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トラブルシューター

私の修理・製作体験記(茨城・県西おもちゃ病院・JA7FJP/1)

音声トランスでインピーダンス変換し、信号レベルアップ

2016-04-03 18:58:08 | 電子工作

 車でスマホをAUX接続で再生した場合、スマホの出力レベルをMaxにしても、CDやラジオのレベルより低い。
OP-AMPによる回路が一番安価で出来るのだが、電源が必要となり、少し煩わしいので、パッシブ方式のトランス昇圧(インピーダンス変換)を考えてみた。
使用したのは、山水トランジスタ用小型トランス(ドライバートランス)ST-75で550円/個とアクティブ方式とは1桁ほど高くつく。

巻数比(4.15:1)の増幅となるので、半分位のレベルで済む。

周波数特性的には、低域側は100Hz程度から低下する。高域は10kHz程度から増加する。
聴感上は問題無さそうだ。雑音も感じられない。

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電子部品の固定にはセメダインSX720Wが良かった

2016-03-05 23:56:07 | 電子工作

 業務用ラジコン等について、水晶等の振動部品およびコイル・電解コンデンサ等の大型部品の固定について、白色のシリコン接着剤を使用している様だが、今まで、その仕様が分からなかった(というか、以前購入した信越製シリコン接着剤は硬化時間が遅く、接着強度も弱い)。
Amazonで検索したら、この用途に使える「セメダイン製SX720W」が見つかったので、早速購入した。(200gで1980円と少し高いが)

使ってみると、仕様通り硬化時間が早く(タックフリータイム9分)強度も有る。
用途は違うが、革靴の縫い目ほつれで、開いてしまった部分に使ったところ、今まで色々な接着剤で試してダメだったのに対し、歩いても剥がれることが無かった。

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450kHz増幅OP-AMP

2016-01-11 14:41:12 | 電子工作

 先に紹介した450kHzセラロック発振器によるSSB検波器を構成するのに、選択レベル計の出力レベルが不足するので、超広帯域OP-AMPを使うことにした。
NJM2137Dで性能の割に100円と安価で、気軽に使える。
反転アンプの標準的な回路で、VCCは5V、非反転入力は1/2VCCに抵抗分割、ゲイン可変出来る様に負帰還抵抗は多回転半固定抵抗100kΩを使用、入力抵抗は1kΩ。

問題無く動作。
出力P-Pで3Vまではクリップしない。
一応P-P2Vになる様に調整する。約30dB程度のゲインである。この状態で周波数を上げてゆくと4MHzまではフラットで、これより少し高いところに小さなピークが有り、低下していく。
選択レベル計の450kHz出力を接続するが受信レベルが-80dBm程度でもノイズは少し多くなるが波形変化は少ない。なんといっても測定器だからね。
次は復調回路の実験をすることになる。

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ALINCO製電源を0Vから可変に改造

2016-01-07 19:12:23 | 電子工作

 手伝い先の工作コーナーで使用しているサブの電源(ALINCO製EPS-65M)だが、12V機器供給用で出力可変範囲が10~15Vと小さく、実験には使いにくいので、0Vから可変出来る電源回路を探していたら、秋月製[K-00202]実験室用定電圧安定化電源キット(パワートランジスタ仕様)が見つかった。

NJM723は持っていたので、最初は、そっくりユニバーサル基板で製作しようと、基板図を描いてみた。

その後、EPS-65Mの制御基板を調べたところ、同じ723を使用していたので、パターンを追って回路図を描いてみた。(多少、間違いは有るかも知れない)

秋月のキットと照合してみると、少しの改造で済みそうなので、追加回路部分(上記回路図の赤字部分)のみユニバーサル基板に実装して接続することにした。
いつものことだが、簡単な回路については回路図だけで配線しているので、見落としなどが有り、一発では動作せず(ボリュームを少し回しただけで0VからMAX電圧になる)。
抵抗探しで2.2kΩと2.2MΩを間違え、COMPコンデンサ付け忘れ、入出力接続の間違いなど。

