞ！　というのがこれ。
「屈伸体操の号令をかけるホイッスル装置の製作」
というタイトルで、トラ技本誌2023年3月号の記事が
元になっています。
まず、3月号の回路図。

それが、トラ技Jr.ではこのように。

「リレーのサージ吸収ダイオードを入れて
　おいたほうが良い」と追記。

しかしまだ気になる点が・・・

(a) このダイオードは要るの？
　　無いとどうなる？
　　入れると余計ややこしい。
　　　　オフ時(555の出力がL)にベースが浮く？
　　　　誘導を拾っちゃうかも？

(b) LED点滅処理IC OS1CDY3A010を調べると
　　電源電圧の最大が5V。
　　　　秋月：ＬＥＤ点滅駆動ＩＣ
　　回路の電源は電池4本で最大6V。
　　ちょっとぉう。

(c) 「BZ」と記号はあるけれど、これは何？
　　本文には「電子ブザーの断続に使う」っと記されてますが、
　　ブザーの型番が不明。
　　　・圧電発音体
　　　・マグネチック発音体
　　　・発振回路内蔵電子ブザー
　　手持ちが無いなら、どれを買えば？

　　OS1CDY3A010のデータを見ると、
　　　　Working Current:IF=20mA
　　　　Duty Cycle 20%
　　という数字が出ていて、どうやらLEDを高速点滅させて
　　電流制御しているような気配。
　　　　点滅周期は型番で1Hz～6.8Hzを選択。
　　これで電子ブザー(どのタイプ？)を鳴らすというのは
　　正常な使い方なの？
　　OS1CDY3A010は持っていないので、追試できずです。

トランジスタ技術2023年5月号 PICマイコンの話

トランジスタ技術2023年5月号に付録の「エンジニア手帳2023」。
これなかなかエエです。
2022年版が207ページだったのが223ページに増量しています。

で、今号の特集の中に出てきたPICマイコンの話。
目次p.81のAppendex5
「根強い人気！PICマイコン・セレクション・ガイド」
として「PIC16F18857」を薦めておられます。



p.85では、
　●脱・Arduinoにも最適解
　　・・・PIC16F18857は、ATmega328Pと同じ28ピンの
　　パッケージで動作速度が速く、周辺機能が豊富な
　　点や、扱いやすさにクセがないため非常におすすめ
　　できるマイコンです。・・・
との感想を記されています。

しかし・・・　ちょっと待て！

・PIC16F18857もしょせんはPIC16Fアーキテクチャ。
・スタックは16レベルしか無い。
・PUSH/POP命令も無い。
・クロックは32MHzだけど1命令4クロックなんで
　実質は8MHz動作。
・I/OレジスタやRAMはバンクでの切り替えが必須。
・1バンクあたりのRAMは80バイト区切り。
　　RAMそのものの容量が増えても、それをアクセス
　　する手間がぁ。

C言語を使えば、これらを気にせずに処理できる
(かもしれないけれど)のでしょうが、アセンブラで
書いて面倒なチップはやはりダメ。

いくら周辺I/O機能が充実しても、チップの命令体系
は昔の「16F84」のままです。
Arduino UNOのATmega328Pもクセがありますが、
PIC16Fとは頭脳の構造が違います。

PIC18Fになると、PUSH/POP命令が使えます。
でも、スタックは31レベルだけ。
「ちょっとなぁ」です。

トラ技の目次検索 『サーミスタ』

サーミスタでの温度測定に役立ちそうなトラ技の目次検索結果です。
「※」の行が私のコメント。
～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
●1982,7,サーミスタ温度センサの応用,,特集,244,10,土屋憲司
　※実温度との校正手法。
　　区間B定数を計算してその値を表に。

●1986,6,サーミスタと温度計,センサ回路設計ノート,連載,423,10,土屋憲司
　※サーミスタに関する3つの基本公式の解説。
　　温度,抵抗,B定数。

●1988,3,センサ回路の設計,白金測温抵抗体/サーミスタを効果的に使うために,特集,408,13,上窪 兼/土屋憲司
　※サーミスタの抵抗変化を周波数に変換する回路。

●1993,7,温度センサの基本的な使い方,基本的な温度センサ ～サーミスタ，白金測温抵抗体，熱電対～,特集,228,16,松井邦彦
　※熱放散定数,熱時定数の解説。

●1993,7,サーミスタの使い方と温度コントローラの設計法,サーミスタの使い方から安全な回路の構成法まで,特集,278,10,土屋憲司
　※温度コントローラへの応用。
　　1988年3月号の周波数に変換回路が再登場。

●2003,1,抵抗1本でリニアライズし電圧から温度を直読できる！　サーミスタ室温計の製作,作りながら学ぶ初めてのセンサ回路<第1回>,連載,115,6,島田 義人
　※103ATを使ったアナログ出力温度計回路。
　　リニアライズの方法,

