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| ★★ 迷い箱 ★★の投書とお返事 |
回路・デンキ・改造
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【一覧】
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■メディアプレイヤーの自作 ■自転車に色々付けたい ■555ワンショットタイマーを再延長可能に ■蛍光灯のプルスイッチの増設方法 ■単純なスイッチでは無いカーテシスイッチからランプの配線 ■車のエアコンもどき、DC12ファンの風量調節回路 ■シガーライター用コンバータでバッテリーが上がる？ ■10～15Vに変動するバッテリーから12V ■12→24V 最大7Aの昇圧コンバータは作れますか？ ■電池の電圧が８V位から６Vまで下がったらLEDを光らせる回路 ■連射パッドとマウスを繋ぐ？ ■AC100V、5A～10Aを外部で検出してリレーON/OFF ■蚊取りラケット基板で使い捨てカメラのキセノン管を連続発光 ■マウスの連射クリックに代用回路 ■車の バッテリー(11.5v ～ 12.7v)から 13.7V位に 昇圧したいです。 ■3Vで12Vのファンを回す昇圧回路は作れますか？ ■扇風機の回路図 ■半固定抵抗 ■5V/1Aの過放電保護付きスイッチングレギュレータ ■エンジン起動後数秒から１０秒程度はある装置を停止させる回路 ■0.1Ｖぐらいの電圧でトランジスタを通らせて1.5Ｖに出来ますか ■発電機を反時計回りに回してもLEDを光らせるには？ ■安定化電源の電圧を変更したい ■レスリースピーカー用に扇風機のモーターの回転数調整 ■ハンダごての時間経過ランプ？ ■ＰＣ用１２Ｖファンを３Ｖで回したい ■電子、電気回路の図面記号はどのようなものがありますか？ |
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● 2008年前半 ■ソーラー庭園灯殺虫器にソーラパネル増設は可能ですか？ ■ライト用ON/OFFスイッチ回路 ■導通検査器のつくりかた？ ■ポップノイズの出ない携帯電話ミュートマイク ■過去記事のDCコンバータで4.8→3.4Vの変換はできる？ ■エーモン「じわ～っと点灯ユニット」について質問 ■車のドアロック・アンロックの信号を約1秒ほど遅らせたい ■パソコンのキーのボタンは延長できる？ ■自動給水ポンプ ■灯油ファンヒーターのセンサー故障 ■Li-ion充電池の過放電防止回路 ■スイッチが入/切しかない水中ライトの点滅化改造記事を希望！ ■車上あらし防止、防犯LEDフラッシュ ■いろいろ ■ＬＥＤ常夜灯を自転車に付けたい ■カーナビの音声案内の際にLEDを点灯、片側だけSP音量を下げる ■USBの規格は5V/500mAなので850mAを取り出すことは無理では？ ■RS232CのＵＳＢ接続 ■ヘルメット点滅ライト ■カーナビのスピーカー交換 |
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● 2007年後半 ■圧電スピーカーで音声 ■イカリング ■自転車を止めてもしばらく光るライト？ ■センサナイトライトの改造 ■カモ追い装置 ■放電器の製作で「可変電圧電源」が欲しい ■電撃殺虫ラケットを調べてください ■PICでCFカードなどを使ってパソコンにデータを転送出来ますか？ ■100円キッチンタイマーでリレーを働かせたい ■ミニッツの０１基盤のs8430AFD13？？？ ■オンボードカメラ用に4.8V→9Vのコンバータ ■ＭＡＸ６４１について ■DC-DCコンバータを使い倒すために ■ＬＭ３１７Ｔの定電圧・定電流(可変電圧可変電流)回路図について ■ＬＥＤをゆっくり点滅させたい。 ■音楽プレーヤー用に1.5Vの電源は作れますか？ ■太陽電池用に良い省電力モータはありますか？ ■NJM2360Mの外付けトランジスタをFETに？ ■ルームランプをキーオフ時に数十秒間点灯させたい |
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● 2007年前半 ■太陽電池でNi-MH充電池を充電？ ■デジタルオシロ STN? TFT? ■ソーラーパネル式バッテリー用 ノートＰＣ自動電源切り替え回路 ■ボリュームがうまく付けられない ■定電圧DCコンバータをＬＥＤ用に定電流DCコンバータにしたい ■100円ショップの自転車赤色点滅灯を12Vで使用したい ■充電池だとすぐにつかなくなる蛍光灯の改造 ■ＬＥＤナツメ球の改造 ■アップコンバータで 12V 250mA は作れますか？ ■秋月の充電器を評価してください ■テスターで電流がうまく測れません ■携帯充電器のDCコン、設計が変わったのかそれとも回路が当たり？ ■やっとできました。明るいＬＥＤダイナモライトが！！ ■キャン★ドゥのＬＥＤライト、抵抗が入っているのと入って無いのと？ ■MXA879に充電中・充電終了のLEDを取り付けたい ■100円のセンサーナイトライトをＬＥＤ化してみました ■充電器の回路について「なんでこんな回路にするねん」 |
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| ソーラー庭園灯殺虫器にソーラパネル増設は可能ですか？ | ||
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フ〇ダック ソーラー庭園灯殺虫器 FC-505に可能ですか？ まだ購入してませんが使用者の評価を見ると、（電撃殺虫器で使用） 普通に使って充電量が足りないようで夜間バッテリー使用時間短くなるようです、 （天気、設置場所、向き、蚊の量？）等で変わるでしょうが、想像以上に短い例が出てきます） そこでソーラパネル増設で昼間充電量増やし夜間バッテリー使用時間伸ばせないかと考えました。 発電方式：ソーラーパネル４Ｖ／１６０ｍＡ 使用ＬＥＤ：青色ＬＥＤ（誘蚊用） 電撃電圧：５００Ｖ／４０ｍＡ 使用充電池：ニッケル水素９００ｍＡ充電電池２個 充電時間と点灯時間：晴天約８時間充電で約６時間点灯（高輝度白色ＬＥＤ庭園灯時？） 自分としては既本体取り付けのパネルをはずし、 コード2ｍ位に延長し（日当りの良い所へパネル移動-本体は陰の方）それと増設分を接続しようと思っております、 仕様どうりの晴天約８時間充電で約６時間（電撃殺虫器で使用）可能にしたい、 パネル増設、基板上部品の交換,充電電池容量UP交換、等改造法教えて下さい、 本体内基板等の防水を確保する為、パネル取り外し後シーリングするつもりです。 電池の充電器による充電使用はパネルによるフリー使用が目的なので最終手段として下さい。 さっぱり音痴の素人です、 よろしくお願いします。 z-a100 様
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| お返事 |
FC-505という個体を分解したことが無いので残念ながら確定的な事は申し上げられません。 あくまで今までに見た「ソーラー・ガーデンライト」と同様の物としてお話します。 太陽電池パネルの増設は可能ですが、同一性能のものにしてください。 同じFC-505を２台買って、片方からは太陽電池だけを取り出してもう片方に増設するような使い方です。 全く違う性能の太陽電池パネル(たとえば通販で買うとか)を増設するのはあまりお勧めできません。 性能が違ってもそれぞれの太陽電池パネルからダイオードを通して性能の違う太陽電池同士に逆電流が流れないようにするなどの加工をするなら使えますし、たぶんそれほど大きな性能差の太陽電池パネルを繋がない限りダイオードなしでも逆電流でバネルが破壊される事も無いとは思いますが、念のため複数個の太陽電池パネルを並列に接続する時は同一性能の同一製品を繋いでください。 今まで見た事の有るソーラー・ガーデンライトではとても昼間の８時間程度では内蔵充電池(400～600mAh)を満充電にする事ができず、その状態での夜間の点灯時間が最大６時間程度でした。(充電器で充電すると12時間以上は連続点灯しました) つまり充電池は途中までの充電と過放電を繰り返していたわけです。 FC-505の900mAhの充電池が元のパネル一枚で昼間の８時間で満充電されていたのでしたら電池の容量もアップさせないと太陽電池を増やす意味がありませんね。 逆に昼間８時間ではとても満充電されていないのであれば、電池の容量はそのままで充電量をふやしてやらなくても使用可能時間を増やしたいという要望は達成されるでしょう。 実際に毎日電池がカラになるまで消耗した状態で、昼間の充電時間でどれくらい充電されているのかは放電試験などを行わないとわかりませんので、詳しく知りたい場合は試験装置などを組み立てる必要があります。 まずは太陽電池パネルを増設してみて、増設前と比べて利用時間が延びたかどうかを確かめるのが手っ取り早いですね。 もちろん電池の容量をアップさせておいても何も問題は無いので電池も交換しても良いです。 電撃殺虫モードでどれくらいの電流を消費するのか、本当に元からある900mAhの電池で一晩中動作し続けられるのかは全くの謎です。 試しに900mAhの充電池をほかの充電器で満充電してみて、夜に殺虫モードで何時間連続稼動するのかは確かめておいたほうが良いでしょうね。 それでちゃんと朝まで動作すれば内蔵の900mAhの電池は交換しなくてもそれを満充電させられるように太陽電池パネルを増設すれば良いだけです。 もし900mAhの電池でひと晩動作しなかったら・・・電池を高容量のものに交換して、更にはその電池を満充電させられる太陽電池パネルの発電容量が必要になります。 太陽電池の発電量アップ、電池の容量アップでもしも「一晩中動作させても余る程度の充電量になる」というたいへん嬉しい改造になった場合、こんどは「電池の過充電」のほうでマイナス点が出て来るかもしれません。 ひと晩で電池に溜まった電気を使い切っていないのに、昼間にはそれ以上の発電量で充電しようとする。電池が満充電になってもまだ日が当たっている間はどんどん充電電流を流し続ける・・・ 過充電で充電池が死んでしまう？ これは使用している太陽電池パネルの性能や繋ぐ電池の本数など様々な要因が絡んで結果は一言では判断できませんが、ソーラー・ガーデンライトに付いているような小型の太陽電池パネルでは大きな充電電流を流すことはできないので、過充電状態中でも充電地に対して破壊的な電流は流せません。 実際手元にあるものでは３年ほど(もっと？)電流を消費させずに毎日太陽光に当てっぱなし(笑)で３年間過充電した充電池がありますが、放置していたので不活性にはなっていましたが電池自体が死んでいるような事はありませんでした。リフレッシュしたら(完全に新品とはゆきませんが)元気になっています。 このように毎日放電をせずにずっと過充電させるような事も無く、毎日普通に使っているのであれば過充電での故障というものはあまり考えなくても良いでしょう。あくまで普通のソーラー・ガーデンライト的な使用の場合です。 ソーラー・ガーデンライトの電池が早く劣化するのはやはり朝方には過放電してしまっている事のほうが影響が大きそうです。 ◇ ◇ ◇
ここからかなり余談です。 ところで、「蚊の量？」という記述がありますが、蚊を取りたいのですか？ 私は昆虫の生態については専門外ですから間違っているかもしれませんが、私の知る限り「光式の集虫器にはほとんどの蚊は集まりませんよ？」。 夜行性の虫のうち蛾のような「光に集まる性質(光走性)」のある虫をおびきよせる事ができますが、ほとんどの蚊にはそのような性質は無いので電撃殺虫器の青い光には寄ってきません。 実際に夜に部屋の中に蛾が飛び込んできた時には蛍光灯などの明かりに群がりますが、部屋に侵入した蚊が天井の蛍光灯に群がっている光景というのは見たことが無いでしょ？ 灯りに関係無く部屋の中をフラフラ飛んでいますよね。 ちゃんとしたメーカーの電撃殺虫器の説明書には「ハエ・蚊には効果がありません」と明記されています。 ※ 蚊の中で「イエカ」は夜行性の為光に集まるそうです。 人間の血を吸うメスの蚊は人間の吐く二酸化炭素となにやら皮膚の分泌物の臭いを頼りに飛んでくる(獲物に狙いを定める)そうですから、蚊を取ろうとすると電撃殺虫器から二酸化炭素を放出すしくみが必要です。 実際に「蚊に対応した、二酸化炭素発生機能つきの電撃蚊取り装置」というのも販売されていますね。(効果の程は知りませんが…) 通販などで時々「青い光で蚊を集める」なんて宣伝が書かれているのを見かけますが、あくまで私個人の知識にあてはめると「そんな事無いでしょ！」と思ってしまいます。 「青い光で虫を集める」なら間違いではありませんが、「ハエ・蚊には効きません」みたいな注釈があると親切ですね。 ちなみに蛾などは青色のスペクトルの光には良く反応しますが、周波数が大きく離れた黄色などの光には反応しません。 虫の目には青い光は見えても黄色い光は見えない(弱い)のですね。 ですから集蛾灯や電撃殺虫器では中に青い光を中心に放つ紫外線蛍光灯が組み込まれています。 その性質を逆手にとって畑やビニールハウスの照明灯では「黄色い、虫が集まらない蛍光灯」なども活用されています。 電気の世界の人から見るとこういう所で原理を知りたくて虫の性質は調べてみて理解しているつもりなのですが、間違っていたらごめんなさい。 お返事 2008/6/26
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| ライト用ON/OFFスイッチ回路 | ||
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どうも始めまして。素人ながらに色々考えた結果いい答えが見つからず困っております。 スイッチ回路の事なのですが 乾電池3個4.5Vに LED CREEのダイレクトドライブ 約1000mAで大きめのスライドスイッチで使っているのですが 新しく改造するライトには、同じ仕様でスイッチ部分を変更してタクトスイッチ（押しているときだけON 離すとOFF）を使用して オルタネート（押すとONを保持 もう一度押すとOFF) ON-OFFのみのスイッチ回路を作りたいのですがあまりスペースがないので小さくなるような回路を分かりやすく教えてください。 PICはできないです。よろしくおねがいします。 かずず 様
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| お返事 |