これを修正したら、問題無く0VからMAX23.4V(無負荷)までスムーズに変化した。(メーターは20Vまで)
ボリュームの抵抗値は10kΩと同じだったが、Cカーブだったので、Bカーブの物に交換している。

出力をオシロで観測したが、異常発振等は見られす、ノイズも少ない。
パワーLED(3W)に1A流してみたが、電流計も合っていた。

電子工作サークル員で、やはり昔製作した電源を改造(秋月の317電源キット)している途中だったので、次回サークルで紹介しようと考えている。
【144MHzリニアアンプで動作確認】
負荷の重いもので確認しようかと考えていたら、丁度良いのが見つかった。
144MHzの50Wリニアアンプである。
規定の13.8Vで動作させると、過電流保護回路(改造の対象では無い)が動作する様で、わずかに(約13Vに)低下する。このときの電流は6Aだったので、仕様通りになっている様だ。

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火災センサーの誤動作監視ツール製作

2015-11-26 15:53:11 | 電子工作

 時々、従弟の設備点検を手伝っているが、従弟から障害調査用のチェッカーを依頼された。
誤報が時々発生する現場で、行った時には復旧になっていて発生エリアが分からなくなってしまっているので、感知器等が動作(ショート状態)したときに表示を自己保持する機器が出来ないかという内容だ。
尚、このツールは、現状の受信機から取り外したライン線を使って動作させるものだ。
検索すると、フォトカプラを使うことで自己保持回路が形成出来る様だ。
そのままで使えないのは、断線検出用に終端抵抗(最低では5kΩ)が入っているので、この抵抗値では動作させないということだ。
ツェナーダイオードを入れたり、バイパス抵抗を入れたりして回路を考えてみた。
プロから見れば、おかしい回路になっているかもしれないが・・・(本来は電流検出するのが良いと思われるが、簡単な回路が見つからないので)

一発では動作せず(ラッチしない)トランジスタのC-B間の抵抗を1kΩから100kΩに変更した。
バイパス抵抗は負荷が5kΩで動作しない様、実験結果の値です。
また、5Vでも動作する様にaitendoの大電流出力昇圧モジュール [M6285Y] を使い24Vに昇圧した。これだとmicroUSBのコネクタが付いているので、スマホ充電器などから供給出来る。


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無料回路シュミレーション(Tina-TI)を使ってみる

2015-11-26 15:20:21 | 電子工作

 回路シュミレーションとしてはLTspice IVがメジャーだが、高機能過ぎて最初から挫折してしまった。
フォトカプラ使用回路のシュミレーションがしたくて、検索してみたところ、あいにくとフォトカプラのライブラリは無かったがTi社が提供しているSPICE ベースのアナログ・シミュレーション・プログラムTina-TI(日本語のダウンロードファイルも有り)が以前、体験版で使ったことのあるCircuitViewerと使い方が似ており、短時間で一応基本操作は出来る様になった。
CircuitViewerと異なるのは電圧や抵抗可変がビジュアルで出来ない点位か。
測定系は「ファンクションジェネレータ」「マルチメーター」「KYレコーダー」「オシロスコープ」「信号アナライザ」が有り、結構便利だ。
ブログで紹介したTL431を使用したアンプをシュミレーションしてみた。

