動作確認を・・・
昨日基板が完成したので、仮組をしてみました。
まず、トスリンクの入力の基板を作成し、各種ケーブルを作ります。ケーブルは、今日の朝にQIコネクタを注文したので、本組はそっちをつかいます。
オペアンプでレールスプリッタ回路を作成します。ボルテージフォロワーを組めばOKです。
このあたりは、本組したときに回路図を載せます。
ケーブルの接続に注意して組み立てます。
2011年1月アーカイブ
PCBCARTより基板が届いたので、さっそく作りました。
高い金払っただけあって、基板の出来は良いです。大体思った通りに作ることができました。
左の小さいチップが、PCM1794A、右のチップが、CS8416です。それぞれSSOP、SOPと呼ばれるパッケージです。ピン数は同じなのですが、大きさが全然違いますね。
SSOPの半田付けが面倒で、普通には半田付けができません。一度半田ブリッジするくらい半田を盛ってから、半田吸収線で余分な半田を吸収します。すると、上の写真のようになります。フラックスは、無水アルコールを染みこませた綿棒などで拭き取ると綺麗になるようです。
アナログ音声信号のコンデンサに、積層セラミックが入っていますが、ここはフィルムにするべきでした。
まだ動作確認をしていないので、動くかどうか心配です。あと、部品が少し足りていないので、共立で注文する予定です。
注意: 勝手に筆者がまとめているものです。間違っている情報が含まれる可能性があります。
基本的なこと
バッテリー上がり
自動車などに積んでいるカーバッテリー(鉛蓄電池)が、放電しきっているもしくは、セルモータ(エンジンを買えるためのモータ)が十分に回転させることができない状態になっていることを、バッテリーが上がったと言います。
基本的に、セルモータを回しエンジンをかける時には、バッテリー電圧が12.4V以上必要です(12V車の場合)。それ以下の場合は、エンジンが掛かりにくくなったり、最悪掛かりません。
その時に行うのが、ジャンプスタートです。救護車とブースターケーブルが必要です。救護車には、一定の条件が整っている必要があります。
ジャンプスタートは、自動車教習所でも習いますが、実践しているところはあまりないかと思います。
バッテリーの種類
自動車に搭載されているバッテリーの電圧には、12V、24V、48Vがあります。
通常の乗用車は、12Vでマイナスアースとなっています。
ジャンプスタートを行うときは、同じ電圧のバッテリーを積んだ救護用の自動車が必要です。
マイナスアースとは
通常電源には、プラスとマイナスがあり、どちらかをグランド(アース)として使用します。その時、マイナス側をグランドとしてる車を、マイナスアース車といい、逆をプラスアース車と言います。
マイナスアース車がほとんどなので、大丈夫だと思いますが、ジャンプスタートをするときは、同じアースの方法かどうかを確認する必要があります。
ジャンプスタートの方法
マイナスアース車で12Vの乗用車で説明します。それ以外は適応されません。
必要物
- ブースターケーブル 赤黒の2本 5m・100A以上あった方が良い
- 救護車 (電圧とアース方式の一致する自動車)
- 故障車 (バッテリーの上がった自動車)
方法
- 救護車と故障車を向かい合わせ、ボンネットを開ける。 (バッテリーがボンネット内に無い場合は、バッテリー同士が近くなるようにする)
- 救護車のエンジンを掛ける。 (掛けなくても良いが、救護車がエンジンを掛からなくなるのを防ぐために掛けておいた方が良い。ただし、熱が出るので、エンジン部やその付近に、触れないにようにする)
- バッテリーのプラス端子が、カバー保護されているので、説明書に従い取り外す。
- ブースターケーブル赤を、故障車のバッテリーのプラス端子に取り付ける。
- ブースターケーブル赤を、救護車のバッテリーのプラス端子に取り付ける。
- ブースターケーブル黒を、救護車のバッテリーのマイナス端子に取り付ける。
- ブースターケーブル黒を、故障車のボディーアースに取り付ける。 (バッテリーから離れた金属部に取り付けてください。ボルトなどが固定しやすいかと思います。この時、火花が飛び散る可能性があります)
- 充電が始まります。
