今回のはなしは低消費電力版　CMOS 構成の ICM7555 という ICで、一定周期のトリガパルスに対してワンショットのパルスを出力して、センサ端の静電容量に応じてパルス幅が変わるのを利用した 静電容量→ PWM → アナログ電圧　と変える働きの重要な部分を担っています。

　DIP 版の ICM7555 を SMD 版に変更する設計で、今回おかしなことが起こった。

　同じメーカーの同じ機種で、 DIP-8 版と SOP-8 の違いなので、問題なく動くかと思っていたら、「出力が出ない」と不具合解析が回ってきた。　波形を見ると、下図で（紫）Threshold ... C電圧 , (青）Output ,(黄) Trigger

DIP版では正常に出ている。（下図）

実は今回の回路はちょっと変わっていて、トリガパルスから 2.2kΩと 270PF の遅延で TRIGGER 入力に入っており、さらにトリガパルスは直接 RESET入力にも繋がっている。正常に動いている波形では、RESET はLow アクティブなので High になった時点から出力されるのはその通りで、紫のC電圧が上昇して出力がSTOPされる。試しに正常に動いているDIP版が ICソケット付きなので、SOP-8 版を変換基板で載せ替えてやってみても動かなくなってしまう。

　ICのデーターシートと睨めっこしていると、ヒントとなる回路図があった。

CMOS構成の内部回路だが、ここで、 TRIGGER と RESET 端子が Lowアクティブなのだが、RESET はインバーターを通じて N-CH MOSに繋がっているのに対して、TERIGGER は直接 P-CH MOSに繋がり、P-CHソースは 1/3 V+に繋がっており、両者のドレインは次段の N-CH MOSのゲートに繋がっている。つまり、 RESET をアクティブ (Low)にして、TRIGGERを LOWにするとこの2つの MOSFETがぶつかってしまい、誤動作を起こすことが予想される。

　本来なら RESET 中は何があっても出力 LOW で構わないので、最初の出力が出ない状態が正しいと思われるが、DIP版のセットが正常に動いているのはなぜか？それはどうやら、 TRIGGER 端子に繋がれた 2.2kΩ と 270PFの遅延回路にありそうだ。

　と考えて、正常に動いているDIP版の 2.2kΩをピンセットでショートしてみた。

　すると、出力が出ない　はじめの波形になった。

　それではと、SOP 版の 270PF に 100PFを追加してみると、今度は正常な波形になった。

　つまり、この TRIGGERへの遅延回路で「トリガーを掛けながら、リセット中は待機させる」ことが実現されていたようだ。
（それなら RESET は電源 ONだけで動かせばいいんじゃない？」と思ったが、なにかあったのだろう？
　DIP 版と SOP 版では内部チップの大きさや世代が違うのでしょうか？

　ちなみに、他社製品の SOP版 NE555 , TLC555CDR では、そのまま動いたのになー

PIC16F1823 の開発が佳境に入って、そろそろ設定値をメモリ（EEPROM)に書いて保存する機能をつけようかと思って実装すると、どうもうまくかけていないようだった。プログラムは MPLABX -IDE の MCCというライブラリを使うだけなので簡単！と思っていたらそうでもなかったのでここに備忘録として書いておく。

1）使うルーチンは 

  void NVM_Initialize(void) 
  eeprom_data_t EEPROM_Read(eeprom_address_t address)
 void EEPROM_Write(eeprom_address_t address, eeprom_data_t data)

　の3つでいけるかと思っていたが、もしや書込準備が出来ていなかったのではと思い

　bool NVM_IsBusy(void)

　でチェックするようにしたが、これでもダメ。ちゃんと OK になって書込ルーチンを実行している。

2) 仕方が無いので､デバッグで､書込ルーチンでステップ実行した。

　どこも止まっていたり､エラーが出ているようでは無く最後まで実行していた。
　しかしながら､読んでも 0xFF とEEPROM の初期値が出るだけ。

3) 初心に戻って、データーシートの EEPROM 書込の部分をみると。

　おおっ！　懐かしい秘密の言葉　0x55、0xAA があるではないですか！
　確かにデバッグ中に同じアドレスに何か書いていたけど、0x00 だったので､クリアかな？と思ってスルーしていた..
  不用意にプログラムが暴走したりして誤ったデーターが書込まれないように、こんなプロテクトがありましたねー確かに。

4) ではどうやるのかな？と見ていくと

  void NVM_UnlockKeySet(uint16_t unlockKey)
　　{
　　　　　unlockKeyHigh = (uint8_t) (unlockKey >> 8);
　　　　　unlockKeyLow = (uint8_t) unlockKey;
　　}

  ってのがありました。でもこの 引数 unlockKey はどこだ...と思って探すと

  nvm.h の中に

   /**
   * @ingroup nvm_driver
   * @def UNLOCK_KEY
   * Contains the unlock key required for the NVM operations.
   */
  #define UNLOCK_KEY (0xAA55U)

　とありましたよ、0xAA55 がね

　使用するときは、直前にこのルーチンを読んで、終わったらクリアするのが正しい使い方のようです。

　めでたく､保存が出来るようになりました。
　0ｘAA　と 0x55 はビット反転のペアデータですね。
　EEPROM とか Flash メモリーにはよくある話でした。
　すっかり忘れてた...

