定電圧定電流電源アダプター 改良

昨日完成とした定電圧定電流電源アダプターですが，２つ問題がありました。
１つは，1kΩに14.25Vをかけたときに電流が16.3mA示すといった誤差の大きさ。昨日はこれは「誤差ということで･･･」と放っておいたのですが，師匠から，おしかりいただいて直すことに。実際1Ωの抵抗を測ったら1.1Ωを示しました。これで10%以上は狂うんですね。
もう一つ，トランジスタはHfeだけ見て200程度とれればいいかということで，これをダーリントン接続したのですが，コレクタ損失(Pc)が400mWしかなく，仮に入力15Ｖ，出力3Ｖで上限の100mAを流したらＱ２のコレクタ損失は1200mWになり、Q2は楽に飛んでしまうという指摘。
せっかく作ったんだから直しました。

まず抵抗ですが，1Ωに並列に8Ωを入れます。
計算は，師匠のコメントから
【16.3mV/14.25mA=1.144Ω
1Ωの抵抗は実際は1.144Ωある。
並列に抵抗を入れて１Ωにするには
1.144*1/(1.144-1)=7.951
7.951Ωを入れれば1Ωになります。】
ということで，8.2Ω程度を入れると良いと教えていただいたのですが，8.2Ωなんて持ってません。ガサゴソパーツボックスを探したら，ほんの数本4.7Ωと3.3Ωが出てきました。直列すれば8Ω。テスターでちゃんと測ったら表示どおり4.7,3.3の値を示します。ラッキーでした。

トランジスタは,TO-220タイプのでかいTrもダーリントンタイプもあったのですが，ここはチップのパワートランジスタ2SD1000を使いました。大電流を流したときの発熱対策として，太めのスズメッキ線をコレクタに付け基板から浮かせるようにしました。実際にはここまでは必要ないとは思いますが，，，




1.1Ωに並列8Ω(4.7+3.3)

Q2のC1815を取り外して，D1000を移植


テスト････1kΩを取り付けて，電圧を最大に

14.5mA。結構正確に出ます。

ついでにLEDでもやってみました。



ということで，これで本当に完成かな？
なお，師匠が作った同様の回路から，電流を零にすると電圧も零になる。使いにくいので0Vにならないようにという注意がありましたが，デバイス(OPA)のばらつきからか，私のものは，VRを最低に絞っても，4.2mV/1.5mA(テスター端子切り替え)でしたので，当面いじらないことにします。
今回は丁寧に作り直したからか，ランドはげが１カ所でした。透明ケースじゃ汚いのバレバレですものね。

以上，最終報告(かな？)。

定電圧定電流電源アダプター

定電圧低電流電源アダプター，完成しました。

10月24日の段階でほぼ完成でしたが，師匠とのやりとりで定電流モードで電圧が下がり1.1V以下になったところで制御できなくなり電流が突然増えてしまう現象があることが分かり，その対策をしていました。単電源で使用しているためにIC2の出力が1Vまでしか下がらないので出力電圧が下がると制御できなくなるためとのこと。
【10/24の記事】10/24,25
http://moon.ap.teacup.com/who_taro/706.html

そこで，回路を書きのように変えて(師匠の作図です)作り変えました。

テスター端子を含めて配線すると下図のようになります。

Trをダーリントン接続とし抵抗の定数を変えました。念のためにダイオードを4148からショットキーの1SS108に変えてみました。


1kΩの抵抗で試験。

電圧は14.25Vまで上がります。その時の電流値

16.3mA。(テスタがオートレンジの電圧に設定してあり，また表示回路の都合上ﾏｲﾅｽ表示になりますが，スイッチ1つで瞬時に切り替えられて，結構便利です)　
なお，計算上は14.25/1000=14.25mAですが，誤差ということで･･･

白のLEDでは，

20mAを流します。

その時の電圧が3.2V。これ，このLEDのVfなんですよね。これは便利。

ということで，さいごの仕上げ。

テスター端子と電源側ですが，手抜きしてホットボンドでSWやDCソケットを付けたら，やはり，少々汚らしくなってしまいました。ちゃんとエポキシで固めた方がクリアケースの場合はいいようですね。このSWで電流測定と電圧測定を瞬時に切り替えられます。これは本当に便利。


