すいか実験室（電子工作）: 10月 2008

2008年10月28日火曜日

導通チェッカー試作その２

2009/4/26 更新完了

導通チェッカーその２をブレッドボードで作ってみた。仕様は下記の通りです、、
タクトスイッチを押下すると測定可能状態になり、約３分後に自動で待機状態になります。測定可能状態で導通チェックし音が鳴ると、約３分間測定可能状態が延長されます。導通はSWダイオードでは反応せずかつ、10Ω以下で反応します。

測定端子間が実測0.623V、待機電流0.68mA、通電中（測定可能状態）3.22mA、導通音発生時、5.59mA。
待機電流が0.68mAなので、単三エネループ使用だと2000mAh/0.68/24=122日持つ計算になります。

さて作りですが、M339Nコンパレータを主要部品として使っています。その他にN4111(pnpデジトラ)、2sc1815 x 2 ,2sa1015 x 1 、汎用SWダイオード x 3 ,LED x 1と受動部品で構成しています。

回路図はまた、時間見てＵＰします。

PS:カウンタ付けましたが、案外閲覧数があって嬉しかったりします。

2008/10/29 物から回路図を描いてみた。回路図から物は作っていませんのであしからず。+3V3とGNDの間に2V以上の電圧をかけると動作すると思う（エネループ２本では動作ししています）。

2009/4/5修正
回路図から物を作ってみましたが、赤丸がついたコンパレータの＋とーの接続が逆になっていました。正しいものもアップしておきます。もし、トライされていた方がいたら、、、すいません（汗）

修正分した回路図

ＰＳ：回路図から物を起こしてみましたが、いや、大変。たぶん普通はしないだろうな（汗）

2009/4/16 見直し中

調査について、、最初に①の部分、微弱ですが常に電流が流れていました。発振機能付きサウンダを当ててみると見事に鳴りました。テスト端子を接続したほうが音はおおきくなりますが、、ということで、これに電流を流れなくしたい！というのが見直しの発端です。
で②の部分、回路図通りに組み立て、テスター棒をショート(10Ω以下程度）させるとスピーカが鳴る（ショートさせないと鳴らない）という希望の動作はしたのですが、、このPNPトランジスタのエミッタには電源電圧の3Ｖ、ベースには電源電圧の1/2分圧の1.5Vがかかります、、、通電してるじゃん。
ここでも電力の無駄使い、無駄使いを止めようと試験的に③を切ろうとしたが、何を考えたたか④を切断した、すると電源ON時の電流量が劇的に減った（当然、テスター棒は死んでますのでまったく機能していませんが、、）で、見直しをしたところ、R3が小さすぎて無駄に電流を流しているということを見つけた。
で、R3を30kΩ、R2を10Ωに変更することで、3.3Ωで通電判断、5Ωは非通電判断する通電テスタとなった。（まだ音を鳴らす部分の仕様変更については、未決定です。

消費電力について（測定値） 4/17 23:30 更新

対応前（テスト機２
　電源ＯＦＦ時　0.95mA
　電源ＯＮ、テスト端子　非ショート 3.92mA
　電源ＯＮ、テスト端子　ショート 6.55mA

対応途中（テスト機２　スピーカを取り外した
　電源ＯＦＦ時　0.95mA
　電源ＯＮ、テスト端子　非ショート 3.54mA
　電源ＯＮ、テスト端子　ショート 4.19mA

対応中（テスト機１　R3=100kΩ R2=4.7Ω　Q3,Q4取り外し
　電源ＯＦＦ 0.89mA
　電源ＯＮ、テスト端子　非ショート 1.37mA
　電源ＯＮ、テスト端子　ショート＜スピーカー非接続のため不明
通電確認抵抗、10Ω、非通電確認抵抗11.5Ω
　抵抗値はこの値でFIXかな

、、大幅に改善しつつあります、しかし電源自動ＯＦＦ時の消費が0.9mAというのは、あれだな主電源ＯＦＦスイッチも付けた方が良いのか？2000mAhだと92.59日もつけど、、

LM339のスペックシートを確認するとSupply Currentの平均値が0.8mAでした。チップの選択のせいだな、、、安いんだけどなぁ、、

2009/4/26 最終形

コンパレータ１個で作成するというコンセプトでこれが最終形です（これ以上考えても無駄かと、、）。変更点は赤色の丸で囲ったところ。抵抗値の変更とスピーカーを他励振の電圧サウンダとした。変更点の中でいまいち「？」な箇所がありました。私の試験機１号機と２号機にて、R2の適切な値が4.7Ωと10Ωで分かれました。半固定抵抗で調整可能にするのも手ですがコストがあがるのがやなのでとりあえず10Ωとしました。その他気になる点に緑色の箇所をあげときます。電源ＯＦＦ想定状態時に発振します（汗）さて、、どう思われますかね、、ほっといていいものなんでしょうか設計的に、ご意見があれば、、聞かせて欲しいです、、
消費電力は試験機２号機で下記のようになりました。