PICだと８ピンタイプの小型PICで簡単にできるのですが、使用できないとなると汎用ロジックICで組み立てる事になります。 16ピンタイプのICを使用しますので、PICで８ピンの場合の倍のピン数と面積になりますが、フラットパッケージタイプを使用すればほとんど差は無いでしょう。  JK-FFはピンの接続で様々な動作をするのですが、全部説明すると長くなるのでここでは他の利用方法の話は省略します。今回のようにJとK端子をHにしておけばCK(クロック)端子の立下りで出力(Qまたは_Q端子)が前の状態から反転します。 クロック入力はタクトスイッチでHからLにすれば良いわけですが、単純に電源とスイッチを繋いだだけではチャタリングで一度の押下で一瞬のうちに数回～何十回もスイッチが押されたような電気信号になり、フリップフロップがその回数だけON/OFFされて最終的にどちらで止まるのかはわかりません。スイッチを押してもONになるのかOFFになるのかは運次第という使い物にならない回路になってしまいます。 そこでR1とC1で一定の時定数を持ったチャタリング防止回路を構成しています。 フリップフロップの出力はいつものようにパワーMOS-FETの2SK2231を使用して出力電圧をスイッチングします。 CREE一個の1Aくらいなら放熱板を付けなくても大丈夫です。(気になるようなら放熱板を付けてください) H-CMOS ICの電源範囲は2～6VですがスイッチングにFETを使用しますのでFETが確実にONになる電圧範囲4V以上(6V以下)がこの回路の推奨電源範囲です。電池が減って3V程度になるまで(もちろんCREEに流れる電流も1Aよりずっと減ります)はLED点灯用ではほぼ正常に動作はします。 なるべく小型に、という事で小型のFET 2SK2231を選択しています。フラットパッケージ品で何か良い物があればそれでも構いません。最低ゲート電圧が3V程度で必要電流を十分スイッチングできるFETならなんでも良いので他のFETでもお好きな物をお使いください。 肝心のJK-FF ICですが、JK-FFでも数種類はありますが比較的入手しやすいH-CMOSタイプのTC74HC112AFを選んでいます。AFはSOPタイプフラットパッケージ品で小型です。AFが入手できない場合はAPでも結構ですがDIPサイズなので大きいですよ。 74HC112が入手できない場合は他のJK-FF ICでも構いません。その場合は使用されるICのデータシートをよく読んでピン配置などを確認してください。ピン互換のICなら良いですがこの回路図通りでは無い可能性が高いです。 JK-FFが入手困難な場合は、回路図はガラっと変わってしまいますが「バイナリ・カウンタIC」なども同じように「ON/OFF機能」として使用できます。 DIP/SOPサイズならTC74HC161AFを、もっと超小型にしたいならTSSOPやVSSOPというほぼ手ハンダの限界(笑)サイズのものがあるTC74VHC161F等でも良いでしょう。(一個単位で購入できるかどうかは・・・) ICを上記のどれを使っても、待機電力は数μＡですからスイッチOFF時の電流消費は気になりません。 小さなスペースに16ピンICを入れてしまおうと思うとフラットパッケージ品を使用することになると思いますので、小さな基板製作やハンダづけ技術が成功の鍵を握ります。 今までにフラットパッケージICのハンダづけ作業などをされた方ならIC一個なので楽でしょうが、はじめての方だと苦労しそうですね。 ◇ ◇ ◇
裏技として「ON/OFF機能のソフトスイッチ専用IC」が表面実装されている「Care Free Talk・ケアフリートーク」を入手して「IC部だけ使う」(基板をノコギリで切り取る等)という手があります(笑) ON/OFFスイッチ回路がわずか数ミリ角の基板で入手できます。 もちろん小信号用のIC部だけなので電力スイッチはやはりFETでON/OFFしなければなりませんが、JK-FF IC等を使うよりはるかに小型(なにより必要な回路が全部1チップ内に入っている)で、ライトに組み込むなら最適ですね。 但しこれは「Care Free Talk・ケアフリートーク」が105円で入手できる所にお住まいの方しかできませんから、今回はこの改造利用については回路図などは掲載しません。もし「Care Free Talk・ケアフリートーク」をそういう使い方に使用される方はご自分で調べてください。 お返事 2008/6/18
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| 導通検査器？ | ||
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会社で使用している導通検査用の中間ケーブルとハーネスを作製しそれを現場で使用する前に検査します。その時に使用する検査装置を作りたいのですが、先へ進めません。 今手元に揃えて有るパーツはスイッチ、シーケンサー（ｆｘ２ｃｎ）、リレー、ダイアル式選択スイッチ(オムロン）、サーキットプロテクター、パワーサプライ（→24v）、LEDランプ6コ、NG、OK用ランプ２個です。 最初は簡単にイメージしたのですが、一向に構想が出てきません。 回路図にて上記のアイテムを使用しての構想を色々教えてください。お願いします。 ピンの数は、３本と６本です。ケーブル（CVV）両端にはピンコネクターがつきます。盤面に２種類のメス側コネクターを取り付けます。 全ピンが導通okの時はLEDランプが全部点灯し、別に合格ランプを一つ点灯させます。 導通NGの場合は導通不良のラインをLEDランプにて表示（点滅）させ、NGランプを点灯。 まさ 様
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| お返事 |
まずは「導通チェッカー」について考えましょう。 普通は「導通チェッカー」と言えば一本のケーブルに対して導通が有るか無いかを調べるものですね。(家庭用テスターで調べるとか) ですので電流を流して「導通している」かどうかを調べて結果を表示すればよいことになります。 それなら単純にケーブルの片方に電圧をかけ、反対側に電圧が出ていればランプがつくようにしてやるだけですね。 「不良」表示が欲しいのなら電気が流れていない時に「不良ランプ」が点灯するようにリレーを付けるだけで調べられます。 複雑な回路や装置は必要ありません。 しかし、ここで依頼者様が必要としているのはそのような単純な「一本のリード線」用のテスターではありませんね。 工業製品などで使用する「複数芯のケーブル・コネクター(ハーネス)」をチェックする為の装置ですから、単純に全部の線に同時に電流を流して反対側に通じているかどうかだけを調べるだけでは不十分です。 なぜなら複数芯の場合は「他の線とショートしている故障」も調べないと、ケーブル・ハーネスの完成検査にはならないからです。 単なるバラ配線ならリード線の導通をチェックするだけで済みますが、先にコネクタを接続している場合はコネクタ内でハンダづけや圧着でピンと接続していますが、そこが工作不良でショートしたり違うピンに繋いでしまっていたり断線していたりと、色々な故障原因が考えられますからそれらを正しくチェックできなければ「仕事で使う」という用途では不十分ですね。 必要な条件は ○ 各芯を個別に導通のチェックを行う ○ 様々なパターンでのショートのチェックを行う ○ 結果を表示する 
テストするケーブル・ハーネス内で各芯の状態はおおまかには右図のようになることが考えられます。「正常」であれば何の問題もありません。 単なる「断線」の場合も両端子間に通電されないだけなのでチェックも簡単ですし、ケーブル不良としての悪影響もまだ少ないものです。 不良の中でも問題が大きいのは「短絡」(ショート)です。 不良ケーブルを機器に挿した場合は最悪は電源がショートして機器を壊したり発火したりと甚大な被害が出ることが予測されます。 ですので複数芯のケーブル・ハーネスを検査する場合は断線よりは短絡のほうを正しくチェックできる装置が必要です。 「短絡」や「交差」では本来電圧がかからないはずの配線に誤って電圧がかかっていることを検知できれば不良を調べられます。 つまり、複数芯用のケーブルチェッカーではどれかの配線に関して導通しているかどうかを調べるだけではなく、導通のチェックをしている配線以外の芯にも電圧がかかっているかどうかを調べる回路が必要になります。 手順としては ○ 各芯を一本ずつ順次個別に導通のチェックを行う ○ その際に他の全部の芯には短絡チェックを行う このような複雑なしくみの回路が必要です。 普通はICやトランジスタ、最近ではPICマイコンのような小規模コンピュータを利用して大半をソフトウェアで行ってしまうのが一般的ですが、今回のご依頼ではリレーやシーケンサなど制御盤用の部品を使ってとの事なのでそのような物を使った回路として設計してみましょう。 ６芯ぶんチェックされたいそうですが、そのうち１芯ぶんの回路図はこのようになります。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
 リレー以外に数個のダイオードは使用します。これは自己保持回路やバス配線(他のユニット)からの逆流で誤作動することを防ぐ為に必要です。 リレー１(RY-1/２回路)はテストしたい芯(ピン－ケーブル－ピン)を「導通テストに選択する」「非選択状態で短絡テスト回路に接続する」の切替を行います。 経路選択端子にDC24Vがかかれば導通テストを行います。 リレー２(RY-2)はケーブルが導通していれば働いて「導通結果保持」側に、断線していれば「断線結果保持側」に電圧出力します。 「導通結果保持」用のリレー４(RY-4)と「断線結果保持側」のリレー３(RY-3)はそれぞれ「自己保持回路」となっていて、一度電圧がかかれば以後は電圧が切れても動作状態を保ちます。 ここでちょっとだけ２つの回路が違うのは、「断線結果保持側」のリレー３(RY-3)の電源は直接DC24Vから得るのではなく、一旦「導通結果保持」用のリレー４(RY-4)のN.C端子を経由しているところです。 リレーは器械部品のために動作(接点が移動)するのに時間がかかります。(ミリ秒単位ですが) その為、のこ回路に経路選択電圧がかかった瞬間に「断線結果保持側」のリレー３(RY-3)には電圧がかかりますのでケーブルの状態に関係なく自己保持がかかります。 数ミリ秒遅れて「試験経路選択」用リレー１(RY-1)が動作してケーブルの状態を判定するリレー２(RY-2)も動作しますので、ケーブルが導通していたのであればこのリレー２個ぶんの時間遅延の後にリレー４(RY-4)に電圧がかかって「導通」状態のチェック結果を保持ます。 導通状態であった場合には断線状態の結果を保持されていては困りますから、時間的に遅れて導通状態を検知した場合には相反する断線状態の自己保持回路をリセットしてやり、正しく導通か断線かの状態を記憶します。 なぜ自己保持やこういうややこしい回路になっているかと言うと、「経路選択がされてチェックを行うまではこの芯に対しては結果を何も表示しない」ようにする為です。 テストもしていないのに結果表示ランプが「断線」とか「導通」とかに光っているのはおかしいでしょ。 「短絡結果保持」のリレー６(RY-6)は「試験経路選択」リレー１(RY-1)が非選択状態の場合は導通テスト中以外の芯に繋がっていますので、もしその状態でピンに電圧がかかれば「他の芯とショートしている」と判断できますのて、その電圧で自己保持します。 「他の芯から短絡して電圧が来た」という状態はダイオード２(D2)を通って「短絡通知」端子に出力されます。これは今テスト中の他回路に短絡を通知するしくみです。 通知を受け取る側(テスト中の芯)は、経路選択信号にDC24Vがかかっていて「短絡通知読込」用リレー５(RY-5)が動作していますので「短絡通知」端子に他回路からDC24Vが出力されるとその電圧はリレー５(RY-5)を経由して「短絡結果保持」リレー６(RY-6)を動作させて自己保持します。 この一連の動作で「短絡電流を受けた側」と「短絡電流を流している元になっている側」の両方の「短絡結果保持」リレー６(RY-6)が動作することで短絡してしまっている芯がどれとどれかを記憶します。 これだけの働きの回路を１芯ぶんのユニットとして必要な本数ぶん作成し、下記のように接続して導通チェッカーが完成します。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
 リレーＡ(RY-A)は各芯のチェック回路へのDC24V電源をカットする為のリレーです。 カットすることによって自己保持回路をリセットします。 ロータリースイッチまたはシーケンサーの電圧出力で順次ＣＨ１～６までに「経路選択」電圧を与えてゆれば、それぞれの芯の状態をチェックして結果を自己保持します。 全体の「正常」「不良」表示のLEDの電源はロータリースイッチまたはシーケンサーの出力が「終了」の所にDC24Vを出した時点で点灯します。リセットされてから各CHのチェックが終わるまでは消灯しています。 どちらが光るかは、各CHからの「不良通知」電圧があるかどうかで決まります。 途中に「検査芯数切替スイッチ(6CH/3CH)」を入れてありますので、３芯ケーブルの場合はスイッチを３芯側に切り替えておけばCH4位置がテスト終了となります。 
今回の各芯用の回路図では「導通」「断線」「短絡」の３つのLEDで表示するように書いていますが、依頼者様の当初のご希望のようにLED一個で「点灯」「点滅」で表示するなら右図のようにリレー７(RY-7)を足してやれば良いでしょう。この配線ではテストを行うまではLEDは消灯していて、結果が「導通」の場合は点灯、「断線」か「短絡」かいずれかのエラーの場合は「点滅電源」に切り替わります。 「点滅電源」には別途何か断続的にDC24Vを供給できる回路を繋いでください。 あと一点、この回路では「片側通電」としているためごく一部の不良パターンは正しく表示できません。(不良判定はします) 
右図のような不良の場合は「断線」は判断できますが、右側の２つの端子(B側)にはどこからも電圧はかかりませんので「短絡」していることがわかりません。 「断線」判定はしているので不良品という事で分解・修理するでしょうから短絡ミスもその時にみつけて直すでしょうし、もし短絡に気づかずに断線だけ修理しても再度導通チェッカーにかければこんどは短絡を検知しますから製品検査的には問題が無いという事で、今回は片側通電だけにしています。 実際のところ、こんな変な配線ミスは数万ぶんの一の確率でも起こらないでしょう。 これが気になるようなら、上のLED表示を一個だけにまとめてしまう回路にすれば「断線」なのか「短絡」なのかの原因の見分けができませんから人間は気づきません（＾＾； 各芯用の回路でリレーを６個(または７個)、全体ではリレー３８個(または４４個)という価格的にはなかなかゴージャスな回路です。 個人の趣味で作られるのではなく、会社のお金で(!?)作るのでしたら全体を入れる制御盤用のケースなどの費用も気にはならないでしょう。 
１６ＣＨのシーケンサもお持ちだそうですので、全てシーケンサ内のプログラムで作れば右の図のようなシンプルな回路で済みます。リレーは使う必要はありません。 (シーケンサの出力が有電圧出力では無い場合はリレーが６個要りますし、LEDも吸い込みで使用) 導通や断線、短絡をハードウェアで検出するのではなくシーケンサのプログラムで検査と判定・表示を行うので物質的な材料は極端に少なくなります。 ※ 16入出力では少し足りませんので、この図でも通電方向は片方向です。
出力が２本余ってるのでリレーを６個追加して出力の一本で動かせば、 左右の両方から切り替えて給電してテストできるようにはなりますね。 その反面、シーケンサのプログラムは専門的な知識が必要で、プログラムの知識という事だけではなくプログラムに至るまでの導通チェッカー装置の動作原理や判定の手法、どう回路に組み立てれば良いのかの設計技術の全てが揃っていないとプログラムは作れませんので、まず基礎となる回路が作れる程度の知識や経験を蓄えられてからでないと作れないと思います。 工業用シーケンサーは持っていませんし、ある程度は規格化されていますが各メーカーにより「個性」がありますので「気の迷い」ではプログラムについてはサポートいたしかねます。 できれば質問者様がご自分で勉強を進められて、この程度の簡単なシーケンス装置であればご自分でプログラム可能になる事をお祈りしています。 お返事 2008/6/6
