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。


IC555のタイマーを繰り返し動作させる簡易回路の実験

2019年03月23日 | 製作

この記事には、回路図が掲載されていますが、なんら動作を保証するものではありません。
参考にされる場合は、全てにおいて自己責任でお願い致しますぅ~<(_ _)>゛
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~~~まえおきです~~~

実験室にある留守番電話機は、留守録があると、30分毎に「メッセージの録音があります」と音声で知らせてくれます。
”留守録あり”を知らせるランプを見逃していても、「おっ」っと気付かせてくれるので大変便利なのです∑(・o・)おっ
 
こういうの、簡単に作れないかしらん(´・ω・`)?

というわけで、電源が入ったら一定時間毎に「ピーッ」っとアラームを鳴らす回路を考えてみることにしました。
要は”間欠タイマー”のような仕組みができればいいんでしょ?(・。・)г

~~~本題です~~~
既に、一定時間毎に一定時間動作する回路として、過去に実験した

IC555で”贅沢な”非安定マルチバイブレーター
リレーでマルチバイブレータのような回路

があるのですが、アラームをちょっと鳴らすぐらいなら、もっともっと簡単にできないかなというわけで再検討です。

こんな回路でできました。

電源を入れると、トランジスタがONしてタイマICの2番がトリガされるのでタイマーがスタート。
Cが充電されていき、Tr1がOFFしてトリガ状態が解除されます。
やがてタイマーがストップして3番がLになると、シンク駆動でアラームが鳴ります。
Cが徐々に放電してトランジスタがONすると、再び2番がトリガされタイマーがリスタート。
3番がHになるのでアラームは停止します。
あとは電源を切るまで繰り返します。

動きをご覧ください。といっても、繰り返し「ピーッ」っと鳴るだけの地味な動画ですけどね(-。-)г

動画では長い時間待っていられないので、数秒でアラームが鳴るように設定していますが、いわゆる555の発振回路ではなく、あくまでタイマー回路の動作の繰り返しです。

IC555のタイマー回路に、トランジスタ1石の回路をちょこっと加えるだけでできました。

~~~続きます~~~
さてさて、この回路を眺めていて思いました(・_・) (・_・ )?

この回路を”間欠タイマー”として利用できるかしらん(´・ω・`)?
充放電のバランスが大切だから、時間設定はあまり自由にはできそうにないようねぇ。
シンク駆動だから、555のタイマーがONしているときに負荷はOFFになるんだよな~。
回路が負荷側の動作に影響を与え易く、なんとなく綱渡り的な感じがしないでもない。

というわけで、ちょっと改良版を考えました。

負荷をリレーにして汎用的に使用できるようにしています。
電源を入れるとTr1がONしてタイマーICの2番がトリガされるのでタイマーがスタート。
3番がHとなりリレーが動作します。
同時にC1が充電され、Tr1をOFFにするのでトリガ状態が解除されます。
やがてタイマーがストップして3番がLになると、C1が徐々に放電していきます。
Tr1がONすると、再び2番がトリガされタイマーがスタート。
あとは電源を切るまで繰り返します。

IC555タイマーの動作時間を利用するか、次のトリガまでの待機時間を利用するかは、リレーの使い方次第です。
R2を1MΩ、C1を1000μFにしたら、リレーのOFF時間が実測で約50分程度までになりました。結構長い( 'o')ノ
(ちなみにこの時間は、R1の値によっても大きく変わります。R1は小さい方が長くなりますが、小さすぎるとトリガできなくなります。)

これなら、ちょっとした”間欠タイマー”として十分利用できそうです。

~~~これにて完結(間欠)!(-∀-)~~~

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時間計測装置の改良

2019年03月09日 | 製作

この記事には、回路図が掲載されていますが、なんら動作を保証するものではありません。
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電子工作をしていると、回路の動作時間を計測したいということがありまして、以前に100均ストップウォッチを利用した、時間計測装置を製作したことがありました。

しかしそれは、リレーを2つ使って簡易に製作したもので、時間を計測するには、片方のリレーを動かすスイッチをON-OFFさせなければなりませんでした(・_・) (・_・ )ソーダネ

う~む、小信号の回路に直接電極を当て、電圧の有無の時間をそのまま計測できたらいいのになぁ(ー。ー)

というわけで、こんな回路を組んでみました。

オペアンプをコンパレータとして使い、電圧の有無の判定をさせることにしました。
1番がHになるとTr1がON、Tr2はOFFでコンデンサが充電され、同時にリレーが一瞬ON-OFFします。
1番がLになるとTr1はOFF、Tr2がONでコンデンサが放電され、同時にリレーが一瞬ON-OFFします。
リレーの接点にストップウォッチのスタート/ストップスイッチを接続すれば、時間を計測できるというわけです。
ちょっと回路的に強引な感じがしないでもないですが、使えればOK!(`_´)/
実は、先日の「CRタイマーの繰り返し動作時間の精度を上げる簡易回路の実験」で計測に使っていたのが、この装置なのでした。

基板は、以前に製作した計測装置の基板の大きさに合わせて設計し交換する形にできました。
左:以前のもの 右:今回製作のもの


他は流用したので見た目は変わりませんが、機能的には大幅にグレードアップ!(*'ー')ノ



ここのところまた、電子工作ばかりしてますねぇ。時間の経つのも忘れている、かりおかです(-∀-)


<おまけ 実態配線図>

G5V-1でもG5V-2でも使えるようにソケットを配置しています。
訂正:LM6482⇒LMC6482
~~~~~~~~~~~~~~
追記(20190309 10:30)
3番の100kΩは、都合の悪い場合があるので外しました。プルダウン抵抗を入れるならもっと高抵抗にしないと入力インピーダンスが小さくなってしまうので。失敗失敗(=_=)

