GreenPAK DesignerのDC/DCコンバータ、動いた

例のGreenPAK DesignerでDC/DCコンバータの動作を
シミュレーションしてみようっていう話。

ようやくなんとか思ったとおりに動くようになった。
結論を言うと、しょうもない間違いを見逃してたこと
が原因だったな。



で、その徒労の記録。

ブートシーケンスが間違ってるんじゃないかなと思って、
データシートとか眺めて、やっぱり間違ってなさそうだ
なぁと。で、仕方なく強制的に、各マクロセルがPOR
（Power On Reset）信号を使って動作開始する様に、
もろもろ修正してみた。GPIO出力端子のOE（Output
Enable）をVDDからPORに変更するなど。

ただし、、2入力LUTはPOR信号を受けて開始みたいな
ことが出来ないので、3入力LUTに変更して、そのうち1つ
の入力をPORに変更。


ちょっとアップ。



もうちょっとアップ。3入力LUTになってる。あと、Pin5
のOE端子に繋いだVDDを削除する方法が最初わからなくて
放置してある状態。出力はPin6に繋ぎ変えた。



あとで判ったんだけど、どうやら、Pin5のプロパティー
ペインを開いて、I/O selectionを「PIN not used」に
変更すれば、非表示にして使わないことに出来るみたい。
（こういうところが、この開発環境のよくわからない
操作方法なんだよな）



Pin5のVDDのネットワークを消せた。





さて、シミュレーション。
…残念なことに、全然変わらない。なんだこれ？と。



波形のアップ。最初の昇圧のところで一旦10Vくらい
まであがっちゃう。相変わらずだな。



と、ここまでがまたしても徒労。



で、なんとなくぼんやりあちこち眺めていると、なんか
見つけちゃった。

昇圧回路部分（外付け回路）にある、平滑用のコンデンサ
の容量がおかしい。1000uF（1mF）にしたはずなんだけど、
なぜか1000nFになってる。1uFじゃんよこれじゃぁ。



ってことでコンデンサ容量をサクッと修正して、改めて
シミュレーション掛け直してみる。



出た。これだよこれ。平滑コンデンサがおかしかったのか。
いつものように、「IDEの品質がまだまだなんじゃね？」
って疑っていたんだけど、何のことはない。低品質なのは
いつものようにオイラのアタマの方だった。めでたし、
めでたし。


ちなみに、VDDが起動してから発振が始まる前に電圧が3V
くらいまで上がっているのは、ショットキダイオードを
通して3.3V電源から直接コンデンサをチャージしている
からだな。

あと、相変わらず、最初に一旦昇圧してから、次に間欠
発振になるまでの間、少し間が空いちゃうのも、多分理由
が判った。
IC内部のVDDが下方向に揺さぶられてる都合で、内部の
参照電圧自体も少し落ちてしまっているはず。なので、
本来よりチャージを多めに行っちゃって、そのせいで
一旦発振をやめた直後に参照電圧が元に戻って…ってな
ことになっているみたい。
（内部の参照電圧は、そんなにピタリとは安定してない
みたいだなぁ）



ってわけで、2入力のLUTに戻して、改めて実行してみる。



実行。



うん、うん。よし。できてるぞ。


負荷をもうちょっと増やしてみる。100Ω負荷から25Ω
負荷に。5V出力25Ω負荷だと、約1W出力の計算。



大丈夫みたい。想定通りの間欠発振の動作範囲内で
5Vをキープできてる。安定してる。

ただし、このグラフのように発振している期間が長く
なって、発振してない期間が相対的に短くなってる。
どこまで出力を上げられるかはよくわからないけど、
まぁ、1Wくらいがいいところなんじゃないかな。
単純な制御だし。

