かりおかの実験室

実(体)験を書き綴っています。買ってみた。作ってみた。やってみた。行ってみた。使ってみた。・・・などなど。

タイマーIC555で、長時間タイマーの実験。

2013年05月26日 | 製作

タイマーIC555を使ったタイマー回路について調べていたら、いろいろな記事を目にしました(р_-)

・高精度である。
・精度は期待できない。
・長時間タイマーには使えない。
・15分程度までが限界でしょう。
・12時間は無理。
・容量の大きなコンデンサでは、漏れ電流の影響でスイッチが切れないことがある。
・良質なコンデンサを使えば、長時間も可能。
・大容量コンデンサは、不安定なので再現性が薄くなる。


ふ~む(-"_-)ゞ

長時間というのは、どれくらいのことなんでしょうね~?
容量の大きなコンデンサとは?
何を根拠に、できるとかできないとか言ってるのでしょう?
普通のコンデンサだったら、どの程度のことができるのかしらん?


ネットでは、参考になるようなデータが見つけられませんでした。
・・・というわけで実験ですっ(`_´)/

<実験装置>
使用したタイマーICは、NE555
20130526a
ブレッドボード上に基本的なタイマー回路を構成し、リレーを動かすようにしました。
自作の時間計測装置で、リレーの動作時間を計測しました。
コンデンサや抵抗は、手元にあったもので、特に良質のものというわけではありません。
電源は、マルチACアダプタで、6Vを使用しました。
20130526b 20130526c

<実験結果>
20130526e
さて、この結果をどうみたら良いでしょうね~(-~-)う~む
タイマーの精度として良いのかどうかの判断は、使用用途によるのかもしれません。
今回のものは、1つの計測結果として、”こんな程度だよ”という何らかの参考になればと思います
定量的な実測データというものは、なかなか見つからないものだな~と実感しています。貴重かもしれませんよぉ~(-o-)ヾ(^^; 自分で言う?

タイマーの機能としては、24時間以上の設定ができるのかどうかというのが、個人的に興味深いところでした。
実験結果では、計算値が24時間26分の設定に対し、結果は28時間前後となり、また、21時間23分程度の設定に対し、24時間超程度となりました。
時定数が大きいと、大幅に遅延が発生し、繰り返しでのバラツキも大きくなることが検証できました。しかし、今回の実験では、スイッチが切れなくなるということは、見られませんでしたので、何かを1日動かして、自動的にOFFにするといったことには、使えそうに思えます。

超長時間スリープタイマー!(・▽・)ヾ(^_^;) いつ寝るの?

今回は、比較的新しい(未使用だった)コンデンサを使用しました。劣化した場合には、モレ電流の影響が大きくなるかもしれませんが不明です。あしからず(-∀-)

こういう基礎的なデータを取得する実験は、地味な上に時間も手間もかかりますねぇ~。実は、上記結果を得るまでには、他にもいろいろと(やり直しを含め)下積みをしてましたので、なおさらです。

あくまで参考データということでお願い致します。何も責任は負えません。
信じるか信じないかは、あなた次第です(-_"-)ヾ(^_^;) 都市伝説かっ

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6 コメント

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かりおかさん IC555でこんど (りん)
2013-05-27 13:30:53
かりおかさん IC555でこんど
270HZの変調回路図
作るの難しいですか?
計算式まつたく解りません
返信する
●りんさんへ (かりおか)
2013-05-27 15:34:16
●りんさんへ
コメントいただいた内容が理解できませんが、いずれにしても興味なしです。
返信する
こんにちは (Hamai)
2013-05-29 18:44:26
こんにちは
『さて、この結果をどうみたら良いでしょうね』に対して、理論値との誤差がほとんど+10%前後であることから次のように推測できるのではないでしょうか。
その1
コンデンサの漏れ電流を絶縁抵抗に換算したとき100MΩ位だったため、それだけでコンデンサを充電するために10MΩを通った電流の10%が逃げていく計算になり、そのために時間が+10%伸びた。
その2
コンデンサ自体の漏れ電流が十分小さくて仮にゼロだったとしても、NE555の入力換算の抵抗値が100MΩ位と想定され、やはり10MΩを通った電流の10%が逃げていくこととなり、そのために時間が+10%伸びた。
その3
事前に校正測定しているなら話は全く別となるのですが、使用しているコンデンサは一般的な電解コンデンサとのことですから精度は±20%になります。つまり電解コンデンサの実際の値が表示値の+10%であったため、理論値は実際に使用された値よりも10%小さく計算された。
その4(下記注を含んで)
+10%なんて許容誤差範囲だから無問題 \^_^/      浜井
 
