なんでも作っちゃう、かも。

Arduino/Make/フィジカルコンピューティング/電子工作あたりで活動しています。スタバの空きカップを使ったスタバカップアンプなど製作。最近はもっぱらArduinoと3Dプリンタの自作に興味があります。

Interface 2008年 5月号 FRマイコン基板(3)

Posted by arms22 on 2008年03月26日 2　 0

あー、すっかり忘れてた。昨日、インターフェースの5月号が発売されました。毎年恒例の付録基板が付いてきます。今年のマイコンは富士通の32ビットマイコンFR60です。共立電子1Fの本棚に平積みされています～。

来月のデザインウェーブマガジンのARMマイコン+3軸加速度センサのほうが面白そうなので、今回はパスかな～。いちおう買ったけど（笑

Interface 2008年5月号付録FR基板特設ページ
http://www.cqpub.co.jp/interface/contents/special0805/index.htm

若松通商-付録基板部品一式
http://www.wakamatsu-net.com/cgibin/biz/page.cgi?cate=3823&page=0

Interface 2008年 5月号 FRマイコン基板(2)
http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-125.html

Interface 2008年 5月号 FRマイコン基板
http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-111.html

Interface (インターフェース) 2008年 05月号 [雑誌]
Interface (インターフェース) 2008年 05月号 [雑誌]
posted with amazlet on 08.03.26

CQ出版 (2008/03/25)
Amazon.co.jp で詳細を見る

蛍光表示管(VFD)

Posted by arms22 on 2008年03月24日 11　 0

共立電子デジットで蛍光表示管が一本87.5円(4本350円)と格安で売られていたので6本まとめて購入してきました。
値段の安さと店頭デモ機の綺麗な緑色に惹かれて勢い購入してしまいました。使用用途はまだきめていませんがMPPT太陽充電器が完成したら、太陽電池で発光させてみたいと思います。

P1010420_a.jpg
NECのLD8035E。70年代のものかな？

P1010425.jpg
拉致された蛍光表示管。

P1010429.jpg
蛍光表示管たち(ち、近い、、)

蛍光表示管はニキシー管とくらべてずっと低い電圧(LD8035Eだとスタティック駆動で12V)で駆動できます。蛍光表示管の駆動のさせかたはノリタケ伊勢電子さんのアプリケーションノートが大変参考になります(グリッドとかアノードとかフィラメントとか聞いたことのない単語がでてきます)。

12v程度ならPICで昇圧して、かつ蛍光表示管をドライブすれば部品点数も大きく削減できそうです。

ノリタケ伊勢電子株式会社 - 蛍光表示管アプリケーションノート
http://www.noritake-itron.jp/cs/appnote/vfd/index.htm

MPPT太陽電池充電器(4)

Posted by arms22 on 2008年03月18日 0　 0

mppt_kouritu_sheet.png

ある晴れた午後、MPPT回路の動作を確認した。太陽電池を充電池に直結した場合とMPPT回路を通した場合とで、充電電流がどれほど変わるのか確認した。
※少し雲が出ていたので、太陽電池からそれほど電流は取り出せなかった。ビルの窓ガラス越しだとさらに電流が減るみたい。

結果は上記の通り、MPPT回路を通した場合、直結時より約136%ほど充電電流が増えた。もともと太陽電池電圧と充電池電圧の差があまりないので、それほど効果は期待できなかったのだけど、3割も増えたので成功といえる。

また、効率面でも太陽電池の電力の80%を充電にまわす事ができている。効率80%という数字はあまり良くも、悪くもない数字だ。

今後の予定。

  • ユニバーサル基板に実装する
  • PNPトランジスタをPchMOS-FETに交換する
  • 太陽電池の出力が下がってくるとPICが高速にリセットを繰り返す問題を修正する
  • PICの電源を2Vにする
  • 充電制御を実装する

MPPT太陽電池充電器(3)

Posted by arms22 on 2008年03月16日 0　 0

mppt_sch_3_15.jpg

電流が期待したほど取り出せなかった問題は解決した。なんてことはないPICの電源用にと用意したDCDCコンバータ(HT7750)が思いのほか電流を消費していたようで、負荷側に流す電流が減っていたみたい。DCDCコンバータを３端子レギュレータに交換して、動作を確認したところ期待したとおりに電流が取り出せた。

MPPT太陽電池充電器(2)

Posted by arms22 on 2008年03月13日 0　 0

mppt_sch_3_13

MPPT太陽電池充電器のプログラムを作成中です。まずはMPPT制御処理を実装しました。MPPTには幾つかの追従方式があるようですが、ハード、ソフトとも簡単に実装できる電圧追従方式を採用しました。

