mini電圧計いろいろ

ちょっと前に2線式の小型電圧計のことを紹介したが，ja7jqj師匠やトラブルシューター師匠も同じような2線式mini電圧計を手に入れていたようだ。2線式なので，べつに7セグ用の回路がなくてもそのまま電圧計になるものの，LEDを光らせる都合上，約4V以上の電圧でないとはかれないといった不都合もあった。

トラブルシューターさんがブログで，これを0Vから測れるよう改造した記事を書いていたので，早速自分のものを調べてみた。

まず，トラブルシューターさんの2線式電圧計。（画像をお借りします。）


赤い線がブリッジされているので，これを分ければ，測定端子とLED端子とを分けられるとのこと。左から測定端子，電源＋，電源－とのことです。
トラブルシューターさんの記事はこちらです。
http://htanaka.blogzine.jp/namahage/2014/03/vm3d30v036_f0f3.html

ja7jqjさんの手に入れたものはこれ。

うらは，，

これも，測定端子と電源端子を分けられる。

しからば，私のは･･･

裏は

トラブルシューターさんのに似てるけど，ちょっと違う。VRの位置など･･･

半田を取り除いて，，，

うまく7SEGは外せたが，，

ブリッジされているところがどこにも見つけられない。私のだけ，アイソレートできないみたい！！　orz････
ということで，ちょっとあきらめモードです。

その他に，今日やったこと。

ハムが乗る簡易補聴器，きれいな電源ではどうかと師匠のサジェストがあったので，早速，００６Pを探し出したら，放電していて4Vにもならない。過放電しちゃったかな･･･で，いま充電中。ほかにアルカリもどこかにあったはずだけど見つからないので，ニコンのEN-NL3互換バッテリー(NL3eでないのでD90に入らない！)があったので，これで実験。

結果，きれいな電源で使えばハムは消えますね。
1.5Vを昇圧して5Vにしたらどうか，次に試します。実験用電源でも，ECMを短いシールド線で結べば，OKです。
この工作は，ケースを考えて，電源をレイアウトすればたぶん完成。ALCで音は問題なし。

もう一つ･･････
その前につくった簡易補聴器。小さくできてGoodと思ったのでけど，2段目のゲインが100倍と高過ぎる。VRを絞り込んでも音が大きく，近い音源で音が割れると苦情が来た。そこで，R5の100kΩを68kに変更してみた。もう少し47kΩくらいに落としても良いような感じだが，VR調整で何とかなりそうなので，納品します。

と，今日は，いろいろやってワールドカップも見たような見ないような状態でした。

最終的には2.2kΩ

朝めし前のひと仕事

EHA_2のゲインの決定を試聴しながら決定してました。

昨日設置したマルピンソケットにとっかえひっかえ抵抗を差し込んで様子を見ました。


そうそうその前に入力側にカプリングコンデンサを入れました。1uF。実は夕べ外したもの。廃品利用。


結論的には，1k～2.2kΩで十分ですね。

問題は，マイクの配線が長いせいか，ハムがかなり乗ります。イヤホンの特性もあるのか，イヤホンによっては軽減される場合もあるのですが，ハムは消えません。この辺の対策が必要のようです。


アルミホイルでちょっとくるむと(ホイルをマイナスには落としていません)，だいぶ軽減されますから，たぶん配線の引き回しかと思います。

肝心な音ですが，ALCの効果からか，刺激的なピーク音はなくなって聞きやすくなっているようです。高音の強調もまあ良さそうです。

ということで，ハム対策は，電源とかケース決定とか進めながら，考えていきます。

パーツ間違い

いやあ，やっぱりトーンコントロール用のハイパスコンデンサが間違ってました。何してんだろう。0.1uFのつもりが1uFになってまして，，，まずこれじゃあ低音が出てるはずです！orz

師匠から，周波数特性はシミュレートすればいいことを教わりました。
早速LTSpiceでいじって確かめ。


200Hzくらいまで平らですモンね･･･
2段目は約5倍で40dB＝100倍･･･う～ん

ついでだから，いろいろ定数をいじってみました。

C1＝0.1uF，3.3倍
これだと1kHz以上から変化。


C1=0.047uF，2倍(34dB=50倍くらいか)･･･周波数がが下がってる？？



C1=0.1uF，R4=4.7k，R5=10k
500Hzくらいから下がる。

もっといろいろ遊んだんですが，基本的にC4=1uF，C2=0.1uF，R4=1kΩとして
R5をいじって，サチらない倍率を求めるのがいいようです。やはり2倍から3倍くらいが良さそうですが，，