出力と調整VR側。おしゃれに黒い細長つまみを付けてみましたが，かえって回しづらいので見てくれだけです。あとで取ります。

基板もお気楽に発泡プラスチックと両面テープで。最近スタッドを使うことが少なくなったなあ････
ということで完成しました。

ぼやきですが，接写ができないカメラって本当に不便ですね。
sonyWX-10

久しぶりのケース加工

基板にした電流可変電源アダプタ制作の中間報告です。

基板をちょうど手持ちがあったので，110*80*33mmのクリアケースに入れてみました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00075/
パーツもみな手持ちで間に合いそうです。なお，電流用のVRは10k/Aしかないので，R7の22kの抵抗を220kに変えました。また，103の発止防止用コンデンサーもリニアリティーが悪くなるということですので，取り去ります。

大体のレイアウトはこんな感じ。
スイッチはスライドスイッチがありました。とりあえず穴あけ。アクリル系のケースはドリルでよくヒビが入ります。私は，セロテープを両面に貼ってゆっくり作業するようにしています。

途中は省略して，完成。ヤスリを使うときは内側の面を傷めることが多いので，しっかり養生(紙などを敷き詰める)して･･･

これらのパーツを組み込みます。

エポキシで，基板，電源ソケットやスイッチ類を固める前に動作テスト。

これは，抵抗をかまして，電圧を確認しているところ。14.2Vまで上がります。

次に白LEDの点灯試験。入力は実験用電源から・・・このアダプタ，電源SWを忘れた。

20mA，ＯＫ
その時の電圧は，

さあて，これで良いのかな？？最終的な点検調整をします。

電流制限付き可変電源

先だっての赤外線ライトの時，実験用の電源をよく飛ばすってぼやいたら，師匠から，電流可変式のアダプタを作ったらどうかとすぐに図面を描いてくれた。

いただいた図面

電流制限については，Tr2を２つくらい使った定電流回路を可変に変えればとお気楽に考えていたが，かなり本格的な図面だったので，さっそくトライしてみた。パーツは，1kΩの可変抵抗以外みんな持っていたので，，，，

PasSで描いた配線図。小さな基板に収まりそう。

組み込みを考えて，コンデンサは寝かした。

あ，この写真LEDを付け忘れてる(1N4148付いてる)。あとで外さなくては･･･

お恥ずかしい半田面。めんどくさいからワイヤーでジャンプも････

可変抵抗はパネル取付として，その端子をピンヘッダで作っておいた。


とまあ，ここまでということなんですが，実際に実験用電源(3Aと10A用を持ってる)に組み込むにはどんな配線が良いか考えなくては，難しければ別なケースに入れればすむが･･･思案中。

Hovering Toys

先日の子育てフェスタの時，いっしょにサイエンスルームをやっているＴ氏が，X-Flierなるオモチャを持ってきた。数年前にバンダイから発売されていたものらしい。その動作が非常に面白かった。
http://www.asovision.com/x-flyer/top.html

同じものを買ってもしょうがないので，同様なオモチャはないか探してみたら，ありました。WonderSpin。実はこっちの方が値段が安い。ポイントがたまったので，1000円ちょいでした。
これらのオモチャは，リチウムポリマー電池でモータを回し，赤外線でコントロールするものらしい。とりあえず手に入れちゃいました。WonderSpinの方は，手で上下させるものかと思ったらちょっと違いようですね。

小さなプロペラ2つで本体を回転させて浮力をえるのか。側面に赤外センサーがある。本体は発泡スチロールで，分解は負荷。たぶん中にはLSIとリチウムポリマー電池が入ってるのだろう。

結構がっちりしたケースに入ってる。

コントローラーは充電器を兼ねる。単3アルカリ6本使用。
充電15分，駆動時間は5分とのこと。X-Flyerは充電30分，駆動3分とのことだからこっちの方が効率良いか。

