Interface 4月号

FPGAとCPUコアの話ということで買ってきてしまいました。
本当は5月号付録の情報が知りたかったんだけど・・・

「あわてないあわてない」！！？？

って、○△※■・・・

うう、出し惜しみですか・・・

とか言いながら基板写真が出ています。(追記 こちらにありました。)

編集者プログから拾ってきました。


右側には3列15pinコネクタ用の穴があります。えっ、ディスプレイにつなげるの？
USBコネクタっぽい(B?)4つの穴が左右に2つ。左上のはUSBのAコネクタ?
右上には10MHzのクリスタル。
左下には増設用のクリスタルのパターン。左上にもクリスタルの増設パターン
ICは、U1, U2, U4, U5が見えますがU3は見あたりません。もしかして裏？
上の方にはWaakamatsu CQ出版 TDK FUJITSUの文字があります。
薄くてCPUの型番は読めませんが、「FR60 MB91FV310A」とのことです。

MB91FV310Aでぐぐると「世界初TV向けOSDC，USB内蔵 32ビットマイクロコントローラ MB91310シリーズ」というpdfが見つかりました。
プログラムFLASH 512k、font用flash 512k、RAM16k。USBはfull対応。なんとも豪勢です。

どちらかというとDWMのARM基板の方に期待してたんですが、これはうれしい誤算です。
ディスプレイに出せるマイコンだったとは。

15pinのVGA用コネクタはあまり売っているところがなくて、たしか千石にはあったはずです。

V850の記事は今月も2本あります。加速度センサーを使った電子打楽器です。

すみません、編集しながら投稿してたので順番がぐちゃぐちゃです。

1.5V電池で白色LEDを点ける(5) チップトランジスタ

1.5V電池で白色LEDを点ける(4)の続きです。

秋月で売っているチップトランジスタ2PD601ARで試してみました(I-02232 40個200円)。


ブレッドボードで使えるように変換基板にはんだづけしました。変換基板は千石やマルツで売っているダイセンのD006です(0.95mmピッチ)。

トランジスタの比較です。

         2SC1815   2SC2500   2SC2655   2PD601AR
VCBO         60V       30V       50V        60V
VCEO         50V       10V       50V        50V  (2SC2500 VCES 30V)
IC         150mA        2A        2A      100mA
IC(peak)     ???        5A       ???      200mA  (2SC2500 パルス)
PC         400mW     900mW     900mW      250mW
fT         80MHz    150MHz    100MHz     120MHz
rank          GR         C         Y          R
hFE      200-400   300-450    120-240   210-340
package    SC-43       ???        ???     SC-59  (JEDEC)
package    TO-92  TO-92MOD   TO-92MOD       ???  (JEITA)

青色LEDを光らせてみました。コイルは鈴商で買った緑色のコアのです(写真左)。

2SC1815 55.04kHz p-p 4.400V
2SC2500 27.56kHz p-p 6.880V
2PD601A 46.84kHz p-p 4.720V

2SC1815と似た感じです。今まで集めた色々なコイルのほとんど普通に点いています。残念ながら抵抗に巻いたコイルは点きませんでした。もっといっぱい巻かないといけないのかもしれません。


別なコアを見つけてきました。


左はラジオデパート3Fの斎藤電気商会で売っていたものです。色は赤です。Qが高いという話でした。
8Tですが、インダクタンスが足りないのかなかなか点きません。
抵抗と並列に0.1uF、トランジスタのCE間に100pFのコンデンサをいれると、2SC2500でなんとか光りました。コンデンサのつけかたは試行錯誤です。コレクタにオシロのプローブをあてるとなぜか光ったのでCE間にもコンデンサをつけました。
発振周波数は8.3MHz、p-pで5Vくらい出ています。2SC2500と2SC2655でしか光りません。

右はマルツで売っていたものでFB101という型番です。マルツでフェライトコアを売っているのに気づいていませんでした。灯台下暗しです。
6Tです。2SC2500で206kHz p-p 5.5Vです。2SC1815だと抵抗と並列にコンデンサをいれないと点きませんでした。2PD601Aだとコンデンサなしでも点きます。318kHzでp-p　4.1Vです。4個並列で285kHz p-p 3.5Vです。小さいのになかなか優秀です。


