ブログの記事を見た方から、またUNICラジコン送信機不具合について問合せが有った。 アクセルレバー(ピストルのトリガーレバーの形)を動かしても受信動作のLEDが点灯せず、他のスイッチについては問題無く操作に応じて点灯するという症状で、原因が簡単そうなので修理を引き受けることにして一式送ってもらった。
受信機を+24Vに接続し、受信確認すると、言われた通りの症状なので分解してみた。アクセルはスイッチレバーを引くことによりボリュームの回転角による抵抗(電圧)変化を信号に変換してるらしいが、このボリュームが本体毎回ってしまっている。
ボリューム単体にして、シャフトの喰い付きを解消しようと本体を押さえ、シャフトを回してみるが、がっちりと喰い付いており回らない。
会社に行ってからサンダーでボス部分を削り落としてもらい分離する。
ボリュームはφ13mmの5kΩBで、現在では特殊品で、なかなか入手先が見つからない。以前、メル友の先輩おもちゃドクターから頂いたボリュームと本体部分の寸法は一緒なので、取り敢えずシャフトと抵抗部分を入れ替えて見ることにした。シャフトの受け構造が違いシャフトとボスのガタが大きいので、隙間部分にセロテープを巻いて差し込む。組み上げると抵抗がちゃんと変化する様なので帰ってから送信機本体に組み込んで確認する予定。(写真は、頂いたボリュームを入れた状態)
尚、このボリュームについて、先輩ドクターに問合せて見たら、たまたま同じ抵抗値のものが有りシャフトも長いということなので送ってもらいシャフト先端形状のみ削って合わせたいと考えている。
【実機で確認】
結局、改造ボリュームは接触が悪くダメでしたので、頂いた10kΩボリュームで 実験しましたら、問題無く受信側のLEDが変化(速度で明るさが変化) しましたのでOKだと思います。
50kΩでも変わりませんでした。0Vと5Vを接続しており、この電圧変化をA/D変換でもして送っているものと思われます。
実際のレバーの回転角は30°程度ですので、始めの部分のみの変化で見ている様です。
先日、現地改修の発注先による確認が有り、手直しで何とか目処がついてホッとしたところである。早く終わったので、帰りに秋葉原に立ち寄り、高耐圧フィルムコンを探した。店により値段がまちまちなので、その中で一番安かった三栄電波で4.7uF/400Vを2個購入。
久々に出張が無くなった土日、超音波洗浄機故障原因調査の続きを開始した。
出力のN-MOS-パワーFETについて、代替出来そうな2種類(安価な秋月の2SK2372(100円)と電流の大きい2SK3681(1050円))が届いたので、まずは、壊しても被害金額が少ない2SK2372を付けて見て、これのB電圧は実験用可変直流電源を使い、温度センサーで監視しながら電圧を上げて見ての異常発生が無いか確認してみた。
【確認】40kHz信号が無い場合は電流が流れません(当然ですが)。
40kHz信号ONの状態でQ1のGオン、Q2のGオフでは電流が流れませんが逆の状態だとVCCが6Vでも6A以上流れます。同時入力でも同じです。
負荷の有無には関係無し。
Q1がオンしっぱなしの様でQ2のドレイン電圧はVCCがでます(中点では無く)。
不思議な現象ですが、この時Q1のD-S間の抵抗がアナログテスターで20Ω程度に
なるのですが、接続を外して、また接続すると正常な抵抗に戻ります。
といった不具合が発生。悩んでしまいja7jqjさんに考えられる原因について、回路変更も含め聞いて見た。
【返答】
Q1のD-S間の抵抗がアナログテスターで20Ω
このときのゲートはオープンでしょうか?
そうであればゲートにたまった電荷でDS間の抵抗が決まります。
GS間をショートしても20Ωで有れば明らかにFETが壊れていることになります。
ただテスターの極性によってはドレインに-側が加わるとDS間には負電圧をバイパスするダイオードが入っているので抵抗が有ります。
アナログテスターであればレンジを変えれば抵抗値も変わるはずです。
6A流れたとき、Q1の接続に間違いはありませんでしたか?