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このたびは、誠に有り難うございました。 すごく分かり易く参考になりました。 自分自身十分に考えたつもりでしたが、なるほどと思わされました。まだまだ駆け出しで未熟者やなと痛感した次第です。残るはプログラムです、今も書いては消しを繰り返しています。が、頑張ります。 本当に有り難うございました。又、質問させていただきます。 まさ 様
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| お返事 |
回路図から原理が分かれば、あとはそれを「シーケンス図」に展開して、シーケンス図をどうシーケンサのプログラム言語に置き換えるかを順を追って書いてゆくだけです。 一度に全部をしようとはせず、まずは回路の一部の機能のみを書いてみて実際にシーケンサに転送し、動作を確認する作業を繰り返して最終的には全体が完成するように段階的に作業を進めてみてください。 その作業を進めるうちに徐々に技術が身につくでしょう。 お返事 2008/6/11
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| ポップノイズの出ない携帯電話ミュートマイク | ||
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こんにちは、はじめまして。このようなページがあるとは驚きながら読み進むうち、丁寧な回答とその真摯な取り組みに感動しています。 今回、初歩的だと思われる内容ですが、お教えいただけますでしょうか。 携帯電話のハンズフリーのマイクつきイヤホンを使っているのですが、多人数の電話会議などでは、マイクは外の雑音を拾うだけで会議の邪魔になります。 そこで、携帯のピンアサインは調べられたのですが、コンデンサマイクをミュートするのに、単にグランドに落とすとポップノイズ？ショックノイズ？が発生すると考えました。 つきましては、ノイズの対策方法についてお教えいただければ幸いです。よろしくお願いいたします。 加藤 治 様 |
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| お返事 |
加藤治様、はじめまして。 ご存知だとは思いますが、まずはエレクトレットコンデンサマイク(以後ECMと省略)のマイク回路についておさらい。 ECMを接続するマイク端子はマイク入力になっていると共に、ECMを働かせる「電源」も供給されている重畳端子(重畳:「ちょうじょう」と読みます)になっています。 一般的なECMは2～3V程度を電源電圧とし、数ＫΩ程度のバイアス抵抗を介して電源供給します。ECM自体が内部で音声にあわせて電源の「吸い込み量」を調節して端子電圧を変動させるしくみですね。 これがダイナミックマイク等では無電源・電圧出力の為に「無音」の時は0Vですからミュートする時はスイッチで単純にGNDに落とすだけで良いのですが、ECMでは音声出力端子は常にバイアス電圧がかかった状態で約1～2Vある事が問題です。 ミュートさせようとしてスイッチか何かを繋いでGNDに落とすと電気信号的には「無音状態の電圧から一気にマイナス1～2Vの振幅の音声信号(パルス)が来た！」という事になり、通常音声ではμＶ程度の振幅のところにとてつもなく巨大な音が入ったことになってスピーカーからは「ボコッ」というポップノイズが聞こえてしまいます。 という事はバイアス電圧が無音時の基準電圧ですから、本当ならマイクをミュートした時には元のバイアス電圧を維持してそれが音声で振れないようにしてやるのが道理ですが、携帯電話の機種や外部に繋ぐマイクによって微妙にマイク端子の無音時の電圧は違いますし、ミュートした時にある特定の電圧をμＶ単位の誤差無く保持する回路なんて作るのは非常に面倒なので、通常はマイク端子の電圧をスイッチでGNDに落とすのと同じ方法でミュートしてやります。 その際にいきなりGNDに落ちて「急激な巨大音」でなければ良いだけですので、トランジスタを使用した「なだらかなミュート回路」を作成して繋げば「ボコッ！」という音にはならず、耳に聞こえない周波数以下のスピードでミュートまで持ってゆけます。ミュート解除の時はその逆で音にならない電気信号変化で元の電位まで回復させてやればよいだけですね。  こちらの回路では約0.3～0.5秒程度でミュート／解除が行えます。 (音は0.数秒で消えたり戻ったりしますが、バイアス電圧を測定した場合は約1秒程度で完全に変化が完了します) ミュートスイッチをONにするとスーっと音が小さくなってゆき無音になります。OFFにすると逆にスーっと音が聞こえてきます。 マイクやアンプの個性によってはスイッチをONにした時にごくわずかなノイズが聞こえる場合がありますが、スイッチで直接ON/OFFする回路のような耳障りなものではありません。 さてこの回路、携帯電話で使用する場合には「シールド」にじゅうぶん注意して組み立ててください。 携帯電話は通話時には小型機器としては強烈な電波を出しています。 その電波をマイク配線(＋側)が拾ってしまうと「ブー」とか「ブブブブブブ…」という不快なノイズ音として聞こえてしまいますので、回路はしっかりシールドして電波が回り込まないようにしましょう。 お返事 2008/6/4
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| 過去記事のDCコンバータで4.8→3.4Vの変換はできる？ | ||
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当方この分野はど素人ですが、結構興味が有りいつも楽しく拝見させていただいております。そこで少々お尋ねしたく投書いたしました。 以前よりデジカメの外部電源を作りたいと思っておりまして、内容は単三電池４本を使用しIN 4.8v OUT 3.4vというステップダウンコンバータなのですが、記事の『100円シガーライターソケット用DC-DCダウンコンバータをアップコンバータに改造しよう！』が利用できるかと思い作ろうかと思っております、 そこでこの回路のINが12v～24ｖになっておりますが12ｖ以下では動作しないのでしょうか？ もしそうであれば4.2ｖを3.4ｖにする回路等をご教授願えればと思いお尋ねを致します。 モグモグ 様
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まず結論から先に、MC34063Aを使用したダウンコンバータでは4.8V→3.4Vの変換はできません。 それはMC34063Aが12V未満で働かないからではなく、その利用方法では入力電圧が出力電圧に対して低すぎるからです。 MC34063Aを使用したスイッチングコンバータや、よくある三端子レギュレータでは中に入っている電子回路で出力電圧を安定させますが、その際には出力と入力の電圧の差がじゅうぶんに大きくないと安定して出力できません。 これらの回路ではたいていは「入出力差３～４Ｖ」が必要なため、3.4Vの出力を得ようとすると約6.4～7.4V以上の入力電圧が必要です。電池４本の4.8Vでは足りませんよね。 ですのでMC34063Aを使用したダウンコンバータではご希望の電源回路は作れません。 4.8Vと3.4Vの差は1.4Vですので、電圧差1.4Vでも働くレギュレータを使用すれば電源回路は作れます。 3.3V出力の低ドロップ型三端子レギュレータTA48033FやμPC2933を使用すると良いでしょう。 使い方は本ページの「100円ショップの自転車赤色点滅灯を12Vで使用したい」で既に説明していますので参考にしてください。 お返事 2008/5/27
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MC34063(互換品含む)が使用されているいくつかの携帯充電用DC-DC(約5V出力)の特性を測定しましたが、機種によって差があるものの電源電圧が8V～9V以下になると出力電圧も低下する現象を確認しています。 IC自体の動作範囲は3V以上であり、最近改造したSTEP UPコンバータは3V前後での動作を確認しています。 以下初心者向けの域を脱してしまいますが・・・ この差がどんな理由から発生するのか、改めて考えてみました。 (ご存知かとは思いますが。) その結果STEP DOWN回路の場合エミッタフォロア出力なので、スイッチングTrとそのドライブ回路の関係で動作下限電圧が上がってしまうようです。 最低動作電圧を下げるにはどうすれば良いか考えたところ、スイッチングTrのE(ICの2p)を直接GNDに落とした状態が一番動作電圧が下がる事になるようです。 (実際3Vでも動作するSTEP UP回路もそうなっていますね。) そう考えると低い電圧で動作させる為に以下の２つの方法がありそうです。 １つ目の方法はＬをトランスに変更しその一次側を電源とスイッチングTrのC(ICの1p)間に接続する。 ２つ目の方法はスイッチングトランジスタとしてPNPトランジスタを外付し、IC内スイッチングTrのC(ICの1p)よりドライブする。 これがうまくいくのであれば、「電池・バッテリー・充電器」の迷い箱に寄せられた「ＰＳＰ？」のタイトルの書き込みで話題になった、7.4VバッテリーからのPSP充電/動作も可能かも知れません。 ところでonsemiのアプリケーション(AN920-D)を見ていたら、STEP UPとSTEP DOWNの動作が勝手に切り替わる？回路があるのに気がつきました。(p18) なるほど、こんな使い方が出来るのですね。 それにしてもこのICにここまではまり込む事になるとは・・・ jr7cwk 様
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MC34063の内蔵トランジスタを使用せずに、外部にトランジスタやFETを付ければまた話は違ってきます。 要はMC34063はコンパレータと発振回路としてだけ使うわけですが、そうなると別に他の電源用ICでも良いわけで、MC3463にこだわる必要がなくなります。 お返事 2008/5/31
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早速の解答有難うございます。 電圧差が少ない場合不可能という事で理解いたしました。 例えばINを電池８本で９．６V程度あれば正常に動作すると言う理解で宜しいでしょうか度々すみませんよろしくお願い致します。 モグモグ 様
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そうですね。 jr7cwk様も実測されているように、5V出力時で8～9Vを下回ると正しく動作しないようですので、3.4V出力に対して9.6Vもあればじゅうぶんに動作しますね。 電池の本数が多くなるのはちょっと不便だと思いますが、趣味で作られるのでしたらそれでも十分だと思います。 「作りたい！」と思ったものを実際に実現するのは楽しいですからぜひチャレンジしてみてください。 お返事 2008/6/4
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お返事有難うございます、３端子レギュレータを使った回路と２種類作ってみようと思います、有難うございました。 モグモグ 様
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| お返事 |
成功と、電子工作を楽しまれる事をお祈りしています。 お返事 2008/6/5
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| エーモン「じわ～っと点灯ユニット」について質問 | ||
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エーモン工業の「じわ～っと点灯ユニット」と言うものを購入したのですが、そのユニットの使用可能電流はmaxで1,25A。 それを車のルームランプに使おうと考えているのですが、ルームランプは前後に二つあり、さらに10mAのLEDを10ヶほど使用しています。ルームランプはW数とか見ていませんがごく一般的なもので、これらすべてをそのユニットでまかなえるものなのでしょうか? かず 様
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| お返事 |
「車のルームランプ」と言っても数種類のＷ数のものがあり、一般的な「室内を照らす」部分(天井)に使われている電球は12V/8Wのものが多いですね。 もし12V/8Wの電球が前後で２つ使用されているとしたら合計16Wになりますので、エーモン「じわ～っと点灯ユニット」の最大定格15Wを超えてしまいます。 10mAのLEDが10個だと12V/100mAで約1.2Wで計算してください。 電球２個(何が使われているのか調べてください)とLED部の1.2Wを足して15W以内であればそのユニットを使用できます。 15Wを超えてしまう場合は室内灯の電球を6W程度の電力の少ないもの(暗くなります)に取り替えるか、LED電球のような消費電流の少ないものに交換すれば良いでしょう。 市販のLED球は消費電流は少なく最新技術の白色LED使用という点がウケて良く売れていますが、明るさは全然電球に及ばない物が多いので交換する時はあまり期待はしないほうが良いでしょうね。 電球のほうを変えずに、そのユニットを前後別々に２つとりつけるというゴージャスな方法もありますが・・・ エーモン「じわ～っと点灯ユニット」は電流や電圧制御ではなくPWM制御のようですのでLED電球や自作のLED照明でも正しく「じわ～」と明るさを変えることができます。 お返事 2008/5/20
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早々のお返事ありがとうございます。 今日、外して調べたら前が12V/8Wで後ろが12V/10wでした。 LEDもよくよく考えたら11個・・・いずれにしろだめですね。 アドバイスの通りゴージャスにダブルで行こうかと現在考えていますが、LEDの手前には残照させるためのコンデンサが付いています。 もともとはエーモンさんの小ぶりの残照をいくつか付けていたものの、一括で全部残照させようと特別に40,000マイクロファラット程度のコンデンサに付け替えたのです。 とは言え、じわ～っと点灯の取説には純正以外の残照はダメだと書かれていてそれがちょっと心配です。 かず 様
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| お返事 |