別のコイルです。

左はasupiyoPaPaさんご紹介の日米商事のトランスです。2SC1815で18.36kHz p-p 4.64Vでています。他より発振周波数が低いです。巻き数も多くインダクタンスが高いのだと思います。

右2つは鈴商です。
中央のは、295kHz p-p 4.08Vです(2SC1815)。
右のは3本巻いてあります。1:1だと46kHz p-p 4.24V(2SC1815)です。2:1にしてみました(1次(ベース側):2次(LED側))。44.9kHz p-p 4.48V(2SC1815)になりました。1:2にすると2SC1815では点かなくなりましたが、抵抗と並列にコンデンサをつけると光りました。25.1kHz p-p 3.68Vです。


居酒屋ガレージさんの記事によると、ニッケル水素電池は放電させすぎると寿命が短くなるとあります。エネループもニッケル水素電池なので今回のようにLEDの点けっぱなしのときは気をつける必要があります。電圧が安定しているので実験にはぴったりです。

1.5V電池で白色LEDを点ける(4)

1.5V電池で白色LEDを点ける(3)の続きです。

Dick Cappels' Project PagesのWhite LED drive from 1.5Vでも1.5V電池で白色LEDを点けています。電球に組み込んだり錆びた釘をコアにしたり色々なことをしています。

錆びた釘の所に1kの抵抗と並列にコンデンサをいれると、点くようになったみたいなことが書いてあります。

抵抗に巻いてみました。


光ってます。


トランジスタは2SC1815では駄目でしたが、2SC2500と2SC2655だと光りました。抵抗と並列にいれたコンデンサは0.1uF(104)の積層セラミックです。パスコンに使うやつです。100pF(101)だと駄目でした。470uFの電解コンデンサでも光りました。小さいと駄目なのかもしれません。

発振周波数は13.58MHzでp-pで6.2Vくらい出ています(2500)。パスコンをいれてやると4.8Vくらいまで落ちます。4つ並列だと11.6MHz、p-p 4.7Vくらいでした。
パスコンをつけると、電池をいたわったことになるんじゃないかと思うんですがどうなんでしょう。パスコンをいれても全く効果がないこともあります。謎が多いです。

巻いたのは0.2mmのUEWで巻き数は数えてません。抵抗は秋月で売っている小さいのではなくて、もう一回り大きいのです。

電池がもったいないので、エネループにしました。

部品としては、コイルの分が1個減りましたがコンデンサが1個増えたのでプラマイゼロです。小型化には役立ちそうです。ちなみに、コイルに使った抵抗を使っても光ります。


その他に試してみたものです。

鈴商で買ったものですが、どちらもコンデンサなしで余裕で点きました。
右は110kHz、p-p 6.8Vくらいです(2SC2500)。2SC1815にすると236kHz p-p 4.2Vくらいでした。
左は250kHz p-p 5.6Vくらいです(2SC2500)。2SC1815だと点きませんでした。


これは千石の地下で調整用コアとか書いてあったものに0.2mm UEWを10T巻いたものです。コンデンサをつけないと点きませんでした。2SC1815も駄目でした。
発振周波数は2.2MHz p-p 4.8V出ています。

トランジスタのランクは2SC1815がGR(hFE 200～400)、2SC2500がC(hFE 300～450)、2SC2655がY(hFE 120～240)です。

弱いコイルでもコンデンサで増強してやると光ることが分かりました。発振周波数はメガまできてます。
コンデンサの効果ですが、原理はよく分かりませんが、普通のコイルにつけるとやたらデューティ比が落ちているのでかえって暗くなります。通常だと点かないようなコイルに効果があるみたいです。

1.5V電池で白色LEDを点ける(3)

1.5V電池で白色LEDを点ける(2)の続きです。

その後のりたんさん、asupiyoPaPaさんも参戦されてます。hamayanさん、masatoさんの別バージョンも登場しました。

コイルの作り方の別バージョンを発見したので報告します。


写真のようにインダクタの外に電線をぐるぐる巻きします。どちらも100uHのインダクタに0.2mmのUEWを20回くらい巻きました。インダクタはサトー電気さんで買ったものです。写真の巻いてないのは元の形のサンプルで100uHではありません。

