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2017年11月の記事は以下のとおりです。

中華製品がようやく到着(第三弾)

Amazonで「UNO R3開発ボード」(Arduinoと互換)を購入(なんと¥458)

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他にも同時にAmazonへ注文しているが今回の中華発送はこれだけ

10日発送の20日予定から2日遅れで到着(AIR MAILって書いているけど・・・時間かかるのね)

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USBケーブルとPIN,さらにおまけでUSB直差しのLEDライトが付いていた

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外観チェック(表・裏)

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多少パーツが曲がって付けられているが外観には問題なさそう

「UNO」と刻印されているけどまさにパチ物・・・ここでブートローダーは大丈夫か?って心配になってきた

電源投入

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電源を入れたらLEDがチカチカ,動作確認のためかLチカが書込みされていた(これなら安心できる)

本ボードは固定で使用したい(例えば以下のattiny13a)シールド用のため購入した

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デサルフェータ―調整用にブレッドボード展開したLCDとロータリーエンコーダを実験で良く使いそうなのでシールド化したのを使用して本ボードのスケッチ書き込みと動作確認してみた

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今回は2セット購入で2台とも問題なしだった

第3次デサルフェータ―計画

自動車とUPSやポータブルバッテリ用にデサルフェータ―を新規に考えてみようと思いデサルフェータ―3号機を検討

まずはこれまで作製したデサルフェータ―について検証してみた

  • パルス発生部とバッテリー接続部の波形をオシロで再確認
  • 消費電力としてバッテリー接続時の消費電流を計測
1号機

元記事に近い形の回路でPチャネルのFETを用いて作製してある

IMG_20171112_110146.jpg

設計では12kHz動作であるがコイルやダイオード類の発熱がもの凄いため6kHz動作にした(切り替えで12kHzも残してある)

6kHz時の波形(上:パルス発生部,下:バッテリー接続部)

1_b_ff6k.jpg1_13v_ff6k.3-2.jpg

FETのON-OFF間隔となるパルス幅は約7μs,ピーク電圧は約40Vである

掃引時間を高速に変えるとリンギングが見え,パルス発生部も出力に影響してなのかFETをONした部分(0Vになったところ)から電圧が上がっている

消費電流(6kHz時)は32mAで低消費

IMG_20171119_200853.jpg

参考までに12kHz時の波形(上:パルス発生部,下:バッテリー接続部)は6kHzの倍になる

若干6kHz時より波形の上下が増えて派手になっている感じはする

1_b_ff12k.jpg

消費電流はクロックが倍になっただけで10倍以上となり,パーツの発熱のせいかしばらくすると700mAを超えた

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2号機

555を正論理出力にしてNチャネルのFETを用いた

パルス幅の調整に半固定を付けた

万が一のバッテリー上がりを避けるためエンジン始動中のみ動作させるようにしている(短絡ピンで常時動作も可能)

IMG_20171112_110104.jpg

波形(上:パルス発生部,下:バッテリー接続部)

2_b_ff2.jpg2_b_ff6.jpg

FETのON-OFF間隔となるパルス幅は約5μs,ピーク電圧は約40Vである(後に判明したがオシロを購入した時に計測した2号機デサルのデータは電圧/DIVの倍率が間違っていたため正確ではない)

右は掃引時間を高速に変えてリンギングの状態を観ると,パルスの立ち上がり途中でリンギングが発生しているのが判る

消費電流は225mAで多いと考える

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考察
  • 出力電圧に関しては1,2号機ともにピークが約40Vであり十分と考える
  • 出力クロックとリンギングについてはどうなのか(判らないため)判断できない
  • 消費電力については,エンジン始動中のみ動作だと普段の利用状況だと短すぎるため効果が薄いのではないかと思い,消費電力を極力少なめにして一週間位の常時動作を可能にしたい(低消費電力化,電圧検知によるインテリジェント化)
  • 掃引時間を低速に変えて1,2号機の出力の違いを比べる