最終形（テスト機２（単４アルカリ電池x2本）
　電源ＯＦＦ想定状態時　0.95mA
　電源ＯＮ、テスト端子　非ショート 1.55mA
　電源ＯＮ、テスト端子　ショート 1.56mA

電源OFF想定状態時の消費電流が、0.95mA、電池駆動としては浪費過ぎなのでしょうか、、うち0.8mAくらいはLM339の消費電力です。これを減らすために、下記の方法を考えてみました。

１、電源制御用にロジックＩＣとかを別途入れる。
２、LM339をLP339に変更する
３、主電源スイッチを入れる
４、気にせず使う

１番は最良の方法ですがコンセプトから外れてしまいます。２番のLP339はM339の省電力版で消費電力が0.06mA(60uA)との事です。効果として待機中の消費電力が2/9になり電池入れっぱなしでも１年以上は持つのではないかと思われます（単三の場合、単四だと半年かな？）、ただしどこで買えるのかわかりませんRSとかで売っていますがこれ１個注文するのも馬鹿らしいかなぁと、、。３番、４番、、、自動オフ機能の意味が薄いですがこれも有りかと、、

以上

2008年10月19日日曜日

導通チェッカー試作その１

導通チェッカをブレッドボードで作ってみた。参考情報はKenchanさんの
「はんだごてのけむり」ホームページの回路図が元ネタです。

動作試験の結果は良好でした。テストピン間は実測0.66Vでダイオード通電試験で音が鳴りませんでした。抵抗通電試験は10Ωで音が鳴らない事を確認しました。消費電力は導通させていない状態で~~1.7mA~~5.18mA、音を鳴らすと33mAの消費電力でした。

さて、部品と作りの概要です。検知部分と音用の発振をLM358Nでおこない、~~2sc1518~~2sc2058でスピーカーをドライブしています。電源部はエネループ２本です。2.4VではLM358Nをドライブできないし、アルカリ電池を使っても長期間3Vを維持するのは困難かなぁ、と思いHT7733Aで3.3Vに昇圧させています。ダイオードは1N4148、トランジスタは~~2sc1815と2008年現在、一般に入手しやすい部品で構成しています~~2sc2058です。※1815を使った場合、音を鳴らすと105mAの消費電力でした。SPKの所に抵抗をかます必要があるかと思います。

自動オフ機能（遅延オフタイマの変形）をつけたかったのですが、2sc1815,2sa1015,220uFでうまく機能させることができませんでした。今後の課題としたいです。LM339N(コンパレータ４個入り)を入手しました。2V駆動できるようなのでこれで全て構成できるか試験しようかと思っています。

コイルの値が抜けてますね、22uHです。あと写真にはある赤LED回路図に記載し忘れています（汗）、、、3.3V側で5.1Kかましているだけです。

2008/10/24 追記
実測4min25secで自動オフする機能を付けた回路図をEagleで書いてみました。（ブレッドボードで動作確認済み）。

図中の+2.4VとGNDに1.5V以上を接続し、スイッチを押すと4分間、導通チェッカーが機能します。
図中の+2.4VとGND1に3.3V以下(１Ｖでも動作するかと、、)を供給しても導通チェッカーが機能します。
図中の+3.3VとGND1に3Vを供給する導通チェッカーが動作します。

安物TOOLで紹介している秋月購入の2000円テスターは自動オフ機能と謳っているもののただのワンショット機能です（私のが壊れているのかもしれません。説明書は読んでませんので、、）。で555でワンショットを付けてみました。待機電流は0.1mAだったのでeneloopが2000mAhなので2000/0.1/24=833.3日持つ計算です。電池の自己放電とか入れるとどうなるのかは私では計り知れません。LM339Nの消費電流は公称0.8mAなので上の計算だと2000/0.8/24=104.17日となり、「ハンドフットの電子工作」さんのページで紹介されている「導通チェッカー２」は待機電流0.8mAとなっています。いろいろ考えるとアナログチックで楽しいのはPIC物でない２つと思いますが、小技（電源オフのスイッチ機能付けたり、音楽鳴らしたり）を付与できC/Pもさほど変わらないPIC版が高機能になるかと、、、さて。