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TL431Lをプリ/ヘッドホンアンプとして使う

2015-11-04 14:37:40 | 電子工作

 スマホに保存されている音楽を、家のステレオやカーステレオで聴く場合、ヘッドホン出力レベルが低い関係で、かなりボリュームを上げなければならない。
(近年ではBluetoothが普及しているが、アナログ屋としてはためらうところだ)
そこで、今までに製作したヘッドホンアンプを3種類、引っ張り出して確認したが、それほどゲインが無いので、新たに製作することにした。
今までと同じ回路では面白く無いし、部品点数も多いことから、単純回路で簡単に出来る回路を探した。(調整が必要だが)
以前、ちょっと実験したことが有り、実現出来れば面白いので製作することに。
TL431LNJM431Lが互換)というシャントレギュレータで、電源回路では便利に使える素子で安価である。
秋月で、以前はTL431の10個セットが100円だったが、現在はNJM1431A(4個入)100円に変わって、少し高くなった。
余談だが、Vrefが下記の様に異なる。 
         Min   Typ   Max
TL431L     2.440 2.495 2.550
NJM431L   2.440 2.495 2.550
NJM1431L 2.440 2.465 2.490
TL431LとNJM431LとはVrefと精度(±2.2%)が同一だが、NJM1431LはVrefが異なり精度も±1%になっている。
データーシートにアンプ特性が載っている(中身はブースト付きのOP-AMP?)。
応用回路のスピーカーアンプを参考にして書いてみた。本当に簡単である。

回路図では、出力に何も入っていないが、無負荷だと直流電圧が発生するので、680Ωを負荷に入れた。
製作は1時間弱で完了。

早速、動作確認。(各電圧に応じて、半固定抵抗をクリップ点前に調整する)
調整はオシロが有れば簡単に出来るのだが、無い場合には消費電流が10mA程度になる様に調整すれば良いかと。
アノード抵抗が220Ωなので2.2Vで10mAとなる。実観測では2.0Vの時がゲインと出力が最高となった。電流を流すほどゲインが下がる。
電源電圧12Vの時は30mA(抵抗両端で6.6V)が最良だった。
●電源電圧5V
入力:305mV(P-P)
出力:1.04V(P-P)
ゲイン:約10dB
消費電流:10mA
●電源電圧12V
入力:246mV(P-P)
出力:2.50V(P-P)
ゲイン:約20dB
消費電流:40mA

10Hz~30kHzまでフラット。
ピークが120kHz付近にありP-P1.24V、200kHzでP-P1.04Vに戻り、これ以上の周波数からダラダラと低下する。
と、特性上は問題無さそうなので、5V用に調整してスマホやPCを接続して音を鳴らしてみる。
5V用に調整すると、電圧をそれ以上(16Vまで確認)に上げても、出力は変化しない。
居間のオーディオセットも、ついでにフェスティバルでも披露したものにアップグレードしてみた。

電源は一般的なスイッチング式ACアダプタ(スマホ充電器)を使用。
標準的な試聴音圧レベルでは、ノイズは気にならない。(スマホやPCの雑音のが大きい)
(スピーカーに耳を付ければサー音が聞こえて来るが)
クリップ点以下のレベルでは、問題なく綺麗なサウンドが聞こえてくる。但し、クリップ点を超えると極端に歪が耳につく様になるので、ボリュームを付けたのが良いかもしれない。
試しにヘッドホンを接続してみるが、出力波形に変化は無く、オーディオアンプ(C-22)の入力レベルよりは低いので、歪も発生しない。ヘッドホンアンプとしても使えるということは驚きだ。
ヘッドホン接続の場合、電源電圧は高いほど良い。但しカソード抵抗220Ωは1/2~1Wにしないと熱くなる。
今後は、入力のカップリングコンデンサ容量見直しや、負帰還抵抗へのコンデンサ追加によるLPF(高周波まで特性が伸びすぎて、雑音が影響することへの対策)を実験して求めたいと考えている。
【11/6改善】
入力のカップリングコンデンサは10uFに変更して超低域をカット。TL431の1-3間に470PFを入れて高域カット(20kHz以上)する。
これで、今までデジタル機器を接続したときのノイズが綺麗に消えた。
入力レベル調整用にaitendo製ダイヤル式2連ボリュームを入れた。(小型で安価なので新品でもガリオームの傾向がある)

