冬祭りの準備

夏祭りぶりに趣味の回路ひいてます．冬祭り用になる予定．
ものは，対抗二輪もしくはクローラとかのロボット制御用モータドライバです．2チャンネルの電流センサ付きモータドライバと，6軸IMUと，マイコンが載ってて，USBシリアルと絶縁インターフェースが載っているので，簡単にPCから安心してモータを回して遊ぶことができるようになるつもり．
それでもって，そこそこ信頼できるオドメトリ情報を使って動くROSベースのロボットが作れたらいいなー，その本が書けたらいいなーと思ってます．

ニキシー管オーディオレベルメータ 完成!

この前，試作ってた奴を基板に組みました．
とりあえずそれなりのサイズにステレオ分を組めたので満足です．
ちょっと可聴帯にスイッチングノイズがあるので，それを何とかしたら基板化して，キット頒布できればいいなぁって思ってます．夏コミのネタかな?

ニキシー管用昇圧回路

冬コミに新しいもの何も無しの手ぶらで行くのも寂しいので，ニキシー管のオーディオレベルメータでも作って持って行こう，と思い作ってます．



構成自体はだいぶ前から考えてあって，それを実行に移しているだけなんですが，こいつ用に作ったDCDCコンバータが思ったよりもすんなり動き，性能が良かったので，単品で紹介しておきます．

　使ってるICはNJM2360Aで今更感もあるイニシエのデバイスですが，12V→125V昇圧で，1W時に70%程度の効率が出ています．実測で1.5Wくらいまでなら出力安定します．chanさんがトランスを使ったものを公開していますが，コアを手に入れるのがめんどくさいし，自分で巻くのもめんどくさいので，トランスを使わないで作ってみました．

ポイントは，外付けスイッチの駆動方法で，ゲート電荷を引きぬくためのトランジスタを組み込んでいるところです．

スイッチ電流もそんなに大きくないので，500mA程度のコイルを使っても動作します．スイッチに使ってる2SK2382は入手性の問題で使ってますが，耐圧が200Vくらいで1Aちょっと流せるMOS-FETで内部抵抗がそこそこ低ければなんでもいいと思います．
後は整流ダイオードに出来ればFRD使うと特性がよくなるかと．整流用のコンデンサも重要．

こんな簡単なもんでも1.5Wの125Vが得られたので，ちょっとニキシー管工作が捗りそうです．もうちょっと電圧取れるようにすれば真空管ヘッドホンアンプとかも駆動できるかな?

 

電源改修

中学生だか，高校生だかの時に作った電源がなんか調子悪かったので修理するついでに中身をごっそり入れ替えました．
というか，作った当時はたいして回路をわかってなかったので，ACを整流してコンデンサ突っ込んであるだけのものでした^^;
この前LEADERの電源器の回路追っかけたときにわかった部分をもとにしてたりします． が，さらにもとをたどればTL431のデータシートにも乗ってるような一般的な構成です．
今回作った回路はとりあえず12V2A出力を目標にしています． 以下回路図です．

工夫した点としては，TL431の電源として，TR1とTR2による定電流源にしたというくらいですかね．
TL431は400uA以上流せればよく，TR3，TR4もダーリントン接続してるので，2Aの時にそれぞれhFEが100だとしてもベース電流は200uA．合計600uAあればとりあえず動作する領域になります．
が，TL431は数mA流したほうが安定した記憶があるのと，ベース電流には余裕を持たせるという意味で20mA程度流しています． ホントは10mA位でもいいのですが，丁度いい抵抗がなかった…
というか，CRDでもいいんですが，手持ちにちょうどいいCRDがなかったので…

でもこの定電流回路のおかげか，出力電圧の安定性はなかなか良いです．
ただ，TL431の電流が多めなので，安定するまで30分くらい必要です…
まぁ，最初の3分で3mV，残りの30分くらいで2mVくらい出力電圧が変動する程度なので，通常使用には全く問題ありませんね． 直流出力抵抗は0.01Ω程度のようです．
入力電圧は1V以上変化してて，リニアレギュレーションを計算してみると60dB近くあったので，一般的な三端子レギュレータと同程度でしょう．
それなら三端子レギュレータ使えよとかいうのはなしですw
少なくとも三端子レギュレータよりは電圧安定性高いですしね．

