380Vくらいのチョッパ

どうもKKTです。
しばらく間が空きましたが特にこれと言って変わったことは無いです。
スマートホンのカメラがぶっ壊れてからかなり経つのですが、さっさと修理に出したいところです。記事の写真はデジカメで撮っているのであまり関係は無いですね。

題名の通りAC100Vを整流して、DC380Vくらいを出力する昇圧チョッパを作りました。どちらかと言うと間に合わせ記事みたいなもんなんでギャラリーみたいな感じだと思ってください。

 一枚にまとめてみました。
右下くらいからAC100Vを入れて、右上からDC380Vが出てきます。出力は200Wで設計しました。抵抗負荷で210Wくらいで頭打ちになったので大体設計通りです。意外にノイズフィルタのインダクタとブリッジ整流器が発熱するようですが、まぁ許容内ということにしました。なお疑似PFCにする予定があったので入力コンデンサは小さいのとなっていますが、いまのところPFC機能は無いので入力電流は商用周波数の矩形波みたいになっています。ノイズとかも多いのでなんとかしたいところ。

制御はUC3843という有名な電流モードSW電源制御用ICを使いました。出力電流が±1A取れる上にパルスバイパルスや電源電圧監視等も付いてて（まぁSW電源制御ICなら普通ついてるが）便利です。生基板をリュータで掘って作った疑似プリント基板なので汚いですが配線は楽ですね。

出力整流用のファストリカバリダイオードです。ブーストダイオードと言ったりもするようです。発熱は多くても数Wでしょうからベタパターンの放熱で間に合わせました。実際温度上昇は気になりません。出力平滑コンデンサは450V150uFの奴です。固定がイマイチ。

 ブーストインダクタとか言われる奴です。もう1つ巻線が付いているので臨界モードか？と思ったあなた、鋭いですね。でも連続モードです。赤い補助巻線は制御側に供給する電源用の巻線です。一番最初電源が投入された瞬間はスイッチングが開始していないので電源はAC100Vを整流したところからブリーダ抵抗を通して始動させ、その後は前述の赤い巻線から電源を得ます。ブリーダ抵抗と制御側のコンデンサの値がイマイチなようで電源投入時は「ｼﾞｯｼﾞｯ…ｼﾞｰｰｰ」と少し充電、放電を数回繰り返してから始動します。
定格出力時の効率はそんなに悪く無さそうです。MOSFET用のヒートシンクも触っていられる程度でコイルの発熱も似たような感じです。

内容の薄い記事でしたが、次回はこれと降圧チョッパを組み合わせた超高圧水銀灯のバラストかAVRの記事かになると思います。
お気づきになられた方もいらっしゃるかと思いますが、右上の方に簡易アンケートみたいなのを設けておりました。掛ける言葉が無い方が大半でしたので今まで通りでいこうと思います。