---注-----
写真が見づらいので(ゴメン)間違っているかもしれませんが、抵抗の下地色からカーボン抵抗の様に思えます(4色帯だし)。だとすると精度は±5%しかありません。もちろん全てが±5%近くまで狂っているわけではなく、実測すると大抵±1%以下の物ばかりで、選別すれば±1%の金属皮膜抵抗よりもっと精度の良い±0.1%以下の精度を持つものも多数見つかります。しかし音響や測定実験(精密測定)にはカーボン抵抗を使用しないのが普通です。理由はカーボン抵抗は熱ノイズを発生させることと温度特性が悪すぎるからです。例えば、500ppm/℃の温度係数で100℃の温度変化があればそれだけで 50000ppm、すなわち5%の誤差が生じてしまいます。100℃の温度変化は大きいように思いますが、電流を流すと抵抗そのものが発熱体になるわけで、自己発熱で抵抗値が変化してしまうのでは高い精度は全く望めません。ですから次回からは金属皮膜抵抗を使った方が信頼性が高くなると思います。またこの手の実験で、『定量的な実測データというものは、なかなか見つからない』のは幾つか理由がありますが、一番大きいのはそれらが『金がかかる』または『金に成る』からです。(目的別に抵抗だけでも精度±0.01%以下の金属箔抵抗、温度係数を指定した6色帯をもつ金属皮膜抵抗、100MΩを超える高抵抗器なんて、測定用に揃えたら一体幾らかかることやら...)
だからこそ高い精度は望めないにしても、犠牲的精神(?)で一般的傾向を示した貴重な資料に1万ペリカ。そしてその4に戻る^^);
返信する
●Hamaiさんへ (かりおか)
2013-05-29 22:47:47
●Hamaiさんへ
詳しい考察をいただきまして、大変ありがとうございました。
パーツの誤差の影響は、どんなものかと思っていましたが、とても参考になりました。このブログを見られた方にも有益な情報になると思います。
ちなみに、実験前に測定しておいたものは以下のとおりでした。
<コンデンサ>
10μF ⇒ 10.02μF
100μF ⇒ 94.8μF
1000μF ⇒ 990μF
10000μF ⇒ 9870μF
<抵抗(カーボン抵抗)>
10kΩ ⇒ 10.0kΩ
100kΩ ⇒ 100.2kΩ
1MΩ ⇒ 1.013MΩ
10MΩ ⇒ 10.1MΩ
なるべく誤差の少ないものを選択していたつもりでしたが、モレ電流の多いコンデンサは、マルチメーターでどの程度正しく測定できていたか不明です。
---
今回のこの地味な実験は、”犠牲的精神”というようなものではなく、必要に迫られて、仕方なく行ったものでした(^_^;)ゞ
実は、少し前に考えた回路(動作は確認済)が、目的のものに利用できるかどうかを調べている中、情報が得られなかった・・・というわけです。
おかげで、計測装置まで製作することになってしまい、ブログのネタが増殖しました。
遠回りとなりましたが、一応、必要な結果が得られましたので、やっと目的の内容をブログにアップできそうです。
---
ブログを書きながらの実験、製作は、とても手間がかかります。今夜もある実験の動画撮影をしていて、時間が無くなってしまいました。せめて、このブログが多数の方に楽しんでいただけていると、信じたいところです(-▽-)г
返信する
有益情報ありがとう! (騷蟹)
2017-08-22 08:23:37
とても手間ひまかる(面倒な)実験の結果公表ありがとうございます!
超大容量のコンデンサは電気二重層でしょうか?
誤差が大きいとはいえこれだけの時間数が得られることがわかったのは収穫でした。
返信する
●騷蟹さんへ (かりおか)
2017-08-22 17:47:50
喜んでいただけて何よりです。この記事をアップした甲斐がありました。
参考になったなどとコメントいただけると、工作時に得られたアイディアやスキルももっと掲載しようかなと励みになります。
コンデンサは、いずれも二重層ではなく普通のものです。
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