（あと逆に、どのくらい出力を下げられるかも知りたい
ところではある。何と言っても、パルス1個の幅と
デューティー比が固定だからなぁ）


実際に波形をオシロで眺めたら、リプルやスパイクが
バリバリな気がするんだけどな。

でもまぁ、机上の話はこれでよさそうな気がする。
（MOSFETのゲート端子に直結しちゃってるあたりとかは
ちゃんと直さないといけないけど）

あとは、こないだ買ったICをハンダ付けして、ちょっと
動かしてみたいところ。





https://fabcross.jp/news/2021/20211014_ti-84-plus-ce-python.html

Texas Instruments「TI-84 Plus CE Python」。

Pythonが使えるカラーグラフィックの関数電卓。こういうの
何気に惹かれちゃうわけなんだけど、まぁやっぱキー入力
とかタイミング制御（タイマ割込みとか）なんかはサポート
されてないんでしょ？ゲームは作れたりしないんでしょ？
なんて思ってたら…

https://www.youtube.com/watch?v=H3260pxFNC4&t=37s

こいつ…　うごくぞ…

（中途半端なげーむじゃなくて、カラーでパックマンが
動てるの、マジなのこれ？）





https://twitter.com/thisistanaka/status/1447767005713424387

EFレンズ、どんどんディスコンになっていってるのか。
ペンタックスもとても心配だな。体力的にはキャノン
やニコンよりずっと無いからな。




https://twitter.com/aroerina2/status/1443193986684915723

プリント基板のレジストの色って、性能変わるのか…。
知らなかった。
（どんなふうに変わるの？）




https://twitter.com/chilime/status/1448240827214413825

エキノコックスは、現代の地方病（日本住血吸虫症）に
なってしまうのかもしれん。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E6%96%B9%E7%97%85_(%E6%97%A5%E6%9C%AC%E4%BD%8F%E8%A1%80%E5%90%B8%E8%99%AB%E7%97%87)

もっと厄介かもなぁ。




https://twitter.com/UTiCd/status/1448476694382219267

樹脂サッシに変わっていくの、いいな。




https://twitter.com/itmedia_news/status/1448502595778080769

https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2110/14/news092.html

ウェザーニューズ社、こういうレーダーまで自分とこで
作っちゃうのか…。すごいな。
（製造とか設計とかしてるわけじゃないだろうけど）




https://www.youtube.com/watch?v=hwtpJPTcP5Y

「爆発継手」、これ面白いなぁ。仕組みがすごい。
オイラの想像とは90度ほど回転してたな。こっちか。

https://meigen.dancing-doll.com/kyuukyokuchoujin-r/narihara-nariyuki.html

自爆装置は男のロマンだぞ




https://twitter.com/espilab/status/1447678273823993857

常温核融合。エネルギーを取り出せる（余剰熱）ところ
まできているらしいっていう話、これホントなのかな？

もしこれが理論的にも説明が付くのであれば、もしか
したら、地上の太陽はこっちの方が早く進むことに
なるかもしれないんだよなぁ。

DC/DCコンバータ、もう少し動くようになった

昨日のGreenPAK DesignerでDC/DCコンバータの動作を
シミュレーションしてみて、あまり思ったように動いて
くれなかったやつ。
続きをやってみた。そこそこちゃんと動くようになった。

全体の回路構成はあまり変わらないんだけど、右側の
昇圧回路部分をもうちょっと弄ってみた。こんな感じ。



昇圧部分。少しだけ変わった。



シミュレーションしてみると、どうやら約5Vに昇圧する
ことが出来ていることが判った。



安定状態になったあたりの制御波形をズーム。

思ってたように動いているみたい。こんな風に帰還電圧
が1.024Vを境にして、チョッパ回路を動作させる矩形波
を出したり止めたり。
結果、帰還電圧が1.024V付近で行き来して、出力電圧は
約5Vに保たれている。



問題は、電源を投入してから安定状態になるまでに現れる
尖がり部分。ズームするとこんな感じ。



なぜか、帰還電圧が2Vくらいに上がるまで発振が止まらない。
そのため、負荷に掛かる電圧が一旦10Vくらいまでビュン
と跳ね上がってる。
5V出力で安定させたいのに、10Vまでいっちゃうと、
さすがにマイコン用電源とかに使うとぶっ壊れるよね…。