Web拍手反応
>まるたです に生えてるのは…！？
葉っぱのつもりなんですけど…

>唇にbbクリーム
やっぱりD◯Cじゃねぇか

>マグネトロンってｸﾞﾈとﾈﾄが入っててｴｯﾃｨ!
ﾈﾄはギリギリわかるとしてｸﾞﾈはわかんないんだよなぁ…

>い、い、い、
五味太郎先生の絵本でありそう
参考

>芋！
焼き芋おいしい季節になりましたね。近所のスーパの焼き芋が値上がりしてました。

>はやお起きた
起床報告すき

>ﾌﾟｼｭ～
バスライトイヤー

>ペットに飼われてますか?
小学生時代家族ぐるみでハムスタを監禁していたことはありましたね。
飼われてたことは多分無いです。

>こんにちは～
どうも～＾＾

>(ﾁﾗﾁﾗﾁﾗｯ!)
（見ても）ええんやで

>KKTって何て読むんですか
KKTはそのままKKTでいいですよ
と思いましたが呼ぶ機会無いと思うのでなんでもいいです

>ｸﾜｧ…
ｸﾞﾜｯｸﾞﾜｯ

>ぽんぽんいますよ
ぽんぽんもチョッパいっぱい作ってるので是非リンクから「ぽんず製造所」をどうぞ

>電子の電の字も知らない初心者ですが何かつくってみたいです。何かお勧めはありますか？
まずこのサイトは初心者向けでは無いということを念頭に置いて貰って、その上で何かアドバイスになるかと思い、以下を書いてみます。
質問者の方がどれくらいの年齢の方かはわかりませんが、電子やものづくりに興味があるということは、「作ったものが動く喜び」っていうのはご存知かと思います。ですので後はもうご自分の楽しいようにしていただくのが1番と思いますが、何でも始めた時は漠然としてしまうっていうのはよくある話なので僕がどんなふうに工作をしてきたのかというのを紹介しましょう。
僕が最初電気を触り始めたのは小学生くらいのころで、たぶん低学年のころははんだ付けをしらなかったので基板からペンチで部品を引き抜きうまいこと取れたら嬉しいくらいのことばっかしてましたが中～高学年くらいからははんだごてを与えられて色々作っていたのを覚えています。最初はLEDを点灯させて遊ぶくらいで、トランジスタで点滅させたりアンプIC買ってきてスピーカ鳴らしたりをしてたと思います。とにかく作った物が動くっていうのが嬉しくて、図書館で工作本を借りたりしては色々作ってた記憶があります。実はこの辺で結構プログラミングに興味を持ってBASICとかをいじって遊んでたりもしてました。
中学生くらいの時から部品のサイズが大きくなったように思います。例えば大きいコンデンサを買ったりトランスで遊んだりしていまして。この頃からいわゆるパワー系の工作に興味を持ち始めて、ストローにコイル巻いてコイルガン作ったり、テレビのフライバックトランスで放電させて遊んだりしました。最初のテスラも中2くらいの時に作った覚えがあります。
高校からは結構パワー系の要素が強くてしょっちゅうブレーカ落としたり素子飛ばしたりしつつも、授業等で今までやってきたことの理論とかがわかるようになってもっとおもしろくなった覚えがあります。
で、今僕は学生なんですけれども、相変わらずパワー系と少しマイコンもいじるようになった程度でしょうか。やることなすことの効率が悪いのでやってた年数の割に技術がないっていうのは内緒です。
結局僕にとって何が面白かったのかというと、やっぱり何かを思った通りに操るってことかなぁと思いました。電気を野放しにしといても仕方ないので、指定の動作をさせる、条件に合うように調節させる等回路を作ったりプログラムを組んだりするのがおもしろいのでしょうね。
操るということなら、最近はマイコン類がすごく手軽でいいですね。パソコンとArduinoがあればもはやはんだ付けなどしなくとも電気に思い通りの動作をさせることができますね。探せばArudinoでもすごいことしてる人はいっぱいいるので決して入門用ということだけではなく、やりこんでいけば素晴らしい技術力になると思います。僕だったらArudinoと液晶とLEDとかでも何時間も遊んでしまうので入門される方にも適していると思います。
それとも、もっと直接ハードに電気を操りたいというならロジックICとかを使ってみるのが良いのではないでいしょうか。アナログ系でしたら秋月などで売られているキットを作ってみるのも良いと思います。あくまで僕個人の考えですが回路において個々の部品（コイルコンデンサ抵抗トランジスタとか）をどれくらいよく知っているかが非常に重要だと思うので少ない部品の回路でも作りながら理解していかれれば技術力になると思います。
話が少し逸れましたが、何をつくったらいいかという問に対しては、 初心者さんということでしたら計測器等も入手が難しいと思うので、結果がわかりやすい（LEDが光る、数字が表示される、音が出る、モータが動くetc...）ものをオススメしておきます。
…と本に書いてるテンプレ的なことを偉そうに書きましたが、末永くものづくりを楽しまれることを願っております。
また何かあればお気軽にどうぞ。

Web拍手

I2C機能が無いAVRで秋月のLCDを動かす

KKTです…。まさかの連続更新です。
最近マイコンいじりたい欲が出てきているので今回もAVRの記事です。
毎度毎度次回予告から外れているのですが、今回は予告通りI2Cと液晶の記事を書きます。

急にLCDがいじりたくなったのですが、僕がよく使うATtiny13AではI2Cの液晶以外はピン数の関係で接続できません。しかし、ATtiny13AにはI2C機能はありません。
ということで、まずI2Cの仕組みを理解してから、アセンブラで同じ機能を実装することにします。I2Cの説明はggればいくらでも出てくるので割愛しまして、具体的にマイコンにやらせることをメモ的に書いていきます。使用したのは秋月のこの液晶です。

・ピンの設定
I2Cにはマスタとスレーブなるものがありまして、マスタが通信を統括して、スレーブはそれに従うというルールがあります。データの送受信はマスタスレーブ無関係ですので、マスタがデータを読みたいと言えばスレーブは送信を開始しますし、マスタがこれを読めと言えばスレーブはデータを受信します。
I2Cにはクロスストレッチ(クロックストレッチでした)なるものが存在していて、本来通信は全てマスタの言う通りに進めないといけないところ、どうしてもスレーブが忙しい時や送受信データを処理している時には、スレーブがクロックをLowレベルに固定してマスタを待たせることができるという機能です。
ということは、I2Cの信号ラインはLowレベルかHiインピーダンスの二通りということになります。AVRのピン設定では、Lowは出力ピンモードで、Hiインピーダンスは入力ピンモードにすればそれぞれ設定可能です。要はオープンコレクタ/ドレインみたいになれば良いということです。以下Hiインピーダンス状態をHi、LowはそのままLowと記述します。

・スタートコンディション
まずI2Cの信号ラインは何も無い時はクロック、データともHiで待機します。次にマスタとして通信を開始したいデバイスがデータをLowにしてからクロックをLowにします。

簡単ですね。ちなみにデータをLowにしてからどれくらいの時間待ってからクロックをLowにすれば良いというのは各デバイスのデータシートに書いてあると思います。

・ストップコンディション
スタートコンディション同様通信の終了も同じようなのがあります。今度はクロックをHiにしてからデータをHiにします。

簡単ですね。これに関する時間もデータシートにあると思います。

以上をアセンブラで実装するのはまぁ簡単ですね。I/Oレジスタのbit操作だけでできます。続いてデータ関連の話です。

・スレーブアドレス送信
通信がスタートされたら、まず最初にマスタが誰を相手にするか、というのを送信します。I2Cはマスタに対して複数のスレーブが存在することができますが、同時に通信できるのは1人なのでまず誰と通信するかを指定します。誰を差すのがスレーブアドレスと呼ばれる7bitのデータです。デバイスごとに固有の値が振られていて、これもデータシートに記載されています。そして、実際にデータを送信する時は、この7bitのデータの後に更にもう1bit加えて合計8bitのデータをまず最初に送信します。スレーブアドレスの尻尾に付け足した1bitはマスタが受信するか、送信するかの指定に使用します。RWなどと呼ばれているbitでマスタが送信なら0、マスタが受信なら1を書かれます。
後術しますがこの操作で呼ばれたスレーブは「いますよ」を返します。