- 救護車のエンジンの回転数を1500～2000rpmくらいにする。(アイドリング状態でも良いが、このくらいの回転数が、一番発電効率が良い)
- 1分から5分ほど待ってから、故障車のエンジンを掛ける。普通に掛かるはずです。
- 接続した逆の順序で、ブースターケーブルを取り外す。
- 故障車のエンジン掛けたままにし、最低30分は走行し、充電を促す。2時間くらいは、掛けたままのほうが良い。
注意点として、3つあります。
- ボディーアースは最後に接続します。バッテリーのマイナス端子に繋いではいけません。
- マイナスから接続してはいけません。
- プラス端子とマイナス端子を接続してはいけません。
これを守らないと、非常に危険です。
バッテリーは、水素ガスを放出しています。電気的な回路が完成すると、最後の接続を行うときに、火花が発生します。この火花が、水素ガスに引火し、バッテリーの電解液(希硫酸)が飛び散る可能性があります。希硫酸がもし目に入り、流水で流さないと、失明する可能性があります。特に、ジャンプスタートをやるような環境でだと、水道がない場合があるので、その可能性が上がります。
水素ガスへの引火を防ぐために、なるべくバッテリーから離れたところで、アースがされている部分に繋ぎます。故障車は、水素ガスの発生量が、救護車に比べると少ないので、最後に接続します。
マイナスアース車であれば、ボディーがマイナス端子になってるので、マイナス端子を先に接続するとプラス端子がボディーに接触したときにショートを起こし、フューズが切れます。また、火花と熱が発生し、ブースターケーブルとボディーを溶かす可能性があります。
プラス端子とマイナス端子を接続すると、大電流がブースターケーブル内を流れ、車のフューズが切れます。
救護車側は、バッテリーのマイナス端子に接続していますが、こちらもボディーアースに接続しても問題ありません。マイナス端子に接続している理由は、充電効率を向上させたり、抵抗を少なくするためです。
エンジンが掛からない場合
バッテリー上がりだけが原因ではない可能性があります。
セルモータの故障や、エンジンの故障、スパークプラグの故障などが考えられます。
その場合は、ジャンプスタートをあきらめ、レッカー移動などで車を移動させてください。
覚え方
ジャンプスタートは、同じ色同士を繋ぎ、故障車のボディーアースを最後に接続する。ということです。
同じ色同士を繋げば、充電ができます。電池の並列接続を行っていると思えば、簡単です。
プラスを先に繋いで、マイナスを後に接続します。さらに、ボディーアースを最後に接続します。
プラス端子の接続で、故障車と救護車の順番はどちらでも良いです。ただし、故障車のボディーアースだけは、必ず最後にします。
後処理
一度バッテリーが上がった自動車は、バッテリーが劣化し、十分な能力を失っている可能性があります。そのため、再びエンジンが掛からなくなる可能性があります。このジャンプスタートを行った後は、ディーラなどでバッテリーを点検してもらうことをお勧めします。
バッテリーの点検法(自己責任)
正常なバッテリーの電圧と電解液の比重を測定することで、大体のバッテリーの性能がわかります。詳しい性能が知りたければ、点検してもらってください。
バッテリーの電圧
エンジンを切った状態で、バッテリーのプラスとマイナスの電圧を測定します。その時、正常な充電状態であれば、12.6～13Vの電源電圧があります。
エンジンを掛ける際に、セルモータが回転中は、10V前後まで下がりますが、正常です。
エンジン始動後は、オルタネータ(充電器)が始動し、13.8～14.3Vになれば正常です。それより低ければ、バッテリーの充電性能が落ちているか、オルタネータが故障しています。
電解液の比重
電解液として、希硫酸が使用されています。硫酸を、蒸留水で薄めた物が、希硫酸です。
鉛蓄電池の電解液は、化学反応により、充電状態であれば、希硫酸になり、放電状態であれば、水になります。つまり、比重が1であれば、完全放電状態、それよりも多ければ、充電状態にあります。
フル充電状態であれば、比重は、1.28ほどになります。1.25を下回ると、放電状態です。
比重は、専用の比重計で行います。
電解液の量