目下、まだ原因・対策を思いついてないんだけど、多分、
各マクロモジュールたちのブートシーケンス周りの設定
が良くないんだと思う。

具体的にどこに問題があるのかを考え始めると、いくつか
怪しいところがあったりするので、ブートシーケンス周り
について、データシート読み直しているところ。
（そもそも、シミュレータ自体にバグは無いのかとか、
エラッタになにか書かれてないのかとか、その辺も気に
なる）


コンパレータの起動が遅いんじゃないのかなぁ？と仮定
すると、出力内容については合点がいくところがあるん
だけど、じゃぁ実際のブートシーケンスはどうなの？
と思って調べてみると、この回路と設計の場合には、
シーケンス順の間違いはなさそうな気がするんだけど
なぁ…。

色々と難しい。


ちなみに、とりあえずGreenPAKでというか、SLG46826Gを
使ってDC/DCコンバータを「サクッと」作るという意味
では、こんな感じに、発振周波数を固定（今回は256kHz）
にして、発振を間欠にすることで電圧の制御をしている
方式は、制御が単純なので簡単に実現できちゃう。

んだけど、欠点もあって、発振してる期間としてない期間
を作ることで、昇圧動作と、昇圧しすぎない動作を制御
しているわけなんだけど、その間隔がちょっと広い…。

NUM2360みたいなDC/DCコンバータICは、パルスのオンとオフ
の幅の比率で制御しているので、同じ発振周波数を使って
いても、リプルの時間幅と振幅を比較すると、この制御
方法の方が大きくなりがちなはず。

なので、なんとかしてパルス幅をうまい具合に制御する方法
が無いかなぁ？と思っていたんだけど、できそうな…でき
なさそうな…。
NJM2360でいうところのタイミングコンデンサみたいなもの
を外付けして、そこに帰還電圧情報を元に充電して、電圧
をコンパレータから入力してパルス幅を制御する…みたいな
感じにできるんじゃないかなぁ？とか。

そんなことが出来ちゃえば、NJM2360がディスコンになって
しまっても、もう少し柔軟なDC/DCコンバータがいつでも
作れるんじゃないのかな？なんて思ったりしてるとこ。
まぁ、パワーTR内蔵しているわけじゃないから、数W程度
の小出力DC/DCコンバータ程度の場合、フットプリントの
点では負けちゃうような気がしないでもないんだけどな。


あと、シミュレーションしてみて、最初よく判らなかった
操作方法を一つ覚えた。
シミュレーション波形って、この例みたいに発振させてる
場合、波形が上に下にこまめに移動するので、塗りつぶされ
てしまうんだけど、そもそもズームできないの？と。

調べてみたら、どうやら「ctrl」を押しながらマウスの
スクロールホイールをグリグリやると、ズーム出来ること
がわかった。
ズームできないと、波形の細かいところが全然わからない
もんなぁ。





https://www.youtube.com/watch?v=jOgBEpjVx-4

これは酷い。
昔、暴走族やってました的なじーさんなのかな？

＞猛スピードで蛇行運転し・・・バイクに追突　東名高速





https://twitter.com/HayakawaYukio/status/1447439770603294722

日本のコロナ陽性者が激減してるの、やっぱり異常データ
って感じがするよなぁ…。なんでだろう？




https://www.youtube.com/watch?v=INrqEPrZVNk

数十年後とはいえ、見れないような気がするなぁ。

＞私達が生きている間に見れそうな「大爆発現象」がヤバイ





https://www.businessinsider.jp/post-243769

＞ツイッターとフェイスブックは、10代の若者の間で
＞全く人気がない

ほほう。

GreenPAKでDC/DCコンバータを動かしてみる

こないだモヤモヤ考えてた、GreenPAK Designer上で
DC/DCコンバータのシミュレーションを動かしてみたい
なぁというアレを、実際に手を動かしてみる。

回路の全体イメージ。



要らないマクロセルもデフォルトのまま表示させた状態
なので見づらいんだけど、左半分がおよそSLG46826内部
で組んであるマクロセルたち。右半分が、外部接続してる
昇圧回路部分。




内部回路をちょっとアップにしたのがこれ。帰還のための
電圧と、内部参照電圧をコンパレータに入力させつつ、
参照電圧よりも高ければチョッパ用の制御信号をオフにして、
低ければオンにして、トランジスタのオンオフを制御。