ゴージャスにゆくなら、前・後の室内灯に各１ユニットとりつけて、LEDにはどちらか片方の配線を接続すれば容量的には全然大丈夫ですね。 その際はLEDのところにとりつけている40000μFのコンデンサは外してしまいましょう。 コンデンサはランプの電源がスイッチでパチッと切れた時にも少しの間だけ電気を溜めておいてコンデンサが放電するまでの間「ぼ～」っとゆっくり消灯させる為ですから、「じわ～っと点灯ユニット」がPWM制御で明るさを変更させる働きとぶつかってしまいますのでコンデンサがあると本来の「じわ～」変化通りになせない場合があります。 電子回路の知識がある方なら「じわ～っと点灯ユニット」の出力に更にトランジスタかパワーFETを追加すればユニット一台で前・後＋LEDでも余裕でドライブできるように改造は可能なのですが、かず様がそこまでできれば100～200円くらいの追加部品で改造ができます。(個別にそのエーモンの装置の回路を解析したわけではありませんので、あくまで一般的なPWM出力の調光ユニットを改造する場合です) 「改造はちょっと・・・」という場合はやはりユニットを複数使ってメーカー指定の容量内で無改造で使われるのがショートや発熱などの危険も無く安全でよいですね。 お返事 2008/5/21
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| 車のドアロック・アンロックの信号を約1秒ほど遅らせたい | ||
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はじめまして 回路のことを調べていてここにたどり着きました いま考えているのは、車のドアロック・アンロックの信号（電源？）を約1秒ほどそっくりそのままで遅らせたいのですが どのような方法、回路がありますか。 タンク 様
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| お返事 |
何度かのやりとり(すべて削除しました)の後、機器の製造元の接続図URLをお教え頂いてやっと事の真相がわかりましたので回路の設計ができるようになりました。
結局、ドアリレーの制御用配線ではなくアクチュエーター・モーターの駆動用配線から分岐して後付けのサイレンユニットに「モーターが動作した」という信号を伝えているというのが本当の配線のようです。ロックした場合とアンロックした場合でサイレンの鳴動回数が違うそうですので、それぞれの配線は独立したままでご希望の秒数遅延する必要がありそうです。 
今回の追加「遅延回路」は右の図のように、モーター駆動用の動力配線からサイレンユニットの間に挟むように追加します。この図では電源などの配線は省略しています。 信号を「そっくりそのまま」というご希望ですが、モーター駆動用の動力にはリレーユニット内のワンショットタイマー回路から一定時間+12Vの電圧が出力されています。 遅延回路を設計する上で「どんな信号(パルス幅が変わったり音声信号やディジタル信号のように信号の幅や時間自体に何か意味のある物)が来ても自動的にパルス幅を読み取って、それをそっくりそのまま出力側のパルス幅に反映するそっくりそのまま回路」という完全全自動で寸分の狂いも無い遅延装置を作ろうとすると、ディジタルディレイ等の特殊な回路部品を使ったりロジック回路と大容量メモリーを使用したもの、またはPICマイコンのようなマイクロコンピータを使用してプログラムを作成して装置を作るなど大掛かりな製作物になります。 
今回の用途ではそこまで手間をかけた複雑な回路を使用せずに、単純に「ドアロック信号が働いた」→「任意の時間遅延させる」→「ドアロック信号に似た信号を出力する」というだけの遅延回路にします。「遅延時間」「出力のパルス幅(時間)」は０～２秒の間で任意に設定できます。 回路図です。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
  ● 入力カプラ モーター駆動電圧からの入力はフォトカプラ(TLP521)を使用して車の12V系と回路の5V系をカップリングしています。 またフォトカプラに接続する配線を変えるだけて「プラスコントロール」「マイナスコントロール」のいずれの車種でも使用できます。 ● 遅延タイマー TTL IC(H C-MOS)の74HC221を使用したワンショット回路です。 74HC221にはモノマルチバイブレータ(ワンショット)が２回路入っていますので、片方を「遅延タイマー」に、もう片方を「出力ワンショット」に使用すると便利です。 遅延タイマーは入力(_A)端子の立下りで動作を開始し、74HC221ではリトリガ(再トリガ)がかかりませんから万が一のチャタリングなどでもタイマー時間は変わりません。(リトリガ可能なものには74HC123があります) 遅延タイマーでは半固定抵抗(VR1 200K)で遅延時間を０～２秒の間で調節できます。 遅延動作中は「遅延LED」が点灯します。 ● 出力ワンショット 遅延タイマーが設定時間で動作終了すると二段目の出力ワンショット側のタイマーが動作開始します。 今回は遅延タイマーと全く同じ回路構成(使用部品が同じ)にしてありますので理解しやすいでしょう。部品をハンダづけする時にも間違いにくくしています。 出力ワンショットも半固定抵抗(VR2 200K)で出力パルス時間を０～２秒の間で調節できます。 出力動作中は「出力LED」が点灯します。 ● １２Ｖ出力 TTL ICの5V系から車の12V系への出力はトランジスタやフォトカプラ、またFETなど色々な物で作れますが、今回ご利用中のサイレンユニットの回路図が不明である事(微弱電流で良いはずですが)と回路図を見た人が他の自動車用の何かの装置に流用されるかもしれないのでリレー出力としてリレーさえ正しく選べば数十Ｗ程度の負荷装置までドライブできるようにしています。 またリレー接点から先の配線を変えることでこちらも「プラスコントロール」「マイナスコントロール」のいずれの用途でも使用できます。 大容量の電球などを駆動しないのであれば小さなリレーでじゅうぶんですので、OMRON G5V-1 5Vあたりが良いでしょう。 ※ 12V車で使うのならリレー電源は+12Vから取って、わざわざ7805で作った5Vで無くても良いのですが、回路図を見て5V系だけの部分で何かに流用される場合もあると考えてあえて5V系だけで完結させています。 じゅうぶんに知識があって+12Vでリレーを駆動したい(大型リレーなどでなるべくコイル電流を減らしたい)方はどうぞご自由に。 ● 電源 サイレンユニットなどで使用しているものと同じ「常時+12V」から電源を取ります。 電源回路自体は三端子レギュレータ7805を使用した基礎的なものです。 ● 消費電流 待機中の消費電流は1mA以下です。この回路を繋いだからといってバッテリーあがりになることはありません。(他のサイレンユニット等と変わりない程度でしょう) ロック操作・アンロック操作をしてパルス出力をする間だけリレーのコイル電流ぶん程度を消費します。 ワンショットタイマー回路は最もポピュラーなタイマーIC 555などでも作れますが、数秒程度までで２回路以上のタイマーを組み合わせて何かを作りたい時には74HC221または74HC123を使用すると結構簡単に時定数の計算もできるのでよく使う回路です。 また74HC221または74HC123の場合はトリガエッジが立ち上がり(B入力)でも立下り(_A入力)でも使え、出力も正(Q出力)負(_Q出力)の両極性を備えているので極性があわずにインバータ(NOT回路)を追加するなんて回路を書かなくても良いので非常に使いやすいワンショットタイマーICです。 お返事 2008/5/22
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何度も、やり取りしていただきありがとうございます。 早速、この休みに作成してみたいと思います。 ありがとうございました タンク 様
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| パソコンのキーのボタンは延長できる？ | ||
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いつも参考にさせていただいて読ませてもらっています。 業務で使う器材で相談いたします。 旧来手作業で行っていた仕事を最近はパソコンの利用で便利になりました。がそれでも未だもっと便利にしたいのです。パソコンからUSBポートで数字入力の便利なデバイスがあることを見つけまして、このテンキーボドのエンターキーを利用して本体の方で走らせているソフトの外部入力用キーに利用できないか？の相談です。 むやみにデバイスのキーボードから半田付けで外へ出してもよいのか？直出しで反応が出たら？何メーターくらいまで延長がOKか？とか色々欲張りがでますが。 そもそもこのデバイス（ELECOM TK-UEHBK)はどういう回路になっているのかが理解していません、教えてください。 月岡 英生 様
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| お返事 |
先に結論から。 >むやみにデバイスのキーボードから半田付けで外へ出してもよいのか？ 10cm～30cm程度であれば大丈夫でしょうが、それ以上はだめです。 ※ ノイズやその他問題を考慮すると直接外部に引き出す事自体に問題があります
確かに製品によっては１メートル以上の延長ができる物も売られているかもしれませんが、もしケーブルを直接ハンダづけして使用されるなら下記の「不具合の可能性」を考慮した上で「動作しなくなってもへっちゃら！」なら直出しでも構いません。 個人的な遊びではなく、業務で使用されるという事ですのでそのような不安定な誤作動要素を含んだものを使用されるとどうなるのかの責任は取れませんので直出しはお勧めすることもできません。 誤作動の心配なども無く安定して使用するのであればここでご紹介するような外部スイッチ用の中継回路をとりつけてください。 ◇ ◇ ◇
PC用の外付けテンキーパッドというと、だいたいこのような形をしていますね。写真の「ELECOM TK-UEHBK」は持っていませんし中を開けた事は無いのですが、基本的なキーボード・キーパッドについて説明します。 キーボード・キーパッドの中には小さな専用IC(たいていはプログラム書き込み済み専用マイコン)が入っていて、ＰＣとの通信とキースイッチの入力監視を行っています。 
小型マイコン等とキースイッチを繋ぐ場合、スイッチの数が少ないと左図のように直接マイコンの入力ポートにスイッチを一個ずつ接続してポートに対して一対一の対応で入力処理をします。このような回路では数メートル程度の延長はほぼ問題ありませんし、回路・電源・延長するケーブルの種類・周囲のノイズ状況にもよりますが10メートル程度まで延ばせる場合もあります。 但しこのような一対一の接続はスイッチ数が少ない場合は簡単でよいのですが、もしスイッチが数十個～数百個もあると、入力ポートも数十～数百ポートも必要でとても小型のマイコンチップではそのようなピン数は用意できません。 ＰＣ用のテンキーパッドでは20キーくらい、フルキーボードでは80数キーから最近では110キーを超えるものもあり、スイッチにポート直結ではたいへんな事になってしまいます。 そこで大量のスイッチを繋ぐ機器では「マトリックス接続」という方法でスイッチを網の目状に配線して必要なポート数を減らしています。 たとえば、「０～Ｆ」の16個のキースイッチを繋ぐ場合は次の回路のように接続します。(これは一例で、実際のキーパッド製品等とは異なります)  このような行・列に分けて接続したデバイスを順次処理する方式を「ダイナミック方式」と言い、キースキャンのように入力する場合は「ダイナミックスキャン」と言います。 (同じようにLEDをマトリックス接続して表示する場合はダイナミックドライブと呼びます) 上の図では「Ａ」のスイッチを押していますので「出力３」がHIの時に「入力２」がHIになりますので、その状態を検知して「Ａのキーが押されている」とマイコンは判断します。 図ではゆっくり出力を切り替えていますが、実際には１秒間に何十回も切り替えが行われています。 「マトリックス回路でダイナミックスキャンされているスイッチは基本的には延長できません。」 10cm～1m程度であれば延長できる場合がありますが、あくまでそれは「できる場合がある」という程度で基本的には誤作動します。 「スイッチをケーブルを延ばして延長する」と書けば単にスイッチまでの距離が長くなるだけで特にスイッチのON/OFFの状態を電気的な電圧や電流で示すには変わりは無いように思えるかもしれません。 ちょっと電気の性質を理解している人なら「遠くて(配線の抵抗が増えて)電気が届かない」「電気が弱ってしまうかも？」という心配なら出て来るでしょう。 もちろんそういう弱点もありますが、ダイナミックスキャンの場合は「信号の時間的遅延」という全く違った不具合で正しくスイッチのON/OFFを識別できなくなります。 配線を延ばしてスイッチを取り付けると、その配線部分が電気的には「抵抗＋コンデンサ」として働きます。 抵抗＋コンデンサがあるとコンデンサの充電・放電で電圧変化がなまり、信号伝達に遅れが生じます。 
右図はダイナミックスキャン中の各信号波形ですが、キーボード・キーパッドの基板上では配線は短いので正しく押したキーを判定できますが、配線を延長すると信号の訛りで図のように「１つ隣のキーだと誤認識する」か、「波形がじゅうぶんに判断レベルまで変化せずにどのキーも押されない」という不具合が起きる可能性が高いです。 何メートル延ばしたら誤判断するようになるのか、などは使用する配線の素材、そのキーボード・キーパッドのスキャン周期や読み込みプログラムの作り次第・・・ですので「何メートルまで延ばせる」とは断言できませんが、数十センチ以上延ばすとこのような誤作動の原因になるでしょう。 ※ 上手いプログラマが作ると、誤作動しにくいようタイミングをうまくしている製品もあるでしょう
そこで、ダイナミックスキャンされているスイッチを直接延長するのではなく、「外部のスイッチを別回路にして延長する」方法をとります。キーボード・キーパッドの延長したいスイッチにフォトカプラをとりつけ、フォトカプラをドライブする電源を延長ケーブルの先のスイッチでON/OFFします。 フォトカプラを動作させる為のスイッチはダイナミックスキャンとは全く無関係に、単純にフォトカプラ内のLEDを「スイッチを押している間だけ点灯させる」動作をさせるたけですから、何十メートル延ばしても大丈夫です。(配線抵抗でLEDがつかなくなるまで。必要なら300Ωの抵抗値を変更する) 実際に約50メートル程度延ばした事もあります。(シールドケーブルですが) キーボード・キーパッドの製品によってスイッチに流している電気信号の向きが今回の図とは逆の場合がありますので、その場合はフォトカプラ(の光トランジスタ側)とキーパッド基板上のスイッチ間の配線を逆にしてください。 またフォトカプラのLED側電源(+5V)とGNDをキーボード・キーパッド内から取るのではなく、スイッチを動作させる機器の側から取れるのであればＰＣとその機器間を電気的に絶縁できるのでより安心ですね。 単純にEnterキーだけ延ばして「人間が押す」または機械のどこかに当てておいて「機械が動いたら物理的に押される」のでしたらそういう心配もありませんので電源はキーボード・キーパッド内部から取れますね。 まぁ、スイッチを延長せずに外部の電気信号でON/OFFさせるだけなので、フォトカプラで無くてもリレーでも良いわけですが・・・。 