大きなローターと小さなプロペラ予備あり。ぶつけたら，すぐ壊れそう。また，人にあたるとちょっと危ない。


で，まだ遊んでない。
これでうまく遊べ（コントロールでき）たら，ヘリでも買ってみるかな？？
よくYOUTUBEで3モータか4モータのラジコンの動画があるけれど，日本では売ってないのかな。
爺さんがよくこんなものをなんていわないで！！

いいアイデアだったんだけど･･･

昨夜の続き。
いろいろ点検してみたんだけれど，点灯しない配線上の異常は見つかりませんでした。51Ωの両端電圧が，98.7mV。IR_LEDの両端電圧が，4.38V？？？　　Vfが1.26Vですから明らかにおかしい。結局LEDが壊れているって結論に。なぜ壊れたかが原因不明で気持ち悪いが,,,
(たぶん基板中央のプラスの電極のバネと各LEDの間隔が近いので，何かの拍子にショートさせた可能性はある。ちなみに，予備の基板はここが半田でつながってた。知らないでライト付けたら一瞬で終わりですね。この商品，半田づけは雑です。)
ランドはげてて汚いのではろくなことないので，あらたに，作り直してみました。予備のもう1っ個。
基板の取り外しは，昨日のとおり。
今回は段階ごとに点灯チェックして進めます。
まずLEDチェッカーで，LED自体の点灯確認。･･･ＯＫ
次いで基板に取り付け。ﾌﾞﾘｰﾀﾞ抵抗は昨日と同じ51Ω。

････点灯ＯＫ。
次はインジケーターライト(グリンLED)の取り付け。抵抗は，昨日明るすぎたので，150Ω。
これ1っこしかない。

抵抗を付けてからLEDを取り付けます。

点灯チェック。

G_LEDもIR_LEDもＯＫ。
最後にケースに組み込んで

赤外線もわずかに見える。
ということで，少々気分悪いが完成ということに。

ケースはＬＥＤにあわせてグリーンということに。


ところで，このライトでPhotoChaserをコントロールするのですが，やってみたら，少し光量が少ないみたいで，コントロールは20cmくらいの距離からコントロールしないと，動きません。せっかく格好いいライト作ったのにパワー弱すぎ。ﾌﾞﾘｰﾀﾞ抵抗を下げてもっと電流流すか(でも，max25mAってあるので，今約21mAのはずだから期待薄。47Ωだと30mA以上になっちゃう)，10灯とか20灯とかにするかどっちかですね。たぶんセンサーの感度はいっぱいだったかと･･･
それなら，豆球ライトの方がいい感じ！！
いいアイデアだったのに･････orz････


ぼやいてたら，38kHz変調で使えって師匠の声が･･･

赤外線ライト 光らねぇ！

赤外線Trをセンサーにしたオモチャ=PhotoChaser用に，考えてみましたが，全く無駄なものかもしれません。（豆球ライトでも動きますので，，，）
何かいい筐体がないかと探していたのですが，三灯のLEDライトがありましたので，このLEDをIR_LEDに変えればいいわけですので，さっそくやってみました。

いつもの100均製。
ねじが電離の出し入れ用のところしかなく，LEDの基板や反射板はタダ押し込められているだけのようです。
おしりのねじを外して内側からそっとドライバーの握りを下にして打ち出してみたら，外れました。

反射板とLEDもタダはめ込まれているだけのようです。

これで，LEDを取り替えればOKです。

ﾌﾞﾘｰﾀﾞ抵抗は，51Ωとしてみました。チップでは手持ちでいちばん小さい。
電池を4.5Vとして約15mA→約21mA流れるはず。ちなみに，このLEDのVfは1.25V/20mA。

考えてみたら，赤外線だからスイッチがONdaka,OFFだか分からない。インジケータも必要と,グリンのLEDも追加。リューターで穴開けて追加しました。
回路はこんな感じ。

インジケーター点灯を確認して組み込み。

これで一応完成！！のつもりだったんですが，,,,,

写真を撮ってみると，赤外線LEDの方が光ってない。

やっぱり光ってないよ！！あれえ･････
ということで，これからトラブルシュートです。このところドジばかりで，，，orz

前のオモチャには

フォトトランジスタを外した方。ボールマウスから外した３ピンの赤外線Trを付けてみた。

これをセンサーにして動かす目論見。さて，動作確認だが，LEDライトでは，うんともすんとも言わない。赤外線が出ていないのだ。赤外線ライトを作らなければ･･･その後感度設定ということにしよう。