まず，C1は0.1uF，R4も1kΩに固定。


C5の場所にマルピンソケットを於いて，倍率の変更させやすくしました。
用意した抵抗は，2.2k，3.3k,4.7kこれで実験します。

ALC付簡易補聴器

がんばって完成させました。TA2011S＋4556ADの簡易補聴器です。前回野茂のもなかなかの音質なんですが，茶碗や金属のぶつかる音が強調されすぎてキンキンするということで，これにオートレベルコントロール(ALC)をつけてみたらどうかという実験です。


なるべくコンパクトにということで，それなりに工夫はしたのですが，それが音にどう影響しているか･･･

GNDラインと電源ラインは一応分けたつもり

上がGND，下がVcc。

回路図と配線図。




早速，実験用電源から5Vを入れて，，，

あにゃにゃ・・・ブーンというノイズが乗ります。

マイクは３種類用意してみました。

白がシールド線でしょうが，1m以上のコード付(スピーカーの特性をはかるとき使ってたもの)，クリップにつけたのも1m近いかな。真ん中のがRCAで端子に直づけ用のもの。


一番ノイズが大きいのはやはり一番コードが長いもの(上の白いマイク)
次がこれ。


最後がこれなんですが，やはり線を引き回すとそこからノイズを拾って，それが増幅されるようです。クリップの線が2～30cmありますから，これでもノイズは出ています。短くすればノイズは軽減されてはいます。ボディ－エフェクトというのかな。手で持ったりしてもノイズは変化します。


ついでにこの蓑虫クリップの線を撚ってみました。あまり細かくはしていませんが，これでも効果があります。

こんなことから，マイクとICの間は最短にして，シールド線を使うのがいいようです。
こんなことが確かめられました。
あと，音質なんですが，先に作ったものよりは低音が多めに出ます（先の方が音の輪郭ははっきりしています)。2011にそんな特性があるのかもしれません。この辺がまだ分かりません。

さて，電源をどうするか････
USBから5Vをとってと考えたんですが，ケースが多少大きくなっても，昇圧回路も組み込んでみようかな。ケースは胸のポケットに入る程度のものを探してみます。自分で作るのも良いかな･･･

2線式小型電圧計

おもしろいものめっけ！

2線式小型電圧計。3V～30V（4V以上推奨）
普通アイソレートされた電源回路が必要なのだが，測定電源で光らせる。
送料込み0.6k。
http://www.amazon.co.jp/gp/product/B00DD9W4O0/ref=oh_details_o03_s00_i00?ie=UTF8&psc=1
大きさは，23mm＊14mm。

車のパーツ屋さんが扱ってるようなので，車の電圧計にでも使うのかな。活用を考えます。


小さなVRもついていて，微調整も出来そうだが，いじらない方が無難か？

もういっちょ

最近，半田小手の調子が悪いので，新調。ハッコーFX600。温調半田小手。グリップから小手先までが短くて使いやすい。
ついでに，小手先もドライバータイプにしてみた。

2.4D型 T18D24 　SSOPのICの足なんかを半田付けするときよさそう。ユニバーサル基板でも結構使いやすい。

で，この小手先で試したのが，

TA2011Sの回路。出力の3.3uFのケミコンがなくて，10uFにしちゃいました。


5pinと6pinの引き出す方向が逆になってしまい，ジャンパーでVRにつなぐ羽目に。いつもの注意不足。
オシロで確認と師匠に言われていたけど，それは後ほど。

TA2011Sを繋げる

TA2011Sを使った簡易補聴器の構想。

まず，TA2011sのデータシートが見つかって，，，
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/toshiba/1614.pdf
これだと，4Vから使えるので，電源は５VでOK。ゲインが高く，47dBと言うことなので，223倍くらい。OPA前段のゲインはほとんどいらない。むしろ後段も控えめの方が良いみたい。
ざざっと全体の回路図を書いてみた。


