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100円ショップのバッテリーチェッカーをデジタル表示に改造

 前回の記事の続きです。100円ショップの電池チェッカーをエアーバリアブルさんの記事の真似をしてデジタル表示に改造しました。なお、今回の記事はほとんどパクリで私のオリジナリティはほとんどありません。というこで、改造事例の一つという感じで見て頂ければと思います。また、そういうことなので回路図は掲載しません。

 先に、改造後のチェッカーを使っている時の写真です。

▼完成したデジタル電池チェッカー
デジタル電池チェッカー
 オリジナルはアナログメーターですが、デジタル電圧計と交換しました。電池電圧は 1.46V と表示しています。

▼デジタル電圧計
3線式に改造
 これは、以前買っておいた秋月の、小型2線式LEDデジタル電圧計です。他にもっと安くて小型の物があるので、お好みで選べば良いと思います。

 そのままでは2線式になっていて、3V以下の電圧は測定出来ないので電池チェッカーには使えません。そこで電源と電圧測定端子を分離して3線式に改造します。

▼電圧測定精度確認
電圧精度ををチェック
 3線式でちゃんと動くかどうか確認しているところです。ここで念のために電圧測定精度をチェックしておき、もし狂っていたら半固定抵抗を廻して調整します。

▼主要部品
パーツ準部完了
 電圧計の電源はDCDCコンバーターで昇圧して作りますが、ここは定番の HT7750A を使いました。HT7750A や HT7733A は電子工作する人の常備薬みたいな物なので、常にストックしておくと安心です。

▼配線完了
DCDCコンバーターを配線
 DCDCコンバーターの回路はデーターシート通りです。なお、コイルは100μHを使用。入口側のコンデンサは10μFのタンタルを使用。出力側コンデンサは最初は10μFの積セラだけを使いましたが、電圧が不安定になることがあったので100μFの電解コンデンサをパラに追加しています。電圧計はLEDをダイナミック点灯させているために消費電流の変化が激しく、制御系との関係で発振気味になっていたようです。

▼組立中
スモークアクリル板をベースに組立て
 厚さ2mmのスモークのアクリル板をベースに使って部品を取り付けます。なお、LED電圧計はホットボンドで取り付けました。またスモークアクリル板は両面テープでケースに貼り付けました。
 なお、エアーバリアブルさんの記事ではスモークアクリル板の替わりに、元のアナログメーターの前面部分のプラスチックパーツを流用されています。

▼組み込み完了
電池チェッカー配線完了
 配線完了、部品の接着固定完了です。

▼裏蓋を閉じて完成
裏面にキャリブレーション用の穴
 裏蓋に感度調整用の半固定抵抗を廻せるように、穴を開けておきます。裏蓋は特に接着しなくても脱落しないので、そのままで使っています。なので、穴は開けなくてもよかったです。

▼表側
完成
 スモークアクリルなので、黒い窓があるだけでなかなかクールな外観です。電池のチェックをすると最初の写真のように、電圧を表示します。

▼電池電圧と負荷電流の関係
Battery Voltage VS Current

 電池電圧とチェック時に流れる電池電流の関係が上のグラフです。電池電圧が1.3Vで電流は一番多くて約120mA流れ、電圧がそれ以上でも以下でも電流は減っています。テスターなどと比べて測定電流が大きいので、この点は意識して使わないといけません。なお、電池電圧測定範囲の下限は0.75Vでした。

 1.3V以上の領域は、DCDCコンバーターの出力電圧が既定の5Vの定電圧になっている状態です。1.3V以下では出力が5Vを維持出来なくなり、その結果電流も減っているのだと思います。なお、この領域(1.3V以下の領域)でも電圧計に内蔵されているシリーズレギュレーターが働くので影響はほとんど無いようです。

 今回使った電圧計は消費電流が30mAと大きいので、こういう特性になったものと思われます。消費電流が10mA程度の電圧計ならもっと電池電流は少なくなったはずです。

◆まとめ
 なかなか使い勝手の良いバッテリーチェッカーが出来ました。電子工作好きならバッテリーの状態は〇△×とかでは無く、電圧の値で知りたいですよね。

 最後になりますが、このすばらしいアイディアを考え出したエアーバリアブルさんにあらためて感謝します。

久しぶりに秋葉原に買い物

 いろいろと買いたいパーツがあるので、久しぶりに秋葉原に出かけてみました。電車賃を考えるとネット通販で買う方が安いのですが、たまには秋葉原を歩いてみたくなります。

 今回は御徒町方面から歩いてまずは Aitendo へ。

▼Aitendo の 1F
Aitendo キット店
 1Fにキットショップが出来たらしいということは知ってたのですが、実際に見たのは初めてです。いつも反対の秋葉原側から来るのでビルのこちら側を見たことがありませんでした。

 中に入ってみましたが、とりあえず買いたい物は無し。いや、買いたい物は沢山あるけど財布が許しません。それより道路の反対側にすごい店がありました。

▼シュミット
シュミット
 Aitendo 1Fのキット店の反対側に天体望遠鏡の店があるじゃありませんか!これは知らなかったです。シュミットという名前の店なので、シュミットカメラやシュミカセの専門店か、と思ったのですが、天体望遠鏡とバードウォッチング機材の店だそうです。なお、趣味人と書いてシュミットと読むそうです。漢字の読み方はともかく、この店の名前はシュミットカメラの発明者のシュミットさんにちなんだものなんだと思いますが、違うかな。
 シュッミットの店舗のURL