●2003,12,温度センサとセンサICの実用知識,熱電対，測温抵抗体，測温用サーミスタ，ワンチップ温度センサICなど,特集,143,16,小川 実吉/幾島 康夫
　※温度測定ICの一覧。

●2004,7,無調整多点温度計の製作,本誌4月号付録マイコン基板とサーミスタを使った,一般,253,7,北野 優
　※H8/3694マイコンのADCで4ch入力,
　　103AT,103JTサーミスタを使用。
　　エクセルでデータテーブルを作る。
　　　　液晶モジュールをR/W制御有の
　　　　4bitモードで使いながら
　　　　DB0～3をGNDにしてる。

●2004,11,センサ・インターフェースの設計,C言語/OS/ICEを使って最先端の開発にチャレンジ 新世紀 マイコン教室〈第6回〉,連載,273,7,北野 優/中林 歩
　※リニアライズの方法。
　　エクセルで折れ線近似。
　　回帰分析による手法。

●2009,2,乾電池動作のサーミスタ方式風速計,ノイズ対策のフィルタにDSP機能を活用する,一般,246,8,高野 慶一
　※2つのサーミスタ(測温用と加熱用)の温度差から風速を推定

●2009,12,サーミスタ活用のコモンセンス,マイコンと組み合わせ使いやすさ向上,一般,176,4,野尻 俊幸
　※サーミスタの一般的な話。
　　電子体温計への応用(ブロック図的解説)。

●2012,7,高精度NTCサーミスタ NCP15XH103F03RC,私の部品箱〈8〉 温度モニタや温度特性の補正に便利! 20年以上愛用,連載,222,1,細田 隆之
　※A-D入力回路例。

●2012,1,アナログ2 ： 計測＆センサ,誤差やICの取り扱いでエライ目に遭ったベテランのひと言,特集,82,12,荒木 邦彌/石井 聡/鈴木 正俊/中 幸政/星 聡
　※3-6 抵抗分圧比をA-D変換するときの基準電圧ICは無駄使い。
　　Vref電圧に関係なくサーミスタの抵抗を測定。
　　A-Dコンバータの出力コードが1LSB変化するときの
　　温度変化量のグラフ。
　　　　　(2^N - 1)と間違った式が記されている。

●2015,5,高感度温度センサ「サーミスタ」,研究室で役に立つ！センサ応用回路集〈2〉,連載,163,6,松井 邦彦
　※誤差を生む自己加熱,熱時定数,公称値のばらつきを解説。

●2020,7,,入門19 サーミスタを利用した温度計測,特集,62,2,小川 敦
　※簡易リニアライズの方法とその結果。

～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
※1982年7月号
この記事に載っていた「区間B定数を算出」する
という考え方が面白かった。
「温度・抵抗値表が神様」という温度算出方法に
つながる。
温度・抵抗値表を、計ったサーミスタの抵抗値で
スキャンし、そこから区間B定数を算出。
温度範囲の狭いB定数を使うことで温度計算の
精度が向上。
一般記事で解説されている25℃～85℃という
広い温度範囲(60℃)ではなく、B定数算出の
温度範囲を狭くすることで、ずいぶん誤差が
減らせる。

・2021年8月4日:103JTサーミスタ対応温度計 ArduinoとLTC2460を使って

トラ技の目次で「Arduino」を検索すると

Arduino初体験 が2012年12月。
　　「1023 vs 1024」問題 を知るのはずっとあと。

トラ技の目次検索でArduinoが最初に出て
くるのは2012年2月号。
　　Ethernetシールド付きArduinoにアップロードの
　　ためのライブラリを搭載
　　ネットワーク温度＆照度計

次が2012年3月号
　　頒布カメラのレジスタを設定するUSB書き
　　込み器の製作
　　ビギナ向けマイコン・ボードArduinoを改造!

そして、2013年3月号の特集
　　1万円で作るMy実験室,誰でもマイコン基板
　　Arduinoでズルしてサクッと!