6Vで6A流れるということであれば100Vをかければ一瞬にヒューズが切れるような気がします。
5.1Ωはドレインソース間のスイッチングを遅くする働きがあります。(ΔI/ΔT)
この抵抗がないとドレインにサージで高電圧がかかり壊れてしまいます。
スピードアップは危険です。
遅くするとデットショートしてこれまた破壊につながります。
5.1オームは重要な抵抗です。
念のために切れていないか確認しておいたほうがいいと思います。
【見直し:ドレインがフィンに】
接続が違うのでは無いかということで、会社でFETのデーターシートでピンアサインを調べていたら、今回使用した2SK2372(NEC)はフィンが絶縁では無くて、D(ドレイン)に接続されているのが判った。これで回路図を照合すると、確認結果の現象が納得出来る。
帰って、フィンとの導通をチェックするとやはりドレインと繋がっていたので絶縁シートを入れたところ正常に動作した。
全波整流の波形を見て見た。平滑コンデンサは3.3uF/400Vで超音波の40kHzリップルが見られる。試しに4.7uFフィルムコンを並列に入れると40kHzのリップルが無くなる。
なぜ平滑しないのか疑問になるが、40kHzが50/60Hz全波整流波形で変調されて汚れ落ちが良くなるのかも知れない。
サーミスタ温度計のセンサー部分をFETに接着する(接着では熱抵抗が発生するので誤差が出るのだが他の方法が大変なので採用)。
【正式動作確認】 実験用電源では3Aまでしか流せないないので、この時の電圧は80V程度である。
実験用電源を外して、本体の電源(AC100V全波整流)に6.3Aフューズ経由で接続。組み込んで、槽に水を入れ電源ON。FETも念のためパワーの大きい2SK3681に交換。
フューズも切れなく動作しているし、超音波の波も見える。先日実験した超音波マイクでもモニターしてみた。温度も
30℃~32℃(OFF時18℃程度なので⊿tは12~14℃)と問題無さそうに見えたので、油汚れのある工具を入れて見たところ発振(動作)音?も変わり、急激に温度も上がって45℃からまだまだ上がりそうなのでOFFにして調べて見る。
【原因は共振コイル?】
音がどうやら共振コイル?からも聞こえて来るので触って見るとコアが動く。ギャップの絶縁シートが入っているが、この部分でコアが動く。長ビス2本で固定されているが少し緩んでいたので締め付けてもう1度ONにしてみる。今度は一定の温度で安定する。スパナを入れて一番音の大きな位置に置くと温度が少し上昇するが一定のところで安定してくれる。この状態で水位を可変してみる。可変中(増減)は温度上昇するが、暫くすると下がる。
1時間以上運転しているが42℃前後で安定している。ヒーターをONすると、その分上昇はするが暴走することは無い。
その後、温度上昇経過を調べて見た。最初の5分は急激に上昇(15℃)するが、その後は上昇が緩やかになるので、異常動作はしていない様だ。25分経過したところで原因不明のカリカリ音が出る様になった。
ondo-jyoushou-sokutei.xls」をダウンロード
あとは、実際会社で使って様子を見ることにする。サーミスタ温度計は監視用として大変有効なので接続したままにしておこう。
現地改修も一段落したので、休暇をもらい、午後から、作業が中断していた故障箇所の調査を開始した。
まずは出口から
超音波振動子が壊れていないかという点だ。
槽に定量の液体が入っていないと壊れる場合があるというが、今回これを知らず少ない量で動作確認を行ったので心配だった。
1台に10個の振動子が接着されているが1個ずつ配線を切っていくのも、その後の接続を考えると大変なので、それをしないで確認する方法が無いか考えて見た。
以前大量に頂いた超音波センサーの残りが有ったので、これで振動音がモニター出来ないかとやってみた。
今回の洗浄機は発振回路の周波数が40kHzであることが確認とれているし、超音波センサーの中心周波数も同じ40kHzなので使える。