キーボード・キーパッドのスイッチをＰＣの外部入力として使用する場合には「ｎキーロールオーバー問題」も考慮しなければなりません。ｎキーロールオーバーとは、複数のキー(ｎ個のキー)を同時に押した場合に正しく入力できるのか、そうでないかの事で正しくキー入力を判別できるものをｎキーロールオーバー可能と言います。３キーロールオーバーとか４キーロールオーバーのように認識可能なキー数を明示するものもあります。 もちろん、キースキャンをするマイコン内のプログラム側も正しく対応している必要があります。 先に紹介した「０～Ｆ」までの16個のキーをマトリックス接続したキーパッドでは、右の図のように「５」「８」「９」の３つのキーを同時に押した場合、「８」のキーの列がスキャンされた時に「８」のスイッチから「９」「５」のスイッチを経由して「５」のスイッチが繋がった入力ポートにもHIの信号が伝わり、押されていないはずの「４」のキーが押されていると誤認識してしまいます。 これを防止する為に正しくは下の図のように各スイッチに逆流防止用ダイオードを入れなければなりません。 しかしすべてのスイッチにダイオードを入れると製造原価が上がって製品価格も高くなってしまいますのでたいていのパソコン用キーボード・キーパッドは逆流防止用ダイオードは入っていません。 シフトキー等のほかのキーと同時に押す一部のキーのところだけ入っているものもあります。 売り場で見て「プロ用」と書かれた価格の高いキーボードがありますが、そういう製品はスイッチ部に耐久性の高い部品を使っている以外にこの逆流防止ダイオードが全スイッチに入っていて、プロのキーパンチャーが物凄いスピードでキーを押して同時にONになっている期間があってもｎキーロールオーバー問題で違うキーが押されたと誤判断しないようになっています。 さてそこでキーボード・キーパッドをＰＣの外部入力機器としてスイッチを延長して何かに繋いだ場合・・・・ 今回のように「Enterキーだけ一個」使うのなら何も問題が起きないでしょうが、複数の事象をいくつかのキーに割り当てて別々に入力しようとした場合、ここで紹介したようにキーが３個(以上)押された時に別のキーが押されたと誤判断されるようなキーボードでそのような配線(使うスイッチの選択)をしてしまった場合、動作していない機器が動作したような誤認識をしてしまう危険性があります。 ｎキー問題に対応済みで無いキーボード・キーパッドを使用して、直接スイッチを配線だけで延長してしまう、またリレーのような極性の無い接点で中継する、などの場合はｎキー問題が起きます。 延長するケーブルに逆流防止ダイオードを入れてやるか、今回のフォトカプラのように極性のある素子を使えばｎキー問題は回避できます。 その為にも今回はフォトカプラを使用した延長方法をご紹介しています。 また、USBキーボードのように自分で電源は持たずにUSB給電で電力を得ているような装置の場合は少しでも余分な電流は流したくないですし、リレーのような物より小電流で働くフォトカプラはこのような用途では便利です。 お返事 2008/4/23
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ELECOM TK-UEHBK について質問しましたが、実際に結線して実験したところ反応は充分ありました。したがって実機の検証はこれからですがたぶんOKだと思います。 回路の分析は出来ませんがマトリックスキーパターンの回路コネクター１１本の該当線を２本、基板側コネクター部分から直接半田付けで外部へ出しただけです。これが実用できるなら非常に便利です。 ただし走っているソフトが空リターンで入力を促している場合のみですけど。電気的に負担がかかって無理をさせているとかの不安がありますがいかがでしょう？おさわがせしましたが、ご教示お願いいたします。 月岡英生 様
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早速の詳細な解説をありがとうございます。 直出しは危ない事がよく理解できました、フォトインターに変更が必須ですね。 ありがとうございました。 月岡英生 様
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上の説明で書きましたように短いケーブルであれば“ほぼ”問題無く動作することもあります。 実験してみて何もトラブルが起きずに使えるのでしたらそれでも結構です。 何かトラブルがあったり、ケーブルを長くするような場合には延長用回路(フォトカプラー)を使用すれば良いと思います。 別に問題が無いのでしたらわざわざ部品を買って来る労力やお金はかけなくても済みますからね。 お返事 2008/4/24
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屋外のタンクに自動給水できる方法を考えております。 回路は、初心者ですがネットで色々検索しております。 タンク上部と低部にセンサーを設置し底部のセンサーがオンになってポンプ作動満水の上部センサーでオフを考えております。 センサーは、リードスイッチポンプはバスポンプを利用 又、給水元もタンクで、そこのタンクが水がなくなってもポンプがオフになる回路を教えてください。初心者の書き込みで内容が良くまとまらずすみません。回路等は興味がありますが初心者です。 マロン 様
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| お返事 |
回路図は既に書いていますが、いくつか質問させてください。 (Q1) 水位スイッチは？ リードスイッチと書かれていますが、「水位上昇でON」「水位下降でON」のどちらのタイプでしょうか？ また市販の「フロートスイッチ」を利用したほうが楽だと思うのですが、「水位上昇でON」「水位下降でON」の２つのタイプが売られていますが両方のタイプを購入可能ですか？ それともどちから片方のタイプしか購入できませんか？ 回路図を公開した後に「そのスイッチは入手できません」または「リードスイッチで自作しようと考えていましたが、その方法のスイッチは作る事ができません」なんて事になると面倒なので先に教えてください。 特に水位スイッチが「水位上昇でON」「水位下降でON」の２種類とも入手できる事がフェイルセーフの考え方から今回のご依頼の回路では必要なのですが、どうしても片方しか入手できない場合はスイッチが壊れた場合に誤作動する可能性を残す制御回路となってしまいます。 (Q2) バスポンプの定格は？ バスポンプはたいていACアダプター部と水中ポンプ部が分かれていると思いますが、ACアダプターの出力は交流ですか？直流ですか？ そして電圧は何Ｖでモーターの消費電流は何Ａでしょうか？ (Q3) 電源は？ 最初から回路用の電源(トランスやACアダプター)を別途用意するおつもりですか？ それとも上で質問したバスポンプのACアダプター部をそのまま流用して電源を取りますか？ バスポンプの配線をカットして今回製作する回路を間に挟むような方法で電源はバスポンプのACアダプターから取れば電源回路を作る手間は省けますがもしポンプが壊れた時には別のポンプと交換する際には元のポンプと同じ定格の商品をまた買わなければなりません。 制御回路用の電源は自前で持って、バスポンプはAC電源の供給をON/OFFするだけならもしポンプが壊れても新しいポンプを買ってきて本制御回路のコンセント出力に挿すだけで済みます。 メンテナンス性の事を考えれば後者ですが、電源部を用意したりする必要があります。 回答をお待ちしています。 お返事 2008/4/10
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早々のお返事有難うございます。 (Q1)はフロートスイッチ(ON/OFF）リードスイッチどれでも購入可能です。リードスイッチを考えたのは、この投稿に書き込みがあった、￥100ショップの防犯センサーで安上がりに出来るかなと思ったからです。 (O2)は電源部AC100V入力容量33VA・ポンプ部DC12V、2次電流1.6Aのものです。 (Q3)は電源を別途用意し、バスポンプの100VをON・OFF制御で考えていました。 タンクですが給水（約100ℓ）するタンクと給水元（約150ℓ）のタンクが10M程離れています、制御する場所は、給水元のタンクの場所でAC制御を考えています、風呂の残水を利用する為です。 水位レべルセンターと言うものがあるのですがとても高額な為、安く作れないかと考えたのが始まりです。 宜しく、ご教授お願いいたします。 マロン 様
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| お返事 |
回路の説明をする前に「100円ショップの窓用防犯ブザーからリードスイッチを」について。 下の記事では石油ファンヒーターの『フロートスイッチが壊れたので』『それでは窓用ブザーからリードスイッチが取り出せますよ、通販で交換用のリードスイッチ一個買うより安いでしょ』という話しであって、フロートスイッチの代わりに防犯ブザーが使えるとか、フロートスイッチを作るのに防犯ブザーなら100円で済むという話ではありませんよ。 もし防犯ブザーから100円でリードスイッチと磁石が取り出せたとして、『フロートスイッチ全体の防水ケース』『磁石を入れる可動フロート』などを全部自作しなければならないのですが、これらをプラスチックを切り出したり接着したり、防水加工したりして一から作るよりは市販の数百円程度のフロートスイッチを購入したほうがはるかに経済的だと思うのですが・・・ もしどうしても「フロートスイッチを作るのが目的なんだ！」というのなら別に止めはしませんが、目的の装置を作るために既製品とわずかな価格差で100円ショップ品から部品を取り出して、工作するのに何時間もかけて改造するのはあまり効率的とは思えませんが。 それでは回路図です。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
 フロートスイッチは貯水タンク用には「水位下降(無し)でONタイプ(水位有りでOFFタイプ)」を、水源タンク用には「水位上昇(有り)でONタイプ(水位無しでOFFタイプ)」を使用します。 フロートスイッチが壊れた場合(石油ファンヒーターの事例のような壊れ方)、貯水タンク側は「水がである」と判断してモーターが回りっぱなしでタンクから水が溢れるのを防ぎます。 水源側は壊れた場合は「水が無い」としてやはりモーターを回しません。 センサーが壊れる(接触しなくなる)とポンプは動作しませんのでセンサーを交換してください。 ● 自動給水判断回路 制御回路の心臓部はTTL ICの74HC00で作ってある「ＲＳフリップフロップ」と呼ぶ状態保持回路です。 SET(セット=ON)入力とRESET(リセット=OFF)入力を持ったスイッチ保持回路のようなもので、ON/OFF状態をそれぞれの入力があったほうに切り替えます。 満水時は出力はOFFです。 満水から水の量が減って満水スイッチが「水位減」側に切り替わってもＲＳフリップフロップには何も起こりません。 もっと水位が下がって低水位スイッチが「低水位」側に切り替わった瞬間にＲＳフリップフロップはONになり出力側のトランジスタを働かせます。 ポンプが働いて水位が上がり、低水位スイッチが「水位有り」側に切り替わってもＲＳフリップフロップの状態はそのままでポンプは働きつづけます。 水位がずっと上がって満タンになり満水スイッチが「満水」側に切り替わった瞬間にＲＳフリップフロップはOFFになりポンプは停止します。 タンクの水を使えばこのループが繰り返されます。 ● 水源の水切れ検知 トランジスタを働かせる前の段階に給水タンクの水量が足りない事を検知する「水源低水位スイッチ」をAND回路(実際はNAND回路)で接続していますので、水源低水位スイッチが「水切れ」状態ではＲＳフリップフロップの状態に関わらずトランジスタを絶対にONにはしませんのでポンプは空回りしません。 給水動作中に水切れになった時に「水源低水位スイッチ」がチャタリングを起こすとリレーが激しくON/OFFして接点に火花が飛んでリレーを痛めますので、スイッチ入力部はR4とC3でチャタリング防止回路を入れています。 ● LED表示 LED1の「要給水」ランプはＲＳフリップフロップが水位の減少を検知してONになっている期間点灯します。 LED2の「給水中」ランプは実際にリレーが動作してポンプを回している期間点灯します。 普通は両方が同時に点灯しますが、水源に水が無い場合は「給水中」ランプは点灯しません。 ● リレー リレーはDC5Vでコイル電流が500mA程度以下のものを使用してください。普通は75～100mA程度だと思いますが、パワーリレーのように200～300mAくらい流れる物でも使用できるようにドライブ用トランジスタは2SA952(最大定格700mA)にしています。 リレーの接点容量はAC125Vで1～2A以上あれば今回ご使用になるポンプであればじゅうぶん対応できます。 余裕をもってAC125V 3A程度(それ以上)のものを使用されると良いでしょう。 無駄に大きな容量の物を遣うとコイル電流も大きくなりますので適当な大きさ以内で。 部品代はフロートスイッチを除いた基板部分で1000円程度。 フロートスイッチを100円ショップの防犯ブザーで作るなら315円＋自作部品代。普通に買えばフロートスイッチは一個数百円～千円台ですね。 回路方式は今回のようにTTL ICを使わなくてもトランジスタを組み合わせたり、他の方法も考えられますが今回はロジック回路の基本を用いたものにしてみました。 お返事 2008/4/11
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回路作成有難うございました。 予想以上の細かな設計に感謝です。 （実は、表示ランプのことを書き込み忘れていました。） リードスイッチの件は、アクリルチューブ外側にケーブルにリードスイッチを接続したものをつけ、チューブの中に発泡スチロールのうきに磁石をつけた簡単な物を考えておりました。 当初、フロートスイッチも考えましたが、フロートスイッチも中身はリードスイッチと知って簡単に上記のような物を作ろうと安易に考えてました。 がんばって、回路を作成します。 結果ご報告させていただきます、色々有難うございました。 マロン 様
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アクリルチューブで作ったフロートスイッチなどがうまくいったらぜひ写真などを見せて下さい。 貯水タンクが少し遠いところにあるので、各スイッチの動作状態を本体側で表示するLEDもあったほうが良いかもしれませんね。 お返事 2008/4/12
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| 灯油ファンヒーターのセンサー故障 | ||