行列に割り込む、あの割り込みではありません。

マイコンの機能で、外部信号や、タイマーなどによって通常のプログラム制御の流れから飛び出して（割り込む）処理を行うことです。
大昔のプログラムでは、CPUの機能で割り込み種類によってプログラムのテーブルにある順番で処理ルーチンのアドレスに飛んだり、飛んで実行する時にそれまでのCPUのレジスタを自動的にスタックといって、RAMエリアの高位アドレスにある部分に退避したり、戻る時に自動的に元のレジスタに戻す機能がありました。しかしながら、変数として RAMを使いたい場合は自分でスタック上にRAMを確保したり、この部分はマシン語（いわゆるアッセンブラー言語などで）書かなければならなかったり面倒でした。

ところが最近のPICのようなCPUの開発環境では、ライブラリーに従って記述するだけで、C言語で書けちゃうので、今回の割り込み機能は

1) ポート2箇所(PortA2,A3)の立ち上がりエッジで割り込み
2) タイマー0でオーバーフロー割り込み
3）タイマー2の比較機能でカウント一致割り込み

という贅沢な割り込み機能で動作しているのですが、どうも1)の割り込みが交互にくるはずが、時々変なタイミングでかかってしまうのです。
ポートのエッジ検出なのでノイズか、誤動作かとオシロで見ても波形には出ていないので、ここ1ヶ月ばかりハード的なフィルタやレベルの調整を行っていましたが、まだ時々出てしまうのでした。

動作の仕組みとしては 2)のオーバーフロー割り込みの後に 1) の割り込みが交互に来るはずなので、
　　2)のタイマースタート時に1)の割り込みOFFにして
　　2)のオーバーフロー割り込み後に 1)の割り込みを許可して
　　1)の割り込みを待つ
という仕様なのですが、ノイズ対策したのちはほぼ満足した動きになるのですが、ほんの時々 2)の直後すぐ1)が来てしまうのです。他のタイミングでは数mS後なのに、この時は50uS程度で 来るので生成波形がぶれてしまうのでした。

色々ノイズ対策をし尽して、ソフトでどうにかならないかとライブラリのデフォルトの割り込みルーチンを眺めていると、その最終行にヒントがありました。

割り込み発生フラグ = 0 ;  // 実際はフラグレジスタ名のビット

なのでした。

2)のオーバーフロー割り込み中の最後に、 1) の割り込みを許可しているのですが、ノイズなどで発生した信号で、割り込みが許可されていない時に起こったイベントがすでに割り込みフラグを立てていた場合、許可した直後に 1) の割り込みが発生してしまうのです。

　本来、ノイズなどを避けるために割り込み禁止していたのに、ノイズによる誤動作割り込みフラグをクリアしないで、割り込み許可したので、結局ノイズで割り込み起こしていたというわけです。

症状は電源ランプが付くが、Signal LEDも Limiter LEDも点かず、スピーカーを繋いで入力入れてもうんともすんとも言わない。

内部を開けて確認すると、電源の ±55Vと ±100Vはきちんと出ている。どうも回路図を入手して見ると､オペアンプの電源±15Vは基板内で作っているようなので、入力のオペアンプの電源をチェックすると+1.6V / -0.8V と全く来ていない。色々回路図を見ていくと電源投入ノイズや温度保護やファン切れなどの回路は大胆にもこの±15Vをトランジスタでショートして動かなくしているようだ。保護回路の部分は以下。

電源が正常に投入されれば、D1を通じて交流 55Vが通ってLED(LD1)を光らせ、C7,R1を通って C8 を充電し、Q4が立ち上がりからマイナス 100Vからの一番下のJ204が繋がっているラインに引っ張られていたのをプラス方向に押し上げて Q4 OFF ,Q5 OFF となって動作が始まる回路だと思われる。それで C7 や C8 が容量抜け？ R1が切れている？などと想像してチェックしても部品は大丈夫。ファンはちゃんと回っているしあとは...と、あとは R4,R7の温度センス用のサーミスタぐらい。

ここで、ジャンパの J204_x と J104_x とあるのが、 CH1 ,CH2の両方の基板を繋ぐジャンパのコネクタだが、ちゃんと繋がっているかチェックしてみるとどうやら J204_9 とJ204_8 が導通が無い。普通ならサーミスタの抵抗値があるはず...

 と思って基板上ラインを追っていくと表パターンの入力ボリュームの基板とりつけ端子近くでパターンが溶断している。はて..と思ったがこのラインは 内部マイナス100Vラインなので、ボリューム取り付け端子の GND との間に金属ゴミでも混入してショートしたのでは無いかと考えられる。切れたパターンを裏面で修復して、めでたく保護回路は復帰した。

結構重いアンプなので苦労したが立派な音が出て一安心。

behringer DCX2496 とは、PA界隈では結構有名なデジタルチャンネルデバイダーで、3CH入力を DSP で 6CH 出力に周波数で分配したりする装置で、これまで数台オペアンプを交換したり、コンデンサーを高品質な物に変えたり改造したことのあるセットです。

今回の修理は、チャンネル出力が1ヶ所だけ音が小さいとのこと。動かしてみると確かにCH6が小さい。半分ぐらいだが歪みなしに音は出ている。
オペアンプの周りの抵抗が劣化したか、分圧抵抗が劣化したかとオシロでレベルをあたったり、テスターで抵抗値をみたり、OP-AMPを交換したりしても改善しない。信号は普通に来ているがレベルだけが小さい。DSP後 D/Aのアナログ出力直後のコネクタ端子では問題なくレベルが来ているし、パネルのレベル出力は正常に出ている。

仕方がないので、回路図をWEB で検索。以下のものを見つけた。

IC6は表面、IC17は裏面に実装されている。オシロで他のチャンネルと比較しながらあったっていくと初段の帰還抵抗 R33の出力側が他のチャンネルと比べてレベルが低く、入力側が他のチャンネルがレベルゼロなのに対し、波形が出ている。ここは反転入力端子なので、入力と出力の反転場所が繋がる場所、シーソーで例えられる固定された場所なので、本来信号ゼロのはずである。

でも信号は来てるし、レベルが低いだけなので ナゼ？と考え込んでしまった。

で、何が原因だったかというと、ここへ R56 を通じて D/A から来るコネクタ端子から繋がるべき信号線が途中で断線していたのでした。
たぶんコネクタの下あたり基板最外周のミシンカットのすぐ近くの線なので最初から切れかかっていたかもしれません。

なぜ、レベルが低いだけで動いていたかというと、ちょうど R33だけになっていたので、本来差動増幅すべき動作が、マイナスが来ないで、プラスだけだったのでそのまままバッファ出力動作をしていた訳で、R33の入力側はプラス入力と同じレベルを示していたということです。
オペアンプの反転増幅回路とバッファ動作との良い勉強になりました。