上の図ではスレーブアドレスとして「0111110」を、RWのbitは「0」を送信しています（この液晶は読み出しは出来ないようです）。ですからデータはRW→スレーブアドレス0bit→スレーブアドレス1bit…というように下位から順番に送られていいきます。アセンブラの操作では、まずレシスタにスレーブアドレスにRWを加えた8bitデータを入れて、それを左シフトさせて順番にクロックに乗せていくという感じでしょうか。

実際に信号の波形を見てみるとこんな感じになります。

上がデータ、下がクロックです。手書き図同様0x7C(01111100)を送信しています。クロックがHiのときにはデータを変化させてはいけないので（→スタートコンディションになってしまう）注意しましょう。

・Acknowledge
ACK、アク、アクナレッジなどとも呼ばれます。認めるみたいな意味の英単語ですが、このbitはマスタ又はスレーブが発行する「正常にデータを受信しました」のしるしですね。最初スレーブを呼ぶときには「いますよ」のようなものです。実際にどのようにACKを出すのかというと先程の図の続きで見てみましょう。

詳細は省いてますがこんな感じになります。マスタ側はACKを確認するために、第7クロックを出し終えたらデータ線をHiにしておきます。もしスレーブが正常にデータを受信していたら、データ線をLowにし異常ならHiのままにします。よってプルアップのデータバスなのでLowが優先され、正常に受信出来ていていたらLow、異常ならHiということになります。ここでマスタが第8クロック目を立ち上げてACKを読みます。つまりマスタ側は第8クロックを立ち上げてLowなら正常、Hiなら異常とわかるわけです。この動作は8bit（モードによっては10bit）のデータを受信したらマスタ、スレーブ関わらず必ず行われます。実際にACKが返ってきている様子を以下に。

最後のﾁｮﾝと出ているのがACKですね（ホントは出ない方が良いと思う）。最後のクロックの立ち上がりできちんとLowになっています。スレーブのLowはマイコンのポートほどシンク電流が流せないようで若干電圧が残っていますが許容内ですので問題ありません。最後のクロックの立ち下がりでデータがﾋﾟｮｺっと跳ね上がっているのは、スレーブが「もういいかな」と思ってLowをやめたからだと思います。なおACKを確認した後はクロックをLow→データをLowにして待機させましょう。ACKを確認できなかったらこれから送信するデータ等も意味を成さないのでエラー表示するなりなんなりしましょう。実は最初に貼ったオシロのキャプチャと同じのを送信しているのですが、最初のはスレーブを繋がず、こちらはスレーブを繋いで撮影しました。
今回は省きますが、スレーブのプログラミングをする時は、スレーブアドレスと称号して合ってたらACKを出す、間違ってたら出さないというようにすれば良いと思います。その後のデータのやり取りでは、単にクロックを数えてちゃんと8クロック来てたらACKを出すようにすれば良いんじゃ無いかと思います。

・コントロールバイト
ここからは通信するデバイスによりますが、冒頭で書いた秋月のLCD準拠で説明します。LCDに送るデータには実際に表示させる文字データの他に、コントラストの設定値やDRAMアドレスの指定などがあります。これらを単に送るだけでは表示させたら良いのかコントラストの設定値に使えば良いのかわかりませんのでコントロールバイトというのを送ってから、データを送ります。コントロールバイトでは「この次に送るデータが（コマンド/DRAMアドレス/表示させるデータ）ですよ」というのを指定します。データシートを読むと書いてありますが、単一コマンドを送る前は「0x00」、連続コマンドを送る前は「0x80」、データを送る前は「0x40」を送ります。
もう少し詳しく書くと、コントロールバイトの次に送るデータをデータバイトと言って、さらにこのコントールバイトとデータバイトをまとめて「コントロールワード」と呼びます。つまり単一コマンド（＝データバイトに書く）を送る場合は、0x00→任意のコマンドとなります。連続して送る場合は、0x80→任意のコマンド→0x80→任意のコマンド→0x80→任意のコマンド→…→0x00→任意のコマンド　でおしまいとなります。要はコマンドワードを繰り返すかという感じです。この辺はよく分からなくてちょっと悩みましたね。

・データバイト
8bitのコントールバイトを送信し終わったら次はコマンドや文字データ等のデータビットを送信します。これと言った注意は無いです。

・初期化について
LCDのデータシートを見ると初期化処理は大体載っているのでこの通りすれば問題なく表示できます。しかし、僕がデータシート通りにやったところ、LCDのコントラストが異常に高く画面が■で埋められて文字が読めませんでした。色々いじっているとどうやら「Follower control」の値「6C」を「69」に変更することで解決しました。取り敢えず治りましたがよくわかりません。

他にも機能としてはCGRAMなどがあるのですが、まだやっていないのでよくわかりません。

ソースは縦に長いのでこちらのページに記載しました。興味のある方は御覧ください。
原理がわかれば処理自体は簡単ですので大したことは無いですが、待ち時間とかクッソ適当なのでもし参考にされる場合はご注意ください。あらぬところへジャンプしたり読みにくいですが、バグ等有りましたら報告していただけると助かります。
アセンブラの練習用にプログラム領域にデータ置いたりしてるのでたぶんまた解説記事を書くと思います。なんとなくコメントは書いてありますがあんまり真剣に見ないようお願い致します。

ちなみに上記のソースは実行するとこうなります。

Web拍手反応（もう届いているのか…（うれしい））
>おぱっい
ﾌﾟﾙﾝﾌﾟﾙﾝ!!

