【ｂＢと電子工作】 ＤＶＤドライブから取り出したフォトインタラプタ フォトカプラ代わりに使えるのか？

昨日の続き。諸元不明のフォトインタラプタを使ってみた。

 

左が取り出した状態のフォトインタラプタ。右がブレッドボードで使える様にしたパッケージで外光の影響を受けない様にアルミ板で囲ってある。

　

 

出来上がったパッケージでテストしたところ、フォトカプラ（リレー）代わりに使えると分かった。元々考えは同じ作りなので、使えるとは思っていたが正解だったのを確認した。フォトカプラだとＩＣパッケージサイズになってしまい、求める機能が同じならこちらを使う方がスペースが半分程度で済むので反って都合が良い。

とりあえず発光部は５Ｖで３３０Ωを挟んで１０ｍＡ程度にしてみたら、受光部では同じく５Ｖで使った場合はダイレクトで５ｍＡ流せた。この結果からチップトランジスタのベース電流としては充分過ぎる能力があるのでこれを使う事に決めた。まだ大雑把なテストしかしてないので何だが、発光部は１.７Ｖ辺りだと思われる。１.９Ｖを与えると点滅する様な電流の変化が発生するので実際は最初に予測した程度の１.２Ｖとかもっと下かも知れない。あとこれをリレー代わりに使うとトランジスタだけとは異なりこれ自体が電流を消費するので、このまんまだとシステム全体で＋１０ｍＡ程度余計に掛かる計算になってしまうのは残念だ。しかしシステム全体を５Ｖで省パーツ、省スペース、４ゲートを余力として確保、待機電流の大幅減少などメリットは多い。

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 フォトインタラプタをブレッドボードで使えるようにした

足の位置の関係でそのままではブレッドボードで使えないので足変換してみる。

 

左はＤＶＤドライブから取り出した基盤に付いたままのフォトインタラプタ。右がブレッドボードで使う為の変換をした物。マイナス端子は共通にしてあるから３端子になった。それと外光による誤作動から保護する為にアルミ板で囲った。

　

データシートが無いので適当に発光部１.２Ｖ１０ｍＡ程度と想定。発光部は５Ｖ固定でソースを得られるので、３８０Ωとしてみたが、別の基盤を見てみるとチップ抵抗に２２１と表記されていたので２２０Ωだった模様。その場合は５Ｖ電源１.２Ｖ動作としてみたら１７ｍＡ、３.３Ｖ電源としてみた場合は５ｍＡになる。２.４Ｖ動作だった場合はちょうど１０ｍＡになるが、実際に２.４Ｖで試したら動作不良を起こしたので３.３Ｖ電源１.２Ｖ動作５ｍＡくらいだろうか。

 

今回は時間が無いのでここで終わり。

【ｂＢと電子工作】 補助灯自動点灯回路 ４５８４から７４ＨＣ１４へ置き換えてみる

何となく出来上がっている４５８４ベースの回路。しかし部品点数の多さから小さなキッチンタイマーのボディには組み込むのが難しい事から、もしかしたら部品を減らせるかもしれないと５Ｖ動作の７４ＨＣ１４へとメインＩＣを置き換えて再構築してみた。

 

自動車のバッテリーを電源としているので大体１１～１４Ｖから５Ｖへ変換が必要になる。以前なら７８０５（１Ａ）の三端子レギュレータを使う所だが、今回は低消費電流の１００ｍＡ品を入手したのでこちらを使ってみる。

　

使ったのは右中央ボタン直ぐ下にある天辺が赤い三端子レギュレータ UTC LP2950L 5.0 RGP 。負荷無しで５μＡしか消費しないので、元々低消費電流のＣＭＯＳ-ＩＣとも相性が良い筈。実際に途中までだが基本的な部分が出来上がった回路では以下の値になっている。

０９３μＡ　待機時
１１０μＡ　点灯安定時
４１０μＡ　パルス入力時最大
３７０μＡ　タイマー終端時

 

こちらは４５８４で使っていた回路と７４１４で使っている回路。

　

４５８４でも下の７４１４と同じ回路に出来そうな気もするが、今まで出来た試しが無い。電圧差の壁は大きかった。そして実は出力でこの電圧差の壁にぶち当たり、トランジスタでベース電圧５Ｖ、コレクタ電圧１２Ｖで１２Ｖ出力が出来て無い。アホか。