信号発振器より40kHz信号を印加してみる。シンセサイザー方式のは正弦波しか出ないが、出力レベルが+15dBm/600Ωと110Ωまで出せる。一方、CR発振器は矩形波も出せるが、出力が0dBmまでしか出せない。
これで実験してみると、矩形波でも振動子が共振しるので、出力波形は正弦波となる。マッチングトランス経由と無しで比較したが、無しのほうがレベルが高く出た。おそらくトランス出力のが入力に対しインピーダンスが低くなっているのだろう。トランスも壊れてはいない様だ。
振動子のインピーダンスは公表されている国産メーカーので見ると35Ω以下となっており、これが10個並列なので3.5Ωとかなり低インピーダンスとなる。
ということで、振動子に直接シンセサイザー式発振器600Ω出力(マッチングからすると110Ωとなるのだが出力電圧が大きい600Ωとする)から印加する。超音波センサーは出力レベルが小さいのだが、取り敢えずオシロスコープに直接接続して波形を見てみた。画面の様に正弦波が観測された。
これを各振動子に近づけてみると、夫々に観測されるので良いのかなと。でも槽に一体にくっついているので他の振動子の影響も出るのかも知れない。
まあ半信半疑ではあるが、次の段階に進めたいと考えている。
出力のN-CHパワーMOS-FETについて、安価な秋月の2SK2372(100円)と電流の大きい2SK3681(1050円)を付けて見て、これのB電圧は実験用可変直流電源を使い温度センサーで監視しながら電圧を上げてみての異常発生が無いか確認したいと思う。但し、規定量の水を入れて確認する必要があるので、ドライブ基板と本体を離すための延長コードを作らなければならない。
現在デジタルオシロを使っており、それなりに便利なのだが、変調波形などが綺麗に表示されない(最新のデジタルオシロでは改善されている様だが高くて手が出ない)ので、もう1台はアナログオシロが欲しいと思い、周波数帯域は、それほど必要無いがカーソル測定の出来るのをヤフオクで探していた。
で岩通のSS-7804という40MHz(MAGにして)までのを6000円で落札。
背面のコード掛け兼用足が1個破損して無いというジャンク扱い品。
カバーを外すと埃が溜まっていたのでエアーブローして清掃。内部写真です。
カーソル測定機能の他にも周波数カウンター(5桁表示で精度が±0.01%)も管面に表示される。
カウンター表示は85MHzまでは正確に表示された。
到着して、シグナルジェネレータからの信号を測定してみたが、問題無さそうだ。
しかし、スケールイルミネーション調整を回しても表示しないので分解してみた。
ランプを2個使用しておりアクリルブロックで光を拡散する様な構造になっている。
電圧はMAX24V印加されておりランプ2個は直列に接続されているので12V用の様だ。
このうち1個が切れていたので手持ちの類似ランプや麦球に交換してみたが暗いのでランプは諦めて黄色LEDに交換することにした。
電子工作サークルの場を借りて、講義を兼ねて交換を行った。
但し、LEDに置き換えるだけでは消費電流の少ない関係から照度の変化が少なくなるので、ランプ抵抗と同様のダミー抵抗(50Ω)を入れて、その両端にLEDを直列に入れ制限抵抗は実際に変化させて4.7Ωとした。
LEDはアクリルにはめ込み、アルミテープで押さえつける。
基板を正規に戻してスケールイルミネーションを調整してみるが具合が良さそうだ。
これが治ったところで、もう一度測定して見ると、水平輝線が目盛に対して少し(端で0.5~1mm程度)傾いておりローテーション調整ではカーソルやデーター表示の傾きが変わるだけで調整出来ない。消磁器を使っても変わらないのでメーカーに問合せて見ると回答が有った。
→ 磁場による影響も無いとは言えませんので向きを変える等、行っても変わらない場合はブラウン管の性能によるズレかと思われます。調整箇所は正面にあるのみです。
と回答が有り、直りそうに無いのでこれで使うことにした。
取扱い説明書は親切にPDFで送ってくれた。