光らせている様子です。LED4個並列でも平気です。


電池はほぼ新品(1.45V)です。トランジスタは2SC1815だと光りませんでした。2SC2500と2SC2655では光りました。なぜか死にかけ電池(0.6Vちょい)だと2SC1815でも点きます。逆に2SC2500と2SC2655では点きませんでした。

左の黒い方の測定結果です。トランジスタは2SC2500です。

4個並列 41.15kHz p-p 3.952V
3個並列 41.67kHz p-p 4.080V
2個並列 42.11kHz p-p 4.480V
1個単体 41.51kHz p-p 5.248V

右の緑の方の測定結果です。トランジスタは2SC2500です。

4個並列 50.4kHz p-p 3.84V
3個並列 50.4kHz p-p 4.08V
2個並列 50.4kHz p-p 4.32V
1個単体 48.9kHz p-p 5.13V

黒い方がちょっといい感じです。

シールドされてないとうか、トランスになるくらい磁気がもれてるってことなんでしょうか？
これなら材料に困ることもなさそうです。元のインダクタのヘンリーとか巻き数とか色々いじれそうです。
トロイダルコイルより小型なのもうれしいところです。
でも、なんか効率悪そうな気もします。どうなんでしょう。

トラ技3月号

D級アンプの付録基板がついてます。マルツの部品セットは数量限定だそうです。

PSoC FirstTouchの紹介記事が載っています。「PSoCマイコン・デザイン・コンテスト」を開催するみたいです。「PSoCマイコン・トレーニング・キット」の発売イベントってことなのかな

dsPIC/PIC24のライタの製作記事があります。秋月でも部品セットを売るみたいです(K-2215)。PICは書き込みに12Vがいるようで昇圧回路があります。書き込み制御用にトラ技の付録dsPIC基板を使っています。

information+のコーナーにはフリースケールのタッチ・センサICの紹介があります。

8コア載ったプロペラCPUの紹介記事もおもしろいです。フラッシュがなければ小さなプロセスを使えるので集積できるということなんでしょうか。コアがいっぱいあるので割り込みがない、なんてのも新鮮です。

DWM 5月号の付録基板

DesignWave 5月号(4/10発売?)にARM搭載の付録基板がつくそうです。3月号に告知が出ていました。Interfaceも5月号(3/25)にもマイコン基板(FR60)が付録です。

1.5V電池で白色LEDを点ける(2)

昨日の続きです。

整流してみました。

ダイオードは1S4という秋月で売っている整流用ショットキーダイオードです(I-00127)。コンデンサは50V22uFの電解コンデンサです。
トランジスタは2SC2500、鈴商コイル、青色LEDで昨日と同じです。
電池の方もかなりへたってきていて無負荷で1.3Vくらいになっています。

整流前の波形をオシロで取り込んでみました(1S4のアノード側)。

発振周波数は33.59kHz、p-pで13.00Vとなっています。

整流後の電圧ですが11.3Vでした(1S4のカソード側)。電流制限抵抗R2(1kΩ)の両端は8.3Vだったので8.3mA流れていることになります。11.3×8.3=93.79mWです。

整流すると結局電流制限抵抗が必要になるので、整流しないままパルス駆動する方がよさそうです。


ベースとグランドの間にコンデンサをいれると発振周波数が低くなるというのを試してみました。0.1uFの積層セラミックコンデンサをいれてみました。


16.94kHz p-p 7.4Vになっています。

整流後の出力は6.25V、電流制限抵抗の両端は3.36Vでした。6.25V×3.36mA=21mWです。かなり暗くなっています。

オシロは秋月の格安のやつです(PDS-5022S)。やっぱり波形とか見れると楽しいですね。


コイルの大きさですが、ちょうど電池ボックスにはいるサイズです。

1.5V電池で白色LEDを点ける

masatoさんご紹介のJoule Thiefを作ってみました(hamayanさんも作られています)。前回はLTspiceでシミュレーションしてみました。

私もエレキジャックのイルミネーションを作ったときに電池ボックスが余っているのですが、あいかわらずブレッドボードです。

とりあえず完成図です。


なんかやばいくらい明るいです。白だと直視が危険な明るさです。見てから目をつぶるとしばらく白い点が残っています。

この昇圧回路で性能をコントロールするためにキーとなる部品はコイルです。3種類試してみました。


(写真左) 鈴商で購入した完成品。店頭には実測130uHと書かれていました。10Tで単芯線です。メモを取り忘れましたが、たしか50円です。2/17 追記 100円でした。
発振周波数は52.83kHz、p-pで4.56V出ています。