1_b_ff6k2.jpg2_b_ff3.jpg

1,2号機ともにクロック毎に同じ出力電圧ではなくバラツキがあるのが判る

出力パルスは2号機のほうが多く良さそうにみえる

低消費電力化

低消費電力にするためには効率良いパルスの発生を行いたい

そこでパルス調整できる装置をArduinoで作製し調整中

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スケッチ

//PWM出力で周波数・デューティ比をダイナミックに変更
//
#include <avr/io.h>
#include "rotary.h"
#include "Wire.h"
#include "AQMI2CLCD.h"

#define PWMPin 10
#define BTNPin 8

#define SELFreq 0
#define SELDuty 1

Rotary r = Rotary(2, 3);
AQMI2CLCD lcd;

unsigned int freq = 20000;    //周波数
int duty = 10;                //指定したいデューティ比

int select = 0;               //変更値選択(0:周波数,1:デューティ比)
boolean forced = false;

ISR(PCINT0_vect) {
   if(digitalRead(BTNPin) == HIGH) {
       select = (select == SELFreq)? SELDuty: SELFreq;
       forced = true;
   }
}

ISR(PCINT2_vect) {
    unsigned char result = r.process();
   if(result) {
        if(select == SELFreq) {
           freq += (result == DIR_CW)? 1000: (-1000);
           if(freq < 1000) freq = 1000;
           if(freq > 50000) freq = 50000;
       } else {
           duty += (result == DIR_CW)? 1: (-1);
           if(duty < 0) duty = 0;
           if(duty > 100) duty = 100;
       }
        forced = true;
   }
}

void setpwm() {
   // TOP値指定(周波数設定となる)
   OCR1A = (unsigned short)(1000000 / freq);

    // Duty比指定 : 1000000 / freq * duty / 100;
   long val = (long)10000 * duty / freq;
   OCR1B = (unsigned short)val;
}

void setup() {
    //LCD初期化
   lcd.setup();

    //pin設定
   pinMode(PWMPin, OUTPUT);
   pinMode(BTNPin, INPUT_PULLUP);

    //調整用ロータリーエンコーダ割込み設定
   PCICR |= (1<<PCIE2) | (1<<PCIE0);
   PCMSK0 |= (1<<PCINT0);
   PCMSK2 |= (1<<PCINT18) | (1<<PCINT19);

    // モード指定
   TCCR1A = 0b00100001;
  TCCR1B = 0b00010010;

    forced = true;
}

void loop() {
    char str[20];

    for(;;) {
        if(forced) {
           forced = false;

          //1行目
          lcd.setLocate(0, 0);
          if(select == SELFreq) {
              lcd.putString((char *)"[ Freq ] Duty ");
          } else {
              lcd.putString((char *)" Freq [ Duty ]");
          }

          //2行目
          sprintf(str, " %2dkHz %2d%% \0", freq/1000, duty);
          lcd.setLocate(0, 1);
          lcd.putString(str);

           setpwm();
        }

        noInterrupts();
       delay(100);
       interrupts();
    }
}

PWM操作の覚書

  • PWM出力の周波数をダイナミックに変更するためには直接レジスタを操作するしかない
  • PWMの周波数はインターバルタイマでカウントアップされたカウンタ値の上限設定で決定する(上限設定しない場合はMAX)
  • インターバルタイマは最大がCPUクロックで分周比の設定もできる
  • デューティ比となるパルスのHIGH(もしくはLOW)時間はカウントアップされた値の上限値が立ち上がりとなる
  • 下がりはカウンタのMAXもしくはカウンタMAXからマイナスされカウンタ値の上限設定と同じなった時となる(2種選択)
  • 上のスケッチは16MHzの分周比8で2Mカウント/秒となりサイクル1Mとして作成している
  • 詳細はこちらを参照

可変電源の作製

昨年ダイソーで購入していた急速充電対応の自動車バッテリー用USB充電器

IMG_20171112_105906.jpg

その時に持っていた急速充電用の太いUSBケーブルが白だったのと500mAオーバーでの充電の仕組みを理解してなかったため白色を購入したが,これはiPad/iPhone用でAndroid端末では無意味であることを知り後に黒色のAndroid版を購入する

今回は余ったUSB充電器をDCDCに使って可変電源を作製することにした(本商品をこばさんがレビューされており参考にさせていただいた)