はじめ，コレクタに1本のエミッターで配線したが，予想に反して感度が悪い。せっかく3pinあるのだから，もう一っぽうのエミッタ－も並列させた。オレンジ入りの線がそれ。

これで，単一電池4本の豆球式のライトでも十分動くようになったが，コントロールが難しい。まっすぐ走ることもあれば，ちょっとした拍子に旋回を繰り返したり，左にライトを当てても右旋回したり，動きが安定しない。このへんはセンサーの向きとVRの調整ということか？モーター軸で直接駆動するのでちょっとして滑りも影響しているようだ。回路もそうだが，機械的な工夫もだいぶ必要のようだ。ギアボックスをかまして安定させる方がいいかも。そうこうしているうちに，筐体のCD板にヒビが････orz
孫にやったらすぐ壊れちゃいそう!

Photo_Chaser 3

前回のPhoto Chaser2動作はしたのだが，どうもフォトトランジスタの感度がいまいちであった。特に追尾させる光がLEDであり，赤外線はほとんど含まれないので，その影響かもしれない。

これは，子育てフェスティバルに出品用に作ったので，検討の時間がなく，仕方なしにVRのアースを切って(感度調整はできないが)なんとか動かした。これでも十分動く！！
http://moon.ap.teacup.com/who_taro/695.html

なんとか，感度調整を生かして感度を上げられないか，相談したところ，もう1段Trを入れてみるといいということになった。
回路図は置くとして，配線図で示すと，こんなことになる。

【図中A，Kとなっていますが，正しくなコレクタっとエミッタでした。すみません】
Q4を付けたということである。本当は，以前の基板にTrを追加しようとしたが，極力小さくデバイスを寄せて作ったので，挟み込む余地がなく，仕方なしに新たに基板を作ることにした。(前の基板は，マウスから取り出した高感度の赤外Trを付けて試してみる。)

このPhoto Trはやや感度不足(動かないわけではない)。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02325/
2個100円で安価でいいのだが(秋月)

なるべき小さく詰めて作る。

よ～く回路を確認して，，，

テスキーで基板を小さく切り整える。

ここで，VRの2pinが浮いているのを発見。GNDに落とす。
フォトTrを付けて

動作確認。LEDの懐中電灯でもうまく動作します。モーターはピンヘッダでお気楽接続。

あとは，明るい部屋で外光に誤動作しないかチェックすれば完成です。
これで，気分が悪いところをなんとか直せました。

やり直し！

疲れてますねぇ････
データシートがないとこんなていたらくです。
昨日のピンアサインの調査，どうも感度が悪すぎるなってうすうすは思ってたんですけど，赤外専用のフォトトランジスタなのに赤外線を当てていないことに気が付き，計り直してみたんです。
64灯のエネルギーはすごくて，昨日のピン配置でも.02mA(off)→2.2V(on)と一応の結果が出たんですが，
ふと「私の3piのP-Trはセンターが共通コレクタだった」というja7jqjさんのお話が頭をよぎって，念のためにやってみるかとセンターをコモンのコレクタとして左右の出力を測ってみたのです。
驚きました。Ａ･Ｂの3pin　P-Trともoffの時45mV(部屋の明るさ)，64灯をonにするとなんと,3.95Vまで上がります。どうも，センタが顧問のコレクタであったようです(大丈夫なんだろうな！)。昨日の書き込みは全くの間違いのようですので，斜線で消しておきました。間違った報告をしてしまったようです。スミマセン。
なお，64灯ではエネルギーが強すぎて(手でも温かさが良く分かる)，遮蔽効果がよく分からなかったので，赤外LEDへの電圧を下げて，on時1V程度になるように下げてステンレスの物差しで遮蔽してセンサーの位置を確認しました。どうも受光面の向かって右が上のセンサー，左が下のセンサーのようです。V－mVオーダーで変化がありますので，，，，