ボリュームのレベル高低端で雑音が発生(寄生発振?)するので、中点とカップリングコンデンサ間に1kΩを追加した。(470Ωでは低減になるが消えない。)

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aitendo製動物音メロディICを使ってみる

2015-11-02 12:24:12 | 電子工作

 おもちゃ病院の客寄せに面白いかもと、動物音メロディIC [TQ-ZK12]を購入。
12種類の動物鳴き声が入っており、4×3のマトリクススイッチで再生される。
スイッチには同じくaitendo製の
キーパット(4x4) [KEYPAD-4X4]が使えそうなので採用。
ユニバーサル基板にピンとソケットでプラグイン出来る様にした。(キーパッドのコネクタは外して裏面にピンを付け直している)
スピーカーは最初、小型マグネチックサウンダーを使用したが、音が悪いので手持ちの小型スピーカーにした。
LEDの接続方法について説明が無かったが、オシロで観測した結果、VCCから制限抵抗でLEDのA(アノード)に設読し、C(カソード)をサウンド基板のLED端子に接続すると再生中点滅する。

問題無く12種類(分からない動物もあったが)の鳴き声が出た。予想と違ったのは、鳴き声の後にハッピィバースディのサウンドが入っていることだ。

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aitendo製DSPラジオの音声出力を確認

2015-10-30 13:51:37 | 電子工作

 在京FM補完局の実験放送を受信すべく今までに制作してあったaitendo製DSPラジオを試聴してみると、108MHzまで受信出来るONKYO製デジタルFM/AMチューナー(T-422M)に比べ低音に迫力が無い。
パソコン用スピーカー(アンプ付き)で元々特性は良く無いので、DENON製プリメインアンプPMA-390Ⅳと小型ブックシェルフスピーカーに交換して少しはHiFiで聴ける環境に替える。
そうすると違いが歴然とするので、測定器(FM/AM用SG)で電波を出して、音声出力をオシロで確認してみた。

比較したのはDSP6951,DSP6959,の3台。
●DSP6951
L/Rで位相が逆、またVCCの中間電位で+-変化(データーシートの参考回路ではモノラルでBTL接続になっている関係らしい)、LRはちゃんとセパレーションしている。

●DSP6959
DSP6951と全く同じ。

●RDA5807FP
位相は同じで良いのだが、高周波のノイズが凄く載っている。レベルも低い。

以上から、どうやら全て改善の余地は有りそうだ。

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aitendo製FMラジオキットでFM中継補完局・試験放送を受信

2015-10-21 12:43:24 | 電子工作

 aitendo製FMラジオキット [K-FM5807]が安価(ワイヤーアンテナモデルで495円)だったので購入した。(注;aitendoは全て税抜き価格です)
FM+MCUモジュール
[FM5807-P-MCU]
(395円)を合わせて基板に一体化したものだ。

なので、基板実装するには、FM/MCUモジュールのナイロンコネクタハウジングを外す必要が有る。
簡単に抜けるタイプが多いのだが、今回のは抜くのに大変だった。お陰で、パターン切れも発生させてしまったのでご注意を。ホットガン等で加熱すると抜きやすいかと思う。
今回は、2.54mmピッチ・ソケットを使って、プラグイン出来る様にした。液晶も2mmピッチコネクタで同様にプラグイン式とした。

3Vを供給して動作確認する。アンテナは、外部FMアンテナに接続する。
aitendo製には珍しく?問題無く動作した。但し、周波数のUP/DOWNがVOL+/-と逆になるのが惜しい点だ。
受信範囲が64~108MHzなので、12月中にで開始されるFM中継補完局が受信出来る。
放送は東京スカイツリー(東京都墨田区押上)からTBSラジオ、文化放送、ニッポン放送の3局が共同のアンテナを使用し、出力7キロワットで送信されます。
TBSラジオはFM放送の90.5MHz(メガヘルツ)、文化放送は91.6MHz、ニッポン放送は93.0MHzに合わせて聴くことができます。
完成して、周波数UP/DOWNボタンを押すと、試験放送(墨田放送局だった)が聞こえて来た。かなり強い。
放送内容は中波とは異なり、主に音楽を流している。
1日中流しているかと付けっぱなしにしてたら、お昼の12時で試験放送が停波となった。

