迷走の果て・Tiny Objects

迷走する日々の覚え書きです。自分で分かってることは省略してますので、念のため。

BME280モジュールを使った温度・湿度・気圧計(2)DSO Shellを使って動作電流を測る

買ったばかりのDSO Shellを使って動作電流を測定しました。
電池動作ではなく、自作の電源からピンソケットを通して3.3Vを供給します、ただし電流測定のため11Ωの抵抗を入れ、その両端電圧をDSO Shellで測るわけです。
11Ωなのは22Ωをパラにしたからです、他に適当なのが見つかりませんでした。
消費電流測定

温度・湿度・気圧計(長い^^;;)はラジオペンチさんのdelayWDT関数を使って約2秒周期で測定しています。

DSO Shellの画面、約2秒周期なのがわかります。
電圧の低いとき、すなわち電流の少ないときはArduinoはディープスリープしてます。それでも目視ですが電圧が40mV程度ということは40mV/11Ω=3.6mAほど流れてます。ほとんどOLEDとBME280モジュールの動作電流でしょう。

消費電流

DSO Shellでは画面にいろいろと情報が表示されます。ありがたいことに
Vavr 43mV
と出ています、ということは平均動作電流は43mV/11Ω=3.9mAと計算できます。
買っててよかったDSO Shell。
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BME280モジュールを使った温度・湿度・気圧計

昨年の夏に実験したままで放置していたBME280モジュールを使った温度・湿度・気圧計をようやくユニバーサル基板に組みました。
完成正面

完成斜め

前の実験で使ったスケッチ書き込み済みのATMega328を載せ変えました。半年以上放置してたのにちゃんと動きました、まぁ当たり前ですが。
電源には秋月の3.3VDCDCコンバータを使いました。
スケッチ書き込み用にピンソケットを付けておきました。
書き込み時にはショートピンでVCCを切り替えるようにしてあります。
DCDCコンバータの説明書には
>出力に、外部からの電圧を加えないようにしてください。
とあるので、このようにしました。
完成2

回路図です。
BME280_OLED回路図
スケッチは以前のままです。

DSO Shell(2)電源

テスト信号の測定、周波数が1.000KHzと正確に表示されているように見えますが、同じクロックでテスト信号を作り、周波数を測っているのでこうなるのが当たり前です。
テスト信号


手持ちのDCDCコンバータモバイルバッテリーを使ってDSO Shell用の電源を作ってみました。

USBケーブルはたくさんあるので切ってホットボンドで無理やり固定しました。
DCDC表

DCDC裏

DCDCとモバイルバッテリー

これでACアダプタから開放はされましたが、どうにも不恰好です。基板むき出しなのを何とかしたいところです。


この手の電池ボックスはよく使います。電池1本分のスペースに簡単な回路を入れてよく使ってます。
電池ボックス

ここに入るDCDCコンバータモジュールを物色中。
ストロベリーリナックスさんのこれが小さくてよさそうなんですが、お値段が・・・(汗

Aliで見つけたのがMT3608を使ったモジュール、送料込み241円で5個?とりあえずポチッときました。斜めにすれば何とか入りそうですし。

MT3608のデータシートはこちらからダウンロードできます。




小学一年生5月号付録 ドラえもん こえピアノ

リンクさせて頂いているエアバリアブルさんが絶賛されていたので買ってみました、小学館の『小学一年生』5月号
特別付録の「ドラえもん こえピアノ」がお目当て。

ドラえもんは何してるかというと、スライドさせることによって音量調整・・・。それだけ
こえピアノ

これは面白いです、まだ分解してませんが。

DSO Shell(1)

DSO Shellです。
AliExpressで購入しました。


既に多くの方々が記事にされていますが、特にラジオペンチさんの記事は大変参考になりました。ありがとうございます。
買っていないのに申し訳ないのですが、秋月さんの制作上の注意点も参考になります。

◆部品に不足は無かったのですが、ひとつだけ名無しのキャパシタがありました。
以前買ったLCR-T4で確認、0.1μFでした。
印字なしのキャパシタ

◆苦労したのはケースの填め込みですが、先のラジオペンチさんの記事に倣ってドリルで面取りをしました。
填め込み

◆ボードの付け外しを何度もしましたが、その度にテスト信号用の端子を小さなスリットに入れるのが面度なので、かっこ悪いのですが写真のように切り落としました。
DSOShell_testsignal.jpg


◆手持ちのDCプラグを使いたかったのですが、短いので奥まで入りません。リーマーで穴を広げました。
DSOShell_電源端子

◆電源電圧の上限と下限。
マニュアル(英文)には
ICが壊れる恐れがあるから電源電圧は10V以上にしないように
と書かれてます。
これは負電圧発生用のICL7660の絶対最大定格が10.5Vだからです。

私は手持ちのモバイルバッテリと、これも手持ちの昇圧型DC-DCコンバータを組み合わせてDSO Shell の電源にしようと思ってます。
正常に動作するなら電圧は低いほうがバッテリの持ちはよくなります。
そこで電源電圧を9Vから6Vまで0.5Vステップで変えて電流と消費電力を測ってみました。
電圧(V)電流(mA)電力(W)
9.01100.99
8.51070.91
8.01050.84
7.51010.76
7.0980.69
6.5940.61
6.0910.55