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こんにちは 昨年は『ソーラーパネル式バッテリー用 ノートＰＣ自動電源切り替え回路』でお世話になりました。今日もいい天気でソーラー発電は稼動しており自動切換え回路もまだまだ順調に動作しております。 さて、本日はまったく別な話なのですが・・・もし何かお解りになることがありましたら教えて下さい。石油ファンヒーターが故障してしまいました。症状は灯油が入っているのに給油ランプが点灯してしまい動作しないのです。 分解して確認したところ油位センサーが故障している事が判明しました。 センサーを外してフロート（リング状の磁石が内側に付いている）を上下して抵抗値を測りましたがまったく反応せず絶縁状態でした。フロートに磁石が付いているので上昇した時に電流が流れるのかと思い磁石を上下させてみましたが電流は流れませんでした。（テスターのレンジは最小のレンジで）故障していない同じファンヒーターがもう一つあるので該当するセンサーの抵抗値を測ると（灯油は入った状態で）抵抗値は無く導通状態でした。 とりあえずこの結果から故障したファンヒーターは端子を短絡して使用可能となりました。（給油の警報が鳴りませんが） そこで疑問なのですがこのセンサーはいったいどういう仕組みなのでしょうか？ フロートの中心にあるセンサー本体を取り出してみるとゲルマニュームダイオードみたいな作りでガラスの筒内に細長い金属の板が両端から出ており途中でかさなったような構造です。機構としては油位があがるとフロートが上昇してこのセンサーと上下方向に重なるという動きをします。フロートの磁力がどのようにこの素子？に影響して油位を検出しているのでしょうか？ 文章だけでは分かりずらいと思いますのでyahooブリーフケースに部品の写真を公開します。もしよろしければご教授お願い致します。→[写真ページ] (匿名希望) 様
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| お返事 |
そのセンサーは「リードスイッチ」という古典的なスイッチ素子です。ガラス管の中の電極がふだんは離れていて、磁石が近づくと磁化してお互いがくっついて導通します。 測定したい動く物(磁石をつけておく)とセンサー部を接触させる必要が無い(数ミリ程度開けられる)ので各種非接触センサーに使用されてきました。 またリードスイッチにコイルをくっつけて、コイルに流す微弱な電流でスイッチが動く「リードリレー」という部品もあります。 ファンヒーターの灯油センサーなど油のレベルを測る装置では、普通のフロートスイッチを使うとスイッチ接点がON/OFFする際のスパーク(火花)で油(または気化している油ガス)に引火して爆発しないようにこのような密閉型のスイッチ素子を使用しています。(更にプラスチックケースでも密封しているでしょう) もっと大きなタンクでは防爆型の密閉スイッチが使用されているでしょうが、小型の機器ではリードスイッチは利用方法の幅も広く便利なスイッチ素子です。 その故障はリードスイッチが劣化して導通しなくなっているようですので、リードスイッチを購入して交換するだけで直るでしょう。 通販ではマルツパーツ館でＯＫＩの「SWORD211」や「SWORD221」が購入できます。(サイズを調べて合うほうを) 
また身近な所では100円ショップで売られている「窓用防犯センサー・ブザー」の中にリードスイッチは入っていますので、105円で買って取り出すという事もできます。最近はあまり見なくなったり315円商品になっていたりもしますが、リードスイッチ一個＋通販送料の合計代金よりは安く入手することができます。 もし100円ショップで見かけて買えれば安上がりです。 灯油レベルセンサーなどは二重三重に安全な設計をされてはじめて市販製品として販売されている商品ですので、その部分を分解したり修理・加工されるのは安全面ではあまりお勧めできません。 命や財産に関わる安全性に影響する部品なのでメーカーに修理に出すほうが良いでしょう。 既に分解されてしまっているので・・・・もうメーカー保証も何も効きませんが。 お返事 2008/3/25
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いつも的確なアドバイスありがとうございます。ご丁寧な回答を見て前回と同様に想像以上のご回答にまたまた感激しました。 安全面のご指摘もおっしゃる通りです。ただ自分の性格で分解してしまうくせは直らないと思います。 小学生の時からメカが好きで時計を分解して元に戻せず親父にこっぴどく怒られました・・・私は現在、某自動車メーカーに勤めており２重３重の安全、フェイルセーフの考え方は充分認識しております。安全面を考慮しててメーカーに修理に出すか、自分で修理するかは自己責任の元判断いたします。 またまた悩みが解決しました!!ありがとうございました。 (匿名希望) 様
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| お返事 |
知っている範囲の事だったのでお答えできただけで、知らない事だとさすがにお答えや説明はできません（＾＾； 技術者の大半は子供の頃には「分解魔」だったでしょうから、そこから物の作りや仕組みを学んで体に染み付いている事と思います。(壊してしまう経験も…) このページは回路や機械には縁の無い初心者の方も多く読まれているようですので、理屈が分かっていて(どうすれば爆発するか等)自己責任で分解・改造される方なら良いのですが、なんでもかんでも分解して改造や修理をしても良いと受け止められてしまうと大変な事故に繋がるので一応注意は喚起しています。 ニュースを騒がせた「ガス湯沸し機で死亡事故」も結局は湯沸し機の安全装置を止めてしまう改造が原因でたいせつな人の命が失われてしまったわけで・・・ 「技術的には可能」と「それをして良いか？」は別物ですから、内容によってはとんでもない事になるかもしれませんからね。 お返事 2008/3/27
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| Li-ion充電池の過放電防止回路 | ||
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いつも楽しく拝見しております。 リチウムイオン電池18650や専用充電器も無事に届き、いろいろ工作意欲も沸いてきました（笑）。 さて、18650もLEDライトだけだともったいないので、DC-DCコンバータをかまして、USB5V電源を作ろうと思っています。 気の迷い様もやっているように、携帯電話用の乾電池式充電器を活用し3.7V→5Vの動作には成功しましたが、この手の充電器は「電池を吸い尽くす」のでNon-Protectタイプの電池はうっかり過放電しそうで怖くて使えません。（Protectタイプはまぁ大丈夫でしょうが） そこで、通常の趣旨とは逆でしょうが、一定の電圧を割り込んだ時に、回路を遮断する（発振を停止させる）ような回路を付加することは可能でしょうか？ よろしければご教授をお願いいたします。 みささ 様
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| お返事 |
「一定の電圧を下回った時に回路を遮断する」という理屈だけでは正しくバッテリーの過放電保護・プロテクト回路としては働きません。 バッテリーの電圧を監視して、一定の電圧を下回った時に負荷回路(この場合DC/DCコンバータ)の動作を止めるか電源供給をカットしても、その瞬間に負荷が無くなったバッテリーの端子電圧が上がりますので、もし「一定の電圧より下の場合は」という回路であればその瞬間にまた電力の供給を再開して、延々と「切断」「再開」を繰り返して発振状態になるか、回路方式によってはちょうど定電圧回路のような働きをして負荷に電流を流しているバッテリーの端子電圧が一定になるように平衡状態を保って、本当にバッテリーの電圧が規定電圧より下になるまで電力を吸い尽くす回路になります。後者の場合は見た目は規定の電圧までバッテリーのエネルギーを吸い出すようなので「便利？」と思われるかもしれませんが、バッテリーの出力電圧は規定電圧を保ったまま徐々に回路部が抵抗として働いてその抵抗値が大きくなり、負荷には電流を流さなくなってゆきますので実際には負荷側の動作は正しく行われなくなるでしょう。(ダイオード＋抵抗だけの放電器のようなもの) バッテリーの使用を正しく放電終止電圧で終了するには「規定の電圧になったら回路を切り、その状態を保持する」というしくみが必要です。 一度バッテリーの電圧低下を検知したら回路をカットし、そのバッテリーが外される(またはスイッチが付いていて一旦OFFにされる)まではずっとカット状態を保持する回路が必要です。 「自己電源方式、オートカット電圧可変、ニッケル水素充電池・単セル放電器の製作」の回路そのままでいいんじゃないの？・・・という意見の方もいらっしゃるようですが、あの回路ではスイッチは人間が手動で入れないと負荷に電流が流れませんので、機器の中に組み込んで使うには不便です。 あの回路に部品を足してオートONする回路に変更するくらいなら、別途専用の回路図を書いたほうが面白いですし、今回はリチウムイオン充電池での使用を前提という事でICやFETが使えます。せっかくですからICやFETを使用して色々と応用の利く基礎回路を作りましょう。 もちろんトランジスタだけでも作れます。 電圧検知と動作後保持に２石、それからスイッチング部で２～３石を使って先ほど書いたギリギリまで抵抗になって電流を流し続けるような誤作動をしない回路図を書くと・・・・ほとんど「タミヤ製「ニカド自動放電器」性能アップ大作戦！？」の市販放電器と同じような回路図になってしまった為、それでは面白味がありませんのでオールトランジスタ方式の回路は今回は無しにします。 ICやFETを使用したものとほとんど部品数も変わりませんし。 それでは回路図です。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
 バッテリー電圧を抵抗R1・R2で分圧した電圧と、ZD1で作った基準電圧からVR1を回して設定する比較基準電圧をコンパレータ(OP AMP LM358)で比較して、「バッテリー電圧が比較基準電圧より高ければ(まだ供給して良ければ)コンパレータ出力をLowにする」回路が心臓部です。 それでけでは「出力をカットしてバッテリー電圧が上がった(回復した)場合に、また出力がONになってしまう」不具合が起きないように、コンパレータの出力(Hiレベル電圧)をD1を通して＋入力端子に帰還し、比較基準電圧を上げてしまう事でバッテリー電圧が上がっても決して比較基準電圧より上にはならず、二度と出力がONにならないようにします。 また、そのままではバッテリーを接続した瞬間に低電圧を検知してしまい全く出力が出ませんので、C1を充電する時間だけ比較基準電圧が上がるのを遅らせ、バッテリーを接続した瞬間に必ずONになるようにします。 バッテリーを外すとC1は数秒～10秒程度で放電します。 一旦低電圧を検知して出力をカットした場合、バッテリーを外す、または入力側にスイッチを付けてスイッチを切る事でC1が放電して保持状態はリセットされます。 この回路は簡易的な「過放電プロテクト回路」として設計していますので、そのような作りなのです。 たとえば依頼者様のように18650のようなLi-ionセルを機器に接続して使用する場合も考えられますし、NI-MH充電池×４本を使って4.0V前後で使用を停止したい場合、たとえば「100円ショップの自転車ライト」にNi-MH充電池を入れて使う(電球はそのまま)ような使い方の場合はライトにこの回路を入れれば「Ni-MH充電池を過放電させないライト」を作る事もできます。 ライトのような使用ではライト本体のスイッチとは別に「負荷に電流を流し始めるスタートスイッチ」があって、それを押さないと利用できないような作りでは不便でなりません。この回路を電球と機器の電源との間に挟むだけで機器側のスイッチは何も改造・加工せずに「機器のスイッチを入れたらON、それでいてオートカット」の機器にすることが簡単にできます。 一見するとLM358の右半分や2SC1815は必要なく、そのままコンパレータ出力のHi/LowでFETを動作させられそうに見えますが、ここではコンパレータが切り替わるごく特定の瞬間に出力電圧がアナログ的に変化してしまう事で、その出力から直接FETをコントロールすると先述の不安定な動作を起こす事を取り除く為にこのような構成としています(他にもLM358の特性とか…)。またカット電圧を3.0V設定で使うとカット前にはじゅうぶんにFETのゲート電圧を大きく取れない場合もありますので低電圧まできっちり動作させる為にトランジスタでスイッチングしています。(R6はもっと大きな値でも良いですが、まぁ今回はこれくらいで) ● 調整方法 「可変電圧電源」を持っていない方は次のようにしてください。 (1) VR1を左いっぱいに回しておきます。 (2) 負荷に電球やLEDなど、電流が供給されている事を確認できるものを接続してください。 最初から回路基板の出力部にLEDと抵抗を付けておくのも良いでしょう。 (3) じゅうぶんに充電しているバッテリーを接続します。 負荷に電流が供給されて、電球やLEDが光ります。 (3) VR1をゆっくり右に回して、「ある点」で出力がカットされ、電球やLEDが消えることを確認します。 そこから逆に回しても二度と電球やLEDは点灯しません。(保持されています) (4) 一旦バッテリーを外します。(数秒～10秒程度おきます) またVR1を左いっぱいに回しておきます。 (5) またバッテリーを接続します。(負荷は点灯します) (6) VR1をゆっくり右に回して、比較設定電圧が希望の設定電圧になる所に調整します。 この時点ではまだバッテリー電圧はじゅうぶんにカット電圧より高いので、ここでは負荷の電球やLEDは消えません。 おしまい。 実際には、バッテリーの放電が進んで電圧が下がると、ZD1で作っている基準電圧がわずかだけ下がりますので、電圧が高い時に調整した比較設定電圧よりはほんの少し下の電圧でカット動作します。 しかしその差はわずかですからほぼ問題は無い範囲です。 「可変電圧電源」を持っている方は次のようにしてください。 (1) VR1を左いっぱいに回しておきます。 (2) 負荷に電球やLEDなど、電流が供給されている事を確認できるものを接続してください。 最初から回路基板の出力部にLEDと抵抗を付けておくのも良いでしょう。 (3) バッテリーのかわりに可変電圧電源を接続します。 電源電圧はカットしたい電圧に設定します。 (4) VR1をゆっくり右に回して、出力がカットされる点で止めます。 (5) VR1を左に戻しても負荷には電流が再度流れない事(保持動作)を確認します。 (6) 一旦電源をOFFにします。(数秒～10秒程度おきます) (7) (1)～(4)を再度行い((5)は行わない)、VR1をカットされる点で止めます。 (8) 一旦電源をOFFにします。(数秒～10秒程度おきます) (9) 可変電圧電源の電圧を「バッテリーフル充電」の時の電圧に設定してから再度繋ぐ(または電源スイッチON)します。 (10) 出力が出ている(電球やLEDが点灯する)ことを確認します。 (11) ゆっくりと可変電圧電源の電圧を下げてゆき、希望の電圧になったら出力がカットされるか確認します。 (12) 最初は多少のズレがあると思いますので、VR1をわずかだけ調整して、(8)から繰り返して希望の電圧でカットされる点まで微調整してください。 おしまい。 この回路ではカット後の保持中もバッテリーから電気を消費しています。 待機電流をより少なくする為に分圧抵抗や基準電圧部の抵抗値を大きめにしていますが、それでも待機中は数mA流れます。 すぐにバッテリーを過放電させてしまうような電流量ではありませんが、オートカットが働いたらなるべく早くバッテリーは充電しましょう。 リチウムイオン充電池に内蔵されているプロテクト回路のようなμＡオーダーのほとんど電気を消費しない専用チップにはどうしてもかないません。 お返事 2008/3/20