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電子工作サークル(2015/09/27)

2015-09-27 15:45:06 | 電子工作

 コンスタントに開催しているのだが、久しぶりに紹介する。
電子回路についての「まなびあい講座」が3回目となる。
生徒さんは2名と寂しいのだが、マンツーマンの指導が出来るので、それもまた良しである。
【ONデレータイマ】
今回は、応用ということで、生徒さんから提案のあった「ONデレータイマ」の製作をブレッドボードを使って行った。
ラジコン飛行機を飛ばしているが遠くで不時着した場合、どこに落ちたかを探すのに、飛ばし始めてから約10分後にブザーを鳴らすことで、その居場所を知らせるというのが欲しいという内容だ。
最初参考にした回路で製作してみたら、まるで動作しない。
結果的には、もう1つ参考にした回路で組み直す結果となった。
Yahoo!知恵袋:電源を入れてから10秒後にリレーオンするオンディレイ

これで、問題無く動作する様になったので、次回はユニバーサル基板で正式に製作することにした。
こどもパソコン「IchigoJam」キット [K-IchigoJam]

私がaitendoより購入して八田さんに製作してもらったら、ソフトまで探してくれてデモしてくれた。
PS2のキーボードとテレビ(コンポジット信号入力)があれば、簡単なパソコンの出来上がり。
フェスティバルの「電子工作コーナー」でも、デモしてもらうことになった。
ロボカップジュニア・サッカーチャレンジ用パルス発光ボール】
サークル員の高校生からパルス発光ボールの距離検出がなぜ出来るのかという質問を受けたが知識がゼロだったので宿題を預かった。
光(赤外線)の強さで変調していることを聞いたが、検討が付かない。
発光波形の詳細

ズバリの回答は見つかりませんでしたが回路図や、発光波形から、原理的なことが分かりました。
センサーは一般の赤外線受光センサー(38kHz)が使える様です。(ボールは40kHzの変調だが、BPFの特性が急峻では無い関係で)
1200Hzで階段状の変調がされており、近い状態ではFULL:8Pulses、1/4:4Pulses、1/16:4Pulses、1/64:4Pulsesが全部検出されるのでパルス数が20となります。
ある距離に離れると1/64の弱いパルスは検出されず16となります。離れるにしたがって、12、8となって行きます。
いわばPWM信号ですので、LPFを通すと直流電圧の変化となります。
と想像したが、違っていたらごめんなさいです。

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LC高周波発振回路実験

2015-09-01 17:19:15 | 電子工作

 先日のブログで、周波数カウンタの記事を掲載したが、局部発振回路の周波数範囲が限定されるので、クラップ発振回路を製作して実験してみた。
参考にしたのはhentekoさんの50MHz-AM-PLLトランシーバーの製作にあるVCOである。

発振周波数は26.9MHz~41MHz(トイラジコンの周波数帯)を目標にする。
VCOでは無いので、バリキャップの代わりにトリマコン赤(4.2~20PF)(FM用バリコンと可変範囲・容量がほぼ同じなので)を使用。
発振コイルにはaitendoの磁気コア可変コイル(10x10)(2個入) [10KB] を使用。
バッファのドレインに入れるトランスは、周波数可変範囲が広いので同調回路にせず、47uH(根拠は無いが)のインダクタ(本来は周波数特性的に問題だが、スイッチング電源用を流用)を入れた。
(本来はスプリアスの関係から、同調するのが良いのだが)
発振トランジスタは手持ちのS9018を使用。
バッファのFETは同じ2SK241を使用したのだが、ピンアサインが一般のFETと違い左からDSGとなる。これを確認しないで(SDGと思い込み)実装したので、消費電流が大きく、また出力が出ないという結果に。
バッファは無くても、局発には使えるが、負荷安定度が良くないのでオリジナル通り追加した。
これで見事発振したのだが、周波数が41MHzまで上がらないので、巻き線を租(線間を広げる)に調整。

