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。

PSoCで過渡現象の観測

佐々木清吾氏のPSoC ダイナミクスシミュレータ
アナログブロックで積分器を構成し、二次系の振る舞いをシミュレートしている。
いや面白い。
ちょうど過制動、臨界制動、不足制動といった二次系の振る舞いをあれこれ(久しぶりに)計算したり、回路シミュレータで見ていたところだった。

そう言えば昔々アナログコンピュータってあったなぁ。
歳がばれるわ、こんな古い話してたら。
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Maxima

さてMaximaである。
maxima060330
%i数字の後に式を入れ、最後に;とリターンで計算してくれる。
%i1はxを1から10まで足し合わせる、結果は%o1に出る。
以下見ればわかると思う。
%i5は二次方程式を解いている。
こんなソフトが無料!
問題はマニュアルが膨大なこと、印刷したものかどうか(悩
Maxima普及委員会Maxima入門ノートを読んで勉強中。^^;

電流波形

heater060328300Wの電熱器を繋いだ時の電流波形。
300Wだから電流は3A、ピークはその約1.4倍になる。
本来、商用電源は正弦波のはずだが実際は頭がつぶれている。
コンデンサインプット型整流回路が多く使われているからだ。

osillo060328オシロスコープの電流波形
典型的なコンデンサインプットの波形になっている

波形の頭がつぶれる問題についてはこちらに解説されている。

【追加】
pc060328自作パソコンの電流波形。
どうにも力率の悪そうな波形である。

測定器玉手箱

勉強になるいいサイトです。
計測器玉手箱

交流センサ

AC060326_1手持ちの交流電流センサを使った交流電流測定用のアダプタ。

AC060326_2データシートによると負荷抵抗を80Ωにすれば0.1V/Aになる。
手持ちの100Ωと390Ωの抵抗を並列に接続してみた。
82Ωでかまわないだろう。

AC060326_3トライアックを使った位相制御式の温度コントローラの電流波形。
データシートによると周波数特性は100KHzはあるようだ。

定電流回路2

teidenryuu2



先の回路にOPアンプを一個追加すると
定電流回路となる条件は
R2/R1=R4/R5
となりR3が条件から外れるので設計が容易になる。

Ref Mux

refmuxRef Muxの覚え書き
Vdd/2 +/- BandGap 2.5V 1.3V 1.2V 3.8V
Vdd/2 +/- Vdd/2 2.5V 2.5V 0V 5V
BandGap +/- BandGap 1.3V 1.3V 0V 2.6V
1.6BandGap +/- 1.6BandGap 2.08V 2.08V 0V 4.16V
2BandGap +/- BandGap 2.6V 1.3V 1.3V 3.9V
2BandGap +/- P2[6] 2.6V P2[6] 2.6V -P2[6] 2.6V +P2[6]
P2[4] +/- BandGap P2[4] 1.3V P2[4]-1.3V P2[4]+1.3V
P2[4] +/- p2[6] P2[4] P2[6] P2[4]-P2[6] P2[4]+P2[6]
BandGap=1.3V、Vddは5Vとする。

定電流回路

teidenryu1

teidenryuu060324_2

LT1031/LH0070 精密10Vリファレンス

基準電源を製作しようとしてこちらのサイトを見つけた。
LH0070を使っているがリニアテクノロジーからピンコンパチなLT1031が出ている。

±0.2%以下の誤差の10Vを簡単に得られるのはありがたい。
9V電池2個直列にして供給電源にすれば簡単に出来そう。

液漏れコンデンサ

さて液漏れしたコンデンサはどうなっているのか簡単な実験を行った。
ekimore060319_2使ったのは1966年製(40年前)のアナログテスタ。
2KΩ/Vなので10Vレンジだと20KΩという内部抵抗の低さだけど今回はコンデンサと直列に接続して電源(4.5V)を繋いでみた。
正常ならテスタの表示はそのうちに0Vとなるはずである。


ekimore060319_1液漏れしたコンデンサでは写真のようにアナログテスタの読みで2.5Vのまま、一時間以上放置してもそのままだった。
もはやコンデンサとはいえない状態である。

デジットでお買い物

日本橋はデジットでお買い物。液漏れしたコンデンサを外したので新品を買うためである。
cap060318
これが液漏れしたので外したコンデンサ。
6.3V 3300μF


新しいコンデンサを入れ、パソコンを組み直す。
電源を入れたら「ピーピーピー」と今まで聞いたことのないビープ音が!
焦った、ひょっとしてハンダ付けを失敗してどこかショートでもして壊したのか?