外観はこんな感じ．奥にあるのが昔の基板です．
71V4700uFなんてオーバースペックなコンデンサが付いてたので，そっちは回収することにして，35V4700uFを付けときましたw

という事で，勉強かねて最近工作してなかったリハビリかねてこんなモン作りました報告おしまい．

BTLアンプ用プロテクタ

注意　この回路はバグ有りです。使わないでください。ただいま訂正版製作中。

以前紹介したBTLアンプ用の遅延リレー兼DC検出のプロテクタを作ってみました。



もうこれ以上ないくらい簡単な構成です。
ただし注意するのは電源電圧に対してBTLアンプの出力が中点に近い必要があります。

C1,C2は4.7uFのバイポーラコンデンサでも構いません。今回は手持ちの部品で済ませたのでバイポーラ接続にして使いました。

ちなみに両電源の場合にも簡単に対応することができます。
需要があれば回路図公開しますが。

簡単に動作説明するとR1,C2,C2がLPFになっており、DC分のみ検出します。
まぁ正直値は適当ですが^^;
100KΩでも十分だと思います。

で、Tr1とTr2がDC検出の要になっており、入力の電位差が0.7V程度になれぱ正負によってどちらかのトランジスタがONになります。
するとそれにしたがってR3がアクティブになるのでTr4がアクティブになり、Tr5をオフにします。

実際にはR1での電圧降下があるのでもっと検出電圧は大きくなってしまいます。
なので100KΩとかのほうがよろしいです。

どんなに頑張ってもトランジスタのアクティブになるVBE以下の電圧は検出できないので、もっと細かく検出したい場合には向きません。
まぁ保護回路なので異常検出出来ればよいでしょう、ということで。

あとは組み立てだけ、なんですが未だにシンガポールから工具が帰ってきてないので組み立てられず…
明日かあさってには帰ってくるはずなのでそれ来たら組み立てられまする。

電池保護回路

ふと思いついたのを勢いでブログにまとめてみる。

最近問題になってるリチウム系電池の爆発事故。
主なものは過充電によるものが原因ですが、中には劣化により自然発火なんかもあるようです。

というか、実際になんにもつないでないLi-Poが発火した経験持ってるのでガクブルです。

まぁこのLi-Poはラジコン用で保護回路なんてものはついてないものですが。

で、市販の機器に組み込まれている電池には、いろんな保護回路がついてるわけですが、それでも回路から電池の現状を把握するのは難しいわけで。
携帯の電池が妊娠したりマックブックの電池が妊娠してしまったりするわけですね。

そもそもガスが発生している時点で、正常な充放電の化学反応が行われていないので、使用すると発火や爆発の危険が高くなります。

そこで思いついたので電池膨張を検出する保護回路。
どうせ過放電保護のために電池パック内にはFETが入っててスイッチしているんだから、電池を膨らんだら使用できないようにするのは簡単なはず。

最初は「ひずみセンサ入れて…」とか考えてましたが、どうせ膨らんだ電池は再利用不可能なので使い捨てで十分。

ということは、電池を一周細い線で巻いといて、その線が切れたらFETがONにならないようにする…なんて回路は簡単。
「外的ショックで万が一切れてしまったら」とか言うのなら数本の線を通せばいいと思う。
電池が膨張するときはまんべんなく膨張するから。
そもそも電池パック内部の線が切れるような外的ショックが与えられたリチウム電池なんて怖くて…

ということで電池パックメーカにこれ売り込んだりできないかな。
実際に切れる回路もつくらんとダメかね。
そのためには電池パックを孕ませないといけないわけで…そんなんできないがな。

最後によく燃えてるLi-Poの動画を張っておきますね。

TL431の話

だいぶ前の
記事
でSTとTIのTL431でV-Iの傾きが違うじゃないか!!