発振周波数は、2.048MHzを8分周した256kHzにしてみた。




外部回路。MOSFETでインダクタとショットキダイオードを
昇圧動作させておいて、コンデンサで平滑。抵抗で分圧させて
帰還の制御に使う比較電圧を作ってる。負荷として繋いで
あるのは、とりあえず100Ω抵抗。

全体として、3.3V電源から約5Vを出力させるようにと考えて
みたんだけど…



シミュレーションの結果がこれ。
・一番上がVDD
・2番目がコンパレータとオシレータからの信号を元に合成
　した制御波形（これでMOSFETをオンオフ）
・3番目が帰還電圧
・4番目が負荷に掛かってる電圧




起動直後の全発振状態から、ある程度昇圧が進んで
間欠発振になる辺りを切り抜いたものがこれ。
思ったようになってない。
なぜか、出力電圧が6Vくらいまで上がっちゃうのと、
間欠発振になったら、負荷に掛かる電圧が3V～8Vくらい
で発振しちゃってるみたい。そんなにレスポンスが悪い
のか？




なんか、定数の設定が良くないのか、根本的に毛が3本
足りてないのかがまだよくわからないんだけど、
とりあえずここまで動かすのにあれこれ悩んだので、
続きはまたあとで。
動かしてみてからぱっと見てみても、MOSFETのゲート端子
に抵抗とか繋がずにダイレクトにゲートに繋いでたりとか、
もろもろおかしいところはありそうなので、いじくりまわす
余地はまだいっぱいありそう。


…最初、全くまともに動作してくれなくて困ってた。

まずはオシレータがそもそも発振してくれなかったり、
ようやく発振しても昇圧動作してくれなかったり。

オシレータが発振してくれなかったのは、単にオシレータ
の設定が間違ってたからで、それはまぁすぐになんとか
出来た。
で、MOSFETをオンオフするようになったのに、ちゃんと
昇圧できないのなんでだろう？と思ったら、インダクタ
の後ろにショットキダイオードを付けるの忘れてて、
全然気づかなかったり。




こないだ買ったセラミックヒーターの温度調整半田ごてが、
安物なので多分フィードバックらしいことはしてないんだ
ろうなと思って、ハンダごて温度計ないかなぁ？と物色。

https://ja.aliexpress.com/item/4000042665697.html

1000円くらいで買えちゃうみたいだなぁ。

https://www.youtube.com/watch?v=yj-E8Sjj32k

こんな感じで使うのか。あった方がいいのかなぁ？





https://www.youtube.com/watch?v=-nVvWs-p9_o

おぉ、これすごいな。Ys IIのTo Make The End of Battle
の波形。
上3つのFM音源波形も面白いけど、下3つのPSGの動きも面白い。




https://www.youtube.com/watch?v=clbt12upuaA

Raspberry Piサーバ機のガワを作っちゃう動画。
カッチョイイ。




https://twitter.com/mild_investor/status/1445171635082858497

西武鉄道はログインボーナスがあるんだなぁ。





https://twitter.com/Nakajima_IT_bot/status/1446047648142659591

カイジより大変だな。





https://twitter.com/momooxoxo/status/1447166751527997441

一番シンプルな等式。




https://twitter.com/Weil__/status/1445586938786766860

＞お星さまになって空から見守って欲しい




https://www.youtube.com/watch?v=EuabXDSSC2Q

マイナス39度までいける冷蔵庫、いいなぁ。欲しい。




https://news.nicovideo.jp/watch/nw9982790

こないだの地震の被害。




https://www.youtube.com/watch?v=89aN71QBONc

「かわいそうじゃん」「違うよ」





https://www.youtube.com/watch?v=X2QJXeRp1Ns

いつもの数学を数楽にch動画。

解けたんだけど、時間掛かりすぎたなぁ。もし試験でこの
問題出たら、多分後回しにしてしまうだろうなぁ。

DC/DCコンバータの構成を考える

https://tonarinoyj.jp/episode/3269754496539355756

あたらしいワンパンマン来てた。何か月ぶりだろうな。
もう更新しなくなっちゃったのかな？とか心配してたん
だけど、そうじゃなかったみたいでヨカッタ。




Linuxデバイスドライバの開発が届いた。明日から読む。
それにしても、Amazonで注文したのに、いつものデカい箱
じゃなく、茶色の封筒に毛が生えたような感じの包で届いた
んだよな。なんだろう？Amazonって、発送のパッケージを
見直したのかな？