　ここ最近来るのは、巧妙に送信先アドレスを変えて送ってくる JA になりすましたメールが多い。
今まで来ているのは

JAネットバンク .....正規アドレス info@janetbank.jp
 　　

詐欺メール

no-reply@odlswbnfbkyq.com
no-reply@tongyunhr.com
no-reply@phudzb.com
no-reply@gaddysdoorservice.com
no-reply@khidmatfamily.com
no-reply@lwprrocks.com
no-reply@feasterly.com
no-reply@weidetiyu-bevitor.com
no-reply@jeffchanmusic.com
no-reply@vrjinxing15fencai.com
no-reply@odlswbnfbkyq.com
no-reply@shanmuhy5041.com
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no-reply@sveveninglight.com
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no-reply@gzyili.com
no-reply@kagamaga.com
no-reply@youxuanmall0543.com
no-reply@tcmods.com
no-reply@kalvikbuilders.com
no-reply@ptdnx.com
no-reply@shanmuscxx5557.com

だいたい、件名に
※要返信 登録個人情報再確認のお願い
とあるくせに、返信アドレスが no-reply@xxx   になってるのが変だし

文章始めが

"ＪＡネットバンクつきをご利用いただきありがとうございます。"

ネットバンクつき　って何？

と思うし、終わりあたりに

"これからもＪＡたかつきをよろしくお願いします。"

あたりで「ああ　JAたかつき　の"たか"を消しちゃったのか？
と思う。

フィッシング先も

ltaila.com とか
aritcochina.com
zzxinyuantai.com

など多岐にわたる。

きっと、大量にこの 3英字+５数字アドレスにメールが送られていると思うので、同じアドレスから大量にメール来た場合に
Nity がチェックする何か新しい対策たててくれないかなぁ

　電源入れてすぐにLEDランプとの挙動が判るようにみながらスイッチON。通常に起動したようで、アナログミキサなので直ぐにランプ等は立ち上がる。遅れて出力ON用のリレーがONする音が聞こえる。まずは 最上位のRED(ピーク用)の端子をチェックして -16V 近辺が来ているのを確認。次にLM2901の電源端子を測定して電源電圧を見る。

　ところが GND側に -16Vが来ているが、Vcc 側は 4.6Vという変な電圧だった。
どこかで 5V ラインとショートしているか、負荷電流が増えて本来16Vあるはずの電圧がドロップしているのでは無いかと思い、一度電源を切って電源ユニットから来ているコネクタを外して、再度チェックしてみる。今回サービスマニュアルに電源部も載っていたので、供給している電圧は±16Vと 12V ,48Vとわかっていたので、該当するコネクタのピンをチェックした。

 +16Vの来ているピンは CN21-2,4 で-16Vは CN21-6,8 で CN21に来ていることが判る。調べてみると -16V 端子は -20Vぐらい、+16V端子は 5V 程度だった。初めは 5V電源端子ではないかと思ったが、この電源には +5Vは使っていない。やはり電源ユニットの +16Vの電圧自体がおかしい。

次は電源ユニットを開けなければならない
　大きな鉄製のケースがナット１２本ほどで締められている。ケース端に近い所は、ナット用ボックスドライバーの長さが足りず、手回しで開けるので手間がかかった。電源トランスはトロイダルコアで、トランス自体も鉄製のケースで覆われている。さすがハム対策などプロの仕事と感心した。以下の写真は電源部で中央が±16V用のブリッジ整流器と両側にパワートランジスタ、可変３端子は中央のケミコンの上下にあるやつだと考えられる。

 
回路図は±16Vのものだが、 可変電圧用の３端子レギュレター LM317Mとマイナス用のLM337が使われている。この３端子レギュレターにプラス側ではPNPパワートランジスタ、マイナス側ではNPNパワートランジスタを追加して、電流出力を増やすオーソドックスな回路である。

　テスタでLM317の電圧をチャックすると Pin1 3.3V ,Pin2 4.6V ,Pin3 25V とやはり出力がおかしい。トランジスタQ1 をダイオードモードでチェックするとB-E間がショート（０V)なので、外して確認。外して確認すると問題無かった。実は B- E間に R3 47Ω があったので、テスターのダイオードモードでは 0Vになってショートと勘違いしたのでした。それなら電圧設定の Pin 1付近が怪しいと、テスターのオームレンジで測ると 660Ω と本来 5.6K // 5.1k なので 2.6kΩぐらいのはずなので、おかしい。やはり ここは電解コンデンサー C14が絶対怪しいと思って外して測って見る。...が、問題無い。

？？？と頭を抱えたが
残るは C32 のなんだか小さい 0.1uF セラコン。外して抵抗値を測るとなんと 900Ω !! 原因はこれでした。
めったに無いこと(前にショートしていたSMDセラコンがあったが）ですが、セラコンが内部で絶縁が劣化して抵抗値をもっていたようです。部品の不良でしょうか？

再発が怖いので、フィルムコンデンサー 0.1uF /50V に交換、もうひとつの C33 も念のために交換しました。やっぱノイズ対策に必要なこの位置のコンデンサーは 0.1uF でも大事ですね。完全にショートなら電圧が出なくて動作不良の症状も激しかったかと思いますが、中途半端な劣化で抵抗値を持ち、+16Vが 5V ぐらいになっても動作不全に至らなかったのではないかと思われます。

MIDAS のミキサーは入力部が秀逸と言われていますが、回路図を見ると XLRの差動入力 + - は通常ローノイズ化のため初段にトランジスタを使ってオペアンプのプラスと-入力に入れるのですが、プラスとマイナスそれぞれに専用のオペアンプを使って、別の差動専用アンプ(NJM5532)を使っているかなり凝った回路です。このあたりの差動を意識した構成が、例え電源電圧が5Vに落ちてもなんとか動いてしまう理由なのかも知れません。