とか言ってたんですが、実際に計測してみました。

といっても手持ちのを適当に計測しただけですが。

その結果、実測ではどちらもあまり値としては変わりないようでした。
5mA超えたところからは
1mV/10mA
くらいの傾きでした。

負荷なし、バイパスコンデンサなしでの計測です。

ただ、STのは電圧のばらつきが大きいみたいで選別の必要性がありそうです。
だから秋月の安いSTのをたくさん買って選別するのが賢い選択かも。

というだけの報告でしたw

一難さって

前刷りは出せましたが明日発表練習という…

しかもなんか風邪っぽいorz

そんな感じでまた切羽詰まってるわけですが、先生に校正してもらってる間の時間を使ってこの前の歪帰還アンプのパターン考えてみました。

入力をどこにするかまだ悩んでたりしますが察してくださいw
そしてこんな配置で性能でるかはなぞです。
パスコンは省いてますがチップコンデンサを入れる予定です。



ちなみにちょこっとだけ回路図変更してます。



発表終わったらつくろ…

HA12

なんか締切を3日ぐらい勘違いしててやばげな状態です。

そんな時に限って面白い回路思いついたりするんですよね。さぁこまった。



こんな回路思いついてみました。
なんか探せば誰かがやっているような気もしますが…

とりあえずLTSpiceでさくっとシミュレーションしてみたら1KHz時に歪率が64Ω+100uH負荷で0.000003%、300Ω+100uH負荷で0.000001%とか表示されました。
ほんとかよ、と。

ちなみにどういう意図の回路かというと、すごく単純。
「入力と出力の差でずれてる分が歪だよね」
「その歪を打ち消すようにフィードバックすればよくね?」
という話です。

IC2、IC4がいわゆる普通のヘッドホンとして組まれるような回路でぶっちゃけこの部分はこの回路でなくてもいいと思います。
ここでは出力増強のため司さんのやっているバッファを使わせてもらいましたが、ダイヤモンドバッファでもいいと思います。
で肝心なのがIC1で、IC2、IC4のアンプの入出力を比較して、その誤差をアンプの増幅基準にフィードバックしています。
アンプ部に2倍の増幅度があるため、R8,9で分圧してIC1の各入力が同じ振幅になるように調整しています。

ホントにこのフィードバック部の効果なのかR2をGNDに接続してIC1Aの出力を開放して同じ回路でシミュレーションしてみたところ、歪率は一桁多くなるようです。
そもそもIC1Aの出力に波形が観測出来ているので効果あることは間違いないです。
この部分のおかげかわかりませんが、誘導負荷をぶら下げても発振しにくいようです。
が、zobelは入れたほうがいいかもです。

ちなみにR10とR11ですが、このような値の方が全体の歪率を下げられました。
たぶんIC2が電圧増幅してるのであまり出力電流を流さない方がひずみにくいと言う話なんだと思いますが。
ただ追い込んではいないのでベストな値とは限りません。

もちろんその他の抵抗についても追い込んでないので比率だけあわせて変更してみる必要があるかも知りません。

いやぁ。単純な発想だったのに顕著な効果が得られるようで。
だれかこいつも作って実験してくださいw
自分はまだしばらく発表会から開放されないので…

あと、これと同じ仕組の回路がすでにあるよって場合も教えてください。

さて。仮眠してこよう。

おもしろアンプ

前の記事で書いたやつですが、思っていたよりもノイズ類は小さくなるみたいで…

ただ、使うコンデンサの容量によって歪率が大きくかわるというトリッキーな回路になっているようです。
LTSPICEでは。

ちなみにダイヤモンドバッファなんだけど、電源電圧-トランジスタの飽和電圧まで増幅できるような回路です。
回路図みれば一発でわかるかと思いますが、いわゆる「ブートストラップ回路」です。
ただ、オーディオで使われているのは見たことない…かなと思うんですが。
スイッチング回路のハイサイドスイッチングによく使われる回路ですね。



ただでさえ配線がメンドイダイヤモンドバッファなのに、さらにめんどくなってます。

正直言って、そこまでして低電圧駆動したいかというと謎ですが、シミュレート上では歪率0.01％切る位の物にはなってます。
と言うことで誰か試しに作ってみてくださいw

もちろん、上の回路図は電源のコンデンサとかボリュームとか省略してるので適宜。
zobelは0.1uFですね。値書き忘れました。
電源電圧はまぁお約束の±1.2Vで。