(写真中央) たしか以前千石で買ったコアにビニール線(複芯線)を10T巻いたもの。価格不明。
発振周波数は50.35kHz、p-pで4.624V出てします。

(写真右) 日米で買った用途不明の部品をばらしてコアだけを再利用して巻いたもの。10Tで0.2mmのUEWです。価格は21円です。
発振周波数は94.25kHz、p-pで4.4V出ています。

測定に使ったLEDは秋月で5個100円のOSWT3166Bという型番の白色LEDです(I-00992)。

日米では元々以下のような形で売っていました。

何に使うものなのでしょうか？

作るときに間違いやすいのは、コイルの一本の線の巻き始めともう一本の線の巻き終わりの線を電源につなぐことです(って自分だけ？)。
トランジスタは2SC1815を使いました。秋月で20個100円です。
コレクタとベースの間にLEDをつけても光りますが当然暗くなります。
0.2mmUEWは一応ブレッドボードに挿せますが接触不良に悩まされます。

こんな簡単な回路なのに昇圧できるのはなかなかおもしろいです。


4個並列につないでみました。


発振周波数は49.78kHz、p-pで3.6V出ています。
ちなみにLEDの数を変えると以下のようになりました。

1個 55.04kHz 4.400V
2個 52.22kHz 3.856V
3個 50.86kHz 3.760V
4個 49.78kHz 3.600V

コイルは鈴商で買ってきたものです。上と結果が少し違うのはLEDを変えています。見た目では暗くなっているのは感じられませんでした。
測定に使ったのは秋月で5個100円で売っているL314LBDという型番の青色LEDです(I-01222)。

4つ直列につないでみました。


発振周波数は76.1kHz、p-pで17.44V出ています。デューティ比がかなり落ちているらしく見た目で暗くなっているのが分かります。


トランジスタを変えてみました。


左が定番の2SC1815、右側が2SC2500です。2SC2500にしたのは、こちらのサイトで「低圧から３本フル点灯は無理で、こんなにぎりぎりで使うなら２ＳＣ２５００でも使ったほうがかしこいですね。」と書かれていたからです。正直、トランジスタの選び方は分かっていません。データシートにはストロボフラッシュ用と書かれています。
足はブレッドボードに挿しやすいようにピンセットで曲げました。元々はまっすぐです。

発振周波数を計ってみました。LEDは上の青色、コイルは鈴商のです。

1個並列 27.56kHz p-p 6.880V
2個並列 26.55kHz p-p 5.680V
3個並列 25.86kHz p-p 5.040V
4個並列 25.48kHz p-p 4.752V

4個直列 36.06kHz p-p 27.60V

発振周波数は1815より低いみたいですが、p-pの電圧が高いです。

フランクリン発振器をシミュレートしてみる

LCメータでググっていたら、フランクリン発振器というので作っておられる方がいました。おじさん工房さんです。ネットワークアナライザとか自作してたりしてすごいです。LM311というコンパレータを使っています。Linear Technologyだと後継のLT1011というICが互換になります。LTSpiceにもLT1011は入っているのですが、うまく発振しませんでした。

よく分からなかったのでフランクリン発振器でググったらすｚのAVR研究さんにたどり着きました。2種類のフランクリン発振器を紹介されています。こちらはうまく発振しました。

左側の回路図です。

74HCU04は昨日のと同じです。

シミュレーション結果です。


拡大します。

結構きれいな正弦波が出ています。

FFTすると1.5MHzで発振しているようです。

計算では1.59MHzなので結構正確です。

右側の回路図です。

出力は似たような感じなので省略します。こちらの回路はコンデンサが小さいと発振しませんでした。大きくすると発振しました。

正確なコンデンサがあると発振周波数からインダクタンスが分かるという仕組みです。ピアースも発振でしたが、こちらはコンデンサが1個でいいのがお得です。

「ピアース発振回路の応用でインダクタンスを計測」をシミュレートしてみる

「インダクタンスの値を計測可能な簡易テスター」をシミュレートしてみるの続きです。

EDNには「ピアース発振回路の応用でインダクタンスを計測」という記事も出ています。こちらは水晶発振子を発振させる回路に似ています。水晶をいれるところにLをいれています。