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CRタイマーの繰り返し動作時間の精度を上げる簡易回路の実験

2019年03月02日 | 製作

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なんだか説明っぽい題名になってしまった・・・(-∀-)


ここのところ、オペアンプを(コンパレータとして)使ってタイマー的な回路を利用することが多くなってきました。

これは、電源を入れるとしばらくの間、LEDが点灯する回路です。

しかし、もう一度電源を入れなおすときは、コンデンサをしっかり放電させなければ、点灯しないか、点灯時間が短くなってしまいます。

そこで以前、電源を切ったときに、コンデンサを素早く放電させる方法を検討しましたが、それでもコンデンサに若干の電気が残るため、すぐに電源を入れ直したときは、体感できるほどタイマー時間が短くなってしまいました(。-`ω-)ンー
時間の誤差が問題にならなければOKですが、都合の悪い場合もあるのです(・。・) (・_・ )ソウソウ

タイマーと言えばさぁ、タイマーIC555を使えば比較的正確なものができるけど、毎度毎度タイマーICを組み込んでいては大変だよね~。
オペアンプの簡易なタイマー回路でも、繰り返し一定のタイマー時間を得られるようにできないものかね。ワトソン君。

う~ん、ポク、ポク、ポク、ポク、・・・チーン♪そうだ!

電源を入れたときに、強制的に一定の状態に初期化してからスタートできたらいいんじゃないの?ホームズ。

おお、なるほどねーリセットするわけね。だけど、簡単じゃなくちゃ意味ないよ~。


というわけで、こんな回路を考えました。

電源を入れると、一瞬サイリスタがトリガされ、コンデンサを充電します。
サイリスタの保持電流を維持できなくなると、充電は自動的にストップし、逆流はしません。

と、たぶんこんな動きになるのだろうと思いますが、電源を入れる度に、最初にコンデンサに一定量だけ充電がされるというわけです。

実験の様子です。


いくつかの計測結果です。

電源を素早く繰り返し入れ直しても、ほぼ一定時間動作するタイマーにできました。
動画撮影では、スイッチを入れ直す操作にちょっと時間がかかっちゃってますけどねぇ('-'*)ゞ


この回路で少し思うところを備忘録がてら書いておきましょう。
・電源5Vのとき、コンデンサの充電直後の電圧は3.6Vであった。
・時間調整用の半固定抵抗をあまり小さくすると、サイリスタの保持電流を維持してしまうので、サイリスタがOFFしなくなってしまうだろう。
・オペアンプ2番の基準電圧は十分低く設定しておかないと、タイマー時間が短くなってしまうのに加え、2回目以降にサイリスタをONできなくなる可能性がある。

サイリスタとコンデンサを直結して充電させるなんていう回路が見つけられなかったのですが、もしかして、また邪道な回路とやらを構成してしまったのかしらん?
しかし、部品数もわずかで待機電力も不要ですし、こんな簡単なことでタイマー回路の精度を上げられたのは大発見(・∀・)!?なんてね。これからどんどん使ってみようと思うのでした(*'ー')ノ

かりおか工作員は、新たなテクニックを手に入れた。1000ポイント。

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電源を入れたとき、切ったとき、一瞬リレーがON-OFFする回路の実験 -その4-

2019年02月23日 | 製作

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トライアック
を使った回路の例を探してみたら、電力コントローラや調光器といったものしか見当たりませんでした(-。-)
電力コントローラについては、高校生の頃に作ったことがあります。

他に使い道は無いのかしらん(´・ω・`)?

改めて調べてみると、トライアックは双方向サイリスタということで、逆方向にも電流を流すことができるとな。

へぇ~、逆方向に流すときは、ゲートに電流を流し込むのではなく、ゲートから電流を取り出す方向でトリガをかけるんだぁ( 'o')
実に、面白いш(◎_"◎) ←古い

と、フト思いつきました( ・_・)フト

これって、以前のコンデンサを素早く放電させる回路に使えるんじゃね?

というわけでやってみました。



電源を入れたときにも切ったときにも、リレーが一瞬ON-OFFしました。
電源を切ったときには、思惑どおり、コンデンサが自らの放電電流でトライアックをトリガし、一気に放電したようです。

今回、手持ちのトライアックが1種類しかなかったのですが、ゲートトリガ電流が20mA、保持電流も10mAと比較的大きなものでした。消費電流を抑えるためにも、もっと適当なものを選んだ方が良さそうなのですが、そもそもこんな使い方はしないようなので、通常のサイリスタレベルのものがあるのかどうか(-"_-)ゞ

ひとまず今回の実験は終了です。

リレーをつなぎ トライはすれど ノーサイド

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汎用電動カムスイッチユニットの製作

2019年02月16日 | 製作


この記事には、回路図が掲載されていますが、なんら動作を保証するものではありません。

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説明しよう!