４秒周期で太陽電池の開放時電圧をチェックし、その68％を最適動作点とし追従します。アモルファスシリコン太陽電池の場合、開放時電圧の68%が最適動作点になるようです。
MPPT動作中は太陽電池電圧を測定し、PWMデューティを調節、最適動作点を追従します。PICのクロックは内蔵発振で4MHz、PWM周期は19.531kHzとしました。

浮動小数点演算、割り算、掛け算は一切使わないようコーディングした。コンパイラはsdcc 2.6.0を使用。sdccのバグかどうかわからないけど、char型の掛け算が正しく動かないので、掛け算処理は自前で処理した。

簡単に動作確認してみたところ、負荷側に期待したほど電流が流れなかった。入力と出力の電流が同じに。。開放時電圧が4.8vの時、3.2vで最適動作点を追従しているので、MPPT制御はうまくうごいていそうだ。
部品を変えてみてもう少し試行錯誤してみよう。ソースコードの一部を続きに載せておきます。

FRマイコン基板＆ARMマイコン基板

Posted by arms22 on 2008年03月11日 0　 0

InterfaceのWebページでFRマイコン基板の回路図が公開されています。回路図にはUARTブリッジIC,CP2102が載っています。フラッシュ書き込み用かしら？

Design Wave MagazineのWebページで5月号付録基板プレスリリースが掲載されいます。ARMマイコン基板の詳細な情報が載っています。

dwm200805arm.jpg

ARMマイコン基板に搭載されるマイコンはARM Cortex-M3 コアを採用したSTマイクロのSTM32F103。さらにSTマイクロの3軸加速度センサも搭載している。基板にはmini USBコネクタが実装されていて、mini USBケーブル1本あればすぐに動かせる。基板裏面にはSDカードソケットを実装できるパターンも用意されているので、3軸加速度センサロガーなんかも簡単につくれるようだ。FATライブラリも付属CDについている。
なんか至れり尽くせりという感じだ。


Sim's blog - トラ技4月号
http://blog.goo.ne.jp/sim00/e/92f7b5b1232479e5e98d3e5215b29f94

Interface - 2008年5月号付属FRマイコン基板の回路図(pdf)
http://www.cqpub.co.jp/interface/contents/special0805/frk_schema.pdf

Design Wave Magazine - 5月号付録基板プレスリリース(pdf)
http://www.cqpub.co.jp/dwm/advertise/0125arm.pdf

MPPT太陽電池充電器(1)

Posted by arms22 on 2008年03月11日 0　 0

MPPTブレッドボード


現状のダイオード＋過充電制御だけだとエネループ２本の充電に10日以上かかるので、MPPT(Maximum Power Point Tracking)太陽充電器の製作をはじめました。

トランジスタ技術2005年9月号などを参考にブレッドボードに回路を組んだ。まずは安定化した電源から降圧して希望の電圧で出力できるか確認した。

制御マイコンはPIC12F683。PICの電源を太陽電池の出力でまかなおうとするといろいろ問題がありそう。PICの電源の候補として以下のような感じ。

1.2.0~3.3vの3端子レギュレータ
メリット
　部品点数がすくない。数mA程度の出力なら損失も少ない。
デメリット
太陽電池電圧が2.5~3.8vないと動作しない。
　→割り切る。

2.HT7733 or HT7750を使ったstep-up DCDCコンバータ
メリット
　太陽電池電圧が2.0v以下でも動作する。
デメリット
　HT7733 太陽電池出力がDCDCコンバータの出力以上になった場合、太陽電池電圧がそのまま出力される（降圧されない=ADの基準電圧に使えない）。
　→基準電圧を用意する必要がある。

3.安定化電源なし、太陽電池で直接PICを動作させる
メリット
　電源用部品不要。
デメリット
　太陽電池電圧が2.0v以下でPICが動作しない。基準電圧が必要。
　→太陽電池電圧が2.0v以下での動作は期待しない。
　→ツェナーダイオードまたはシャントレギュレータで基準電圧をつくる。

4.充電対象電池+step-up DCDCコンバータ(HT7733)
メリット
　太陽電池電圧が下がっても安定してシステムを運用できる。
デメリット
　充電対象から電力をもらうのはどうかと思う。できれば太陽電池だけで動作させたい。

現状、HT7750を使って太陽電池電圧が1.0～4.8vまで変化しても安定して電力を供給できるようにしている。

関連URL:
Bob’s blog - Experiments on MPPT Solar Charger(3) w/ PIC16F690
MPPT 充電専用コントローラーの製作
トランジスタ技術2005年9月号 - 太陽電池をフルパワー発電させるMPPTの製作

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