結果、22.2MHz~42MHzの可変となった。(ちょっと広すぎるかも知れないが)
出力電圧は42MHz時780mVp-p、22.2MHz時1100mVp-pと変化するが、局発には問題無いだろう。
波形もまあまあ歪も少なそうだ。正式にはスペアナで測定したいと思う。高調波レベルが高いと混変調にも影響するので。

次は、これを使った、トイラジコン受信コンバータ製作に取り掛かる。

と書いたが、実際のトイラジコンをオールバンド受信機(IC-R9000)でモニターすると、変調方式がASK(搬送波をデーター信号でON/OFF)なので帯域が広く、AMでもFMでも単なる雑音にしか聞こえず、中心周波数が分からない。唯一チューニングを確認するのは電波強度だけである。
なので、今回のことで、いろんな回路を実験して、私のデーターベースにはなったが、実際の受信機は、結局トイラジコンで広く使われている超再生方式を実験してみることにする。

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デジタルテスター・ダイオードレンジによる半導体簡易チェック方法

2015-09-01 10:47:58 | 電子工作

 ダイオードレンジのあるデジタルテスターがれば、半導体の良/不良のチェックが、簡易的に行えるので、参考にして下さい。
1.LED
アノード(リード線の長い方)にテスター+、カソード(リード線の短い方)にテスター-をあてる。
良品であれば、Vfに近い電圧が表示される。今回測定したのは赤外線LEDなので1.05Vを示した。

2.トランジスタ
コレクタとベースを接続しテスターの+、エミッタにテスターの-をあてる。
良品であればVCEの0.7V前後を示す。(コレクタとベースを接続しなければ無限大を示す)

2.フォトトランジスタ
コレクタ(リード線の短い方)に+、コレクタ(リード線の長い方)にテスター-をあてる。(極性とリード線長さの対応がLEDとは逆なので、間違いが無い様に)
暗い状態では無限大を示すので、外光を当てると、明るさに応じて電圧が変化する。
今日は曇りだったので、0.191V。晴れであれば0Vに近くなる。

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県西まなびあい講座「電子部品の働きを学ぼう!」開催

2015-08-18 12:36:00 | 電子工作

 電子工作サークルに引っ掛けて、電子回路初心者向けの講座を実施することにしました。
サークルはPM1:00~4:00頃までですが、最初の1時間をこの講座を同時に実施します。
開催日:8/23,9/6,9/27,10/11,10/18(日)の全5回です。(開催日記載ミスがありましたので8/20修正しました)
募集期間が8/16まででしたが、空きがあるかも知れませんので、勉強してみたいという方はセンター(0296-24-1151)へ確認下さい。
詳しくは、チラシに記載されております。

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ハンダ吸取器用シリコンチューブ代用品

2015-07-24 14:48:49 | 電子工作

 ENGINEER INC製ハンダ吸取器SS-02を使用しており、先端のシリコンチューブSS-16(内径φ2×50)は消耗品だが¥410と高価だ(このチューブのお蔭で、吸い取り効果大だが)。

これが無くなって来たが、この価格では勿体無いので、同一サイズのシリコンチューブを探したらAmazonでシリコンチューブ S-2×4 /1-596-05 (10mで¥1188)というのがあり、合いそうなので注文。
届いて、装着すると同一だった。(材質の差は有るかも知れないが)
長さ換算すると¥11.88ということになり約1/35と安価で済んだ。
吸い取り器用だけでは使いきれないが、おもちゃの修理等で、何かしら用途(実際、アンパンマンのポンプ・パッキンに使用)は有りそうだ。

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