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温度計キットの組み立て 続き [趣味]

温度計キット組み立ての続きです。
OP-AMP LM358とリレー2個、リレー駆動用のトランジスタ等を追加しました。
今回は回路図も掲載します。ただし、温度計キットの回路図は省略します。
ヒートシンクの温度を監視して回路の破損を防止する目的なので、リレーによる自己保持回路を追加しています。
回路は非常に簡単です。
が、自己保持回路をリセットする温度の設定を如何に単純化するかで一工夫しています。
通常動作では温度センサーICの出力を7セグLEDで表示させています。
これを温度設定の時にはVR1の出力を表示させるようにします。
その切り替えはSW2で行います。
U1 LM358 は、温度センサーICの出力と、VR1の出力電圧を比較して設定温度を超えると出力が"H"となり、リレーK2がONになります。
ここで、U1の正入力端子と出力端子に帰還抵抗R7 2MΩを接続していますが、これがないとリレーが"ビーーー”っと唸ります。
温度変化=U1 の出力の立ち上がりは、微妙に電圧が上下しながらユックリ増加するためにリレーの定格電圧まで一気に到達しません。
このため、リレーが動作を始める境界付近でON/OFFを繰り返して、唸ってしまうというわけです。
この回路では、2MΩで大体20mV=2℃のヒステリシスを持ちます。
この後は、いよいよ電子負荷回路の本体に合体します。何時になるかは分かりません。

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温度スイッチSchematic Prints.jpg


温度計キットの組み立て [趣味]

昨日、購入したけれどピッチ違いで使えなかったユニバーサル基板を交換してきました。
中国製で価格が安く、評判は上々とのこと。昨日の購入品と同じサイズ(60mmx80mm)の2.54mmピッチ品は売り切れていて、サイズ違いで140mmx95mmと交換し、差額を精算しました。
名刺サイズ55mmx95mmに切断して使いますが、カッターで何度も切りつけてみてわかったことがあります。
一応、ガラエポ基板なんですね。グレードも品質もよくわかりませんが、ちゃんとガラス繊維が入っていて、今のところランド剥がれはありません。実験用ならば全く問題有りません。
本題の温度計キットは、秋月電子の「ブレッドボード・温度計キット 0~99℃」です。
回路構成は非常にシンプルで、校正も簡単にできます。
ブレッドボードで半田付けが不要なので初心者向けなのでしょう。
ヒートシンクの温度を測定する目的なので、温度範囲はこれで十分です。
今回はブレッドボードは使わず、当初から書いているとおりユニバーサル基板に実装します。
温度センサIC LM35DZは被測定物のヒートシンクに取り付けるため、リード線で引き出して基板外に置いてあります。
メーカーカタログによれば、ICの配線を長いリード線で引き回す場合は、出力をGNDでシールドする=シールド線を使うよう推奨しています。
うっかりしていて、シールド線を買うのを忘れたので、電源・GND・出力の3本のリード線を撚り合わせて、30cmほど引き出してみました。幸いなことに、動作は安定しています。
大問題が一つ。
老眼のため半田付けが非常に厳しく、ランドやリードが見えていないため「カン」に頼るしかないことです。
もちろん眼鏡をかけて作業していますが、頻繁に虫眼鏡で確認しなければなりません。
イマイチだったのが、10KΩの半固定抵抗です。キットの価格が安いので仕方ないですが、つまみの遊びが大きく、抵抗値もその分安定しないことです。もう少し精度の良いものに交換した方が良さそうです。
出来上がりの写真を掲載します。裏の配線は汚いのでお見せできません。
基板上7セグLEDの左と下が空いていますが、ここにはコンパレータとリレー2個を使って、設定した温度でスイッチON/OFFする回路を実装する予定です。

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楽しい電子工作 [趣味]

かなりご無沙汰してしまいました。
今回は、楽しい電子工作の話題です。
バッテリーの放電試験に使う電子負荷を制作中です。
写真は、Power MOS-FET4個を搭載したヒートシンクと、Scytheの12cmファンDFS123812H-3000(12cm角38mm厚 12V 3000rpm)です。これはかなりの風量でうるさいです。
これで、2V 50A、12V 20Aまで動作確認しています。 
2V 50A はフォークリフト用のバッテリー2V 300Ah で実験しました。電線は十分に太いものを使ったつもりでしたが、銅の質が悪いせいか、けっこう発熱していました。次回は電線を変える必要があります。
12V 20Aは使わなくなったPC電源で実験していて、リミッターが効くだろうと思って20A流したところ、30秒ほどでPC電源が壊れました。
定格は17Aでしたので当然の結果と言えばそうなのですが、リミッターが効かなかったのはとんだ見込み違いでした。

ここまで来るには、MOS-FETを8個壊しています。部品屋さんにあったMOS-FETの中で一番、許容電力損失が大きい物を使ったのですが、あっけなく壊れてしまいました。現在は、フェアチャイルド製のMOS-FETを使っています。
同じ値段ですが許容損失は2倍以上、熱抵抗は半分くらいです。

あとは、放熱をどうするかですね。ヒートシンクを大きくすれば良いのでしょうが、けっこうなお値段しますので、お財布と相談しながら検討です。
安全対策には温度を監視して、設定温度で動作を停止することを考えています。
既に温度計キットを購入済みで、ユニバーサル基板に組み込もうと、本日部品屋さんへ自転車で走って基板等々を買ってきました。先ほど、さぁーやるべぇーか。と基板をよくよく観ると、2mmピッチのユニバーサルでした。
お店のお兄さんに、型番を書いた紙を渡して揃えてもらったのですが、末尾2桁の記号が無いのが2.54mmピッチで、有るのが2mmピッチでした。
2.54mmピッチの値段で計算していたので、お兄さんもそう思い込んでいたのでしょうね。
明日いや今日、交換してもらいましょう。

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