　稼働中にコンデンサーが劣化して、ミキサーがストップするなんて事態は許されないですものね。

仕方がないので内部を調査（2日目）
メーター動作がおかしいので、一番ピークのラインがショートしてるかで、電圧がドロップするのでは？と思って基板が見えるように分解。
ビスがプラスネジや６角ネジで無く、トルクスネジだったので、対応する3種類の大きさをなんとか探して開ける。基本的には下側の電源部と後側のコネクタ接続部、表面のスイッチ操作部分に分かれる。
結構大きな基板になっているので、表側を見るには大変そう。ミキシングのメインやバス付近の部分はシールド版で裏面も基板を覆っているので外さないと LED 付近は見えない。外してみるとLED4列と14ピンのICが14個近くにある。

　とりあえず、LEDのショートチェック（デスタのダイオードレンジで順方向電圧を見る）。緑や黄色・赤LEDなのでなのでだいたい 1.5〜1.7Vぐらいでどれも正常。測っているうちにどうもLEDが直列になっているようだ。それで 14P の LEDレベル表示の ICを探すが、シリーズに繋がってドライブするのは無く、4個ぐらいづつシリーズになっているのがあるが IC自体は 20Pin 以上の大きなものしかない。

サービスマニュアルを探す
ちょっとラチがあかないので、 "MIDAS VENICE Mixer "でサービスマニュアルを探して、なんとか見つけたのが以下の回路図。

 
ドライブするICは LM2901という4個入りオープンコレクタのコンパレーターで、各レベルに対して OFFにするとLEDに電流が順次流れ、トランジスタで定電流をつくっているようだ。基板上で配置を確認。テスターで出力端子付近をチェックしても特に IC が壊れたり、シュートしているようではなかった。

2日目はこの周辺の部品位置や電源の供給ポイントなど接続をテスターで確認して終了。次は電源を入れて電圧をチェックしてみる。

＜　次回　電源チェック編に続く　＞

アプリや Apple HomeKit に対応した、電源ON/OFF ,消費電力モニターなどコンセントに直接挿してスイッチできるものです。

一昨年12月から使い始め、ホットカーペットを夜中にOFF、暖かい日中は OFF などスケジュールして電気代節約に一役買っていました。
特にホットカーペットによっては数時間で自動 OFFになる機種では、連続して使いたい時は一度 OFFしてすぐONすることで、連続使用も可能にしていました。冷蔵庫につけたのは消費電力のモニターで、最大どのくらい消費するのかを調べて、ソーラシステムでの非常時使用の電池容量の目安にしようと、1年以上調べていました。

　そんなつい先日、冷蔵庫を開けると中の照明がチカチカするではありませんか。「あれーバッテリー駆動にしてたっけ？」と自動切り替え機をOFFにして、商用電源に切り替えても同じ。見るとスマートプラグがチカチカしてON/OFFを繰り返していました。

　ネットの情報では、どうやら7月1日までは Switch Bot で同様の症状でリコールしていた製造番号なので、なにやら原因がありそうですね。
さっそく開封してみると、ケース中には褐色の液体の飛散した跡がそこらに...

犯人はこいつでした。

 
　680uF/10Vの電解コンデンサーでしたね。何かの具合で高電圧がかかるか、製品自身の不良で圧力がかかって破裂したようです。

　調べてみると、普段は 5V しかかからないので、 10V耐圧で OK だし、温度仕様も -40℃+105℃と問題ないものの、直径 6mm長さ15mmで680uFとは、けっこう無理した大きさではないかと思いますね。470uF/16Vの OSコンに交換してめでたく復活しました。消費電力履歴も残っていたのでパソコンに保存しました。

　まだちょっと心配だけど、しばらく使ってみようと思います。

*追記　その後メールでリコール案件を申請していたのですが、 SwitchBot から交換用のものが送られてきました。
*追記2　同時に買ったもう１個のスイッチも同様の症状になりました。やはり不良ロットが混じっていたのですね。
　　　　以下はその写真。まったく同じ症状です。2024/12/9

テレビが液晶になって最後の家電用真空管の「ブラウン管」が消えてからだいぶ経ちました。
今真空管を使っているのは、アナログオーディオマニアとギターアンプにこだわりのあるギタリスト（ミュージシャン）ぐらいだそうです。そんなご時世になんと、ギターマガジン５月号が「真空管」の特集を組んだのです。

思わず、現物の雑誌を買ってしまいました。（Amazon Kindle 読み放題でも読めるけど）

　すごいのは、真空管内部構造までイラスト付きで解説してあり、真空度を保つゲッターの機能まで言及があるなかなかの内容です。
私も中学生の頃にラジオや無線機、オーディオアンプを作ったり､バラしたり楽しみましたが、なにせ真空管は数百ボルトの高電圧でないと動かないので、うっかりさわって感電して冷や汗をかいたことが何度もあります。高い電圧に慣れっこになるとAC100V ぐらいではコンセントのプラグを手でつまんで「ああ　来てる来てる」とテスター代わりしてたくらいでした。

　真空管は基本的にはN-CH FETのようにプラスの電源をかけて動きますが、電流を制御する「グリッド」はマイナスの電圧をかけて制御します。このマイナスを作り出すにはまず、グリッドを高抵抗でGNDに落として、０電位とし、カソード（FET ではソース）とGND間に抵抗を入れて電圧をドロップさせてそこに生じる電圧でカソードーグリッド間のバイアス電圧に使うのが定石でした。

 
　このしくみによって、何かの変動で真空管に電流が流れすぎるとこの抵抗に電流が流れるのでバイアス電圧も大きくなり、バイアスが深くなって電流を制限するDC負帰還が自然にかかっています。ですから、真空管で自作していた頃は意外とラフな定数の抵抗でも普通に動いていましたので、初心者にはかえって良かったかもしてません。

　その後、トランジスタの時代になって、ゲルマニウムトランジスタで作っていた頃、シリコントランジスタに変わってきた頃などとベースバイアス設定とかがシビアで動かなかったり､歪んだりして苦労しました。