電圧6Vでは正常動作しませんでした。
5KHzのサイン波を入れてみたのですが、下がつぶれてます。
VCC6V_5KHz.jpg

さらにLCDのバックライトは電源から電流制限抵抗を入れてあるだけなので電圧が低くなると画面も暗くなります。
とりあえず電源電圧は7.5V位にしておこうかと・・。

非接触温度センサMLX90614を試す(6)プラケースに入れる

手持ちにちょうどいい大きさのプラケースがあったので入れてみました。
MLX90614ケース入れ4

LCDを外したところ。
Arduino Pro mini互換ボードを使いました、シリアル接続用のヘッダピンのみ取り付けてます。必要なのは4ピンだけですから。
動かないように数箇所固定してるだけです。
基板はプラネジで固定しているんですが、手持ちがなくなったので今のところ二箇所のみ・・・。
MLX90614ケース入れ2

GY-906モジュールは外してケーブルで延長できるようにしました。
MLX90614ケース入れ3

角穴がきれいに開けられません。
MLX90614ケース入れ1

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アナログフィルタ

A Beginner's Guide to Filter Topologies
状態変数とかバイカッドとかの違いをはっきり知らないままだったのが、このページを読んでわかったのでメモ。
一部引用します。

H(s) = K (s + z1)(S + z2)/[(s + p1)(s + p2)]

This equation is called a biquadratic equation, or a biquad for short.

This means Sallen-Key filters, state-variable variable filters, multiple feedback filters and other types are all biquads. There also is a "biquad" topology to help further confuse things. Thus, the real filter names are biquad Sallen-Key, biquad state variable, and biquad (which will all be explained a little later)



サレンキ―フィルタ、状態変数フィルタは正しくはバイカッドサレンキ―フィルタ、バイカッド状態変数フィルタとなるが、ややこしいのがバイカッドフィルタもあるということ。

LTSpiceでのバンドパスフィルタのシミュレーション。
biquadBPF.jpg

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非接触温度センサMLX90614を試す(5)Arduino pro miniを使ってみる

【追記】
ラジオペンチさんのdelayWDTを使わせていただきました。
デジタルテスターによる目視なのでアバウトですが消費電流が約7mAまで減りました。
【追記終わり】

Arduino Nano互換ボードを使って実験していましたが、ケースに入れることを考えてArduino Pro Miniを試してみました。
Pro MiniはどうやらSparkfunが開発したもののようですね。
Sparkfun_pro_mini2.jpg
Sparkfun商品ページより引用。

私が買ったのは中華製の互換ボードです。ピン配置に一部違いがあります。長辺側はいいのですが、短辺側に違いがあります。
シリアルアダプタとつなぐピン配置が逆になってます。オリジナル通りの互換ボードもあるようです。
Arduino_prp_mini.jpg

ブレッドボードにて実験。
抵抗が見えますが、5Vを分圧してます、使ったLCDが3.3V版だからです。そこで5V版の回路図に倣って分圧しました。
手持ちの関係で3.3KΩ並列と3.9KΩを使ってます。
GY906とArduinoprominiとLCD


回路図です。USB-シリアルアダプタはこれを使ってます。
Pro MiniのパーツはBSch3Vに付属の部品ライブラリエディタ LCoVで作成しましたが、A4とA5がボードの内側にあるのでやむなく外側に引き出してあります。
proMini_GY906_LCD.jpg

USB-シリアルアダプタを外して動作させたときの消費電流は約20mAでした。
分圧抵抗に約1mA流れてるのが気に入らないのでいじる予定です。

いっそ全体を3.3Vで動作させてしまえばいいんでしょうけど。

非接触温度センサMLX90614を試す(4)耳内温を測ってみる。

【末尾にスケッチ追加】
手持ちのケーブルを繋いでGY-906を延長してみました。
耳内温を測るためです。
ケーブルで延長

耳内温については体温計を販売しているテルモさんのページに説明があります。最後の方です。
耳の中の赤外線から体温を測るわけです。

シリアルモニタに出してみました。
行ごとに数値が二つ出てますが、最初のがセンサー出力、次がセンサー自身の温度。
耳の穴に入れると37度前後と出てますが、ばらついてます。位置をあれこれ変えたのですが、なかなか安定しません。
モジュールの半田付け部分が耳にあたって痛いし(汗
作り直したほうがいいのかも。
その前に耳掃除をしておくべきでした。センサーを見ると結構汚れてました(汗
耳内温
ちなみに腋の下で測る体温計が二つあるので測ってみると36.7度、36.9度でした。



非接触温度センサMLX90614を試す(3)

KOMAINOに振り回されて放置したままだったMLX90614ですが、以前の記事で使った基板にGY-906を載せLCDも付けました。
GY906とArduinoとLCD3

一応回路図。GY-906モジュールは5V動作ですが内部に3.3Vレギュレータが入ってます、LCDモジュールは3.3V動作です。よってI2Cバスは3.3V動作です。
Arduinoは5V動作ですが、ATMegaの入力ポートはシュミットトリガ入力で閾値は2.5V程度であることは以前に確認してますのでノイズマージンがI2Cバス5V動作時に比べて減りますが、動作してます。
NANO_GY906_LCD.jpg

変なことやってますが(汗)実験です。
黒い箱はゴミ箱、これに水と凍らせた保冷剤を入れ、距離を変えながら表面温度を測ろうというわけです。
MLXtest距離実験の様子170212

上から見た様子、方眼紙の黒い線は視野角を表してます。
MLXtest距離実験の様子170212_2

距離を変えながらCPLTでデータを取り込んでグラフ化しました。
縦軸は1div=1℃です、最初は約4℃でした。
横軸は1div=50サンプル、1サンプル約0.5秒です。1divごとに距離を変えてます。
距離はグラフに書き込んであります、これにはJTrimを使いました、私の定番ソフトです。
距離12センチで大きく変動しているのは間に遮蔽物(トラ技^^;;)をはさんだからです。遮蔽物を外すとちゃんと元の温度に戻ります。
反応もいいです。
MLXtest距離170211
5センチぐらいだとほとんど変化がありません。

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