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aitendoのUSB昇圧ケーブルの起動失敗対策

 ミニオシロのDSO Shell のファーム110 で波形データーの出力機能が追加されたので、データーを光で受信する回路を作りました。

 そんな作業が一段落したところで、12月27日にファーム111が出ました。ファーム111では目新しい機能強化は無く、マイナーなバグフィックスが行われたようです。新しいファームを急いで入れても、何かバグが潜んでいると困ります。ということで、しばらく様子を見ていたのですが、JYEのフォーラムを見ている限りでは問題無さそうです。

 そんなことで、うちのDSO Shellのファームをバージョンアップしたのですが、ファーム以外の原因によるトラブルに遭遇しました。以下はその顛末です。

▼DSO Shell とUSB電源ケーブル
DSO Shell と電源ケーブル
 うちでは、この写真のようにaitendo で売っている USBの5Vから9Vに昇圧するアダプタ付きケーブルの、昇圧機能内蔵変換ケーブル [CB-UJ912] でDSO Shellを動かしているのですが、今回はこのケーブの昇圧回路に問題がありました。

 話をDSO Shellのファームのバージョンアップに戻します。バージョンアップ作業は最近やったばかりなので簡単に済みました。でもファーム111を入れて電源を入れると、ソフトは起動するものの画面に波形が出なくなりました。あれこれやっていると、いつの間にか正常に波形が出るようになり、後はそのまま使えるようになりました。でも、これでは安心して使えません。

 この現象の原因を特定するのに手間取りました。何しろファームのバージョンアップを行った直後に問題が出たので、原因はファームにあると思ったのですが、どうもそうでは無さそうです。

 ファームを元に戻したりしていろいろ調べた結果、原因はUSBから9Vの電源を作るケーブルにありました。このケーブルの出力は本来なら9V出ているはずですが、問題が発生した時は5Vしか出ていませんでした。これでは電圧が足りないので、アナログ回路の動作がめちゃめちゃになってしまいます。

 aitendoのWebにあったチップ(SD6271)のデーターシートを見てみると、中身は普通の昇圧回路になっています。

▼昇圧回路 (SD6271のデーターシート、SHOUDINGから転載、追記)
SD6271昇圧回路
 データーシートを読むと、ソフトスタート機能付きだそうです。これは想像ですが、5V電源と、この昇圧回路と、負荷であるDSO Shell の組み合わせの相性みたいなものがあって、ソフトスタート機能が誤動作してDCDCコンバーターの起動に失敗していていたような気がします。
 DCDCコンバーターの起動を失敗した時に、出力電圧が出なければすぐに問題があることに気付いたはずです。しかし、この回路はDCDCコンバーターが停止しても、電源電圧の5Vが、ダイオード (SS34)を通してそのまま出力されるので、判り難い故障になっていたということだと思います。というか、普通の昇圧コンバーターはみんなこういうことになると思います。

 ここまで判れば対策は簡単です。起動失敗しないように、1kΩの抵抗を出力にパラに入れて、無負荷でも僅かに負荷がかかるようにしました。電流にすると、9V/1kΩ=9mAです。なお、出力には赤色LEDが1.5kΩの電流制限抵抗入りでパラに接続されているのですが、これだけでは負荷としては不十分だったということになります。

 コイルの電圧波形を見ると、1kΩの負荷抵抗無しではバースト波形になっていたのが、負荷をかけると定常的なPWM波形に変わったので、たぶんこの対策で大丈夫だと思います。ただ、こうやると効率は悪化しますが、誤動作するよりずっとマシです。

▼負荷抵抗追加
aitendoのUSB昇圧ケーブル(9V)
 ラジアルリードの抵抗が今回追加したものです。

▼もう少し拡大
ダミー負荷抵抗追加
 右側のケーブル接続部をホットメルトで固定しているのは、一度配線が切れたことがあるのでその対策です。

◆まとめ
 これで安心して使えるようになりました。現象から考えると、これまでも DCDCコンバーターの起動失敗が発生していても、おかしく無さそうです。たぶんファーム111で内部プログラムの動作シーケンスが少し変わり、その影響でDCDCコンバーターが起動失敗するようになったものと思います。

 それにしても、DCDCコンバーターが起動失敗して、元の電圧がそのまま出ていたとは想像もしなかったです。そう言われれば、液晶のバックライトがやけに暗くなっていたのですが、ファームの設定がおかしくなって暗くなったのでは、と勝手にややこしく解釈していました。シンプルに考えていれば、もっと早く原因が発見出来ていたかも知れません。
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No title

この現象って、負荷が軽すぎるときに発生するんでしょうか?

このケーブル、2本持っているんですけど、片方はDSO-Shellが上手く動かなかったんですよね。

1kΩ抵抗は、出力のLX端子とGNDの間に接続しているのでしょうか?それとも、ショットキのカソード側とGNDを繋いでいるのでしょうか?(後者?)


あと、JYE-Teckから送られてきた、バグフィックス版ファーム「113」というのを使ってみたところ、例の件は収まっていました。
結果をJYE-Teckに連絡してあるので、多分、すぐにでも公開されるのではないかと思いますが、もし急いで使ってみたいという要件があれば、私の掲示板(のメール送信機能)からご連絡いただければ、お送りします。
(多分、ブログで勝手に公開するとまずいので)

nekosanさん、おはようございます

ええ、負荷が軽い時に発生し易いのだと思います。なので1kΩの抵抗を軽いダミーロードとして入れてみました。
そんなことなので、1kΩの抵抗はSBDのカソード側(=9Vの出力端子)とGNDの間に入れました。

あと、ファーム113ファイルについてのお声がけありがとうございます。これは記事にするかもしれないので、公式からのリリースを待ちたいと思います。

No title

ありがとうございます。
もう1本の方、あとで改良工事してみたいと思います。

12版も同じく出力落ちるようです

この記事たいへん助かりました。ありがとうございます。

12V版もありますが、同様に負荷が無いと電圧が下がることが分かり2kΩで対策しました。

車のバッテリー交換時にモバイルバッテリーで12V保持に使おうと思っていたのであらかじめ知ることができホント助かりました。

(ケースのすき間がいい具合にあって分解しやすいはいいですねw)

re:12版も同じく出力落ちるようです

Kiffyさん、おはようございます。

12V版でも同じことが起こるのですね。情報ありがとうございます。
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