　真空管アンプは「３次歪みでなく、歪んでも倍音成分が出る」とよく言われます。真空管のアンプを作っていた頃はクリッピングしても波形を見ると丸いんですね。トランスを使っていたり、上記の負帰還バイアスのためもあって急激なクリップはしないのです。
反してトランジスターアンプを作った時はクリッピングの頭が見事に平らになります。ですからクリッピングがしないように最大値を十分マージン取っての推奨動作となります。真空管の場合は多少ピークでクリップしても気にならないので、トランジスタアンプでは 40W ぐらいのアンプが必要な同じ音量でも真空管アンプでは 5W ぐらいで十分な場合があります。

我が家にも自作の 6L6 シングルアンプがあるのですが、寿命が気になってめったに使えませんね。

　カーポートに1KWソーラーパネルを設置しシールドバッテリー6台パラで2KW 100Vインバーターを駆動したのが 2019年5月なので、はや5年近く稼働しています。といってもメインは事務所の照明と夏場のエアコン駆動がメインなのですが、最近はバッテリーがへたったのか曇りが続くと夜間照明時にインバーターがバッテリー低下のアラームを出すことがしばしばでした。それで、サブ用の リチウムイオン電池 12V100A を使って交互運用してみましたが、なんとなくソーラーパネルが弱っている様子。

　それで、この際別系統で実験しようと思い立ち、100Wパネル2枚と古い実験用 100Wパネルで、冷蔵庫専用の災害時緊急駆動バッテリーシステムをソーラー充電で実験しました。

バッテリーインバーター電源とAC100Vの商用電源を自動で切り替える機器を導入して､バッテリーが電圧下がると自動で商用電源に切り替えるようにしました。しかしながら、昼間のバッテリーの充電時に満充電になって充電電力を捨てるのがもったいないことと、いつもフル充電しておいて非常時にフルに使いたいことを考え合わせると、対象となる冷蔵庫の夜間の非充電時は商用電源に切り替えておき、昼間はソーラーの電力で電気代を節約すればよいかなと考えています。現在は夜間は自動切り替え機器をOFFにして商用電源にしていますが、ソーラ充電器の機能を使えば自動でできそうな感じです。数日間の実験でちょっとリチウムイオン電池１個では夜間フルに冷蔵庫保持は難しいことが判り、冷蔵庫負荷時は最大100W程度消費するので 12V 100Ah = 1.2KWh  100Wで１２時間とギリギリでは無いかと思い、２個に追加。ソーラパネル自体も定格 100Wというのは最大であって、冬の日中晴天でも 70%ぐらいしか発揮できない様子。おいおい追加していきます。

　そして、屋根に登ったついでに旧 160Wパネルを点検すると、現状 ６枚を並列で使っているのですがなんと２枚しか動いていない！
そのうち３枚は接続コネクタの内部の端子カシメ部分で断線していました。なんとなく錆びて切れた様子。そのなかで１台がひどくて接続コネクタもおかしいし、配線が出ているボックスの中まで水が浸入したようで、中の配線のカシメ部分で断線していました。逆流防止のダイオードもボロボロになるくらい。他のパネルは大丈夫だったので､このパネルのパッキンがダメだったようです。

配線にカシメ直してビス止めするように修復して復帰しました。最近の晴天時に充電量を計測すると 22V 30Aぐらいなので 660Wほど出ているので初期には戻ったようで一安心。やはり長期使用時は錆と水混入に注意が必要ですね。

かつて I2C などのトラブルについて多く書いていますが、最近のインターフェイス誌3月号の記事にも感心するものがありました。
特集でシリアル通信のトラブル、しかもハードについて多く書いてある書物はあまりないかと思います。

すこし引用すると
[電気回路一般編]

1) 活線挿抜時の通信異常とラッチアップ
　AC電源機器同士の接続時の GND の大切さなど

2) 論理レベルの違いによる通信異常
　入力しきい値、レベルシフトの接続

3) ノード間の電源/GNDの差異
　ノード間の GND 電位差

4) 長距離を引き回すと､ノイズやクロストークで通信がおかしくなる
　電源線に乗る電流ノイズ･クロストークなど

[ハードウェア編]

5) UART 通信線からの逆給電トラブル
　電源OFFしても、マイコンが動作し続ける？？

6) プルアップを付け忘れた
　I2C 動かない！

7) クロックストレッチ非対応コントローラー
　I2Cのクロックストレッチに対応してなかった..

8) クロック周波数が低くなる
　バスの静電容量が大きかったり、プルアップ抵抗が大きいなど
　波形の立ち上がりが遅すぎる場合

9) 終端抵抗の付け忘れ
　RS485 　や CAN など短いケーブルで大丈夫だったけど現場で NG

その他、ソフトウェア編ではACK がこない、リピートスタートが必要だった、SDAラインのスタックなど
参考になる記事が多かったですね。

今年最初は、デジタルアンプの話。
昨年書いた「ポータブルアンプを作ってみたはなし」で使ったデジタルアンプについて書いてみます。
　デジタルアンプとはどういう物なのか？色々世間にはネット接続ストリーミング音楽再生コントロールアンプとかメディアサーバーなどデジタルコンテンツをデジタル的に保存･加工・再生出来るものがありますが、結局最終的には人間の耳に聞こえるようにアナログに変換してスピーカーやヘッドフォンを駆動しなければなりません。

どこまでデジタルにして、どこからアナログにするかということで構成はかわってきますが、

1) 昔のクラッシックオーディオでは、アナログレコードをプレーヤーでアナログの電気信号に変えた後、アナログコントロールアンプ→アナログパワーアンプ→スピーカーと流れる構成でした。
2) CDになったら、このプレーヤーまでがデジタルになって、デジタル信号を D/A コンバーターでアナログに変換して信号をコントロールアンプ以降に伝えていました。
3) iPod などデジタルプレーヤーはコントロールアンプまで DSP などを使って音質等も調整しながら､最終的に D/A コンバーターでアナログに変えて、パワーアンプでアナログ信号をイヤホンに伝えていました。
　このようにデジタル化は進化していましたが、最後のスピーカーを駆動できるようなパワーアンプは音質を求めるならばアナログの増幅器を使わざるを得なかったし、大きなトランスや、大容量コンデンサー、大きなパワーが出る半導体とそれを放熱するヒートシンク、電源として安定に電力を供給できるトランスが必要でした。