TA2011Sまわりはデーターシート通り。
U1で2倍強の値をとったが，ここはゲインなしでも良いかもしれない。VR部分のインピーダンスを下げるという狙いだけでトーン回路に持って行く。トーン回路はシミュレートでは,3kHzあたりが持ち上がっていたので，このままとして，後段で100倍(40dB)？？････ここも検討。

パーツの配置も工夫すれば小さく出来そう。


コンデンサの大きさが決まらないので，ちょっと大きめに描いておいた。手持ちのパーツを調べながら考えたい。

これで，パーツがあるかどうかを調べます。

LTspice ちょっとだけ

ちょっとした回路のシミュレーションができれば，便利だなって思います。
師匠がお使いのソフトは有料でちょっとお高いので手が出ないとして，以前，エレキジャックで話題になったLTspiceが無料で使えるのを思い出した。

リニアテクノロジーのここ。
http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/

今日は，外にも出ずに，ちょっといじって遊んでいた。
電源の作り方が分からなくて，いろいろやってもエラーが出る。結局OPAの選び方がだめだったようで，適当に名前のあるOPAを選んだら，動いた。


このやり方だと両電源も簡単に描ける。


こっちは仮想中点でやってみた。
ちょっとスイープのレンジが違うのだが，当たり前だが，特性は同じようになって面白い。

今，ALC付きの簡易補聴器を考えているが，この特性のまま回路が使えそうだ。

OPAは2回路として，1段はバッファーとしてVRからのインピーダンスを下げる。これで音質調整のインピーダンスの影響を避けて，2段めで100倍程度に，，，
ALCはTA2011S(デスコン)があるので，VRの前にプリアンプとして入れる。
今のところ，こんな構想。

LTspiceは少しだけしか分からないけれど，使い始めたら，結構便利かもしれない。

簡易補聴器 完成

今日は，壊してしまった昇圧基板を作り直しました。この昇圧基板の入っている100均のUSBcharger，なかなか売ってないのです。いろいろ探して２個買ってきました。
ケースはまた何かに使えそうなので，とっておきます。


もう途中の写真は撮りませんでした。今回はチップ抵抗などもみんな外してしまいました。単純に5Vが出るだけです。




昇圧基板とこれを合わせておしまい。



マイクをほっとボンドで固定して完成。

壊してしまった基板と一緒に。ここのチップも外して使おうかな。

と言うことで，今回も師匠には大変お世話になりました。
音質的にも満足のいくものになりました。
今度はオートレベルコントロー付きのものを考えてみようかな？TA2011もってますので,,,
【回路】

なお，ECMの電源回路の4.7kΩ(R1が二つになってる！！)は電圧が低くなりすぎるので，1kΩくらいが良いとのご指導がありました。それから，LEDのブリーダ抵抗ですが，1mA程度を流すことにしたのですがもっと暗くて良いようですので，3kΩ(0.6mA)でも十分なようです。

※この簡易補聴器は，医療用のものではありません。年寄りにはちょっと聞こえづらい高音を補正した単純な集音器と言っていいものです。補聴器は正しくは医師の指導のもと，定期的にカウンセリングを受けるなどして使うものですので，お間違えのないようお願いします。だいたい値段が15万円以上するものが補聴器の世界です。

何とかAMP基板完成

昇圧電源から実験用電源に変えて，ノイズは大幅に軽減することは確認できましたが，肝心なマイク出力が上がりません。回路は比較的単純なものです。何度も回路図と見比べても回路ミスは発見できませんでした。
ついでに，昇圧電源では正確に2.5Vが出ていないので，アンプ基板の空きスペースで分圧回路をくんでみました。


この部分,10kで中点を作りました。これは師匠の回路の通りです。

あわせて中点とGND間にチップで104のパスコンを取り付けてみました。

ちょうど3-4pinn間ですので都合が良かったです。

まあ，これでマイクの感度が上がることはないのですが，とりあえず，，，，

って，作業して基板をよく見ると，，，，(恥ずかしいことですが正直に書きます)

目がいったのはこの緑色の帯。ここは2.4kと2.7kで合成して5.1kΩを作っているところなんですが，緑は10^5じゃあないですか!!･･･kではなくてMです。これじゃあマイクに電流は流れませんよね，，，汗''
ここを5.6kΩに変えて，マイク感度OK！
･･･でも，ノイズがやはり乗ってしまいます。
この辺のことは，師匠のコメントをそのまま紹介します。