使っている内に、もう1点不具合が見つかった。
X-Yリサージュ表示のボタンを押しても、Y側(CH2)が本来,横方向(Y)の表示になるのに、縦方向(X)になっており、測定出来ない。ダメ元でメーカーに確認しているところだ。
先日のブログで報告したBS/CSブースター動作不良だが、壊れていると思われる高周波増幅用IC(upc2709TB)を若松通商で5個購入しておいたので、交換してみた。
製品に実装されていたのはミニモールド品(0.95mmピッチ)だが、購入したのは小型ミニモールド(0.65mmピッチ)と小さいので非常に付けにくく過電圧印加も含め3個ダメにしてしまいました。
測定器(1GHz)では(5Vを外部電源より直接供給)20dB増幅しているものの、TVで信号強度を見ると(TVからの電源供給)かえってレベルが下がる現象(43から35へ)が出る。
過大入力の関係かと、手持ちの古い75Ω可変減衰器(アンリツ製で前の会社の処分品)を使おうとしましたが測定すると500MHzまでが限界の様で確認出来ず。
時間が出来たら、TV供給での電圧を測定してみたいと思います。
おもちゃ病院で一緒の吉本ドクターから、FMステレオを視聴していると歪みを感じるというので、自宅に測定器とチューナーを持って伺った。 受信レベルについてはスペアナで測定してみた。画面は私の自宅 アンテナ(2素子位相反転)で測定したものでNHK-水戸FM(加波山中継局83.2MHz)
次にマルチパスを観測してみることに。
持参したマルチパス出力の有るLUXMAN製WL500とオシロを接続しXY表示にする。デジタルオシロなのでアナログオシロとは少し表示が違う。マルチパスが無い場合は横一直線の表示となるがご覧の様に縦方向(マルチパス発生)にも振れてマルチパスが多いことを表している。下記動画参照(音声と波形は関連有りません)。次に実際アンプを通して聴いて見る。
入力が無い状態でも、L側に雑音(カリカリ)が入る。プリアンプ(真空管式のキット)の出力ボリューム(左右別々)を最小にしても雑音は変わらないのでボリューム以降のアンプ(12AU7)で発生している様だ。これは預かって調査することにし、これも持参したテクニクス製プリアンプSU-A6に交換する。
CDに切り替えて確認してみたが、これは雑音も無く問題ない。
FMステレオも交換前と比べると良くなったというので、これで様子を見てもらうことにする。
今時なんでAMステレオと思われるだろうが、なんでも体験したい私としては放送終了する前に聴いておこうとONKYO製T-422Mをオークションで以前購入しておいたが、初めて電源を入れて確認してみた。
本当のところは、自分で復調回路を追加してチューナーを改造しようと思ってこのチューナーにも使われている C-QUAM 方式IC[MC132028AP]を購入しておいたのだが。
このチューナーはバーアンテナが無いので、外部ループアンテナを付ける。
AMバンドをオートプリセットメモリーする。
各放送局に合わせると日本放送(1242kHz)だけステレオインジケーターが点灯した。
モノラルと聞き比べると、その違いは(広がりがある)わかるが、AM放送だけにハイファイは期待出来ない。とにかく受信出来たという体験が出来た。
その後、深夜にエアチェックしたら1332kHz(東海ラジオ)でAMステレオ放送されていた。
時刻合わせも、自動時刻設定機能”ACCUCLOCK”というのが有り、関東圏だとFM東京(80MHz)に合わせると自動で時刻設定出来るということだったが、どうやら現在は時刻信号が出ていない様だ。やはり合わせられないので手動操作で合わせた。
FM放送も聴いてみたが、それなりに良さそうだ。今まで10台近くチューナーを入手したがデジタル表示のは初めてである。受信周波数範囲も今は亡きアナログ地上波1~3CHの音声が聞ける様に76~108MHzとなっている。(1996/06/01発売)
最近、BS・CSでブロックノイズが入る様になった。
テレビの設定で受信レベルを見ると26程度しか無い。