　今回考えるデジタルアンプは、この最終段のパワーアンプをデジタル化したものです。デジタルとは1と0で表現する信号ですが、どうしてデジタル化するのでしょうか？それはデジタル信号を振幅方向にアナログ化するいわゆるマルチビットD/A ではなく、1Bit D/A と呼ばれる PWM(Pulse Width Modulation )と呼ばれる技術を使った D/A の手法です。

　下記は以前使ったデジタルアンプ IC TPA3111D の内部ブロックですが、このICはデジタルをデジタルのまま変換するのでなく、汎用性をもたせるべくアナログ信号を PWM 信号に変えて、それで出力段 MOS-FET をドライブしています。

　　図中の左上部分がアナログ入力・増幅部で中央上の PWM Logic の前のコンパレーターで内部で生成したのこぎり波のレベルと比較して入力レベルが上回った･下まわったのを検出してそのレベルに従った Duty のパルスを生成しています。このパルスの周波数は音声信号をはるかに上回る 300KHz 近い信号なので、簡単なローパスフィルターで落とすことが可能になり、一気に小型化が可能になりました。
PWM信号ですから、中間の電圧レベルは必要なく、FET は単純に高速 ON-OFFできるだけなので、損失も少なく大きなヒートシンクが不要なものも多くあります。この ICは 12V や 24V の電圧を ON/OFF してPWM信号を出力します。

上記信号は下側紫が FET 出力直後の PWM 波形、上の黄色はフィルタ後のスピーカー出力波形です。波形では PWM波形が残ってリップルのようになっていますが、280KHzという高い周波数なのでスピーカー自体駆動できないので無視できるレベルです。　

こちらはレベルの低い時の波形です。

　ただ、PWM波形は直線性やジッター（基本クロックの安定性）で性能が左右されますので、パルス幅が小さいときや最大に近くなった場合など変換誤差が大きくなる場合があります。この IC では BTL 接続を行って、無信号時は2つの出力を 50% にしておき、小信号でも 50%からの差になるので誤差が出にくいエリアを使うような使い方をしていますので、このような IC には BTL 接続は有用かと考えます。

　ICの性能では THD は 0.1% 以下と優秀です。よくこのようなアンプを D級とか言われますが、結局デジタル信号をどこまで持って来てアナログにするかという発想では、D/A コンバーター内蔵のアンプと考えれば良いかと思います。効率が良く発熱が少ないので、最近の PA のアンプなどはスイッチング電源をデジタルアンプに繋いだものが増えていますね。

読んでまず感じたのは、

1）これは主にソフトウェアエンジニアの話だということ。
2）それも、マイクロソフトのアメリカでの話
3）プログラマーと言わないで、エンジニアというのが？？
4）筆者と一流エンジニアとの比較で筆者が変わっていく､身につけたこと。

などですが、ソフトウェアエンジニアでなくても参考になりそうなのは
A)　納期は決めない（例外はある）完璧な物を出す。
　納期に迫られてなんとか要求仕様を入れ込んだが、納期優先で完璧でないまま出してしまう。なんてことは、よくある話で最近のダイハツ社検査不正などは、納期優先・お客の安全より上司の圧力に屈してしまう日本的な？いや非正規が増えて「どうせいずれ切られるから...的な愛社精神が薄くなる」「技術に真剣より､明日の生活費優先」なんかですかね？

B) 失敗してもOKの社風
　だいたい、新しい事をやろうと思えば失敗する確率は増えるし、出来ないかも知れない。それで、だれも新しい事をやらないで既存の技術ですごしていれば、失敗しないけど進歩しない。失敗しても「そうするとダメなことが分かった、ありがとう」ってみんな思ってくれる...日本じゃどうですかね？

C) 気軽に質問できる職場、「分からない」と率直に
　「分からないから､調べて連絡するよ」はしない。回答来るまでのその間に分かっている人にどんどん聞いて解決すべき。聞かれた人も直ぐに答えられなければ「分からない」でOK。

D) エンジニアは個人事業主？
　「コードを書かない」、「技術が分からない」人が上に立って分業を指示して、その指示どおりにまとめ上げる。「こうすれば､簡単」「こっちのやり方が早い」「最新のデバイスはこっち」などエンジニアが個人事業主のように認められ、創意工夫できて、意見が通るしくみが必要。リーダーはエンジニアが困っていることを見つけて改善してやる。働きやすいようにするための上司になるべき。

＊本にも書いてあったが、日本のエンジニアを育てる環境が画一的で、「技術が分からない人に対して、技術を身につけさせる」のでなく、画一的な「だれでもそこそこ来る仕事」にして分け与えるようなしくみで、すぐれたエンジニアを育成するしくみがなかった。エンジニア･プログラマは人手をかかればすむような、安価な人材と鳴ってしまった感があります。大手の企業は「下請けまるなげ」で自社技術が衰え、空白の30年が過ぎてしまったのかなと思います。私の若い頃は怖いけどバリバリの技術者部長がいたけどなぁ

　よく知らないが、ちまたでは BLACK FRIDAY なるセールが始まっている？始まる？そうで、今回見つけたのがまた Adobe のセール。

アマゾンでもやっているようで、こちらは 30%ぐらいのディスカウントのようだ。何せ今の通常の Creative Cloud は ¥6,000/月 程度なのに今回は ¥3,564 なので、今契約しているプランを解約してこれに変えてもだいぶ安くなるはずと思う。

　まてよ、この前そんなことがあったな、と思ったら今年２月にも他のアカウントで、Adobe 契約更新したっけ... と思い出し、さっそく現行の契約を止める所を見るとたしかにありました。(以下画像は新規の部分です）

しかしながら、一筋縄ではいかずに　契約解除→解除の理由「高いから」→他のプランに変更→全てのプラン　など操作していく内に、ありました。結果、結構安くなりましたね。現状は年払いで２月まで契約だったので、残りの分は返金してくれるようです。