>◯◯たです

どう？


それでは、今日はこの辺で。



11/26追記：誤字を修正 参考リンクを貼り忘れていたので貼っておきます。
 I2C通信の使い方：http://www.picfun.com/c15.html

AVR書き込み冶具を作ってみる

KKTと申します。
定期的に更新するのは難しいですね。
続きがあるっぽい記事をかなり放置していますがまた真新しいことを書きます。

今回は題名通りAVRマイコンを使う時の書き込み冶具を作ります。
今までは、ブレッドボードとかとArduinoを適当に配線して書き込んでいましたが、なんとなく取り回しとかが気に食わないのとマイコンを変えるたびに配線をいちいち差し替えないといけないのが面倒なのでZIFソケット（ワンタッチでIC外したりできるやつ↓）

こういう奴です。これで書き込んですぐ外して基板に付けたりできると便利じゃないかと。

で、できたのがこれ。

 一応ボード上で簡単な動作確認ができるように圧電素子スピーカとLED、セラロックと電源ラインくらいは付けてみました。チップによって書き込みに使う端子の場所がバラバラなのでチップによって右の方のコネクタの位置を変えないといけません。6pinのピンヘッダがそうです。上からATtiny13,AT90s2313,ATmega88系となっています。クロックを自分で生成できない子もいるのでセラロックを接続できるようにしています。
お気づきかもわかりませんが、使用しているカラフルなケーブルは8本線が出ているのに対し、ピンヘッダは6pinです。これでは挿し間違いが起きる可能性大です。対策として

コネクタの穴を半田で塞ぎました。これでコネクタの向きも含めて常識的な方向で挿せば動作するという感じになりました。

Arduinoと接続している様子。

そこそこ使いやすかなぁといったところです。

しかし、このボードを作っていざ書き込みテストを行ったところ、全く書き込めません。
どうやらArduinoのICSPピンからちゃんと信号が来ていないようです。
調べていくと、ICSP書き込みする際にターゲットのマイコンのリセット端子はArduinoのディジタル10番ピンに繋がないといけないのですが、Arduino側のリセットに繋がっています。これではいかんのでArduinoを少し改造しました。

PEWで直接10番ピンにバイパスさせます。

元のリセットと繋がったままだとまずいので、パターンもカットします。

最初間違えて手前のパターンをカットしてしまい（カットすべきは奥のピン）焦りましたが大丈夫なようです。

動きました。

使用した青LEDはおずやで分けて頂いたものです。感謝しています。

ついでに、ソフト側も少し使いやすくしてみましょう。

僕は最近までAVRStudioから出てきたhexファイルをコマンドプロンプトからいちいち指定してAVRdudeから書き込んでいたのですが、バッチファイルを使うと幾分楽に書き込めるみたいです。

メモ帳を開いて下のような文字を打って、保存する時拡張子を.batにします。ファイル名はなんでも良いです。

cd %~p1
avrdude -c avrisp -P COM7 -b 19200 -p t13 -U flash:w:%~nx1
pause

赤字にしたところは皆さんお使いのArudinoが繋がっているポート番号、緑字のところはお使いのマイコンの識別子(?)に読み替えてください。mega88ならm88です。

このファイルをデスクトップなり好きなところに置いて、AVRStudioから出てきたhexファイルをドラッグ&ドロップすると接続が正常なら書き込めるはずです。終わったら何か入力するように促されるのでなんでもいいのでキーボードのボタンを押すと終了します。

僕はこれをよく使うマイコンごとに幾つか用意して書き込んでいます。純正の書き込み機を使わないのはやはりこういうとこで手間ですね。

次回（次の記事とは限らない）予告

Web拍手反応

>すこ

おもしろスコープ

>今日誕生日です

>おめでとうございます(脅迫)

なかたくんもワイも誕生日遅いんよね

>ティッシュを被せる→バシュッって致してそう

被せるだ？

>わい！

芋！

>タイトル変わってててててててて

こっそり記事の通し番号ズレてたの直したけどバレちゃってたか…

>ﾋﾟｷｯ!

ﾊﾟｼｭｯみたいな音したような気がする

>なかた

なかたでぇ～す

なかたくん記事書かないなぁ

>だれかなぁ〜＾＾

ﾍﾟﾛｯ…これは…

クチビル＾＾

>み　て　い　る　ぞ

ｼﾞﾛｼﾞﾛ

>わんわん

わんわんお

>ｸﾜーｯ！

ショベルカーが威嚇する時そんな音しそう

>ぽんぽんすき

ぽんぽんすき（宣伝）

>マルクス主義で対決？

マルクス思ってたよりも難しそうで困ってる。

なかたくんはどうかなぁ～？

それでは、今日はこの辺で。

失敗集 その3

はい。KKTです。
たぶん1番要望が多かった皆さんお待ちかね失敗集です。
あんまり写真撮ってなかったので少なめですね。

いつもの光景です。過電流でお亡くなりになられました。

ま　た　か

これも過電流だったと思います。

これはATX電源のトランスのコアを取り出そうとした時のですね。
僕は茹でてトランスがまともに分解出来た試しが無いです。
まぁ失敗するだろうなぁと思いながら作業したので失敗とは言い難いかもしれませんね。

これはTACDに電流を流しすぎてしまった時の様子です。
IHの実験をしていたのですが、流れとしては
電流をたくさん流す
↓
熱くなるので濡れティッシュ（ここで割りとがっかりしていた（熱くなることに対して））
↓
ティッシュに水を差しつつ実験
↓
ﾊﾟｼｭｯ（青白い光）
↓
マジか～
という感じです。2シリパラで使っていたのですがこうなるとは思いませんでした。
割りとTACDは信じていたのですが残念です。TACDからしたら信じたらいけるみたいな精神論でいきなり許容オーバの電流流されて壊れたら壊れたで期待ハズレみたいな対応されて…ひどい話です。