なので、上の写真にあるＤＶＤドライブから取り出したフォトインタラプタをフォトカプラ(フォトリレー)の代用品として使えないか考えてる所。赤外線ＬＥＤを使っているらしく光を目視出来ないが、２.４Ｖを食わせたら受光側の抵抗値が著しく不安定なので数百Ωの固定抵抗器を挟んだら数百Ｍ～４００ｋΩの変化になった。これならチップトランジスタでダーリントン回路を組めば簡単に１００ｍＡ以下程度の駆動は出来そう。１段だけでは計算上、１ｍＡも取り出せない。それにこれを使えば僅かだがフォトカプラよりも場所を取らず半分以下の２ｘ２穴で完結しそうな感じ。因みに写真にあるフォトインタラプタは横に張り出す下の段付き部分と下部の０.５ｍｍくらいがスペーサとなっているので、それを外しての値となる。しかし今の所、フォトインタラプタ単体で値を測定しただけなので実際どうなるのかは不明。それに型番が判らず、データシートを入手出来ないので秋月のサイトからＤＬした各種フォトインタラプタの情報を元に調べてみるつもり。もし壊れても同品が幾つかあるので最終的には大丈夫、だと思いたい。ｗｗｗ

 

思いの外低消費電流だったけど、このフォトインタラプタをきちんと使えないとまた別の部品探しや方式を模索する事になりそう。故に開放型のこのフォトインタラプタが外光の影響を受けない様に金属で囲う必要もあるか。それと常時点灯モードと消灯(タイマーキャンセル)を機能させるのに４つも余ったゲートを使ったＳＲラッチなんかも良いんじゃないかと思案中。

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 手動点灯消し忘れ防止に電子オルゴールも付けた

ＬＥＤ補助灯自動制御回路に手動点灯機能も付けたので、こちらの消し忘れ防止に電子オルゴールを鳴らせる機能と、ついでに４８５４のゲートをひとつ空きを作った。

 

右上のMusic ICが秋月電子通商で売ってる「エリーゼのために」を鳴らすＩＣです。

　

Music IC の下にあるダイオードの先がＡＣＣになってるのはＡＣＣが「ＯＦＦ＝アース」としているからで、電圧計の回路でダイオードを入れないと即消えてしまう事からの推察です。実際に直アースとは確認してないのであくまで仮定でしかありませんが、これが成立するなら回路がここまで簡単になる訳です。一応開設するとMusic IC ｘ１、ブザーｘ１固定抵抗器ｘ１、ダイオードｘ１の４つだけです。

そして今までＮＰＮトランジスタを使う関係上＋でＯＮになる様にゲートを２つ連結していたのをＰＮＰトランジスタにする事でゲート１つに簡略化しました。これによりゲートが１つ空きました。何か別の事に使えますね。つまりまた別の機能を取り付けるのに開発が延びると思われる。ｗ

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 ＬＥＤ補助灯制御回路はこれで決定か？

秋月電子通商で取り寄せた部品なども設計に組み込んで実験回路を作り０～１００ｋｍ・ｈ程度で実走しましたが現状では問題はないので長期試験に移行したいところ。今まで試験していた回路は全く問題が無かったので完成させるだけなら直ぐに出来る状態です。ただ予定として角を大きく丸めた１２平方ｃｍ基板の正味３０％前後の変形領域にこの回路を組み込みたいのでチップ部品は必須となります。場合によってはメインの４５８４も表面実装タイプがあれば使うかもしれませんが秋月で見る限り無さそう。代わりになりそうなＳＭＤのロジックＩＣがあれば実験してみたい。

 

　

今回の回路は当初のコンパレータを必要としない回路に立ち返り、簡素化出来た物になります。なぜ最初の４０１１回路で壊れたのか不明なままですけど、この４５８４回路では問題が無い様です。これでＩＣ一つで済む様になったので小さなキッチンタイマーを入れ物として使えそうです。ただあと一つだけ付け加えたいのが、手動でＯＮにしたままキーを抜いた場合に、純正と同じく警告音が鳴る装置を組み込みたいって辺りですね。候補として「エリーゼのために」メロディＩＣを買ったので、キッチンタイマーに付いてるブザーを繋いで鳴らすのを目標にしてます。まあ、車両の音を利用するってのもありかもしれません。因みに、キッチンタイマーのブザーとメロディＩＣだけで通電したら十分な音量で鳴らせます。

 

図中、色分けされてるのは電子回路が分かるなら数値は分かる筈。
CPB600Ω：チップパワービーズ
PTC2.2Ω：ポジスタ
4585：4584の間違い

 

この状態で点滅回路と出力先の消費電流を除いた値はこちらになります。
待機状態：552μA
ＡＣＣ-ＯＮ：19.5mA　（電圧計表示
走行中(点灯)：62.8 - 64.4mA　（照明弱状態
パッシング：80 -100mA程度　（照明強状態