これは間違い！！


64灯赤外LED,offの時(センターをコモンのコレクタとして･･)


赤外LED,onの時(12Vで点灯)

ということで感度はものすごくいいことが分かりました。

さて，これを1つで左右のセンサーとして使用するつもりですが，0.1mmくらいの薄い板で遮蔽しなければならず，その位置ももう少し追い込まなくいてはなりません。上から1mmくらいで反応が変わってます。

デバイスの素性について

ボール式マウスから取り出した赤外LEDとPhotoTrどんな特性があるのか調べてみました。
まず，フォトトランジスタですが，足が3本ついています。これは，2回路にすることで，マウスの動きを検出するようにするためですが，ピンアサインが書いてありません。受光面も分かりません。ほかの製品からの類推から受光面の左側をコレクタピンと仮定して，ピンアサインの確定と電圧の変化を見てみました。

【師匠から教えていただいたPTrの原理紹介サイト】
http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/index.html
【P-Trのデーターシート　ST309の場合】
http://www.kodenshi.co.jp/products/pdf/opto/phototransistor/st309.pdf
これから類推してやった結果，コレクタが分かりました。新たにページを作り直しますね。スンマセン・・orz
コレクタのピンが違ってました。なにやってんだろう！！
さて，このようにエミッター側に手持ちの100kΩをかまして電圧を測ります。
PTr-Aの場合

ライトを手持ちで入射角の揺れで数値がかなり変わりますが，大体，部屋の明るさで，0.4mV，光を当てて最大3.3mV程度となります。写真はカメラとライトを両方守ってですので，数値は上がってませんが。
PTr-Bの場合


これも，部屋の明るさで3mV，ライトを当てて80mV程度でした。

ちなみにハンカチをかぶせると，0.1mV。
デバイスによってかなり個性が違うんですね。

コレクタ側にしるしを付けておきます。
さてと，次に赤外線LED。LEDは光を発するデバイスですが，逆に光を当てると弱いながら発電しますので，これをセンサーとして使えないかという目論見です。

太陽光(たまたまいい天気だった)とLEDライト，それから64灯の赤外線LEDライトでそれぞれ測ってみました。まとめは以下のようになりました。

太陽光(だいたい同じような香料だとは思うのですが，ほんのわずか薄く雲がかかった場合もあります)の場合。レンズのある面を向ける
　　　　　　　最大　　　　　最小　　　　大体の平均
LED-Ａ　　10.0uA　　　5.1uA　　　　7.5uA
LED-Ｂ　　　6.2uA　　 3.5uA　　　　4.75uA
※最小の方は，テーブルにおいた場合

使用を考えているLEDライトの場合
LED-Ａ　　0.5uA　　　0.1uA　　　　0.3uA
LED-Ｂ　　0.7uA　　 0.3uA　　　　5.1uA

赤外線LED (64灯)
LED-Ａ　　5.3uA　　　4.6uA　　　　4.9uA
LED-Ｂ　　6.1uA　　 －uA　　　　 －uA



IF-LEDは秋月の100個入りバーゲン品
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00656/



IF-LEDは，砲弾型LED軒電力からすると一桁低く出ました。それにレンズ付きで，指向性が機分けて狭くやや使い辛いかなと感じました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03261/
このIF-LEDでは70uA(ピークで)とのこと。