Web拍手反応

>さいきんLinuxをはじめて体験しましたがコマンドラインに慣れていないもので言語でした
ワシもXP難民やった頃にUbuntuを使うなどしたがもう何も覚えていない。
ターミナル叩いてるとなんかかっこいいよね。

>うちゅう人田中太郎
僕にもわかる言語でお願いします

>ポンポンBBってご存知ですか！？

>たのしみみ！
マルクス完成するかなぁ～？
ワイは勝つ気まんまんやで

>おやは
は　や　お

>毎日更新でもええんやで。
>（ええんやで。）
なかたくんと僕が2日に1回更新するだけで実現しそうやけど最初のタイミングミスってずっと2人一緒に2日ごとに投稿してそう（伝わった？）。

>今日誕生日です。お祝いしてください(脅迫)
おめでとうございます。
失敗集で返信してしまってなんかすいません。

>楽しそう
実際楽しい

>なかたくんの筋肉とKKTくんの筋肉どっちが強いかなぁ
カッターマット万力に挟んでそう

>はやおです。
ホントかなぁ～？

それでは、今日はこの辺（へん）で。

FBTを駆動する

どうも、KKTです。
10月中に部屋を片付けてしまう予定だったんのですが片付かなくて笑っています。


今回は題名の通りFBTを駆動してみます。
読んで欲しい方
・どうしてもFBTを1石で駆動したい。
・どうしてもFBTの1次側を共振させたい。
・どうしても電源電圧を高くしたい。
・どうしても555を使いたい。
たぶんいませんね。

面倒なのでいきなり図です。

 

共振型のFBT駆動回路を考えました。

LC並列共振の理想の電圧印加タイミングはLの電流の0クロス点です。

そこで、FBTの巻線を2つ使用し片方は励磁用、もう片方は電流検出に使用しています。ゼロ電流になった後はまた正弦波状に電流が上昇していくのでその上昇端で左のトランジスタをONさせ、555をトリガし、所定のON時間した後ターンオフの繰り返しです。R1の抵抗値とC2でON時間を変えられますので可変抵抗にすれば出力が調整できそうです。あんまり大きくすると素子の耐電流を超えてしまうので注意しましょう。

書き忘れましたが、R2と並列に100pFくらいのコンデンサを入れるともっとZCSに近くなって良い感じになります。R2の抵抗値は電流検出用の巻線によるのですが、1k～10kくらいの間で最初の一発以降スイッチングが続かないようなら小さくしてみると良いでしょう。

これも書き忘れていますが、電源投入後スイッチングが始まらないと思うので（致命的仕様）Qと並列に押し釦スイッチでも付けてやってチョン押しすると始まると思います（適当）。

L1はFBTの出力短絡時（放電させている時とか）に過電流が素子に流れて火柱が上がるのを防ぐ奴です。数十uHとかでよさそう。

C2はFBTの1次コイルの共振用でFBT内蔵の1次コイルを使用するなら100n～300nくらいのを使用するといい感じに20kH付近で発振してくれます。図で102って書いちゃってすいません（作り直せ）。

動作中の波形です。

↑のでは定数ちょっとイマイチで微妙な感じですが、大体ZCSしてくれるはずです。

素子が許すならAC100V突っ込むとそれなりにアーク放電したりします。FBTの出力オープンなら消費電力はかなり小さいですね。さすが並列共振。

FBTのピンですが

ちょっと机がやばいですがお気になさらず。
95割くらいの確率でFBTの1次側は赤2ピンです。電流検出用のコイルは適当に1次側に導通が無いコイルをテスターなりで探しましょう。
コイルの巻き始めと巻き終わりがわからない問題がありますが、スイッチングさせてみて判断しましょう。異常な周波数で発振するようなら逆にしましょう。ミスると共振せずに素子がアッチッチになてアラ～なことになるので弱めの電源で試そう。
試したところでは、ATX電源に入ってた素子でアーク4cmくらいでしょうか。共振電圧が高い割に全然電圧が出ませんのでもうちょっと改良が必要ですね。いつもの書く書く詐欺になるかもしれませんがこの記事は続きを書く予定です。

Web拍手反応

>クチビル＾＾
＾
>わい!
わ

>おっぱい…
アノードキャップ貼ってそう

>トリックオアトリート
トリートメント＾＾

>お守り可愛いですね
これはなかたくん宛かな…

>いますよ
>いますよよ
>いませんよ
いる、いないのデューティ比2/3だから右半身とちょっとくらいが現れてそう。

>33x33=999だとおもってそう
一瞬考えたけど9999やで

>わい！
お名前入力してもいいですよ

>KKTすき
>です
FEL研究室ご優待券とか発行したあげたい（無い）。


●お知らせ(?)●
先日アクセス数が15000を突破しておりました。いつもありがとうございます。

当ブログも開始して3年と半年ほど経過いたしました。
さて、FEL研究室はなかたくんと私の2人で運営しておりますが、これまでの製作物等を見ましてもそれぞれ別々に活動しているようです。
これでは「集まっているだけ」「FEL"研究室"の意味ある?」などと言われかねないということで、何度か共同製作をしようという話は上がっておりました。が、特に何も起きず今まで通りそれぞれ工作をしておりました。
そこで、共同製作ではなく、作ったもので勝負しようという案が出ました。
例えばコイルガンなら初速が速いほうが勝ち！など、勝負形式にすることでモチベーションを維持しようという試みです。勝つための創意工夫も技術力の向上に繋がるだろうとうことで。
協議の結果、第1回はマルクスジェネレータを製作し、その威力で勝負することになりました。
威力と言ってもなかなか計測が難しい部分もありますので、最終的には何か投票のようなシステムを使って客観的に判断して貰えたらなあと思っておりますのでその際はよろしくお願いします。
現在なかたくんと私で絶賛製作中ですが、お楽しみのために途中経過は上げない予定です。
対決(?)は冬休み、1月か2月頃までには行いますのでもう暫くお待ちください。