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過放電防止回路にご丁寧な回答ありがとうございます！ まじめにやろうとすると仰るとおり、単純な回路ではダメですね。 （確かに負荷がなくなった瞬間に開放電圧は上がりますものね） 恥ずかしながら電子回路など学校卒業後久しくまじめに読み込んでいなかったので、気の迷い様の記事や回路はとても勉強になり、また、昔の工作欲がよみがえってきてうれしいです。 早速日本橋に出かけてパーツを買いに出かけようかなと思います♪ みささ 様
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それほど複雑ではなく、部品があれば数時間～半日もあれば作れる程度の回路で目的を達成できる事を目標にしていますので、電子回路のプロで無くても部品の見分けができてハンダづけができる程度以上の方ならお楽しみ頂けるよう努力しています。 部品代もだいたい1000円以内で済むくらい(ケースとかで凝ったら1000円を超えますが)・・・と気軽に楽しんで頂けたらと思います。 お返事 2008/3/24
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| スイッチが入/切しかない水中ライトの点滅化改造記事を希望！ | ||
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興味深く、楽しく拝見させて頂いております。 私は水中用のハンディライトを（知人の要望もあり）試行錯誤しながらタングステン球から白色LEDへと変えております。 今は３Ｗ級のルクセノンを使っています（ダイオード１個、単３電池３個だけのダイレクトドライブ）が１Ｗ級を３個にするためにスペースの関係上、小さな定電圧回路を求めて探していたところこちらですばらしいアイディアを拝見し（携帯電話ＤＣ-ＤＣコン）試してみようと思います。ありがとうございます。 問題はその次のオーダーで「点滅できるようにもして欲しい」とあり、スイッチ部が入/切しかないものに何をどう組み込むか。 このICで回路をつなげれば良さそうですが、全点灯/切/点滅/切/･･･とするためにはスイッチの状態を保持するものが必要になるのでしょうね。 ぬぬぬ...むずかしいっす。 しろくま 様
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しろくま様、ご覧いただきありがとうございます。 ライトの電源用スイッチ一個で「ＯＦＦ」「全点灯」「点滅」「ＯＦＦ」というパターンコントロールを、今回は掲載しませんでしたが次回以降掲載予定の「自転車用点滅ＬＥＤランプ(赤色)」のＩＣ部分を使えば作ることができると思います。 簡単な改造流用でできるもの(多少の不便アリ)と、ちょっとひとヒネリして作るもの(かなり便利)の二種類を考え付きました。(後者はちょっと実験してみないと本当に動作するかは謎ですが) 自転車点滅ライトのＩＣ部を使用してそれを実現する回路は時間があれば掲載したいと思いますが、年末年始は非常に多忙で現在実験が終っている記事のＷｅｂ化もままならない状態ですので、もし時間がかかっても良いのでしたら後日実験してみて結果を掲載します。 お返事 2006/12/4
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管理人さまレスポンスありがとうございます。 「自転車点滅ランプ」期待しております。どうぞお時間のあるときにお願いしますね。私も1つ購入し考えたのですが脳みそが足りないもので頓挫しておりました。 待ちますとも！！LINEARのチャージポンプ（LTC3424、大きさ見て断念）をはんだ付けするくらいなら... （当初はこれを考えていたのですが携帯充電器で解決しました。） 現段階の懸念事項は電流値（1W相当で360mA,3Wで700mAと大きい）くらいなのでこれは複数のDC/DCコンで対応します。 100円ショップって地方にもあるのでとても助かります。秋葉原までの調達旅費5000円が浮きますもの。 しろくま 様
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| お返事 |
では、年が開けて少し暇が出来るようになったら実験してみます。 ＰＩＣマイコンを使えば凄く簡単にできるのですが、ここはやはり(PICが使えない人も多いと思うので)100円ショップ物を流用して作れればと考えています。 多少は周辺パーツの追加も必要になりますので、秋葉原には一度は行って頂かないといけないかも？(買う部品が決まってしまえば5000円の交通費よりは秋月の800円くらいの送料＋代引のほうが安いですけど…) お返事 2006/12/9
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しろくま様に追加連絡です。 ご使用になられる水中ライトのスイッチは電池の「プラス」「マイナス」のどちらを切っていますか？ それとそのスイッチを経由せずに電池から直接電源を取る配線をすることは出来ますか？(スイッチで切り離す前の端子に配線をハンダづけできるか？) これらの要件によって作る回路が無茶苦茶簡単になったり、部品が多くなったりします。 情報無しで作ると「どの懐中電灯ででも使える」汎用のものになりますが逆に部品が増えて複雑な回路になって、懐中電灯によっては中のスペースに収まらないものになってしまっては意味がありませんし・・・ もし簡単に作れるほうであれば、しろくま様のライトではそれを使ってもらって、もう１つどのライトでも使えるほうの回路も両方公開すれば当ＨＰを見られているどなたでも使用することができますので、できれば両方公開はしたいと思います。 もしこれをご覧になりましたら「迷い箱」まで投書をお願いします。 お返事 2006/12/19
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遅くなってすみません。ここのコメントを見逃していました。 使用するライトは東芝K-243というライトで単三x4本直列仕様で 電球接点 +-+-+-（ここに切り離しスイッチ）+-電球接点 です。 電池から直接電源を取る配線をすることは出来ると思います。配線が電池交換時に邪魔をするので少し工夫が必要ですが。 文章でライトの概要をお伝えできているか判りません。申し訳ありません。よろしくお願いします。 しろくま 様
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東芝K-243というと、右の写真の水中ライトDIVEMATEと同形のものですね。MADE IN CHINA のパチモンのようですが、実は私もこれをハロゲン球に取り替えて前から使っていたりします（＾＾； スイッチは電池ボックスの後ろ側にあり、ボディを回転させてカチカチとＯＮ／ＯＦＦするタイプなので、電池から直接電源を取る方式よりは、電源自体がＯＮ／ＯＦＦされて動作するどのライトでも使える汎用の回路のほうが良さそうですね。 このライトはリフレクタの裏側に隙間がタップリあるので改造回路やDC-DCコンバータを入れるのが楽で良いです。 既に３Ｗ白色ＬＥＤ化の為にDC-DCコンバータを入れられていて、半分くらいは隙間を使用されてしまってるでしょうか。 今他のライト物の改造をして記事を書いている最中ですので、少し後になりますが水中ライトの点滅改造も記事にしたいと思います。 お返事 2007/2/10
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管理人さまこんにちわ >スイッチは電池ボックスの後ろ側にあり、ボディを回転させてカチカチとＯＮ／ＯＦＦするタイプなので、電池から直接電源を取る方式よりは、電源自体がＯＮ／ＯＦＦされて動作するどのライトでも使える汎用の回路のほうが良さそうですね。 ご入手済みですか 良かった。 構造を文章でお伝えするのにかなり不安でしたので。 >このライトはリフレクタの裏側に隙間がタップリあるので改造回路やDC-DCコンバータを入れるのが楽で良いです。 こちらを改造する人が結構多いです。リフレクタ外周をまずやすりで削りリフレクタの自由度を増やしてからが使い勝手良いみたいです。 >既に３Ｗ白色ＬＥＤ化の為にDC-DCコンバータを入れられていて、半分くらいは隙間を使用されてしまってるでしょうか。 実はニッケル水素ｘ４のダイレクトで（逆流防止ダイオード１つのみ）動かしていますのでスペースはまだあります。放熱用に厚さ５㎜のアルミ円盤を噛ましているので高さはそれほどないですけれど... 自由になるスペースが大きいのでアイディア次第で面白いものが作れると思い使っています。 しろくま 様
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ニッケル水素×４で運用されているのなら好都合です。 その状態でＬＥＤ化していても、元の電球のままでも使用できる点滅／点灯切替回路を作りましょう。 お返事 2007/2/11
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| お返事 |
最初の投稿から１年以上経ってしまいましたが、回路図です。 ネタ(回路)としてはほぼ確定していましたが、他の記事・ご質問などに押されて今まで掲載が遅れてしまいました。すみません。  自転車点滅ライト(赤色)は各社から出ていますが、回路図のような端子配列(信号線のHI/LOW)のものなら流用できます。 自転車点滅ライトのほかの部分(LED等)は使用しませんので、基板を中央のIC付近だけ残してカットしてしまい、必要なパターンだけに配線するのが良いでしょう。 回路の動作は「電源がOFFになっても点滅ICだけはしばらく動作している」という最近ご紹介しているICバックアップ方式で、この回路ではICのGND側をダイオードで分離しています。 それは「スイッチ端子」を常にGNDと接続しておきますが、ダイオードでICのGNDと分離することで電池からの電源が供給されている間はダイオードを介してスイッチはON(GNDに落ちる)しますが、電池がOFFの時にはICから見ればスイッチはGNDと接続されておらずOFFに見えるようになります。 これは自転車点滅ライトのICが「電源ONの時点でスイッチがGNDに落ちていると最初のパターンになる」「常にスイッチをONにしていても問題は無い」回路になっている事を利用したものです。 長い間電源を切っていた状態からライトのスイッチを入れると点滅ICは「最初の点灯(点滅)モード」で点滅をはじめます。 このICの場合は「最初の点灯(点滅)モード」は『常時点灯』ですのでライトは普通に点灯します。 点灯中に「一瞬だけスイッチを切って、また入れる」操作をすると、「次の点灯(点滅)モード」に切り替わります。 この水中ライトの場合、電源スイッチが「テール部を回す」ことでON/OFFするタイプなので、クルクル回して次々とON/OFFできるので操作が非常にスムーズにゆきます。 普通の懐中電灯のようなプッシュON/OFFスイッチでは「OFFの為に一回」「ONに戻す為に一回」の合計２回スイッチを卯押さなければなりません。 この水中ライトはまるでこの改造をする為にこんなスイッチ構造になっているようなものです(笑) この点滅ICには７パターンの点滅モードとOFFの合計８つの状態があり、OFFの際には電流は消費しません。また今回の追加回路も消灯時には電流を消費しませんので「消灯モード」を選択した場合はそのまま懐中電灯の電源スイッチはONでも構わないでしょう。 気分的には長い間使用しない時には懐中電灯側の電源スイッチは切りましょう。 また７パターンもあるのでどれかの点滅モードで使用している状態から常時点灯に切り替えたい時には次々とパターンを進めてゆく必要があります。 それが面倒な場合は一旦懐中電灯のスイッチをOFFにしてから5～10秒待って再度電源を入れてください。ICのバックアップが切れて最初の点灯(点滅)パターンからはじまります。 モード切替の方法を知らない場合、この改造懐中電灯は全く普通の懐中電灯と同じ動作をしますので操作に間違いがありません。 このICでは最初の点灯(点滅)パターンが「常時点灯」ですから懐中電灯として普通に使用できるわけですが、他社製自転車点滅ライトだと最初のモードが「点滅」のものもあります。 最初が点滅の場合は懐中電灯の電源を入れた際に点滅になってしまい、点灯で使いたい場合はわざわざモードを進める必要があるので不便です。できれば最初の点滅モードが「常時点灯」のものを選びましょう。 ● 回路的なこと 今回使用した自転車点滅ライトのICは3V製品用で、以前の実験で6Vをかけると焼けてしまいましたので、今回は電流制限抵抗を介して6Vの電源と接続する方法を取っています。 SD2とC2は無くても原理的には問題は無いのですが、たまに不安定になるようなので入れています。 今回はICの出力から積分回路への渡しはフォトカプラを使用しています。 数社の自転車点滅ライトを試しましたが、多少電気的な性能のバラつきがあったので、どのタイプでもほぼ間違いなく動作するように赤色LEDのかわりにフォトカプラの中のLEDを光らせることで誤差を吸収する意図です。 フォトカプラに接続するICのOUT端子は５つ(３つ)あるOUT端子のうち真ん中のものが良いでしょう。点滅パターンがいちばん平易です。 電球はFET(2SK2231)でドライブしていますが、ゲート電圧は点滅ICから出ている信号そのままではなく、C3・R4の積分回路で少し時定数を長くとっています。 既に他の記事で書いていますが、この点滅ICの出力は「常時点灯」の場合は本当に「常時」信号がONなのではなく、一定のパルス出力になっています。元の製品ではLEDの電流制限抵抗がなく常時ONでは過電流になる為にパルス点灯させる為です。 そのままのパルスで電球を光らせると非常に暗くなります。(暗くする為のパルスだからあたりまえ) ですから、パルス分を平滑して常にONになるよう時定数を計算して積分しています。 商品によっては常時点灯モードの場合パルス点灯では無いものもありました。そのような製品の場合は積分回路は必要ありませんが、個別にどこのメーカーのどの点滅ライトの場合はと解説できませんので、一般的な点滅ライトで全て使用できる回路としています。 FET・フォトカプラ・ショットキーバリアダイオード等は絶対にこれを使う必要はありません、互換品・似た性能のもので結構です。FETはほとんど発熱しませんので放熱板などは必要ありません。 アルミ電解コンデンサの耐圧は10～16V程度、C2は耐圧50Vのマイラコンデンサで良いです。 元の自転車点滅ライトでは導電ゴムを端子に押し当てるスイッチを使用していますが、今回の懐中電灯ではスイッチ部は金属を接触させるタイプなのでON/OFFの際にチャタリング・ノイズが少し多いようです。 原理的には長期電源OFFの状態からはじめてONにした時には最初の点灯(点滅)モードが選ばれるはずですが、たまにもう１つ先のモードや、OFFのモードが選ばれる場合があります。 そのような時にはモードを進めて目的のモードを選択するか、もう一度電源を切って10秒程度後にもう一度電源を入れてください。(常時点灯モードにしたい場合は、です) 同様にモードを１つだけ進めたいと思い一回電源を切り・入りしただけでも２つ先のモードに進むような場合もあります。 元の自転車点滅ライトの製品状態でもこのようなモード飛ばしや不安定な動作は何度も確認されていますので、高い製品では無いのでその程度の不安定さは最初からあるとあきらめましょう（＾＾； キーチェーン型LED白色ライトで、スイッチを押すたびに「OFF→常時ON→点滅」の２モード＋OFFの動作をする商品があります。この商品のICを使えば常時点灯か点滅しか選べませんので７モードも回す必要も無くストレスがありません。ただ売っている店が少ないので記事としては具体的には掲載致しません。 お返事 2008/3/17