電解液が、少なくなっていたり多くなっていたりすることで、バッテリーの性能が変わってきます。
バッテリーを揺らして、UPPERとLOWERの間に水面が来ているか確認しておきます。
もし少なければ、バッテリーの上部のネジを外し、蒸留水を追加します。決して希硫酸を追加してはいけません。硫酸の濃度が変化していまいます。
この電解液の量は、自動車教習所でも学ぶことで、日常点検に含まれています。
参考ウェブサイト様
こちらも確認することをお勧めします。
バッテリー上がり対策の基礎知識(2/2) all about
バッテリー上がりで使える裏技 D-Stop -ドライバーよ止まれ-
鉛バッテリーの比重値と液温·充電状態·測定方法 High Grove Inc
道具の紹介
本日は、成人の日と言うことで、成人式に行って参りました。
懐かしいメンバーが集まって、まぁまぁ良かったとは思いますね。その中には、誰ぞやわからんやつも・・・
あ、特に成人になって変わることはないと思います。はい。
と言うわけで、いつも通りよろしくお願いします。
で、その帰りの出来事でした。
楽して母に送迎を頼んだんですが、帰りにその車のエンジンをかけようとしたその時！
自動車「ブルブル、ウォンウォン、カッ、カッ、カッ・・・」
と、エンジンが掛かりませんでした。簡単に言うとバッテリ上がりですね。
以前からエンジンが掛かりにくいな～っと思っていたのが、ここに来て影響が出ましたね。ちなみに、車は、会場の玄関前の道で停車中。超目立つ。
どうしようもないので、父に車で救護を頼み、ジャンプスタート。到着まで約30分、セッティングして、その後、普通にエンジンが掛かって一安心。
何人か(50人くらいかな?)は、玄関前に居たので、見られてたかもしれませんね。
ジャンプスタート初めてやったので、この際まとめておきますかね。(笑)
汚い半田使いで、すみません。
2011年1月12日追記: 写真をよく見ると5Vの出力(裏面右下)が接続されてません。つなぎ忘れてました。また、±12Vの入力にダイオードを入れて誤接続防止をする方が良いかもしれません。
電源回路の完成
ユニバーサル基板で作りました。この基板、Amazonで買いました。90mm×70mmが6枚で、1500円だったので、購入しました。FR-4って書いていたので、ガラスエポキシ基板です。
で、実際届いた物を見ると、ランドが小さく、半田がしづらい。こんなに小さいランドでしたかね？
また、この基板は両面基板です。なので、半田が反対側に流れていきます。
色は、青を選んでみましたが、思っていたよりも暗い色で、なんか見た目がいまいち。
まあ、取りあえず安い基板がほしければ、これを買っても良いじゃないでしょうか？
動作確認したところ・・・
24Vのアダプタを使って電源をとり、それを3kΩの抵抗で分圧して、±12Vを作り、この回路に入力して、それぞれの電圧を測ってみました。
すると、どうも電圧が低い。3.3Vのところは、2.5V、5Vのところは、0、9Vのところは、3.8Vとなっていて明らかにおかしい。
分圧の電圧を調べると、5Vと-19Vになっており、バランスが崩れてます。予想はしていましたが、まさかここまで崩れるのは、想定外です。
OPアンプや専用ICで、レールスプリッタを作るしかなさそうです。
ということで、次回はレールスプリッタ部分を作ります。
大失敗
結果から言うと感光基板3枚使ってみましたが、全部失敗しました。
1回目は、蛍光灯による露光で、露光不足気味、現像過多、エッチング不良により、全部通電するという不良品に。
2回目は、直射日光による露光で、露光過多、現像過多により、パターン剥離の不良品。
3回目は、直射日光による露光で、露光不足、現像不足により、不良の塊に。
感光基板は難しいですね・・・
失敗理由をまとめてみた
OHPシートでプリント基板用の物を使用していない
普通のOHPシートを使用したため、印刷品質があまり良くなく、すかしてみると、パターンから光がよく見えます。これでは、うまくいきませんね。
プリンタ(EP-802A)がOHPシートの印刷に非対応
これは、調査不足でした。EP-802Aは、光学センサーを使用した印刷位置合わせを行っているようで、透明フフィルムには、印刷できません。無理矢理、OHPシートと普通用紙を合わせテープで固定し、光沢用紙設定で印刷してましたが、どうやら解像度が不足していたようです。