それでは、これからもFEL研究室をよろしくお願いします。

シフトレジスタとか

ノート破り捨てそう。

どうもKKTです。しばらく間が空いたような気がしますが元気です。
Web拍手の返信をしないとなかたくんが記事を書かないとのさばるのでだいぶ前の下書きですが少し追記して投稿してみます。

今回はシフトレジスタのお勉強も兼ねて三桁の7セグ表示機を作ってみます。シフトレジスタの詳細は割愛しますが、D-FFを組み合わせた奴です。最初聞いた時は用途がよくわからなかったんですが、シリアル形式のデータをパラレルに変換する時に便利なようです。

シリアルでデータをやり取りするイメージ図を下に。

信号線はデータとクロックの2本です。初めに受信のルールを決めておきます。今回は「クロックの立ち上がり（赤線）でデータが0Vなら’0’、5Vなら’1’」ということにしておきます。これ以外にもパルスの数を数える方法やクロックの立ち下がりでデータを見る等ルールはいくらでも決められます。クロックの立ち上がり1回あたり、1bitのデータを表せるので、4bitなら4クロックで表現できます。このルールではクロックとデータの2線で、パラレルでは4本必要なデータが扱えます。

ここで活躍するのがシフトレジスタです。D-FFは「クロックの立ち上がり（もしくは立ち下がり）でデータ入力をQに出力、次の立ち上がりまで保持」という動作です。もうなんかアレですよね。

こんな感じに組んで、クロックとデータを入力してやるとうまい具合に左のレジスタから順に先頭のデータから移って行って最後のクロックの立ち上がりで一番右のレジスタにデータが入っておしまいです。データは各FFの出力から取れます。

という具合にシフトレジスタの仕組みがわかったのでこれの8bit版で7セグ表示機を作ってみました。

家に転がっていた部品でできました。7セグは三桁です。これにマイコンで発生させた8bitのデータを送ると…

わ！

問題点

・単に8bitのデータを送っているだけなのでもしノイズとかでズレたら終わる。

・データ受信中も7セグが光ってしまうので関係ないセグメントが若干光っている。

失敗集になるかなぁと思ったのですが強行しました。

1個目の問題はパリティ等でデータがきちんと受信できているか確認するなりすればマシにはなりそうです。2個目の問題は8bit送り終わるまではLEDを消しとくみたいな機能が必要になってくるのでちょっと面倒です。ピンを1つ増やしてLEDの点灯制御に使うのが一番簡単かなぁと思います。

ちなみに受信データです。

1000_1000を送っているところです。データフォーマットは下位4bit(0～3bit)で2進の数値データ、その上の3bitで7セグの桁選択となっています。各桁違う数字が表示できるのはダイナミック点灯しているからです。最後のbitはLEDの点灯/非点灯に割り当てたのですがデータ送信中は結局ﾁﾗﾁﾗしてしまうので全く意味がありませんでした。眠かった。

今回はこれでおしまいです。また進展があれば続きを書くかもしれませんが、他にも続きものの記事をいくつかスタートさせてしまっている（手遅れ）ので望み薄。

Web拍手反応

>かぶっちょ！

ヘルメットみたいな？

>いつも拝見しています。とても面白いです。これからも頑張ってください！

ありがとうございます！当分は工作を続けていくと思うのでこれからもよろしくお願いします。

>記事の内容が難しいので池沼でもわかりやすい言語でお願いします

内容が難しいというよりは、簡単なことを難しく書いているということなので問題無いです。

言語の壁については擬音語等を用いて直感的にわかりやすい記事も書いてみようかなぁとも思いますね。

>包茎についてひとこと

バナナ剥いたことある？

>じいちゃん...

独身男性でもじいちゃんになり得る？

>web拍手配置しすぎなの草(もっとして)

まぁなんか軽く一言書いて欲しくて置いてるので構いません（これ以上はしない）。

>わ!

小野（わ）妹子

>次回の記事が楽しみ

>って一言はその"次回の記事"に掲載されるんですね.

ご名答！誰宛の一言かわかんないので適当に次記事書く人が返すことになってます。

>みてるかなぁ〜＾＾

ジロジロ＾＾

>おなかです

消化して

>ギャップの悦びを知りやがって...!

自分たちばっかし（トロイダルコア）

>友人が話していた統合失調症の条件に当てはまってしまったのですがどうすればいいですか？

どうすればいいかここに書き込んでる時点でアウト寄りなんだよなぁ…。

>KKTはやく記事書いて

>KKT記事はやく書いて

>あっ失敗集でもいいですよ

書きました書きました

>自分が童貞のくせに僕の事を童貞と煽ってくる友達がいてやれやれと思っているのですがどのように対処すればよいですか？ちなみに僕は童貞です

私もこんなWeb拍手見てやれやれと思っています。ちなみに僕も童貞です。

>もっと拍手したい...