マザーボードの取扱説明書を読むと、メモリに問題がある、とのこと。
よく見るとメモリがちゃんと入ってなかった。

力を込めてメモリを差し込み、再度電源を入れる。今度はOK!
壊れていなくてよかった。正直マザーボードを買いに再度日本橋に行かなくてはならないのかと思っていた。

IC060318これはコンデンサと一緒に買ったIC。
せっかくデジットに来たんだからついでにあれこれ物色して見つけた。

NJM7096 動作電圧は1V~5.5Vと低い、電池一~二本で動く回路の時重宝しそうだ。
NJM7032 動作電圧は3V~16V。
どちらも出力は電圧電圧範囲内でフルスイングとデータシートにはあるが出力電流はそれほど取れない。
LMC555 タイマICの定番555のC-MOSタイプ。
昔と比べて最近はデータシートがネットで簡単に手にはいるのでありがたい。

説明不足

「2011年7月24日、地上アナログ放送は終了します。」というスポット放送を時々見かける。
それがいったい何を意味するのかわからない人もいるのではないか、たとえば一人暮らしの老人などは。

五年後には今のままのテレビでは地上デジタル放送は見られなくなる。新しいテレビを買うか地デジ対応チューナを買わないといけない。

そこまでちゃんと説明すべきだろう。

画面がきれいで便利になるのかもしれないが、そのために出費が必要だって事をちゃんと言わないでどうする。



ネットで買うからカウネット

ネット通販はよく利用している。
事務用品は以前からフォーレストで買っていたけど、最近カウネットも利用するようになった。
どちらも電話帳みたいな分厚いカタログ(申し込めば無料で送ってくれる)から商品を選んでネット注文できる。

kaunet060315_1で、カウネットで見つけたのがこれ。
KING JIM ハーフポケット、A4サイズの30穴
ポケットが半分なので出し入れがしやすい。

kaunet060315_2驚いたことに朝の十時頃に申し込んだら三時過ぎには商品が届いた。
当日配達には幾つか条件があるみたいだけど、それにしてもびっくり。

数式処理システム

無料の数式処理システムMaxima
maxima060315
分数の計算と(x+y+z)の三乗を計算させてみた。
ありゃ簡単にできる。こんな事が出来て無料とは。
分数の計算は以前perlで書いたことがあるけど、苦労したなあ。


液漏れ!

pc060315=1pc060315_2pc060315_3

どうにも自作パソコンの調子が悪いので分解してみたら、何と電解コンデンサが液漏れを起こしていた。
いずれもCPUクーラーの近く、熱風が当たって液漏れしたのか?
CPUクーラーを分解したらゴミがびっしり!急いで吹き飛ばしたけど、写真を撮るの忘れた。
こういう問題はわりとあるようでこちらのサイトが参考になる。
ちなみに私の使ってるマザーボードはGIGABYTEのGA-8IGML-T、使い出して三年ほどになる。
CPUはペンティアム4 2.4GHz。

さて動かなくなる前にコンデンサ交換しないと。

フーリエ変換

sine

これと
square

これを掛け合わせると
triac

こうなるので、下記の式となる。
formula1

三角関係の清算

じゃなくって、三角関数の計算、thanks nicktara and motoyama.
先の波形(高調波の多い方)のフーリエ級数。
結果のみとりあえず記す。
formula1

この式を整理して
formula2

MuPAD Proというソフトで計算、n=0...50。
plotfunc2d(sin(x)/2+1/PI*sum(1/(2*n+1)*(-cos((4*n+1)*x)+cos((4*n+3)*x)),n=0..50))
graph1

理論上ゼロ?

秋月電子のソリッドステートリレーの説明
「ゼロクロス動作なのでノイズは理論上ゼロ 」
というのは理論上おかしい。スイッチングしている以上ノイズは出るはずだ。
ただトライアックを位相制御した場合に出るノイズに比べれば遙かに少ない。
以下の実験にはefu's pageWaveSpectraWaveGeneを使わせて頂いた。

spectrum250Hzの正弦波、位相角90度と270度でトライアックをトリガしたときに出る波形。
そのスペクトルは50Hzの奇数倍の高調波が続く。WaveSpectraのサンプルレートが44100s/sなので20KHz以上はわからないがかなり高い周波数まで高調波が続いていると思う。
ちゃんと手計算でフーリエ変換すべきでしょうけど。

spectrum1こちらは50Hzの正弦波を一周期ごとにオン・オフした波形、ゼロクロススイッチングしたらこういう波形になる。
スペクトルは、50Hzと、25Hzの奇数倍の高調波だが、周波数の二乗に反比例して減衰している。
先のスペクトルとは大違いで、高調波が少ない。