*****************************************
私が組んだチップ部品の回路では0.1uFは入れていますが電解コンデンサは入れていません。
昇圧回路を入れたときはその出力には47uFのタンタルコンデンサを入れています。
音がおかしいとき電源が発振していることが考えられますが、
そのときはオシロスコープをACモードで感度を上げて観測してみて下さい。
DCモードでも電源ラインが太くなっていることもありますよ。
御指摘ようにマイクの電源にも抵抗とコンデンサのデカップリングコンデンサを入れてほしかったのですが、
入れる場所がないのではないかと言い出せませんでした。
あと電源の中点のパスコンも中点とGND間だけで電源との間は入れない方が良いです。


マイクの中身はエレクトレットコンデンサとジャンクションFETの組み合わせで、
信号は定電流化されますので出力の信号は電源のノイズが加算されます。
そのために抵抗とコンデンサでデカップリングした方が良いわけです。
ただ今回は出力のイヤフォンに電流が流れ電源電圧が下がったとき、
マイクの出力も下がりますがそれは正帰還ではなく負帰還になり発振はしにくいので、
あえて何も言いませんでした。
*****************************************

電源部分の異常発振が疑われるわけですが，取り合えず師匠のご指摘のようにパスコンの追加とマイク電源にデカップリングコンデンサを追加してみます。

最終的？な回路は以下のようになりました。

※昇圧基板から2.5Vが出ているようになっていますが，実際には分圧しています。3-4pinに0.1uFを入れます。

問題は取り付ける基板スペースです。
まずは，4-8pin間のパスコン0.1uF。

マルpinソケットを入れたので，その下に埋め込みました。

次はマイク電源部分のデカップリングですが，，


無理矢理10kの頭から配線して適当な空き穴に落としてここからジャンパーで飛ばすという荒技で処理です。奥の分圧抵抗部分に触れてショートしないように耐熱カプトンテープを貼っておきます。あとで，ホットメルト処理します。


その裏側。ラーメン状態になりそう。少なめのスパゲッティーかな？？
音質への影響がなければいいけど･･

で，おそるおそる電源(5V)投入。
SNがぐんと上がりました。これで，OKです。
こちらの基板はこれで完成でいいと思います。
師匠，お世話になりました。

この次は先に飛ばしてしまった昇圧電源基板の作り直しです。うまくいかなかったら，7750で組み直します。いずれにしろ1.5Vを昇圧すると24mA程度しか流せないようですので，この辺はどうか？実験してみたいと思います。

電源を変えてみる

※コメント欄に画像が載せられないので，ページをあらためます。

師匠の方はもう7750で確認しているようですが，こちらは，まだ昇圧電源を外して，実験用電源でお試しまでです。

実験用電源からこのように接続して


とりあえず±2.5Vの両電源で・・・・

ノイズはきれいに消えました。ただ，VRをあげていくとブーッと発振があります。それにマイクのの感度は良くありませんね。マイクをさわってもこすれ音もしません。

回路の方が疑わしくなりました。アースラインの引き回しとか影響で照るのかもしれないと思い，チェック中です。


***************************************


師匠から頂いたSMDバージョンもせっかくですから公開します。
まず対照用回路




本体部分


たぶん5Vを入力


たぶん7750Aで5Vを作って入力

こんな風に作るのも真似してみたいなぁ････

ﾊﾟｽｺﾝの取り付け

ここからは少しゆっくり目にやります。
まず師匠がご指摘のように，昇圧回路にパスコンの取り付け。

回路図のように,0.1uFのチップを取り付けてみました。

下側の黒・紫・赤の配線の部分がちょうどチップを取り付けるのに便利そうです。(ちょっとピンぼけですみません)


上の写真と上下逆さまですが，取り付けたところ。



発振はうちばになりましたが，VRをあげるとやはり発振します。また，相変わらずシャラシャラシーというようなノイズが乗っています。ECMは以前より感度が増し，ノイズも少なくなった感じがしますが，まだ音量は小さいです。もう少し上がらないとあまり実用的ではないようです。

さて，どうしようか・・・今日はここまでです。

あ，そうそう，各部の電圧ですが，昇圧基板からは4.98V，2.4Vが出ており，
OPAの1-4pin　2.35V
　　 4-7pin　2.35V
　　 3-4pin　2.35V　となっています。まあ，約2.4Vは出ています。