どうもー＾＾

>ｲﾝﾌｫｰﾑﾄﾞｺﾝｾﾝﾄすこくすご

誰でも作れるので是非お試しを

>これってどの記事に投稿された一言かわからないな?

ご名答！もしどっちか（僕orなかたくん）宛にっていう希望がありましたら一言添えてくださいな。

>トロイダルコアは下ネタに含みますか?

トロイダルコアの穴は存在するか

>オムライス

>オムライス＾＾

えぇ…。おいしいよね。

>なかた

これは…なかたくん宛かな

>web拍手のいいネタが思いつきません。

どんなこと書いても目は通してるから心配いらないのよ

>ぼくです

>わ

>ｸﾜｯ

黒板の隅っこにこんな落書きありそう

それでは、今日はこの辺で。

パルストランスって その2

こんばんは、KKTです。
部屋を片付けていると（まだやってる）かなり前に買ったものが出てきたりして得した気分になりますね。それ以上にゴミが多いですが。

前回に引き続きパルストランスの記事です。
Twitterにて「コアにギャップを入れると良い」というアドバイスを頂いたので（ありがとうございます）早速試してみることにしました。コアにギャップ（隙間）を設けるということはその隙間から磁束が漏れ出し、飽和しにくくなると言うことらしくインダクタンスは下がりますが伝送できるET積が大きくなるのでしょうか。以下にコアに必要なギャップ長を求める式を示します。この式は正直あんまり理解してないので、参考ページ（http://www.ms1.mctv.ne.jp/sifoen.project/PARTS/Parts-Doc/3%20Core.pdf）とかを見てください（えぇ…）。

Lgがギャップの長さです。単位を使いやすいようにして

となりました。Nは巻数です。試しに計算してみると0.05mmくらいになりました。EEコアとかに挟み物をしてギャップを設ける場合は上記の値を2で割ってその厚さの紙等を挟みます。磁気回路的には一周で2回通るからなんでしょうね。

しかし0.0025mmの物が無いので適当にセロファンテープを挟みました。厚すぎる。

で、再び計測した結果が↓

目標値の10usで磁気飽和を起こしてないようです。すごい！

もうちょっと水平掃引時間を増やして見ると

17usくらいまではめでたく飽和してないようです。
図から明らかですが、かなりインダクタンスが下がっています。前回のギャップなしで垂直が100mA/divだったのですが、今回は500mA/divとなっています。5～6分1程度までインダクタンスは減少したようです。無駄に広いギャップ入れたせいもありますが、ギャップを入れると透磁率が下がることが実感できました。

結局前回飽和を起こしてしまった理由ははっきりしませんが、取り敢えず使えそうなのでよしとします。FEL研究室の方針として「動いたらいいや」というのもあるので全く問題ありません。

次回は二次巻線も巻いてドライブ波形を見ていこうと思います。


Web拍手反応

>(これって)直接なかたに届いて(なさそう)
ご名答！なかたくんとはWeb拍手のアカウント共用してるのでどっち宛のメッセージかはよくわかりません。

>GDTのｺｱってどこで入手していますよ?
前回itendoと書きましたがaitendoでしたね＾＾すいません

>ぽんずです
こんばんはー＾＾
なりすまし放題

>詳しい記事ありがとうございます!
>もうちょっと詳しくおねがいします。
どこが詳しかったんですかねぇ…。もっと図たくさん載せたい感じはあるよね（？）

>記事書くの楽しくて仕方なさそう
書いてる途中で飽きちゃうと下書きになっちゃうのどうしたらいいの？

>いつlolはじめてくれるんですか
えぇ…

>万力と僕の筋肉はどちらの方が強いですか？
YSくん万力説
・僕、万力　→どちらも所有者が明確では無いため両方YSくんの所有物である可能性もある
・僕の筋肉と～　→一般人の筋肉が万力に勝てるとは考えにくいためYSくんは万力
・どっちが強いかなぁ～？　→どちらもYSくんが操作しているはずであるためYSくん同士の争いを誇らしげに語るのは普通の感性を持っていたとすると考えにくい。YSくんの体の一部が万力であればこれらの矛盾が解決する。

>おっ
>日産ソレナのモータラー
>るせぇｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ
>ﾍｺﾝﾀﾞ〜
困惑を生む仕事に就けそう

それでは、今日はこの辺で。

パルストランスって

どうもーKKTです。
片付けに飽きてしまい、片付きません。困りました。
なかたくんもスイッチが入ったように急にノリノリで記事を書くようになってびっくりですね。
あと最近気付きましたが、スマートヒョンから見ると白文字も見えちゃいますね。

今回はパルストランスについての記事です。賢そうな記事ですね。
パルストランスといってもLAN用のだったり、サイリスタをドライブするものだったり色々ありますが、今回はパワエレでは馴染みが深いいわゆるGDT（ゲートドライブトランス）について少し実験してみたので書きます。
GDTの設計についてググってみるといくつか情報が出てきます。しかし、私達が通常入手するトランスだったりコアというのは正体が分からなかったり（=ジャンク）するので、そのへんも踏まえて「なんとなーく」使えるくらいのものを設計しようと思います。

まず仕様を決めましょう。負荷はIGBTとかを考えます。
入力電圧(Vin)：15V
出力電圧(Vout)：15V
最低周波数(fsw)：50kHz
最大デューティ比：50%
コア断面積(Ae)：36m㎡
みたいな感じにします。どれも自分で決めるか、コアを見ればわかる数値です。
Aeは磁束が通る部分の断面積です。EEコアなら下の図のように測るのだと思います。