アンテナの方向がずれたのだろうと、確認してみた。
受信状態を見ながら合わせる必要が有るので、2階で使用している14インチブラウン管TVに地デジ・BS・CSチューナーを接続しアンテナレベルを表示させる。
一番レベルが高くなる様に方向及び迎角を調整してみるがレベルが2程度しか上がらず、ブロックノイズもあまり改善されない。
日本アンテナ製CS・BSラインブースター(CSB-C25)を使っていたのだが、これを接続してもレベルは変わらない。これもおかしいみたいだ。
トラブルシュートしていく。
・ケーブルを交換してみる。・・・変化無し
・コネクタ部に接点グリスを付けて見る。・・・変化無し
・今は使われていないBSアンテナ(氷点下になるとレベル低下)を引っ張りだして接続・・・手で持ちながら微妙に位置合わせすると50まで上がるので、原因はアンテナかと、現在付いているアンテナマストに付け替えて最大に調整しても、レベルは上がらず、アンテナによるレベル差も無いのでアンテナも問題無し。
・設置場所(位置)が問題の様で、高さを10cmほど高くしてみると、レベルが上がった。・・・床面にアンテナが近すぎると良くない様だ。
これで良さそうなので、元のケーブルに戻して、居間のテレビに接続。綺麗に映る様になった。
ラインブースターを調査することにした。
BS-IF:1032~1336MHz・利得20~25dB、CS-IF:950~2150MHz・利得18~26dB、(ちなみにFM・VHF・UHFはパスで利得-3dB以上)
なのだが手持ちの測定器で1GHz以上対応しているのは、シグナルジェネレータが1040MHzまで、スペクトラムアナライザが2GHzなので、1040MHzで測定してみる。電源を信号に流す環境を作るのも面倒臭いので、内部の5Vに外部電源を直接接続する。重畳電源はDC9.5~16.5Vの範囲で、これを2端子レギュレータ(78L05)で5Vに安定化しており、これは正常に供給されていた。
ラインブースターを接続すると-25dBmから-41dBmに16dB低下してしまう。
ICで増幅している様で6Pミニモールド、C1Eの表示がされている。調べて行くとNEC製μPC2709Tの様だ。ICへの供給電圧は正常の様だ。
販売店を探して見ると若松通商で在庫が有り、126円と以外に安い。これを交換して動作すれば安いものだ。
ヤフオクでBNCタイプのターミネーション2個が安価に出ていたので落札した。送料込み2個で700円だった。
型格:Tektronix 017-0083-00 Feedthru Termination. BNC-GR874.相当、昔の製品の様だ(classictek)。
50Ω/2W用だがBNCの反対側にGR874という規格の見たことが無いプラグ側が付いている。
使用周波数帯域は直流から100MHzまで使える様だ。
先にヤフオクで落札した電池管式ガイガーカウンターで1U5という電池管を3本使用していたが、エミゲンしている可能性があるかもということで、1U5の入手先を検索したがその時はズバリが入手出来ず、にわか調査で、やはりヤフオクで1B2と1K2を落札しておいた。各350円だった。
(最近では1U5も高いながら、ヤフオクに出品されている)
ガイガーカウンターは、お陰様で動作している様なので中断していたが、最近になって、規格を調査してみた。
radiomuseumというホームページで真空管の規格を検索出来る。
1U5と特性的に互換性の有るのが1S5(ピン接続が異なる)で、更に1S5と1B2はピン接続も同じ様だ。5極管+検波管という特殊な構成である。
(1S5はヤフオクで即決価格500円となっている)
もう1つの1K2は高周波増幅用の5極管の様だ。
学研の真空管ラジオキット(Ver.1)には、この1K2、1B2と電力増幅用の2P2(または3S4)が使われている(メーカーも”北京”と”★印”の印刷で中国製らしく、同じ様だ)。Ver.2では変更されている。
特徴とVer.1との変更点