　放っといてそのまま払い続けるユーザーには分りにくいようにしているあたり、Adobe も利益優先の会社ですね。
Photosyop Ver3.0 からのユーザーで、毎回バージョンアップし続けた私のようなユーザーに、何の特典もない現状のサブスクも考え直して欲しいなぁ

　修理依頼の RAMSA WP-MP5 という、マイク入力･グライコ・コンプレッサー付きの多機能のモノアンプなのですが、PROTECTランプが付いて動作しなくなったというもの。試しに繋いでみると、なんと普通に動作している。「なんだー大丈夫じゃん」と思って信号を加えてスピーカーで聞いていると突然 PROTECT ランプがついて無音状態に。しかたがないので上蓋を開けてチェックするが、よくあるスピーカー出力のDCもれプロテクトじゃないかなと思って測って見ても 0V で問題ない。プロテクトランプの配線をたどっていくと、１つの経路はスピーカー ON/OFFのリレーをドライブするトランジスタに。もう一方は TA7317P というプロテクト用のICにたどり着いた。さっそく WEBでデーターシートを見ると、

この使用例が参考になった。どうも １Pin 2Pin 3Pinが制御入力で、6Pinがリレーを駆動しているようです。 7Pinは電源 ON時のミュート用の時定数を作っているようで、電圧を測ると 1Pin 0.12V  2Pin 0.1V 3Pin 0.05V とほとんど問題無いはず。各々の入力はトランジスタなので最低 ±0.6V程度になると ONするはずです。試しに 1Pin と GNDをショートさせると、普通にリレーが動作して立ち上がります。

　「電圧 0.12Vじゃ問題無いはず...」と思い、オシロでチェックすると、何と 1Pinに電源からマイナス電圧を加えている 100kΩの先がマイナス側だが、ほとんど矩形波になっていた。ここには 1uF が入っているはずだが、どうも容量抜けのようだ。とりあえず 0.47uF/100V のフィルムコンをいれると、波形がリップルを含んだぐらいのマイナス電圧になり、正常に動作するようになった。

　結局　テスターで電圧を測ると矩形波の中間電圧になるので 0.12V なのだが、瞬間的にはプラスになるのでここのトランジスターが ON してしまっていたようだ。やはりオシロで見るという事は結構大事では無いかと、再度確認した。

　フィルムコンを正式に半田付けして完了。電源 OFF 時のミュートも正常にかかるのを確認、エージング試験して修理完了。

　参考までに TA7317P の内部回路を以下に記録しておく。

呪文みたいな表題になってしまったが、ちょっと I2C 通信でトラブったので、そのメモ代わりに書いておく。

MCC とは Microchip Code Cpnfigure といったソフトで、 UI でCPUの周辺動作を規定したり、動かすのに必要なドライバーを書き出してくれるます。 MPLAB-X IDE という　最近の開発環境での付加ソフトなのですが、最近まで使っている古い MPLAB IDE というソフトと違って、簡単にソフトが作れるそうなのですが、内部構造が判りにくくて、資料が少ないことから結構難儀しました。

今回は I2C 関連でのおはなし

i2c1_master_example.c というサンプルコードが生成されるので、見てみると

void I2C1_WriteNBytes(i2c1_address_t address, uint8_t* data, size_t len)
{
    while(!I2C1_Open(address));  // バスがBUSYのうちは待っている
    I2C1_SetBuffer(data,len);   // 書き込むデーターの アドレスと長さ
    I2C1_SetAddressNackCallback(NULL,NULL);
                 //反応無いとき "NACK"の場合の処理　ここでは何もしない
    I2C1_MasterWrite();　  // 書込処理
    while(I2C1_BUSY == I2C1_Close());  // 完了待って STOP 処理
}

これは大体判る。ここにある xxxxCallback という部分がくせもの
ここでの　i2c1_address_t address  は,7ビットなので、実際送信時は シフトされて RW ビットが追加される。

次は EEPROM読み出しなどに使うアドレス指定書込後、RESTART してデーターを読むようなのだが

void I2C1_ReadDataBlock(i2c1_address_t address, uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len)
{
    i2c1_buffer_t bufferBlock;         // 結果を書き込むバッファを作成
    bufferBlock.data = data;
    bufferBlock.len = len;

    while(!I2C1_Open(address)); 　// バス開放待ち
    I2C1_SetDataCompleteCallback( 
                 rdBlkRegCompleteHandler,&bufferBlock);  //ここがキモ
    I2C1_SetBuffer(&reg,1);          // 送信するデーター　1バイト
    I2C1_SetAddressNackCallback(NULL,NULL);
         　//反応無いとき "NACK"の場合の処理　ここでは何もしない
    I2C1_MasterWrite();
    while(I2C1_BUSY == I2C1_Close());　 // 完了まで待って STOP 処理
}

ちょっと見ると I2C1_MasterWrite(); だけなので、書き込むだけでどこで読むんだろう？
と思って見てみると　I2C1_SetDataCompleteCallback というのがありますね。
DataComplate とあるので、送信が完了した時の動作を指定するところのようです。
この rdBlkRegCompleteHandler というのは、まさに RESTART を送って、データーを読み込む所のようです。

i2c1_buffer_t bufferBlock;  と言う物を作って、アドレスと長さを指定します。

このルーチンは、送信時のレジスタ指定が1バイトなので、256バイト以下ならいいですが、大きな EEPROM などでは足りません。
そこで、

(i2c1_address_t address, uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len)
....
I2C1_SetBuffer(&reg,1);  
の部分を

(i2c1_address_t address, uint8_t *reg, uint8_t *data, size_t len)
...
I2C1_SetBuffer( reg,2);  
と2バイトにして　( uint16_t にしてもいいかな？）

新たな関数を作ってみました。

＊結局　MCCの作成する I2C ルーチンは、ステータスを定義して

バスは空いているか?
書き込めるか？
書いたら完了したか？
応答はあったか？
完了したら次はどうするか？
全部終了したか？
ＳＴＯＰで終わる

など、順次実行するもので、ソフト上からはあまり良く判らないのが難点ですね。
そのままだと、相手がいなくても、反応がなくても止まることがないので初心者にはいいかな？
エラー処理をきちんとやろうとすると面倒かも？