専用の露光器を使用していない
感光基板は、専用の露光器で露光すべき物です。感光基板の説明書には、その露光器を使った時間しか書かれていないので、露光時間が不明です。
OHPシートと感光基板の間に隙間があった
感光するときに、OHPシートと感光基板の間に1mmほどの隙間ができてしまい、傾き具合や光源の位置を変わることで、微妙に変わっていました。これが原因で、パターンがうまく感光されなかったようです。
コメントすると
エッチング液や現像液は、廃液処理しなければいけない危険なもので、その扱いが面倒です。また、基板を流水で洗浄するときも、10分くらい洗わないと、エッチング液がのこることがあるようです。
今回は断念してPCBCARTに依頼
今回は、感光基板を利用して作成することをやめて、PCB製作会社に頼むことにしました。
PCBCARTに依頼してみました。コストは、約90ドルかかり、結構高い出費となります。これで、回路図とかミスってたら涙目ですね。
挨拶
新年明けましておめでとうございます
2011年もよろしくお願いします。
部品一覧
さて本題
DAC CS8416とPCM1794Aの部品一覧を作ってみました。注意: 数は必要数ではなく、私の購入した数です。
- IC
- Texas Instruments(burr-brown) PCM1794A 数1
- Cirrus Logic CS8416 数1
- Texas Instruments(burr-brown) OPA2404 数3
- 積層セラミック
- 50V 1pF 数10
- 50V 0.022uF 数10
- 50V 0.1uF 数50
- 50V 2200pF(フィルムコン推奨) 数10
- 50V 2700pF(フィルムコン推奨) 数10
- 電解コンデンサ
- ニチコンES 16V 10uF 数3
- ニチコンES 16V 47uF 数10
- ニチコンES 25V 47uF 数2
- カーボン抵抗 各数100
- 3kΩ
- 47kΩ
- 10kΩ
- 750Ω
- 560Ω
- 270Ω
- 100Ω
- 抵抗アレイ
- 10kΩ*5 数1
- トスリンク TORX147 数5
- ピンヘッダ 色々なタイプがあるので数量不明
- ピンコネクタ 色々なタイプがあるので数量不明
- 短絡ソケット 数10
- 三端子レギュレータ
- TI UA78M33CKCS 数2
- 7809 数1
- 7909 数1
- 7805 数1
- ACアダプタ 24V 数1
- DCジャック 数1
- RCAコネクタ 赤白 各数1
- ICソケット 8pin 数3
- 熱収縮チューブ
- 感光基板 100mm*75mm 数3
- エッチング液 200mlタイプ 数1
- 現像液 200mlタイプ 数1
- フラックス 無洗浄タイプ 数1
共立エレショップとDigikeyにて、購入しました。IC系は、Digikeyで購入する方が安いです。特に、トスリンクは、Digikeyでしかほぼ入手することができません。
注文して荷物が届いたが・・・
12月26日に共立・Digikeyで注文し、28日・29日に荷物が届きました。
さっそく荷物を確認してみると、部品が間違っているじゃないか！！しかも、2店とも！
共立のほうは、ヘッダコネクタを注文してたのに、ヘッダピンが到着。取りあえずメールで、知らせると、電話が掛かってきて、すぐに正しい商品を送るとのこと。31日に、ヘッダコネクタが到着し、無事に部品がそろいました。
Digikeyのほうは、OPA2604APの数が、3個頼んだはずなのに、2個しか入っていない。取りあえず、すぐに問い合わせフォームに書いておくってみたところ、未だ音沙汰なし。年末年始の休業ですかね。
2011年1月12日追記: 1月4日にDigikeyより連絡があり、発送か返金か訪ねるメールが届きました。再度発送をお願いし、数日後アメリカから不足品が届きました。
次回は
基板を作って実装まで仕様と思っています。しかし、大学の宿題があるので、2月くらいまで持ち越しになるかもしれませんので、あしからず、
