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2018年02月の記事は以下のとおりです。

5V昇圧DCDCを評価の続き

前回の低価格で入手可能な5V昇圧DCDCの続きでオシロスコープで観た結果を追加

環境

入力3.6Vで5Vの昇圧出力,電子負荷を使うまでもないと思いセメント抵抗を使用

負荷を100Ω(50mA)と50Ω(100mA)として出力波形を観察した

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出力波形

オシロスコープの表示は縦目盛りを0.5Vにして5Vが中央になるように(0Vは画面下方外)スクロールしている

尚,左が100Ω(50mA),右が50Ω(100mA)の結果

(1)セリア USB charger

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(2)ダイソー モバイルバッテリー

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(3)中華 DCDCボード

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結果

セリアのリップルは問題になる程ではないが100mAになると大きくなっているのが判る

ダイソーはリップルが多く出力500mAまで使えるのは良いが使うのにためらいを感じる

ダイソーのボードを観るとコイルが基板から浮いているので影響しているのかもしれない

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中華はオシロスコープのノイズのみで実質リップルは観られない(50mA→100mAで電圧降下もない)

 

低価格で入手できる5V昇圧DCDCを評価してみる

拙者はAVRを3.3Vで使用すること多いが稀に5Vで使うことがある

単純に5Vを用意すれば良い訳だが運用でなるべく以下のバッテリ(2種)を組み込んで利用したい

(1)秋月のNiMHバッテリ3.6V(使用電圧範囲3~3.8V位)

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  • コンパクトながら830mAhと容量があるので長く使用できる

(2)100均ライターから取り出したリポ(使用電圧範囲3~4.2V位)

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  • 基板ごと取り出してヒーター部を外す
  • タクトスイッチは付け替え電源スイッチとする
  • このままUSB充電できるので便利
  • 容量は少ないので低消費電力運用時利用となる

そこでポータブル用途として使うのを前提に扱い易い5V昇圧DCDCを検討してみた

昇圧回路の自作

最初に思いつくのは基板上に昇圧回路を組み込んでしまうことだ

そのためのパーツとしてHT7750Aを購入してあるのだがデータシートのように性能がでないようである

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気の迷いさん,電気の迷宮さんを参考にさせてもらっても面倒そうに思える

なので今回は(HT7750A版を含めて評価してみようと思ったが止め)100均の昇圧商品や既に購入してある中華のDCDCボードなど出来合いの物だけで評価する

チョイスした昇圧ボード

評価してみる昇圧ボードは以下の3つ

(1)USB charger

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  • セリアの商品
  • 単3アルカリ乾電池または充電池×2個使用
  • DC5.0/最大出力不明(おそらく100~200mA位)

(2)モバイルバッテリー

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  • ダイソーの商品
  • 単3アルカリ乾電池×2個使用
  • DC5.0/500mAh(最大出力)

(3)中華のDCDCボード(Rasbee DC-DC 2A Boost ステップアップ 転換モジュール)

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  • 中華製品
  • 1個(税込み)100円(以下)
  • 最大出力電流:2A
  • 入力電圧:2V~24V,最大出力電圧:>28V
出力5V50mA固定で入力電圧を変動させ効率の測定

WS000029.png

  • AVRで使用される電力での効率測定
  • 中華は2Vから動作仕様
  • 使用するバッテリの電圧範囲である3~4V間で中華は90%近く優秀だがダイソーは75%で電圧が高い程よろしくない
入力電圧3.0V,3.6V,4.2Vでの負荷変動による出力電圧と効率の測定

(1)セリア USB charger

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  • 3.6Vと4.2Vは値が同じ
  • 140mAを超えると電圧が保てないので止め

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  • 140mAを超えると電圧が保てないので止め

(2)ダイソー モバイルバッテリー

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(3)中華 DCDCボード

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  • 出力電圧は無負荷で5.03Vにしてある
  • 安定した出力電流が得られていた
評価結果

ダイソーのモバイルバッテリーは500mAまで出力できるのだが効率が悪いので入力に余裕が必要

50mA位の出力ならどれを選択しても出力電圧は問題はないだろう

出力電圧を調整でき安定した電流を流せる中華のDCDCボードがコストパフォーマンスも高く抜けている

その他

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オシロによる波形測定を忘れていたので後で追加する

AQM0802A-FLW-GBWを使えるようにする

良く利用しているI2C接続LCDのAQM1602XA-RN-GBWは16×2表示でコストパフォーマンスに優れてるが基板の中央等に載せるとその大きさで他のボタンなどと干渉し配置を悩まされることがある

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そこで8×2表示のAQM0802A-FLW-GBW(バックライト付き)をAQM0802A-RN-GBWにバックライトが付いただけだと思って購入

資料を比べても異なるのはバックライトのみだったので同じように使えるはず

またAQM1602XA-RN-GBWと表示文字数は異なるが表示用DDRAMは内部で同じなのでライブラリ等の修正は必要ない

しかしピンのピッチはAQM0802A-RN-GBWと同じ1.5だがバックライト用のピンがあるので同じ変換基板は利用できないしAQM1602XA-RN-GBW用はピッチが1.27でピン配置も異なり不可

つまり取付用の変換基板は作製しなければならない

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2.54や2.0の基板では厳しいので64×64の1.27ピッチ基板を試すと挿せるがパーツを載せるのが表面実装品でないと大変そうだ

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そこで1.27から2.54の変換基板を利用する

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10ピン変換なので1ピン余るため中央を外し5,4ピンに分けた

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そして出力ピンをAQM1602XA-RN-GBWと同じにしてパーツを載せる(少しは配置を考えたつもりだが汚い)

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早速テストしてみると

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載せる方向が思っていたのと上下逆だった(逆にすれば使えるので問題はない)

次に深刻な問題として1行目は表示されるが2行目が表示されていない

そして1行目が表示されていたためソフトの問題だと思い込んでしまって一週間も嵌ることになる・・・

  • コントラストを何度も調整したり
  • 仕様書を眺めまわしソフト的な制御を変更したり
  • I2Cアドレスを確認したり
  • 3.3Vでないとダメなのかと試してみたり
  • ネットで同様の問題はないか検索したり

色々と考え試したが解決しない

で,ようやく休日を迎えたので別のAQM0802A-FLW-GBWをブレッドボード上で試してみると2行目が表示されてしまった

つ・ま・り・・・ハードの問題だったのだ(元々不良だったのか基板に載せる際に壊したのかは不明)

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今度はLCDの方向とパーツの配置を考えて作り直し(またも美しくないが)正常動作を確認

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(備考)
  • LCDのピン付近は熱に弱いので注意(半田付けで熱を逃さないと簡単に溶ける)
  • バックライトは5Vでの動作も考え51Ωを入れた
  • 1ピンは使用しないので変換基板に8ピンを上手く割り振れば他のパーツの配置が良くなるかもしれない
  • 仕様では3.3V用となっているが(コントラスト設定時の)昇圧指定を無くせば5Vでも使える
(参考)16×2での表示

IMG_20180206_185336.jpg

 

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