これ↑には記事を載せてもらっています。

目次での検索ですんで、これら以前にも記事内で
Arduinoを使っている製作記事、解説記事がある
かもしれません。

こんなところに「256-1」が

トランジスタ技術2012年1月号
特集が「エレクトロニクス格言集」
その中の第3章　アナログ2:計測&センサ

・3-6　抵抗分圧比をA-D変換するときの
　　　　基準電圧ICは無駄使い

サーミスタの抵抗値を直列に入れたRpの値から
求めようという手法の解説です。
抵抗の算出式から基準電圧値は不要で、
ADCの分解能が分かれば良いと。

この「?」と記したところに「２^N - 1」が出現！
8ビットA-Dなら255に、10ビットなら1023にという
ことなんですが・・・これは間違い。
フルスケール値 + 1、つまり分解能で計算しなくては
なりません。

これだとA-D値が1/2(半値)になるとき、「Rx = Rp」
となりません。

で、仮にADCが8ビットとすると
　　Nx = 255 * Rx/(Rx+Rp)　これを変形していくと
　　Rx = Rp * (Nx / (255 - Nx))

Rx 未接続のとき、つまり∞の時。
この時のA-D値はフルスケールになってNx=255。
すると、分母の (255 - Nx) がゼロになってしまい、
DIV0エラーに！

255じゃなく、256だと　256 - 255 = 1で
　Rx = Rp * 255。
Rp値の255倍以上の時(無限もOK)に
A-D値255が出てきます。

ということで 「2^N - 1」は大間違い。

半値や1/4値、3/4値で確かめれば「なんかおかしい」
っと思うはずなんですが・・・。

トラ技編集部行きのフロッピーディスク

お片付けしていたら、こんなのを発掘。


トラ技編集部へ記事を入稿するための3.5インチフロッピーディスク。
2002年の日付があるファイルに埋もれていました。
メールでの入稿っていつぐらいからだったんだろ。
投稿記事のまとめ  を見ると、写真はもうデジカメで写している
ようですし。
　　最初のデジカメが富士のDS-30。　1998年くらい
　　それからリコーのRDC-i500。これが2001年。

8ビットマイコンの割り込み処理・・・1バイトに収まるなら1バイトに

2022年9月1日：8ビットマイコンの割り込み処理・・・言い足りないぞ
ここ↑では、トランジスタ技術2018年5月号での記述を
「ちょっと違うけどなぁ」っと話題にしました。

この内容↓です。
　「割り込み処理関数とメイン関数の両方から
　　アクセスされる変数はchar型にしておく」

確かに、1バイトにしておくと安全側にはなるのですが、
間違いなく割り込みを動かそうとすると、アトミック処理
(いったんｎ割り込み禁止にしてごそごそ)が必須です。

で、またまた何気なく古いトラ技を見ていたらの話
になります。
今度は2019年4月号。
 

この連載：宇宙ロケットMOMO 開発深堀り体験<2>

ブロック図を記したp.129の図1を見ると、ジャイロや
サーボの制御に8bitマイコンATmega328が乗った
Arduino Pro Miniが使われています。



p.135に制御ソフトが載っていたんで、ちょっと
追いかけてみました。


まず、目に入ったのが割り込みで処理されるであろう
変数です。
Volatileが前置されたint値(2バイト値)です。

 

これを使うのが0.1ms周期のタイマー割り込みの中。



pwm_cntがアップカウンタで、200になったら
出力ピンをHにしてゼロクリア。
そして、pwm_cntがpwm_h_periodeになったら
出力ピンをLにという制御。
200がPWM周期でpwm_h_periodでPWMの
パルス幅を決めています。
pwm_cntはこの割り込みの中だけで使われて
いるようなので、割り込みとの競合は問題なし。

比較するデータpwm_h_periodはどうかと追いかけ
ますと、gimbal_agl_to_pwmという関数で値を
出していました。
これはメイン側の処理です。



gimbal_agl_to_pwmがint値を算出して、それを
pwm_h_periodeに書く時に割り込みが入ると
どうなるか・・・

2バイト値ですので、2回に分けて値が書き込まれます。
もしその中間で割り込みが入り、なおかつ、
0x00FF → 0x0100 や 0xFFFF(-1) → 0x0001(+1)の
ような2バイトにまたがる数値の変化が発生したら、
割り込み処理での数値判定をミスするかもしれません。

しかし・・・このプログラムでは
　　・pwm_cntは200が最大値なんで、int値(2バイト)の
　　　下位側しか変化しない。
　　・関数gimbal_abl_to_pwmが返す値は
　　　+8～+20の範囲で1バイトの範囲内。
　　　負にもならない。

ということで、2バイトデータと割り込み処理との競合は
大丈夫でした。
でも、もし上位バイト変化するようなint値なら
割り込み禁止にしてデータを更新して割り込み処理に
知らせるというアトミック処理が必須です。

このプログラムでは、変数が1バイトに収まるならデータの
宣言は1バイトでということにしておくと、処理も速くなるし
でエエんじゃないでしょか。

ただ、昔人間からすると、
　　charは符号有りか符号無しかどっちやねん？
　　　　　コンパイラはどう処理するんや？
　　Arduino環境なら符号無しは  byte やろ。
　　今ふうにちゃんと書くなら uint8_t、int8_t で宣言か。
こんなところが気になります。