LTspiceでシミュレートしてみました。

回路図です

発振させるために.ic V(shock)=0.1Vというspiceの命令を使っています。この発振させるためのテクニックはねがてぃぶろぐさんに載っていたものです(LTspiceで非安定マルチバイブレータ)。

74HCU04はphilipsのデータシートに載っている等価回路を使いました。


シミュレーション結果です


拡大してみました


発振周波数を見るためにFFTしました


70kHzで発振しています。
発振周波数は1/(2*pi*sqrt(L*C))です。L=100uH, C=0.05uFだと71.176kHzなので、かなり正確です。

この方法を使うためには値の正確なコンデンサが必要になります。ラジオデパートの2Fで1%のコンデンサを見かけたことがあります。

がんばれ新潟精密

秋月の新商品に
ＤＶＤオーディオ（１９２ｋＨｚ）・ＳＡＣＤ対応ＤＡコンバータ　ＦＮ１２４２Ａ
ＦＭトランスミッターモジュール　ＮＳ７３Ｍ
というのが出ていました(商品番号I-02223とI-02224)。なんかすごいです。作っているのは新潟精密という会社だそうです。

どんな製品があるのかホームページを見てみたら「民事再生法による再生手続開始申立について」と書かれていました。こういう会社は日本の将来のためにもがんばってもらいたいです。陰ながら応援してます。

ぐぐったら「インテル キャピタル出資の新潟精密が民事再生手続開始」なんて記事もありました。

ブロッキングオシレータをLTspiceでシミュレートしてみる

masatoさんとhamayanさんが1.5Vの電池をブロッキングオシレータで昇圧して白色(青色)LEDを点けています。元ネタはmakeの記事だそうです。
ブロックオシレータの原理の解説はここが詳しいです。このサイトの元ネタは外国のサイトでここみたいです。電球に組み込んだり色々しています。

ブロッキングオシレータをLTspiceでシミュレートしてみました。回路図です。


シミュレーション結果です。

回路図のoutの電位を示したグラフです。縦軸の一番上は5Vで下は0Vです。横軸は時間で右端が20m秒です。

定数はいいかげんに決めました。整流しないと結果が見づらいのでショットキーバリアダイオードとコンデンサで整流しています。右下にいるのが負荷で常に20mA流れるようになっています。outは20mA流したときの電圧です。

LTspiceでトランスを作るには、インダクタを二つ結合します。左上のK1 L1 L2 1はL1とL2を結合したのがK1というトランスであることを意味しています。最後の1は結合の度合い?みたいなものです。

シミュレーションではstartupオプションをつけないと発振しません。
2SC1815だと負荷が20mAだと発振しませんでした。10mAにすると発振しました。50m秒くらいまでシミュレートしたら3Vを超えていました。

出力波形です。


このシミュレーションはやたら時間がかかります。というのも、やたら発振周波数が高いからです。この例だと2.3MHzで発振していることになります。なんか嘘っぽい感じもします。
加えてディスクにもがんがんアクセスにいきます。スワップしてる？CPUもがんがん使ってマウスの反応がにぶくなるくらいなので、あまり長いシミュレーションは怖くてできません。

LEDには瞬間的に大きい電流が流れているようです。すごい勢いで点滅しているので人間の目には点滅していることが分からず、ずっと点いたままに見えています。たぶん明るくするには整流して点けっぱなしにするのがよさそうです。その際は電流制限抵抗を付けないとLEDを破壊する危険性があります。

なんか自分で手を動かしてないです。

「PSoCマイコン・トレーニング・キット」

CQ出版に案内が出ていました(ここ)。

表紙の写真をクリックすると拡大します。
PSoCプログラマとCコンパイラのライセンスがついてくるようです。
この本があれば一通りの開発ができるようになりますね。

予定が2/29。価格が11550円です。Cコンパイラとプログラマの値段と考えると安いです。