1)真空管は1K2(電波の増幅・検波用)、1B2(低周波信号増幅)、2P3(電力増幅)の3本を使用しています。Ver.1では、3極接続回路を使用していましたが、Ver.2では5極接続回路を採用しています。
時間が出来たら、部品を集めてラジオを作るのもいいかも知れない。オークションを探すと、部品も安価に入手出来るので、学研のキットより随分安く作れると思う。
メーターの取り付けアダプタ板金が間に合わないので、購入した100μAメーターをそのまま取り付けることにした。
文字板は、GCメーター用文字板を、はがき用紙にカラープリントして、貼り付ける。取り付けネジがぶつかるので、こじって抜く。取り付けは、本体にロックタイト460で接着固定する。外部電源を接続してGM管をマントルに近づけるとメーターが振れた。先日交換したGM管はノイズを拾うことも無く正常に検出している様だ。
メーターはmr/hr(ミリレントゲン/時)なので、μSv/Hr(マイクロシーベルト)にするには値を10倍することになる。しかしヤフオクで入手したマントルに書いてある0.6μSv/Hrのものが0.6mr/hrなので1倍となる。キャリブレートのボリュームを回しても、それほどは変化しないので、これで使って見ることにする。BG(バックグランドの線量)は0.01~0.02mr/hrを示す。
内部に、もう1個ボリュームがあるので、これでGM管の電圧を可変しているのかも知れないので後日確認して見る。
計算して見ると、10倍の値を表示していることになるので、交換したメーターの100μA用は間違いで1mAが正解かも知れない。
通常測定される「ガンマ線の空間放射線量率(環境放射線)」は、10~60nGy/h (ナノグレイ毎時) 程度だそうです。これは自然放射線のレベル(何もしなくても自然界に普通に存在するレベル)になります。ちなみに、マイクロシーベルトで表すと、0.008~0.048μSv/h (マイクロシーベルト毎時) です。ただし、雨が降ると一時的に数値が上昇する場合があります。
ウランガラスや減塩もBGよりは高くなるが線量は少ない。使
っているうちに検出が弱くなったので調べると、ヒーター用の乾電池電圧1.5Vが1.3V位に低下していた。B電圧(+90V)とバイアス電圧(-15V)を変化させても、表示はそれほど変化しないが、ヒーター電圧の低下は動作に大きく影響する様だ。
今後はバッテリー運用する為にMC34063Aによるスイッチング電源回路を考えている。
+1.5V(降圧)と-15V(負電圧)の回路は試作で確認しているが、B電圧(+90V)はニキシー管駆動(180V)の回路が有ったので、これを参考に製作したいと思う。
但し、スイッチング電源ノイズが影響しないかは未知数である。
私が愛用(といっても、再開局に当り、オークションで安く購入したものだが)しているFT-101ZSと、今はお休みしているFT-101ESだが、メンテナンスは自己流で調整して運用していた。この本が有ったことは知っていたが、絶版で入手出来ないので諦めていた。
今回、ブログを見て調整をお願い出来ないかメールをくれた方がおり、時間の関係でお断りしたが、その後検索するとCD-Rで再販されていることが判り、連絡した。
私も購入して参考に調整してみようと考えている。
「新・FT-101メンテナンスガイド」
チェビシェフ型バンドパスフィルタ(BPF)の定数を計算してくれるサイトは沢山あるが、逆の場合の特性がどの様になるのかのサイトは見つからず、先に紹介したフリーの回路シュミレーションソフト(QUCS)を使って出来ないものか、適当にやってみたら特性が表示出来たので紹介する。
シュミレーションしたのは中波帯域用(400~1600kHz用と載っていたもの)の3次フィルタ(左図)である。右図は21MHzBPFのシュミレーションです。
これは5次チェビシェフ型でシュミレーションしたものです。LCの値はJR6BIJさんの「通過域チェビシェフ型BPF計算」を利用して、値は標準系列に強制的に換えているので、特性は少し悪化すると思われる。