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| 車上あらし防止、防犯LEDフラッシュ | ||
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車上あらし等に効果的な防犯LEDフラッシュの製作を考えています。 コンデンサマイクをセンサーに使って人物などの物音に感知しLEDを数秒フラッシュさせる単純な回路です。 夜の暗い車内での突然の光の発光は防犯にちょっとした効果があると思います。 物音がすると、コンデンサマイクが音を拾ってアンプICで増幅しその信号をタイマーICなどで数回LEDを発光させるたいのですが回路図がうまく出来ません。 迷い箱さんが簡単に思いつく回路はありませんでしょうか? 車上あらしが最近多いらしいので、あったらいい小物グッズとしてどうかよろしくお願いします。 猫の尻尾 様
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| お返事 |
実用的か、効果的か・・・については置いておくとして、次のような回路が考えられます。 ▼回路図をクリックすると拡大表示
 ECM(エレクトレット・コンデンサ・マイク)の微弱な電気信号をOPアンプ(オペアンプ)LM358で増幅します。(回路図の一段目、基本的な反転増幅回路) ピュアオーディオ用のマイクアンプなら4558互換の低ノイズOPアンプ等を使用するのですが、今回は音質には全く拘らずに単に「音声信号があった時」を判断するだけですのでこの程度で大丈夫です。 増幅度(倍率)は「音声ゲイン調整」用の半固定抵抗で可変でき、100倍～∞倍(実際はOPアンプの限界の１万倍程度)の間で調整できます。 本装置のマイク感度調整はこの「音声ゲイン調整」用の半固定抵抗を回して行います。 LM358の二段目はコンパレータとして動作し、一段目で増幅された音声信号がある一定のレベル以上あった時に出力(7番ピン)を＋に振ります。 音声を感知すると出力が＋になり、その電圧でコンデンサC3を充電してタイマーを動作させます。 動作モニター用に赤色LEDを付けていますので、完成調整時にマイクからの音声が感知レベル以上の時にはこの赤色LEDが音声にあわせて点灯します。 感知判定用の「スレッショルドレベル調整」用の半固定抵抗は基本的には真中に回しておいてください。 タイマー部はCRによる放電時間を頼りにしていますので、正確な時間のタイマー回路が必要であれば＋電圧でトリガーのかかるワンショット回路をタイマーICなどを使って作るのも良いですね。 回路図の通りに作ると、何か音が入ると約20秒程度の時間自動点滅LEDが点滅します。 点滅をし続ける時間はC3の10μFを適宜変更するか、R2の1MΩを変更します。R2はFETのゲート保護も兼ねていますので注意してください。 今回の出力回路は恒例の2SK2231によるスイッチング回路としました。 555等のICでLED点滅回路を作っても良いのですが、今回は警告を発するのに「自動点滅LED」を使用して、発振回路などを製作する手間を省きます。 もちろん、ご自分で発振回路などを作って繋ぎたい方(自分で設計できる方)はご自由に回路を変更してください。 2SK2231の電流許容量以内であればブザーでも電球でもお好きなものを接続できます。(このままでは音の出る物を繋ぐと、永遠に動作し続けますが…) 今回はセンサー部の回路例を示す事を主目的としています。 ● 調整方法 「スレッショルドレベル調整」用の半固定抵抗VR1は真中にしておきます。 「音声ゲイン調整」用の半固定抵抗VR2を右いっぱいに回すと、周囲のノイズ程度でもモニター用赤色LEDがチラチラと明滅して音声が感知レベル以上である事を示します。もちろん出力の自動点滅LEDは点滅します。 「音声ゲイン調整」用の半固定抵抗VR2をゆっくりと左に回してゆくと、どこかでモニター用赤色LEDがあまり点灯しなくなり、更に回すと点灯しなくなる位置があります。 その点灯しなくなる位置よりほんの少し左側にセットします。 左いっぱいに回してもまだチラチラする場合は「スレッショルドレベル調整」用の半固定抵抗VR1を右に回して感知する判定レベルを上げてみてください。 逆に右いっぱいの時でもあまり反応しない場合は「スレッショルドレベル調整」用の半固定抵抗VR1を左に回して感知する判定レベルを下げるてみてください。 テスト回路では「スレッショルドレベル調整」用の半固定抵抗VR1は真中で、「音声ゲイン調整」用の半固定抵抗VR2を回すだけでかなりの範囲の音量に対応できました。 ● 感度、など 室内に本回路とマイクを置き、約１メートル離れた所の窓ガラスを「コン」と叩く程度で反応します。 もちろん人間が何か声を発する、また手をバンと叩くなど何らかの音声を感知すると反応してLEDが点滅します。 窓の叩き方、回路で使用したコンデンサマイクの品種、レベル調節位置などでどの程度の音量で動作するかは変わりますので、あくまでテスト回路での動作試験結果程度と思ってください。 ● 実用度、など 自動車用品メーカーなどからなぜこういう「音声反応方式」のアラーム装置が発売されていないのでしょうか？ それは音声方式だと誤作動が多くてあまり商品としては実用的では無いからです。 自動車の車内に置いたとして、感度が良いと車外のあらゆる突発音に反応してしまい、周囲が静かなうちは良いですが近くを他の車が通った時の音や振動でアラームが動作してしまう事も多いですね。 もしアラームがLED点滅以外に自動車のクラクションを鳴らす防犯装置のような接続になっていたら、近くを車が通る、同じ駐車場に別の車が出入りするたびにクラクションが鳴りまくる近所迷惑な防犯装置になってしまいます。 まわりを他の自動車などが通行しない田舎の一軒屋ならこういう問題は無いでしょう。 また車内で音声を拾うという事ですから、外を他の車が通ったくらいでは反応しない程度の感度にしておくと窓ガラスをかなり強く叩くなどしないと反応しないおマヌケな防犯装置になる可能性も高いですね。 車上荒らしが来て車内を物色する為にそばを歩く程度の音では何も反応せず、いざ「やってやろう」と思って窓ガラスを割った時の強い衝撃ではじめて反応して点滅する程度の動作になるかもしれません。 窓ガラスを割った時にLEDが点滅して驚いて何も取らずに逃げてゆくかもしれませんね。(ガラス交換費用は７万円程度以上だとか…) このように、車を止めておく場所の周囲の音環境などにより感度調整がたいへん面倒な機器を、購入者が誰でも簡単に無調整で使用できるのが必須条件の市販機器として販売できるメーカーはほとんど無いでしょう。 個人が趣味の工作で製作して、自分で動作調整をして使用するには機器の調整の難しさなどは誰からも文句は出ないですから、音声感知式のセンサー警報機を作ってご自分の車にとりつけるのは面白いと思います。 音声レベルを最適に調整する自作ならではの楽しみも・・・ 車用でなくても、静かな場所で何か音がしたら異常だと判断して警報を出したり、照明をつけたりと色々と応用が利く回路ですので、記事を読まれている方でそれぞれ何か目的に一致したら活用してみてください。 投稿される方から見ればどうでもいい事と言えばどうでもいい事なのですが、このサイトの名前は「迷い箱」ではありません。最近の投稿に多いのですが・・・ 『気の迷い』が正式名称です。 「迷い箱」は投稿を投げ入れる「箱」・それを掲載しておくコーナー(ページ)の名前ですので「迷い箱さん」という方はどこにもいらっしゃいません。 お返事 2008/3/8
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気の迷い 様 こんばんは。前回はお名前を間違って書きすみませんでした。 間違って呼ばれるのはあまり気分良くありませんよね。反省してます。 回路図ありがとうございます。ブレッド上で回路を繋げましたらとてもうまく動作しています。感激です。 感度を上げると凄い高感度でビックリするほど遠くの音まで反応していました。 待機電力も1.5mmアンペアと良い感じです。 以前、LM386を使って2段アンプで試したのですが何故かうまく行かず困ってこちらに投稿させていただいたのです。 抵抗とコンデンサの組み合わせって難しいですね。 車上荒らし対策と思っていましたが、家の中でも十分活躍しそうです。 室内で赤外線センサーだとペットの犬猫など動きに反応しますがこちらは音センサーなので誤作動する可能性が少なくなる気もします。 もっとも犬猫が音を立てるので誤作動は一緒ですが、、、 センサー部は気の迷いさんのおかげで完璧ですので、あとはLEDの部分を遅い点滅ではなくもう少しインパクトのある断続フラッシュにしようと思っています。 最近、PICの勉強を始めたばかりで、勉強がてらチャレンジしたいと思います。 センサーからの入力があると、0.1秒LEDをオンして0.1秒オフそれを10回繰り返す。 頭で考えるのは簡単ですが、私にはプログラムを作るのに時間が掛かりそうです。 あと写るんです等のストロボを流用するともっと威嚇出来そうですね。 ところでマイコンを使わなくても、1秒間断続フラッシュなど簡単に出来るんでしょうか？ 週末にでも頑張って本番を製作したいと思います。 出来ましたら、また連絡させていただきます。 突然来てわがままな書き込みにも、親切丁寧に対応していただきまして 本当にどうもありがとうございました。 猫の尻尾 様
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| お返事 |
確かに、一段目はLM386のような音声信号用のアンプICを使っても同様な機能の回路は作れると思います。よくあるLM386アンプだと増幅度は20倍と200倍などをコンデンサを変えるだけで変更できますし便利ですよね。 この装置のキモは２段目でうまく音声の有り/無しを判断させるかの部分で、その部分とマイクアンプ部を込み込みでかなりの部分を共用(回路図の上のほうの基準電圧・マイク用電源を作っている部分)してしまう事で全体の部品点数を減らす工夫をしています。 マイクアンプ部、比較スイッチング部と別々のICや回路で作っても同様の機能は実現できますが、そこはそれ「気の迷い的手抜き回路」の手法でできるだけ安く！(笑)できるようにしています。 簡単な理屈の回路であるぶん、先述の通り運用面ではなかなかの曲者だったりします。 確かに無音の室内での防犯センサーなどにも使えますが、犬や猫の声や物音でも反応してしまいますね。人工知能搭載で動物の鳴き声では動作せず、物音や人の声には警報を出す装置なら良いのですが・・・(そんなの数百円ではできません) 本物の防犯会社のガラス割れセンサー等ではそういう専用のセンサーか、または圧電素子等をマイクの代わりにした上で「ガラスの割れる音・ヒビが入る音」の周波数だけに反応するようなフィルター回路を入れていたりと、回路は複雑になりますが誤作動などが無いようなしっかりした回路となっているそうです。風の音や振動・ガラスを叩く程度(窓の開け閉めも)では反応せず、ガラスが割られた時だけ警報を出す装置ですね。 用途によってはそのようにフィルターを入れれば誤作動を少なくすることもできますね。 刺激的なLEDフラッシュ回路や、ストロボ発光回路なんかは面白いですね。 １秒間隔(設定は自由に可変できる)で断続する信号を作るなどは上でも書きましたがタイマーIC 555が非常にポピュラーです。 そういう低周波の発振回路から「音」を出す程度の周波数を作る回路、また「ワンショットタイマー」という一定時間ONになるタイマー回路など様々な「時間・ある程度の幅の電圧信号」を作れるICです。 PICを学習されるのももちろん今の時代に沿っていてたいへん面白いと思いますが、タイマーIC 555は電子回路を作る上では避けては通れない道(笑)だと思いますので、一度ネット検索ででも調べてみてください。 このページの「ＬＥＤをゆっくり点滅させたい。」でもちょっと点滅周期は遅いですが使用しています。 お返事 2008/3/11
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気の迷い 様 週末に一通り作成してみました。 PICのプログラムは、まだまだ私には敷居が高くネットで見つけた赤外線センサー用のプログラムを使いました。 LEDを0.1秒間隔でフラッシュすることにして、音声信号が無い場合はスリープモードに入り、音に反応するとINT割り込みでPICスタートです。 全体の待機消費電力は1.5mA以下で動作しています。 それと、日中はCDSのセンサーでLEDを光らない様にしています。 昼間の外音の誤作動をすくなくして消費電力を稼いでいます。 使用した感じ、やはり音センサーなので誤作動はある程度ありますが車のガラスを叩く衝撃など良い感じに作動しています。 ただ、LEDでは大きなインパクトがないのでストロボ発光などさせて今後、さらなる防犯効果を目指す予定でいます。 今回の回路で一番重要な点は、オペアンプを増幅処理でだけではなくコンパレータを使い電圧変動を確実に認識させることでした。 この知識が無ければ一人ではこの電子工作は出来なかったと思います。 この様な、貴重な情報を提供していただき本当にどうもありがとうございました。 これからもいろいろな情報楽しみにしています。 猫の尻尾 様
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| お返事 |
多少誤作動はあるようですが、車でもそこそこ役に立っているようですね。よかったです。 今回猫の尻尾様が組み立てているように、電子回路は１つ１つの「基礎機能」の回路を組み合わせれば様々な物を作り出す事ができます。 今回の回路の音センサー部も別の回路図でも作れますし、ランプを点滅させて威嚇する部分もPICを使ったりタイマーICを使ったりフラッシャーを使ったりと色々と工夫ができますね。 今回の回路は「自動車で」という事で電源はヒューズボックスから12Vを供給する前提で回路の電圧も12Vで設計しています。(もちろん乾電池用に5～6V用に部品変更も可能です) 車で12Vで使用するなら、今考えられている「ストロボフラッシュ」を付ける場合はたとえばこんなストロボフラッシュなら回路図中の自動点滅LEDの変わりにこれと付け替えるだけで威嚇効果絶大のストロボに変更する事も簡単にできるような設計にしています。 また点滅ランプでは無く「ドアスイッチ」の配線をFETのドレインに接続すると「音声を感知したら車のルームランプが点灯する」装置にもなります。(あまり雑音で点灯 | |