まずは，2回路のP-Trを使って，1個で左右の光を検出するセンサーを作ってみるのも面白そうです。

ほんのほんのちょっと

3連休を前に，やる気が萎えて今日はほんのちょっとだけ・・・・
モーターに線を付ける。
赤外LEDに線を付ける。これだけ。ブレッドボードの実験はなしです。

LEDにはちょっと太いけれど，空中にカタツムリの目よろしく浮かせるために


こちら側(レンズがある方)でないとほとんど赤外線を出していませんね。受光面はこっちにしないと･･･

モーターは,tたぶん3V仕様。9Vでは使えないので，どうしましょ！

ジャンク道？？

フォトダイオードって意外と手に入りにくい。マウスからとれると耳寄りな情報を得たので，さっそくパーツ取りを！！
探し出したのは，ボール式のマウス。

ここにあるのがPhotodiodeとのこと。この基板はカソードの方向が分かる。マークする。

こっちはこことここだろう。基板にマークなし。

でも，LEDと基本的に同じようですね。

黒い方からとった使えそうなパーツ。左の黒い３つが，スイッチ。セラロックもあった。

白い方からの戦利品。

ぽちってレンズが付いてますね。こっちが受講面とすればいいんだ。

こっちは円筒の側面のようなレンズ。
なくさないように大事にしまっておきましょう。


また，光を追いかけるオモチャのパーツがとれた！！これでPhoto Chaser3を作る！！


【追加　10/05】
いろいろ調べてみたら，フォトダイオードと記載した透明のデバイスは，どうも赤外線LEDのようです。LEDチェッカーとデジカメで確認しました。光出てます。
英文の説明に　IR emitterとありますが，この透明デバイスをフォトセンサーとして使うようです。

とりあえず動かしてみた

Photo Chaser_2，CD板にくっつけて動かしてみました。

ただまあるい円盤に足を付けるだけでは面白くないので，少し折り曲げてみました。
角度は約120度。自作の折り曲げ機は熱が高すぎたのか，ちょっと溶けてしまった。熱管理が難しい。

なにか，「ネズミ」に似てきちゃったなぁ,,,

センサーはまだ仮づけ

スイッチは特に付けない

こんなふうになんとか納めて,,,,

後ろ姿はまあ格好いいか？

フロントマスクは,あんまり･･････

さっそく試運転




足はモータ軸に熱収縮チューブを付けただけ。直ににちぎれてしまった。

このへんはゴム系の何かに変更の要あり。

スイッチなしと書いたけど，実はこんなふうにしてスイッチにしてます。

ビデオ撮りになったら動きがぎこちない。

Photo Caser_2

先の光Chaser，Herbie Mousebotに続き第3弾。
【光chaser】http://moon.ap.teacup.com/who_taro/689.html
【Mousebot】http://moon.ap.teacup.com/who_taro/691.html
オモチャづくりです。
たまたまフォトTr　NJL7502Lが2つ手持ちだったんで，すべて手持ちパーツでできそうなんでちょいと暇つぶしです。
回路は，こんな感じ。めんどくさいので，配線図で代用です。

配線は途中経過をお示しするほどでもないので，完成図から

こんな感じ。端子台がモータです。

NJL7502L。

配線面は光っちゃって駄目ですね。

端子台。たまたまあった。

モーターは，100均にあった手持ち旋風機をバラした。これは，先の光Chaserに同じ。

さあて，動作試験が怖い。このところ失敗が多いので･････

あとは夕飯食べて，紅姫をみて・・からやるとしましょうか。



【夕飯すみました・紅姫見ました･･････】今日は寒い！！
で，動作確認です。

こんな感じで結線して，，，ターミナルって結構便利ですね。


センサーはこんな感じ。

それで，部屋の明るさですとモーターは全く反応しません。
LEDライトを近づけると，ブィ～ンってモーターが回り始めます。感度は，もう少しあるといいかなって感じですが，組み込んでみます。
さて，駆動方式はどうしましょう。それよりどんなデザインにするか・・・・

余談ですが，これまで接写関係はNikonのスイバル機Ｓ４を使っていたのですが，レンズは暗い(F-3.5)ものの，非常にいい機械でした。回転部分の接触が悪くなりCybershotフルハイビジョン機DSC-WX10にしてみたのですが，はっきり言ってこれは駄目ですね。F=2.4はいいものの接写がからきし駄目。ズームも7倍で，ちょっとでもズームすると接写のピントはもう合わない。女の子がVサインしてるところを撮す機械だったんですね。がっかり。コニカミノルタの技術を持ったはずなんだから，もっとなんとかならないか･･･ぼやきでした。
今日の画像はほとんどS4ですが，基板の配線面のみWX10。やっぱりS４の方が良いな。
スイバル機を誰か作ってくれ～

【こっちも追加】もう一つあった。WX-10は広角側では画像のゆがみが大きい。ズーミングするとピントが合わない。画像がハイキー！
何とかならないか！　　ブツブツ　ブツブツ