 中に入ると大口径の天体望遠鏡や双眼鏡それにがっしりとした赤道儀などがいっぱい置いてありました。ラプトル50しか持ってない私にとって、このお店は極めて危険な場所です。ということで早々に外に出て Aitendo の 3F を目指します。

▼Aitendoの入口
aitendo入口
 いつもはここからから入っているので、キットの店がその先にあるのに気付きませんでした。看板をよく見ると、1F KIT STUDIOはこっちと矢印が書いてありました。

▼Aitendoでこまごました物を購入
aitendoで買い物
 よく使う値の抵抗で足りないのをまとめ買い。あと、USBシリアルアダプタなどを購入。またこの写真に写っていませんが、下の写真のUSB-9V電源ケーブルも購入。

▼USB-9V電源アダプタケーブル
USB-DC9V電源ケーブル
 下側の黒いケーブルが今回買ったやつで、昇圧機能内蔵変換ケーブル [CB-UJ912] です。

 このケーブルにはUSBから9VへのDCDCコンバーターが入っていて、最近Kitを組み立てたミニオシロ(DSO-Shell)の電源として使う予定です。ちなみに、このケーブルの情報はnekosanさんのブログで紹介されていて、こりゃー良いと思っていた物です。
 写真の上側の白いケーブルがこれまで使っていたコンバーターケーブルですが、Aitendoのケーブルはコンパクトだし中間に余分な箱が付いていないので使い易いです。ちなみに電子負荷を使ってちょっと負荷テストをやってみると、仕様通り9Vで0.5Aの出力が出ました。というか、ヤワなUSB電源だと、USB側が先にシャットダウンされます。ともかくこれくらいの容量ならミニオシロを使うには充分です。

 この後は秋月へ行ってあれこれ購入。秋月の店内の奥のど真ん中に商品テーブルが置かれていてメチャメチャ邪魔なのは何とかならないものでしょうか。

 で、今回秋月で買った部品の中で目玉は、

▼ESP-WROOM-32
ESP-32

ESP-32
 美味しそうなので、旬のうちに料理できるといいのですが。

 秋月の後は、千石やらあきばおーなどをちょっと覗いた後で、ラジオデパートとラジオセンター内をぐるっと回って様子を確認してから帰路へ。

 いやー久しぶりに秋葉原に行くと楽しいです、それに運動にもなります。でもとても寒い日で、雪がちょっと舞ってました。

天然水晶を発振させる試み、失敗のまとめ

 天然水晶の結晶を発振させる試みですが、その後もう少し条件を変えてやってみたのですが、結局発振させることは出来ませんでした。こうやったけどうまくいきませんでした、ということを記録することも意味があると思うので、記事にしておきます。

▼実験の様子
天然水晶に電極を付けて発振を試みる
 天然水晶の結晶面に銅箔テープを貼りつけて発振を試みました。なお、あちこちの面に電極を貼り付けて試しました。

▼回路図
水晶発振回路
 前の記事ではC1,C2を省略していましたが、やはりC1,C2があった方が発振し易いです。ということで、この回路図の状態で実験を行いました。なお、アンバファタイプの74HCU04も手持ちがあったので試したのですが、これを使うと発振しにくい感じになったので以下の実験は全て74HC04で行っています。74HC04はゲインが猛烈に高いので、隙あらば発振!という感じでした。

▼発振の確認
発振確認
 発振しているかどうかの確認はまずはオシロの波形を見て行います。でも回路の浮遊インダクタンスだけでも発振してしまうので、本当に水晶の共振周波数でロックして発振しているか、波形だけ見たのでは判断が難しいです。そこで、

▼周波数カウンタで周波数安定度を確認
周波数測定
 回路に手を近づけた時に周波数が変化しないか確認しました。本当に水晶の共振で発振しているなら上位4ケタくらいの値はビクともしないはずです。

 こういう仕掛けでいろいろ試したのですが結局だめでした。電極の貼り付け方をいろいろ変えても周波数がフラフラと動きます。つまり、水晶発振器としての動作を確認することは出来ませんでした。

▼圧電効果を確認
圧電効果を確認
 コメントでアドバイス頂いた圧電効果を見てみました。この写真のように電極を付けて水晶の結晶部分をコツンと金属棒で叩いて、圧電効果による電圧発生の検出を試みました。パルス検出にはオシロのトリガを使ったので見逃しは無いと思いますが、圧電効果による電圧の検出は出来ませんでした。

 こうなると万策尽きた感じなので、この実験はこのへんでおしまいにします。

◆よもやま話
 私がアマチュア無線を始めた頃の水晶はFT243型がよく使われていました。当時先輩から聞いた話では、水晶の周波数を上げるには、FT243を分解して中の水晶を研磨して薄くするのだそうです。(FT243はネジを外すと中の水晶板を取り出すことが出来ます)

 もし研磨しすぎて周波数が高くなっちゃった時は、赤チンを点々と塗るのだそうです。赤チンを塗るとその重さの分だけ共振周波数が下がるので、周波数調整が出来るという話でした。赤チンを塗る時水晶に、「痛かったろう・・、」と語りかけるのが作法だと言ってましたが、この話は本当だろうか。

【追記 2017/2/7】
 やまねこさんのツイッターによると水晶叩いて数ボルトの電圧出てます。やっぱり私のやり方が悪いのか、、
 鉄電気石水晶
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