分解

まずは分解,無理やり開くことになるので元には戻らない

IMG_20171112_111219.jpg

基板の表と裏

IMG_20171112_111829.jpgIMG_20171112_111700.jpg

改造

使用しているチップHX1304Fの基本回路図(仕様書から抜粋)

HX1304F基本回路図.png

電圧を可変にするためには,R4とR5(基本回路図ではR2とR3)を外し以下の赤で記載したパーツを追加する

KR001.png

可変抵抗は500kΩ位が適切のようだが手持ちが100kΩしかなかった(良くできたら後で交換)

可変抵抗のGND側は0Ωで直結にする(電圧可変は基準電圧~入力電圧となるはず)

実態配線では以下のように3本のラインを取り出した

KR002.png

そして付加配線を楽にするためのと追加パーツがあるのでユニバーサル基板をベースに載せた

出力側のコンデンサの耐圧が6.3Vだったので取り外して100μF35Vのケミコンをユニバーサル基板上で追加

IMG_20171114_191526.jpg

注)まだターミナルは結線していない

動作試験

ここで動作確認する

適当なACアダプタを使用,入力電圧は約16V(無負荷)

IMG_20171115_201128.jpg

可変抵抗を操作して最低電圧から最高電圧へ(1.22~14.15V)

IMG_20171115_201201.jpgIMG_20171115_201308.jpg

電圧の可変を確認していると電圧のふらつきがあり試しに5Vに合わせてみるとふらつきが無くなった

IMG_20171115_201400.jpg

5Vにパーツの値が調整されているのかもしれない

DCDC部の消費電流も確認

5V時(21.1mA)

IMG_20171115_201549.jpg

最小電圧時(6.53mA)

IMG_20171115_201624.jpg

最大電圧時(64.3mA)

IMG_20171115_201704.jpg

100kΩでは少し消費が多いようだ

計器

購入してあった中華バルク版の電圧・電流計を使うことにした

無電圧時は0Vで問題なし

IMG_20171115_202547.jpg

とりあえず電圧のみ,ずれがあるので調整する

IMG_20171115_202634.jpg

結線

必要なパーツの結線を行い,後はケース入れ

IMG_20171116_193357.jpg

ケースが完成したら下記に追加予定

ちょっとした時間の合間にやってること

ここのところ休日が少なくちょっとした時間の合間にやってることを忘れないように記録しておく

ブログの機能追加(10/9から実施)

関連前後へのリンク機能を追加(つまりブログに「前回へ」「次回へ」を追加)

分類分けやタグを使って扱いやすいようにしようとしたが上手くいかずエントリーの前後リンクがあった方が良いと思い検討

前回へは1つのリンク,次回へは枝分かれする場合があるので複数リンクにした

現状のところエントリー単独で参照した場合に記事の前後に表示している(例えばこちらのエントリ

今後も調整のため変更あり

(注)今回の機能追加はDB変更を伴うため,先にfreoを最新版に更新したが一部問題があったため最新でない部分がある

UPSのバッテリー交換(10/4から実施)

本サーバのUPSのバッテリー,使用開始から2年以上経過してる6~7月の頃,そろそろ使用期限かな?と元電源を切って確認すると,みるみるうちに電圧が下がってしまってやばいと思って購入したのが8月だった

いろいろあったせいで一か月以上も購入したバッテリーをほったらかしで腐ってしまうと思い急遽交換

交換前に電圧を計測したところ12.2Vだったので,大丈夫かなと思ったらHDDがスピンアップできず起動しなかった

(現象記録)元電源が有効なのにUPS供給ランプが点灯,サーバはHDDスピンアップできず起動せず

どうやら原因は電源がバッテリーへの過剰供給のせいでサーバ本体への供給不足・・・つまりは電源のパワー不足って事(5V3Aでは厳しかったのか)

IMG_20171002_203524.jpg

しかたないのでバッテリーを外し充電して再度交換(問題なしとなる)

2年間使用したバッテリーは復活すべく第3次デサルフェータ―計画を実行中

IMG_20171020_193140.jpg

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