　仕方が無いので、基板をシャーシから外して全てのトランジスタの B-E 間、B-C間のダイオード特性の確認。 CーE 間ショートのないことを確認したが、相変わらず無音と歪み状態。

　以前も修理した機種で、回路図があることが判っていたので、それを見ながら初段から信号を追っていこうと思ったが、始めからつまずいた。初段のベースには信号が来ているのにコレクタが無信号というか全然増幅してない。RCHはドライバ段のベース波形がかろうじて歪んだ波形で見える程度。回路図とにらめっこすると、抵抗値のない不思議な抵抗 R497 , R499 がありました。この Q401〜Q403は初段でトランジスタのエミッタ電流をカットして、ミュートするようですが、実物を見ると 10KΩ で 1/4 W品かと思われます。ここを通った後の電圧が 0V なのでどうやら切れてしまったようです。外してみると抵抗値は無限大。それで　RCHの片側がかろうじて高抵抗のまま保持していたようです。LCH はチェックでいじっている内に力尽きたか？

　サービスマニュアルではどうやらこの抵抗で 70Vを 14V程度に落としているようですが、70 -14 = 56V 10KΩなので電流は 56V ÷ 10KΩ = 5.6mA    56V x 5.6mA =313.6mW なので、 1/4W ではきついでしょう。そのあたりの問題で抵抗値が書いてないのか？結局 10kΩ1Wの酸金抵抗に変えて、めでたく +14V ,-14Vが確保できました。

　バラックテストではスピーカー端子から正常な波形がオシロで確認出来たので、組み立てて再度ダミー抵抗でエージングテストです。この交換した抵抗ですが、基板に垂直にして放熱をよくするように実装しました。

ちょっと思い出したぞ、確か前の修理もここ交換したっけ...
年ですね。

アルミ筐体の小型でずっしりとくる、BOSE社のパワーアンプです。
1701は初期のもので、ウォークマンなどと繋げて使うようにDC6V200mA の出力ジャックも付いています。
入力は RCAジャック High / Low レベル対応で、後の 1705ではここが片方プリ出力となったり、1701でのステレオ・モノ切り替えのスイッチが、繋げるスピーカーを選択してイコライジングを変えるスイッチになっています。

　とここまでアンプの紹介ですが、修理の内容は片チャンネルが音が歪むというモノ。確かに片方は歪んでいるし音が小さい。
オシロで見ると、スピーカーを繋げないと正常な方とほぼ同じ波形だが、スピーカーを繋ぐとマイナス側には振れず、クリップする波形でした。

中を開けて ICを見ると STK4183 とありました。ネットでデーターシートを探してピン配置を確認。

正常側の Pin5 から Pin7には導通があるのに、 Pin 12から Pin11 には高抵抗となっていて、やはりこのICの片側が破損しているようでした。Pin12とPin11との間に 100Ωぐらいの抵抗を入れると、歪みが良くなるので、出力ショート状態か、誤って電圧をかけてしまった可能性があります。このセットは保護抵抗や発振止めコイルなどいっさい省いてますから。1705からは出力リレーがついていますので、少しは安心かな？　ICを外して表面をよーく眺めると、確かに中央から悪いCH側が膨らんでいるよう。横からの写真でも膨らんでいるのが判りますね。
STKと4813の間あたり。

とりあえず、入力側のコンデンサーをオーディオランクに交換。4700uF/35Vの電源用電解コンも 4700uF/50Vに交換してリップル対策の加工しておきます。あとはオークションでゲットした ICが届くのを待つばかり。

BOSE1701は初めてですが、 1705 は6台、1702 は4台修理しましたが、ボリュームのガリの症状が一番多い。電源スイッチ破損とかスピーカー端子破損なんかも多いですね。コンパクトなのでいろんな場所で使うせいか、キズが多いのもこのモデルの特色。何台かは全塗装したけど POWER とか VOLUME 表示が消えちゃうとちょっと寂しいです。

最近のアマチュア機は、どんなデバイスを使っているのだろうと思って、ICOM IC-7610 の回路図を探してみた。
受信はダイレクトサンプリングといって、バンドパスフィルターである程度分割した信号を増幅して、直接 FPGAに入れているようだ。
最近のSDR受信機と一緒。でも増幅器にちゃんとプシュプルのトランジスタ使ってベース接地という渋い回路だった。やっぱり小信号ノイズに対してはディスクリート部品が大事だと思っているようだ。まあ 50MHzまでならダイレクトサンプリングでも大丈夫かな。

　
　次に、送信部はどうだろうと思って見てみると、見覚えのあるデバイスばかり。

終段のRD100HFFは三菱のセラミックパッケージのやつだけど、RD15やその前の RD06は TO220 パッケージですが、ケースがソースなので放熱には有利で使いやすい。仕事で高周波治療器のアンプでこれらで設計していたけど、そろそろ TO-220 パケージは廃番になるとの情報で使えなくなった。ICOMさんあたりは在庫豊富に持っているのでしょう。ちょっと将来的に不安ですが...

　で、それなら将来はどうするの？と言う訳で、この間実験しました。SMD トランジスター
使える品種は少ないです。やっぱり三菱、業務用無線用です。

6Wクラスは RD08MUS2  527MHz 7.5W しかし Vdd 7.2V モービル用

その上は

12W クラス RD12MVP1 175MHz 10W  これも 7.2V 用
35W クラス RD35HUP2 175MHz 35W 12V これは　放熱のしかたが大変。裏返して頭をヒートシンクにつけるので、ちゃんと放熱できるか心配。

結局、ファイナル向けは RD12MVP1　プッシュプル がイイみたい。このチップはデバイスのトップ(部品面の頭）がソース電極となって取り付け面のソースと同電位なので、ヒートシンクに付けやすい。それで、以下写真のように別基板に実装したのを反転してネジ止め、半田付けしました。アマチュア 10W機だったらこれでいけますね。 CW で 25W出ました。