GreenPAK Designerで、とりあえずお試し開発ってことで、
DC/DCコンバータを作ってみたいなと思ってるところ。
ちなみに、日本語版クックブックには、チャージポンプ式
の昇圧回路は載ってるんだけど、やりたいのはインダクタ
を使った普通のDC/DC昇圧回路。電池で動かせるといいなと。

ホントは、デューティー比を可変にするような”それなりの”
ものを作りたいなと思ってたりするんだけど、内蔵している
モジュールで出来るのかどうかよくわからなかったのと、
とりあえず動くものが出来さえすれば入門レベルはokだろ
と思って、間欠発振みたいな感じでもいいかなぁ？と。

制御イメージはこんな感じの単純な方法で。



発振周波数を単純に固定にしちゃって、それを電圧監視
してオンオフするようなイメージ。

上が制御用の出力波形で、下が出力電圧の波形。下の赤い
波は、インダクタで昇圧されて出てくる電圧のイメージ。
薄い水色は移動平均がこのくらいっていうイメージ。

コンパレータ1個でやっちゃうか、それとも2個使ったり
した方がいいのかとか、色々悩ましいところ。

小さい負荷から大きな負荷まで動かす力だ〇ンマー〇ィーゼル
ならいいんだけど、PFM制御みたいに広いレンジの制御する
のはこれだと難しい（というかリプルがデカくなりすぎ）ので、
ある程度の割り切りは必要だろうな。

まぁ、とりあえず動く（であろう）回路を描いて、GreenPAK
のシミュレータで動くのを確認できればいいかなと。さすがに
アナログ回路用電源には使えなさそう。

どうやることやら。


できることなら、発振周波数を電圧によって可変にしたり、
デューティー比を可変にしたりできるといいんだけど、
内蔵しているモジュール（マクロ）を組み合わせる範囲
では、ちょっと難しそうな気がするんだよな。




いつもの数学を数楽にチャンネル動画。

https://www.youtube.com/watch?v=OTN7DO2Y7rw

これは解けた。結構よくできた問題だな（入試的には）って
思える問題。


https://www.youtube.com/watch?v=aTEfYzKwEB8

ラサールの問題。これは解けるんじゃね？と思ってサクサク
解いてみて、最後に小さい三角形の分を引くのを忘れてた。
そういうヌケサクをやるのがオイラ。

こういう問題、高校生レベルの数学使っていいならサクッと
解けるんだけど、中学レベルの数学で解くのはなかなか
大変だよなぁ。
なので、高校数学はとても応用が効いて便利なツールだよな
と改めて思う。




https://www.youtube.com/watch?v=1tR_IccnrQ8

すぅーーーっと逃げるでんじろう先生。

https://www.youtube.com/watch?v=LG6r1YImjiQ

へぇ。面白い。こんな風に着火することが出来るのか。





https://news.yahoo.co.jp/articles/4951f4557b9f225aadfc9707b6fd3a5e53c4015a

＞最低税率15％で最終合意　OECD、デジタル税導入

GAFAとかへの課税は、なんだかんだで各国足並みそろえて
実行していかないと、うまくいかないだろうからな。
それがフェアなルールなのかどうか、という点が課題だな。




https://www.youtube.com/watch?v=Xieb2xlNdIE

＞“台湾戦争”は起きるか？最大の米中リスクを徹底解説

すごいよねぇ。テレ東。こういう内容を報道することこそ
報道機関の役割なんじゃないかなって思うようなお手本な
気がする。
（内容的にもめちゃめちゃ面白かった）

GreenPAK Designerのコンパレータをいじりなおす

久々に大きい地震だったな。

ポン子のLiveを見てて、あやちの産休前スペシャル的な
イベントやってたんだけど、急にドシンと来て、これは
大きいヤバイ感じだぞと。Kiwi Monitorが赤表示になって、
揺れもでかいし、震源も近いし、これヤバいぞって。