理論上ゼロではないけれど、位相制御方式に比べて高調波が極端に少ないのがわかる。

ゼロクロススイッチングが簡単にできるのはありがたいことだ。

秋月電子でお買い物

SSR35A大容量ソリッドステートリレーキット
35アンペアまで制御できて、おまけにゼロクロススイッチングでノイズが少ない。
秘密は真ん中の白い6ピンDIP IC、MOC3041。
フォトトライアックでゼロクロススイッチング回路を内蔵している。

ssr20こちらは20Aタイプのソリッドステートリレーキット、同じくゼロクロススイッチング。20A(16A)となっているけど、どっちが本当なのか?いずれにせよ充分な放熱が必要になる。
トライアックを放熱しないときは2Aまで。

ssr20_35こんな感じ。

百円ショップでお買い物

radio1ラジオ発見。

radio2分解してみる。
半導体は三つ、多分二つがトランジスタで一つがラジオ用のICかと思う。
NHKラジオ第一が歪んで聞こえる。

radio3バーアンテナとバリコンが離れすぎかと思うけど。

緊急警報放送専用に作り直してみようか。



FireFoxの憂鬱

クリント・イーストウッド主演の映画の事ではない。
メインで使ってるブラウザのことである。
ユーザーもかなり増えているようだけど、残念ながらIEでないと正しく表示できないサイトが多い。
仕方ないのでIE Viewを入れている。
右クリックメニューから「このリンクを IE で開く」を選べばよい。
今では表示がおかしかったらまず右クリックが癖になってしまった。

懐かしのカンサスシティスタンダード

fskdecode

ワンショットマルチとD-FFを組み合わせてFSKデコーダを作る。
ワンショットマルチのパルス幅は1024Hzの半周期以上、640Hzの半周期以下であればよい。
490μs<pw<780μsなので、間をとってpw=635μsとする。
回路図では74123、7474となっているがワンショットとD-FFなら何でもいいはずだ。なお未使用端子の処理はいい加減である、グランドに落とすなり、Vccに繋ぐなり適切に処理しないと動かない。

昔々マイコン(当時はパソコンとは言わなかった)で遊んでいた頃、プログラムのセーブ・ロードにカセットテレコを使っていた。
デジタル信号は1か0だから、音に対応させて記録していた。当時はカンサスシティスタンダード(300ボー)が中心だった。この回路はその復調回路に使ったことがある。
後にサッポシティスタンダードという高速(といっても3200ボー)な規格が出たのを覚えている。

ない物は作ろう

残念ながら緊急警報放送対応ラジオはもう売っていないようだ。ならば作れないかとネットを探したらありました。
緊急警報放送対応デコーダ緊急警報放送復調基板
どちらも完成品ではない。ラジオに繋いでおき、緊急警報(例のビロボロピロ音)が流れたらそれを検出して出力する。それをどう応用するかは電子工作の腕次第となる。

緊急警報信号の内容はこちらに詳しく記されている。
FSK信号で、64ビット/秒
マーク ”1” 1,024Hz
スペース ”0” 640Hz
である。
緊急警報放送対応デコーダは周期をPICマイコンで読み信号を判別している、回路は簡単。
緊急警報放送復調基板はFSKデコードに専用ICを使っている。

FSKデコードはいろいろ思いつく。
ソフト処理、PLL、ワンショットマルチバイブレータとD-FFの組み合わせ。

ちょっと考えてみるか。

緊急警報放送

お昼前にNHKテレビを見ていたら、始まったのが緊急警報放送の試験放送。
「今から緊急警報放送の試験信号を放送します・・・。」に続いて「ピロポロピロ」という音が流れる。
どんな音かはこちらから聞くことが出来る。
緊急警報放送に対応した受信機(テレビやラジオ)があれば緊急時に自動的にスイッチが入って何が起こったか、あるいはこれから何が起こるのか知ることが出来るというシステム。
いざというときに役に立ちそうだけど問題は対応した受信機が無い!ことだ。
こちらに対応している家電製品が紹介されているけど、ほとんど製造終了している。
無理もない、めったに起こらないからだ。こちらに過去の例が載せられているけど一年に一度あるかないか。
従って売れず、儲からない商品は製造中止となる。

でもねえ、PLCみたいに不要電波出しまくる製品の開発よりよっぽど世の中の役に立つと思うんですけど、いかがでしょうか、P○n○sonicさん。

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