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100円ショップの万歩計の高速化、キャンドゥ編

 ダイソー編を作ったのでタイトルを変更し、末尾に記事を追加しました。(2011.05.28)

 自作ガイガーカウンターの表示に100均の万歩計を使いましたが、その製作過程で万歩計の高速化改造を行っています。万歩計の高速化改造は、他の用途にも使えるネタなので、ちょっとまじめにデータを取ってみました。

 なお、この改造のアイデアは、junk camera様のコンテンツからいただいたものです。

▼キャンドゥの万歩計
キャンドゥの万歩計
 変な線が出ているのは、測定用の配線です。あと、表示が変なのは後で説明します。

▼基板外観
万歩計の基板(改造後)
 左側にチップコンデンサが2個ありますが、これは回路図のC1とC2で、液晶ドライブ電圧発生回路だと思いますが、こちらには手をつけません。改造は右下の抵抗(R1)とコンデンサ(C3)です。

▼改造回路図
万歩計の高速化改造回路図
 上側の回路図でR1が750kΩとなっていますが、正しくは7.5MΩ(755)です。改造前の消費電流は確か2.5μAくらい、それがデータを取ってみると、750kΩでは20μAを越える値となってなんか変だなーと気になっていたのですが、理由が判りました。本件は非公開コメントで連絡いただきました。ご指摘ありがとうございました。
 以下、改造方法です(赤字部2011/6/8追記)


 R1を低い値に変更。高速動作のじゃまになるC3を撤去。スイッチ(SW1)のかわりにトランジスタでスイッチングしています。入力としては電圧入力になります。
 R2~R4は1kΩから100KΩくらいの値ならどうでもいいと思います。こういう時は、パーツボックスで出番が少なくて余っている抵抗を使っちゃいましょう。ちゃんとマージンを計算したら最適な値があるんでしょうけど・・・。

▼R1とC3の部分
改造後
 C3はパターンカットして無効化。R1は好みで適当な値を選択することになります。

▼R1抵抗値とクロック周波数特性
抵抗/クロック周波数特性
 R1の抵抗値を下げるほどクロック周波数が上がって、高速カウントが可能になります。20kΩまで下げるとクロックは800kHzまで上がり、実験してみると毎秒400カウントくらいまで測定可能になりましたす。ただここまでやると液晶の表示が変になってきます(最初の写真参照)。また、クロック波形をオシロで見ると、平坦部が無くなり三角波になっていました。
 R1の限界は30kΩ程度で、カウント速度は毎秒300カウント程度が限界のようです。なお、参考にさせていただいたWebでは、測定時は電源電圧を3Vに上げて、さらなる高速化を行っています。

▼R1抵抗値と電源電流特性
抵抗/電源電流特性
 高速動作させると電源の消費電流も増え、80μAを越えます。単三電池ならへっちゃらでしょうが、ボタン電池だと長時間動作は苦しくなります。なお、グラフが滑らかでないのは、私の測定がへぼいせいでしょう。

 
最後に、
 100円ショップの万歩計は、積算電流計の製作などにも使いましたが、測定速度を上げる方法が判ったので他の用途にも使えそうです。それと、もし20kHzくらいまで測定可能だったら、オーディオ帯域の周波数カウンタが作れたのですが、そこまで望むのは贅沢すぎでしょうね。

【2011.5.28追記】
 読者さんからのコメントで知ったのですが、この万歩計のプリント板の回路が変更されこの改造方法は使えなくなったようです。私の方でも買ってきて中を見たのですが、パターンが変更され、外付け部品もコンデンサ一つとなっており、クロックアップ改造は出来ないようになってしまいました。
 これではガイガーカウンターを作る人が困るだろう、ということで調査した結果、ダイソーの万歩計ならまだ同じような改造ができました。
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No title

う~ん・・・レベルが高過ぎてついていけない。(最初から電子工作ネタはついて行けてないが・・・)
高速化というのは単位時間当たりのカウント数を増やすという概念でよろしいですか?(愚問かな~?)
100歩歩いたら1000歩にカウントされるちゅー事ではないですよね?

オールトの雲さんおはようございます

おっしゃる通りで、具体的には1秒間に2カウントしかできなかったのを、300カウントできるようにする改造です。
それが何の役に立つのかと言われると、ガイガーカウンターくらいしか今のところ思いつかないのですが、
あと、記事のタイトルが判りにくかったかもしれませんね。反省;

Re: No title

非公開でコメント頂きました。

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