で、ようやく携帯がけたたましくおどろおどろしい音を
放つ。遅い。

うちの近所は地盤が柔らかめで、実際によく揺れるんだ
けど、3.11に近い揺れだった。（ものが落ちたりした）
揺れた時間が短かったから、ダメージはほぼ無かったん
だけど。

電車も止まっちゃったみたいだし、首都高もこんな真っ黒。



あやちの産休前イベントはそのまま終了になっちゃって、
Mスケール3に移行してしまった。


https://twitter.com/ayu_to2/status/1446117207289647117
https://twitter.com/seama7/status/1446113871240908817

市原の養老川、都内北十間川で水道橋が壊れて水が噴き出て
いるらしい。

日暮里舎人ライナーは脱輪してるみたいだし、けっこうな
被害が出ているなぁ。

https://twitter.com/Rail_Channel/status/1446113912764600323

あぁ、いつも見てるさいたま新都心のライブカメラだ。丁度
快速ラビットがカメラの前で急停車。カメラ揺れてるなぁ。
よく短い距離で止まれたなぁ。

あまり被害が広がらないといいけどな。




こないだ、GreenPAK Designerでコンパレータが上手く動作
させられなかったんだけど、あれの続きをやってみた。

結果から言うと、まぁまぁ思ったように動かせられた。

正弦波を入力させて、コンパレータで大小を比較して、
矩形波として出力するっていう単純な動作。

まずシミュレーション結果波形。下から2つ目が正弦波の
入力。一番下がコンパレータで大小を比較した結果から
吐き出す矩形波。





回路の全体。使ってないブツを表示しっぱなしなので、
だいぶごちゃごちゃしてるけど、配線してる部分はそんな
多くない。入力端子→コンパレータ→出力端子ってだけ。
コンパレータには、PORと比較電圧だけ取り付けてある。

コンパレータの0番は、＋端子がPIN1だけしか接続できない
みたい（SLG46826の場合）。
－端子は、とりあえず内部の基準電圧に接続してあるん
だけど、PIN18に接続して、外部の電圧と比較することも
できるみたい。





入力周り。コンパレータ0の場合は上記の通りPIN1固定みたい
なのでPIN1に接続。
外部から電圧源を接続してるんだけど、これをsin波出力に
設定しておいた。




コンパレータ周り。パワーアップ端子にVDDを接続すると
Rules Checkerでエラーになって、PORを接続しろと出て
くるので、PORを接続。
出力端子は適当に任意の端子に。PIN6に接続して、プローブ
を当てておく。




で、シミュレーションを実行すると、さっきみたいな結果
が出てくる。よしよし。

とりあえずコンパレータは使えるようになったような気がする
ので、あとは、どうやってDC/DCコンバータとして動作させる
かだな。





https://www.oricon.co.jp/news/2209542/full/

訃報。すぎやまこういち氏。

初めてドラクエの音楽聞いた時に、あまりに壮大な曲だった
から、「これ、ホントにゲームのBGMなの？」って驚いた記憶
がよみがえる。

ファミコンの音源が貧弱なので、もったいないなぁなんて
ことも同時に思ったりしたんだよな。あの時にはもう、PC
にはFM音源を搭載するのがトレンドになってたからな。

戦闘シーンの音楽とか、レベルアップのジングルなんかも、もう
耳にこびりついて離れないんだよな。

R.I.P.




https://www.youtube.com/watch?v=SA3e8FkmrkQ

あの東名でレーザー照射した犯人、書類送検されたみたい。
どう考えてもアタマおかしいよな。まぁ、よかったよかった。




https://twitter.com/yutakakn/status/1445352110434832384

「Linuxデバイスドライバの開発」、入手しづらい状態なのか。
とりあえずAmazonで注文しておいた。（数冊在庫があって、
なんとか注文できた）

早く届かないかなぁ。