赤い分の面積を測れば良いと思います。TDKとかのカタログを見るとコアによって微妙違うようですが、赤い部分で面積が大きすぎることはまず無さそうだったのでよしとします。違ってたらすいません。トロイダルは普通に切った時の断面の面積で良いと思います。僕はitendoのEE25のコアを使ってみることにします。実測6mm×6mmだったので36としました。TDKのカタログではEE25は実効断面積40m㎡となっていました。

上の条件から、1次側の巻数Npを求めます。一般的な計算式は以下の通りです。tonは信号のON時間です。

あまりこの式を深く理解しているわけではないのですが、右辺の値が左辺より小さければ（=でなくて>=にしたらよかったかも）であれば問題なく伝送できるということを示していると思います。

右辺の分子はトランスのパラーメータの1つであるET積と呼ばれるもので、トランスの伝送できるパルス幅と電圧の積です。巻数がこれに比例しているので、つまりET積が大きくなればなるほど巻数も増やさなければならないのですね。ET積を超えてしまうとコアが飽和してしまい、正常に電力を伝送できなくなります。コアを大きくする（=断面積を増やす）と巻数も少なくて済みます。一方「飽和電流」はコアの断面積に依存しない値を取ります。ET積が変化して、巻数を増やしたとしてもインダクタンスも増え、その分電流上昇率もゆるやかになるので結局飽和電流は超えないということなんでしょうか。

⊿Bは、飽和磁束密度から残留磁束密度を引いたものです。これはコアを見てるだけじゃどうしようもないので、一般的な値から少しマージンを見て200mTとします。小さく見ておけば設計したET積の信号を入れてもコアが飽和する心配はよっぽどのことがない限り要りません（と思ってた。）。巻数がどうしても多くなってしまう時は300mTくらいでも良いかもしれません（？）。

で、コアで伝送できる電力というのも考えなれけばならないんのですがEE25の大きさならIGBTのゲートドライブならまず電力オーバにはならないだろうということで、無視します。

ということで、Vin=15 ton=10 Ae=36 ⊿B=200　を代入してエクセルさんに放り込むとNp=20.8という答えが得られました。端数は切り上げて21回巻きとしましょう。

トランスを巻いていきます。

21回巻きました。通常はバイファイラ巻きとかサンドイッチ巻きとかで他の巻線も巻いていくのですが、今回はまずコアの特性評価のため1巻線だけ巻いて計測してみます。

コアを通してセロハンテープで止めました。ちゃんと止めよう！

取り敢えずこの状態でパルスを入力して設計値でコアが飽和してないか確かめます。結果↓

ん？

うーん飽和してるように見えますね。

横軸の点線が設計値の10usになっていまして、電源は15Vなのでそれに到達する前に直線から少し外れて飽和してるように見えます。おかしいなぁ～？

計測方法が悪いのか設計方法が悪いのかすら微妙ですが、設計が悪かったとすると⊿Bが200mTもなかったことになります。コアがあんまり良質じゃないのかな…？まぁ追加で少し巻けば良いのだけれど。

とは言えまだもう少し見直さなければならない部分もあるので取り敢えず続きは次の記事で。

おまけ

Web拍手反応

>たのC記事

工作記事じゃない記事もPV数は工作記事とあんま変わんなかったりするからよくわかんない。

こんなん笑うやろ

>ｸﾜｯ氏は誰がモデルなんですか?

そもそものAAをあまりよく知らないのですけど、Twitter上で某氏みたいにして遊んでたのが始まりだったと思います。身内ネタからの派生ですね。一応なかたくんの記事では僕（KKT）ということになっているようです。

>おずしさんは実在する人間なんでしょうか...

いますよ

>私の部屋を掃除するのも手伝って欲しいです(17歳 女性)

除草から始めないとダメそう

>ちんこ捨てたって言われそうな記事ですね

使わないかどうかはまだわからないかもしれないだろ！

>なかみです

なかたくん派生型多いけどどれも記事書か無さそう

>チャペルココナッツ

ラブリー（誤用）なホテルの名前なんですけどこれも身内ネタですね

>なかたですけど何かひとことありませんか？

定期的に記事書くってマジ？

>ムスビといえばはだしのゲンですか？

小学校の時教室に置いてあって全巻読んだ気がするけどだいぶ内容忘れちゃった…。グギギ…

>すてないで

捨てなかった結果ｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ（画像なし）→

足の踏み場が無いのだが？

>ｸｸﾃｨ

>ﾜｰｲ!

>っ

わからへん…

それでは、今日はこの辺で。

間（ま）について

お部屋が清潔か不潔かで言うと不潔な上に、整理もされていないかったのでこれはいけないと思いお片付けをすることにしました。
僕はモノの管理が絶望的に下手で、なかなかモノも捨てられないのでかなり手こずっています。

でも、思い出と一緒にたくさんのモノを捨てて少し間が生まれました。
空いた隙間は空いたまま心身の余裕にしても良いし、また新しいモノで埋めるもの良いと思います。こうして過去を忘れ身軽になったことで、僕は忘れかけていたモノを思い出されたような気がします。

Web拍手反応

>こんにちは、あっ、こんばんはでした><
一言ってなんだよ（哲学）

>いますよ
いてて

>将来なかたになる予定です。
将来じゃなくてもすぐなかたにはなれるので考え直したほうが良いです。

>お
>っ
>ぱ
>い
>下ネタですか
おっぱいはセーフですかね

>おずし
またおずや行きたい

>ゲインが低いときの画像もお願いします
今度追加しときます！

それでは、今日はこの辺で。