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yoshikiyo Lab

自称makerのブログ。電子工作とかテスラコイルとか 「とりあえず動けばいい」そんな適当すぎるものづくりをしています。

   
カテゴリー「電子工作」の記事一覧

CVCC電源装置の製作

 20V、5A程度の可変電源がほしくなったので製作してみました。
スイッチング方式としたので非常に小さく作ることができました。


フロント側から


内部構造


実験中の電源回路


■仕様
定電圧出力 DC 0~20V
ボリュームにより連続可変

定電流出力 DC 0~5A
ボリュームにより連続可変

出力電圧モニタ
0.0V~20.0V 0.1V分解能

電流モニタ
0.00A~5.00A 0.01A分解能

設定方式はアナログ可変抵抗器
アナログボリュームなので設定値が不揮発性?

サイズ 250×180×70mm


■回路構成
リニア方式とスイッチング方式の電源方式があります。
今回は小型に電源を作りたいのとモータなどのパワー回路の実験用電源を想定しているため
ノイズなどの影響が小さいことからスイッチング方式を採用しました。

・リニア方式
 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETのゲート電圧を調整します。



出力されない不要な電力はFETで消費され熱となるため効率が低下します。
24V入力で1V,5A出力した場合、(24-1)×5=115Wが熱となります。
ノイズが少ないといったメリットもあります。

・スイッチング方式

 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETを
駆動するパルス幅を調整します。


FETをスイッチングして得られた出力をLCフィルタで平滑することで必要な電圧を得ます。

・実際の回路構成

今回の電源では大電流を扱うためダイオードでの損失(Vf×出力電流)が大きくなるため
先ほどの回路のD1をFETに置き換えて同期整流としました。
また、CVCC動作を簡単に実現するために制御回路をマイコンにしています。

■回路図

電源回路


7セグメントモニタ回路

制御ソフトについてはもう少しまとまってから説明しようと思います。

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CPLDで時計を作ってみる2

 前回「CPLDで時計を作ってみる」の続きになります。

この前途中まで作っていた回路の配線と残りの部品を追加しました。
7セグ周りの配線とスイッチ類が追加されました。
 
 

若干CPLDのポートへの接続も変更しました。
回路図も更新しておきます。



CPLDロジックはこんな感じです。


まず基準となるクロックを発振器から作りだします。
10MHzのクロックを分周して7セグのダイナミック点灯用の1kHzイネーブルと
その1kHzイネーブルを利用して1sのイネーブルを生成しています。

時計本体は下記カウンタを用意し、各カウンタの桁上がり信号を
カスケード接続しています。
「1sのイネーブル」

「6進カウンタ(10秒)」
↓桁上がり
「10進カウンタ(60秒)」
↓桁上がり
「6進カウンタ(10分)」
↓桁上がり
「6進カウンタ(60分)」
↓桁上がり
「24進カウンタ(24時間)」

カウンタの出力を7セグで表示しています。
7セグはダイナミック点灯させています。

スイッチ入力から時刻合わせ機能も作ってみました。
よく考えて作ったわけではないので、とりあえず時刻合わせができるという感じです。

CPLDのロジック使用率は96%となりました。
 

ソースコード
CPLD_Clock.v

動作中


カウントアップ


時刻合わせ



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CPLDで時計を作ってみる

Verilog-HDLの勉強もかねてCPLDで時計を作ってみようと思います。

CPLDはMAX Vファミリの「5M160ZT100C5N 」というものを使ってみました。
このCPLDはdigikeyなどで比較的安く手に入れることができます。
(ゲート数によるけども200~500円程度)


制御が簡単なので7seg 6桁として1秒単位で表示できるようにしてみました。
IOポートが79本もあるのでデバック用のLEDなんかもついています。


回路図


とりあえず動作確認としてLチカまではOK




ソースコード
LED_flashing
LED_flashing2


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絶縁USB-UART変換器

絶縁USB-UART変換器を作ってみました。


USBシリアル変換IC「FT232RL」でUSB-シリアル変換し、その出力信号をSI8441で絶縁しています。SI8441は2500Vrms までの耐電圧を持ったデジタルアイソレータです。

絶縁タイプの変換器なので
モータドライバなどの5V以上の電圧で動作する回路とPCの通信でPC側を
保護することができます。

また、使用しているアイソレータが2.7Vから5.5V動作なので
レベル変換としても動作しています。

回路図

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ガイガーカウンター

数年前に回路を作ってから何もしていなかったガイガーカウンターのケースを作ってみた。

既存のケースを使うのが嫌だったので、アクリルをNCで加工してパネル類を作成することにしました。5mmのアクリル板から切り出します。


組み立てると
 



GM管取り付け
 

組立は2mmのねじをアクリル板の端面に切ってねじ止めで行うようにしました。
強度の面で心配だったのですがかなり頑丈なケースに仕上がました。

ケースこれで完成ですが、メイン制御基板組まないといけません
ゆっくりやっていこうと思います。

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