 

百均ＬＥＤ照明を補助灯にする計画開始から約１年経ってるのにまだ取り付け出来ない。ｗｗｗ

まあ研究するのが楽しい所もあるので何時完成するのかは不明ですな。（・ｖ・

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 イレギュラー点灯は不明なまま、実体回路図の制作へ

例のドアを開けると点灯する不具合は点灯時に一瞬だけブザーを鳴らす回路を追加して確認を続けてます。しかし現状では全く問題が出ていないので、もしかしたらブレッドボード上で剥き出しのリードが振動で揺れて接触した可能性が高いと考えています。現状回路ではそれらも見直して接触の可能性を完全に排除する状態なので、このままテストを続けて問題が発生しなければ実際に組み立てても大丈夫そうですね。

 

 

　

今回は実体回路の図面起こしで感じた面倒な取り回しを部品点数削減も兼ねた簡素化を進めながら回路図を変更。コンパレータの比較用基準電圧をトイレファン回路同様に共通化しました。

　

計算上では３Ｖ辺りになり、実測もほぼ同じなので共通化しても大丈夫。

 

 

それと様々なデータシートを見ている内に見つけたパルスの受け方に関する回路です。

　

要は車両側のパルスを減衰させないやり方ですよね。だが断る。ｗ

今の回路にこれをやると、パルスに流す５Ｖを作るのにレギュレータが必要になるので部品点数も増えるし良くない。それに受けに使ってるコンパレータが極低消費電流と高インピーダンスなので消費も数μＡクラスと思われ、燃費などに影響が出ていないので大丈夫じゃないかなと。

あと車両側に５Ｖの電源ケーブルは無いのだろうか。全てのセンサーがバッテリー電圧で動作しているとは思えないし、更にセンサー各個でレギュレータを装備している筈も無いんじゃ？　ってそれならセンサーの電源と思われる配線にテスター挿せば良いだけなんじゃ。って事で後で確かめてみよう。（・ｖ・

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 ドア開けてライトＯＮになる不具合もブザーで調査

ずっと解明できてない問題。

 

 

問題があるのは赤い部分。

　

消灯状態からドアを開けた際に点灯し、消灯時遅延(点灯継続ではない)時間だけしかＬＥＤが点灯していないので恐らくここに原因があると思う。そしてＬＥＤの点灯だけでは発見し難いので余ってるゲートを使い点灯の瞬間にブザーが鳴る様にした。

　

これで症状が出る傾向を掴む手掛かりを探してみる。

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 電圧計回路と前回回路図の間違いを修正

自動化した電圧計の回路がきちんと機能していない。（・・；

 

電圧計に流れるＡＣＣ電流はスターターを回す時には切断されて表示されなくなってしまうので、常時電源を主電源としてＡＣＣの入力で起動、ＡＣＣが切れた場合に備えて主電源流入の遅延回路を付けたのに何故かスターターを回す時に電圧計が消えた。それはつまりＡＣＣから来るのが＋だけでなく、マイナスが来る事を示している。なので補助灯の遅延と同じくダイオードを挟む事にした。

　

左中段のＫｅｙＯＮが起動用電源。これをＡＣＣで使ったらＯＦＦの時にはマイナスと繋がっていたらしく、ダイオードが入っていない状態では即時電気が抜けて電圧計も消えていた。

それと前回の間違いは回路図中央の青い１０ｋ表示の抵抗。前回は３３０ｋと表記されていたが、それでは絶対にＯＮにならない。

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 車速感知型補助灯自動制御回路 消費電力１ｍＡ以下

タイトルにある１ｍＡ以下の文言はあくまでも回路に限定した電力です。
　ｄ（・ｖ・

 

　

レギュレーター、ＬＥＤ補助灯と電圧計自体、パルス生成用７４ＨＣ１４周辺、動作確認用ＬＥＤは消費電力として計算に含まれません。

 

前回記事の続き的に今回はＬＥＤライト点灯自動制御回路の方にNJU7002Dコンパレータを使った机上実験では成功しているのでこちらの回路の消費電流を測ってみたら待機時２０μＡ、点灯時３０μＡで、タイマーが作動する移動→停止からのタイマー完了までに３０μＡから電流が上昇し続けて最終的に９８０μＡ付近になり、直後一気に待機電流まで減少します。