電動カムスイッチとは、電動でカムを動かし様々なスイッチ操作をさせる装置なのだっ(`_´)/

過去にもちょくちょく工作に使用したり、実験したりしていました。
・24時間繰り返しタイマー分配装置
・USB連動電源タップ
・電動カムスイッチの製作実験


~~~いきなり余談~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
製作当初から、勝手に「電動カムスイッチ」と呼んでいましたが、フト世の中にそのようなものがあるのかが気になり調べてみました( ・_・)フト
何か鉄道車両のスピードをコントロールする装置の関連でそういうものがあるようなのですが、詳細はよくわからず。
その他、特に検索して出てこないところを見ると、広く一般的に使われている名称ではなさそうです。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

電動カムスイッチには、次のような機能があると思っていまして、目的によっては電子回路を組むよりも簡単に目的を達成できたりします。
・カムでスイッチを操作する、様々なスイッチング機能
・ギヤの回転時間による、タイマー機能
・電源を切っても状態を保持する、メモリー機能

また、これらの働きを物理的な動きで実現できるため、直感的にも分かり易いのが良いと思います。
ちょっと検討してみたのですが、過去に製作した「自動カーテン」のコントローラや先日の「メイドインかりおかラボ」の製作でも、電動カムスイッチを利用すれば、かなり簡単になりそうな感じがします。

というわけで今回は、過去に製作、検討してきたものの集大成として、様々な工作等に汎用的に使えるようなユニットを製作してみることにしました。
<かりおかの構想>
・コンパクトである
・作り易い
・扱い易い
・変更し易い
・拡張性がある
・なるべく動作音が静か
・・・・

完成したのがこれです(*'ー')ノ



基本的な制御用の回路とカムの構成はこんなものです。

スイッチが入ると、カムが1回転して止まります。ちなみにスイッチはONのままでも一瞬のON-OFFでも同様に動きます。
この1回転の間に、連動する別のカムとマイクロスイッチで様々なスイッチングをさせることができるわけです。
スイッチではなく、例えば時計のアラーム等の小信号でも動かすことができます。
停止時には、リレーによりショートブレーキがかかり、惰性回転を抑制するようになっています。

ギヤボックスは、コンパクトで低速回転が可能なミニモーター低速ギヤボックス(タミヤ)を選択しました。回転軸の高さが使用するマイクロスイッチのレバーの高さとも合っていて組み立て易く、動作音も比較的静かだと思います。
また、4段階のギヤ比を選べるので、目的に応じてスピードを幅広く変更することもできます。

カムは、1mm厚のアクリル板を直径20mmの円盤にカットして製作。この厚さであれば、ハサミでもカットできるので簡単です。カムといっても、円盤の縁をちょっとヤスリで凹ませるくらいのものです。

カムを固定するストッパーは、、2mm厚のアクリル板で製作しました。
カムとストッパーの固定に両面テープやシリコン系接着剤を使えば、あとからでも外して組み直したりできます。目的に応じて都度カムとストッパーを作り直すのは手間がかかりますから、使いまわしができるようにしました。

今回は、制御用のカムのほか、連動するカムとマイクロスイッチを2組搭載した形です(計3組)。これだけあれば、かなりいろいろなスイッチングができると思います。
リレーは1回路のG5V-1でも2回路のG5V-2でも使えるようになっています。
G5V-2を使用した場合、増えた1回路をどう使うかはアイディア次第です。例えば、カムが1回転したら次の装置を動かすなどの連携もできるでしょう。この電動カムスイッチを複数用意して、順番に動かすなんてこともできると思いますので、スイッチングのパターンは無限大です(・∀・)

とりあえずのデモとして、LEDを点滅させてみました。複雑なパターンの点滅も、カムの形状次第で簡単に実現可能です。




<思いつき1>
制御用の基本カムを、7つの凹みがあるものにすると、スイッチ1回のONで1ステップだけ回転するので、7回で1周することになります。
これを時計のアラームで1日に1回動かすようにすれば、1週間で1周するものになり、つまり曜日を記憶させることが可能になります。
何かの装置で、曜日指定で動かしたり、週末の土日だけはスイッチをOFFしたいという場合などに利用できそうです。

<思いつき2>
カムが1周する間に、カムスイッチでモーター速度コントローラを切り替え、電動カムスイッチ自身のモーター速度を変化させれば、目的に応じてスイッチの時間を短くしたり長くしたりできるでしょう。

いや~ちょっと考えただけでもいろいろと応用ができそうです('-'*)ゞ
今後は、製作物に合わせて都度カムスイッチを設計するのではなく、このユニットを用意しておくことで間に合うようになることでしょうっ(・▽・)b ヾ(^_^;)ホント?


<おまけ>

基板の実態配線図

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