一筋縄ではいかない

小さく作るってことは，目標達成したんですが,,,,


やっぱり発振しますね。それからECMの感度が悪い。ついでに，サチってる感じ。というわけで，実用にはなりません。
これから改良に入るわけですが，さて，，，

検討用に元の回路



配線図



まず，回路ミスはないか，もう一度よ～く見直し。
それから，電源の検討かな？
チップで51kΩがあると思うから，正確に中点を作ってみる。
初段の増幅率はどうか?　後段の増幅率はどうか？

師匠に聞きながら，改良しますね。と言うことで，ここまで

AMP基板まで

雨が降ったので，ほとんど家でぶらぶらしてました。
で，取り組んだのがこの基板づくり。


とりあえずくっつけていって，，，

････

どれくらい余裕があるか確認。

次に，ECMの工作。ECMはパナのWM-61Aが手持ちでしたので，これを。

6mmの小さなマイクです。


シールド線は太さの問題から使いませんでした。


位置はスライドスイッチの脇ではごちゃごちゃしてしまうので，脇にしました。
ケース加工は，古い半田小手で溶かしてしまいます。最終的な固定はホットボンドかな?



次に余裕を見ておいたイヤホンジャックの穴。無理なく収まりました。



このジャックは基板にのり付けしてしまえばそのままモジュール的に脱着も楽ですので，ホットボンド付け。でも基板の余裕は2mm程度しかありませんでした。この辺先を見てしごとしてない。

あとは，昇圧電源やマイクを基板につないで，完成･････


それぞれがケースから取り外せるようにしましたので，点検や修正は楽かと思います。


でも，今日はここまでで！！

まず電源部分から

今日はアルバイトがお休みだったんで，朝からパーツ探しをしてました。これが思わぬ時間を食い，終わったのがお昼ちょっと前，外は雨だし，，，，ちょっと意欲減退！

あまり定数にこだわる部分は少ないのですが，ECMへの供給電源の抵抗の5.1kΩなんて半端のは持ってない。近似値で代用も考えたんですが，スペース的に合成しても大丈夫なので，2.4k+2.7kで代用。同様に51kΩもないので，30k＋22kに。ちょっぴり増幅率は変わるんですが，影響は考えなくていいでしょう。
それから小さな！1000uFの電解なんてどこにもない。本当に家捜しして，1個だけ見つけました(それでも16V)。それでもちょっと大きい。カップリングの1uFも無極性が見つからず，もちろんフィルムコンデンサーもこんな大きなのない。メタライズドポリプロピレンをおごってます。あとは何とかなってるかな････イヤホンジャックも小さなのはないですね。ことに寄ったら，線を直出しっていう手も考えます。とりあえずモノの一番小さいのめっけ。

午後はボランティア団体のしごとをしながら，昇圧電源基板の部分だけでも組み込めるようにしておこうと，ここだけやってみました。


LEDには1mA程度。1/6Wにすれば良かったけど，ブリーダ抵抗がコンデンサと干渉してます。
スライドスイッチは，修正も効くように，ホットボンドで借り止め。


ちょっと上から眺めると，ECMは，このスイッチの隣あたりのスペースかな･･･
(配線にはカプトンテープを貼ってあります)


スイッチ部分はケースに入れるとこんなです。


ケースに入れるとこんな風に見えます。さて，マイクをどこに･･･
それとも･･･端子をつけて外付けがいいかな。思案中。

ケースに収めるには･･･

だいたい回路の構成が出来てきたので，回路をいかにケースに収めるか検討しなくてはなりません。いま，予定しているのは，100均のUSBチャージャー。単三1.5V電池1本を5Vに昇圧して使います。すると回路のスペースは電池1本分。

最大で15mm程度になります。
これは，ユニバーサル基板で５目分で使うことになります。

こんな感じです。ただ，この基板は幅を少し削らないと入りません。

長さはと言うと，

最大で１９目と言ったところでしょうか。

これに，イヤホンジャックやらLEDやらマイクあるいはマイク端子やらを詰め込まなくてはなりませんが，一応，基板図を書いてみました。

グリーンの枠内で１５目くらいでいけそうです。なお，配線の色分けは適当です。PasSの指定通りではありません。

さて，これを元に半田付け開始ですが，，，今日はこれまで
今週は暑くてくたびれました。