　
　＊図中央の３３０ｋ固定抵抗器は１０ｋの間違いです。

前回の自動電圧計作動回路？でも触れましたがこちらは２０μＡ以下なので、両方の制御回路だけを見たら合計しても１ｍＡ未満になります。これは最初から目標にしていた低消費回路であり、途中で目標となった待機時１ｍＡ以下を大きく上回る成果と言えます。当初はＰＩＣで制御しようと思っていましたがＰＩＣでは５Ｖ動作になる為どうしても電圧変換が必要になり、この点からもＰＩＣ自体は数μＡでも変換で１ｍＡを超えてしまうので結果的には勉強だけのつもりだった４０１１からの流れでロジックＩＣを選んで良かったと思います。（・ｖ・

とは言えど、まだ机上実験でしかなく過去には実車搭載で不調を起こしてＩＣが壊れていたなんて事もあったので気を引き締めて実車試験しないといけません。現在車に載っている実験回路はたまにですが未だにドアを開けるときにライトが点灯する症状が出ているのでこれも解決しないといけません。

何にせよもう直ぐ出来るかな？なんて考えていたけど、きちんとした形になるのはまだまだ先の様です。ｗ

 

 

 

 

【ｂＢと電子工作】 低消費コンパレータを手に入れてたので電圧計も自動化する

４５８４だけでも出来る補助灯自動点灯制御回路なんですが電圧計も一緒に組み付けるのでそちらを考えていたところで低消費コンパレータを入手したのを思い出した。このコンパレータＪＲＣのＮＪＵ７００２Ｄを補助灯制御の５Ｖパルス→車両電源電圧変換に使うのを目的に仕入れた物です。信号の目減りもほぼ無いに等しく、しかも常時稼働でバッテリーの消費を気にする必要が無いレベルの消費電力がたまらない。

 

とりあえず今回のお題、電圧計の実回路と回路図を。

　

　

青い範囲は未着手で、今回は左下にある電圧計の回路図を考えていました。前回の方式だとＡＣＣとＢＡＴＴのどちらを電源にするか切り替え式にしたのは良いけど、消し忘れが発生してリレーと電圧計合わせて３０ｍＡくらい消費していたので、仕様変更してＡＣＣ電源ＯＦＦでも電圧計が消えるのを数秒間遅延する事でスターター使用時でも電圧計が見える様にしました。

そして搭載するデジタル電圧計は常時１４ｍＡ弱消費しています。今回のコンパレータはレールtoレールのフルスイングで性能が良い割に、１回路あたり十数μＡクラスの低消費ＩＣなのと出力もそれに伴い最大１０μＡ程度までとあったので、その半分の５μＡくらいの出力で電圧計を使えなければなりません。直接電圧計に繋げば壊れるので７００２を組む前に計算と実験をしました。

コンパレータの出力先に電流増幅用のトランジスタを接続するには電流を制限しないといけません。１２Ｖで計算したら２.４ＭΩ、１４Ｖなら２.８ＭΩ。なので設計中は自動車用バッテリーで１２.５Ｖ前後で２.３３Ｍ(1M + 1M + 330k)でブレッドボード上で組み付け、トランジスタ１つをつないで電流を測定したところ、予想の倍程度流れてます。そこで最初から予定されていた２段目のトランジスタを追加して計測したら２Ｍでも充分な５.１μＡになりました。２ＳＣ１８１５だと１段では電圧計に必要な電流まで２桁足らず、しわ寄せがベース電流に発生していた訳です。

計測した結果はこちら。

　環境温度　２１度
　電源電圧　１２.４１Ｖ
　ＡＣＣ電源ＯＦＦ時　１７.５μＡ
　作動時全体消費電流　１６ｍＡ以下
　　┣ ７００２出力　５.１μＡ
　　┗ 電圧計への出力電圧　電源電圧 ー０.６Ｖ
　

これなら補助灯制御回路を含めても待機状態で１ｍＡ未満になりますね。非常に単純な回路なので電圧変動が静的なバッテリー単体での動作確認なのでこんな簡単な回路ですが、実際に組み立てる際は１ＭΩ抵抗を多用しているのでノイズに弱いと思われ、電源由来ノイズの対策が必要になると思います。それにはコンデンサだけでなくインダクタも勉強してみたいところ。それと電圧が０.６Ｖ降下していますが、これは現状で回路に手を加えるよりも電圧計に調整用ＶＲがあるのでそちらで調整した方が良いかも。前回完成した電圧計回路でも確認していますがバッテリー電圧よりも車内配線から取り出す電源の方が０.２Ｖ程度電圧降下しているので＋０.８Ｖで表示する様に調整が必要になります。しかしあまり大きくＶＲを振ると、電圧計の表示が００.０Ｖになってしまうので微妙に注意が必要で、場合によっては前回同様許容するかトランジスタと電圧計の間にメカニカルリレーを入れる必要があるかもしれませんね。（・ｖ・；