(別室)レトロのページ
※このページは個人的な趣味によって書かれており、著者は全ての内容について、いかなる責任も負いません。
このページは、マイコンで簡単にできてしまうものを、あえて、昔の部品で再現してみようというコーナーです。
1.発信器を作ってみる(その1)
(1)トランジスタを使った発振器
(2)TTL−ICを使った発振器
(3)CMOS−ICを使った発振器
(4)タイマーICを使った発振器
(5)オペアンプを使った発振器
(6)トランスを使った発振器
(7)水晶を使った発振器
(7−B)セラミック発振子を使った発振器
(8)VCO(Voltage Contorolled Oscillator)を使った発振器
(9)PLL(Phase Locked Loop)を使った事例
(10)放電を使った点滅器
(11)IFTを使った発振回路
(12)SCRを使った発振器
(13)専用ICを使った点滅器
2.発信器を作ってみる(その2)
(1)トランジスタを使った発振器
●ブザー
●電子メトロノーム
●マルチバイブレータ(パターン1)
●FM発振器@
●FM発振器A(マルチバイブレータ)
●サイレン
●電子小鳥
(2)タイマーIC(555)
3.発信器を作ってみる(その3)
(1)分周器を使ったオシレータ(秋月電子:50Hzタイムベースキット)
(2)SIN波発生@ オペアンプを使ったオシレータ
(3)SIN波発生A LM386を使ったオシレータ(秋月電子:LM386パワーアンプ・オシレータ・キット
)
(4)SIN波発生B XR−2206CPを使ったオシレータ
(5)SIN波発生C ICL8038を使ったオシレータ
4.オルゴールを作ってみる
(1)SM6201を使ったオルゴール
(2)UM−66Tを使ったオルゴール (その1)
(3)UM−66Tを使ったオルゴール (その2)
(4)HK637−5を使ったオルゴール
5.調光器を作ってみる
(1)トランジスタを使った電圧可変型の調光器
(2)トライアック式調光器
6.カウンタを作ってみる
(1)TTL−ICを使ったカウンタ
(2)CMOS−ICを使ったカウンタ
(3)ニキシー管を使った表示器
7.専用IC
(1)オーディオ用レベルメータ
(2)10ポイント電圧計(0〜5V) LM3914N−1
(3)10ポイント電圧計(0〜10V) LM3916N−1
8.アンプで遊ぶ
(1)マイクアンプを作ってみる(その1) トランジスタ方式
(2)マイクアンプを作ってみる(その2) オペアンプ方式
(3)実験用アンプ(その1)
(4)真空管アンプを作ってみる(その1) 6J1(5極管)を使ったプリアンプ
(5)真空管アンプを作ってみる(その2) 6N1+6P1を使ったパワーアンプ
9.シリーズ型電源回路(可変型)
A.基本回路
(0)三端子レギュレタ
(1)トランジスタ式 直流安定化電源 5〜12V(0.2A)
(2)オペアンプ式 直流安定化電源 0〜15V(0.2A)
(3)電源IC(723) 3〜7V(0.2A)
(4)電源IC(M5230L) 正負1.8〜15V(3.6〜30V)30mA トラッキング電源
B.製作事例
(1)大型電源器(その1)
(2)大型電源器(その2)
(3)大型電源器(その3)
参考にされる場合は、自己責任でお願いします。
著者の単なる趣味のコーナーで、マイコンと比較すると性能やコスト的に劣るので、多くは全く実用性がありません。
また、既に、一般では入手困難な部品もあります。
●点滅器1(2SC1815)
1秒間隔で、LEDが交互に点滅を繰り返します。
トランジスタを使ったマルチバイブレータで、アナログが一般的だった頃は、かなり一般的に使われていました。
デジタル回路で作った点滅器に比べてメリットはあまりありませんが、オン/オフだけのデジタルにはない個性的な光り方
(「強く光って、次第に弱くなり、交互ににじんだように入れ替わる光り方」を繰り返す)をします。
アナログマニアが好みそうな光り方です。
写真
回路(逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(LEDの両端の電圧)
●点滅器2(2SC1815+2SA1015)
0.5秒間隔で点滅を繰り返します。
昔から一般的に使われている回路で、電子回路の入門書ではよくみかける回路です。
ストロボの閃光のような(一瞬強く光って弱くなる)個性的な光り方をします。
デジタルには無い光り方です。
写真
回路(電源のコンデンサと、逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(LEDの両端の電圧)
●点滅器(SN7400N)
TTL−ICを使った点滅器です。2つのLEDが、0.5秒間隔程度で交互に点滅します。
TTL−ICが使われていた数十年前は、よく、こんな回路が使われていましたが、
ワンチップのPICで作った場合に比べてメリットはほとんどないので、こんなものを作る事は、もうないと思います。
写真
回路(電源のコンデンサと、逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(2つのLEDの両端の電圧)
●点滅器1(4049BP)
CMOS−ICを使った点滅器です。2つのLEDが、1秒間隔程度で交互に点滅します。
このような用途には、4049BPよりも高速の4069を使う事が普通ですが、4049BPを使えば、LEDを直接
ドライブする事もできます。
CMOSロジックのうち、74系はコンピュータのインターフェースとして、現在でも使われていますが、4000系や、
4500系は、処理速度が遅いため、すっかり使われなくなってしまいました。
4000系は電源電圧が広く(3〜18V)、消費電力も少ないので、なかなか魅力的なICなのですが。
写真
回路(電源のコンデンサと、逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(2つのLEDの両端の電圧)
●点滅器2(74HC14) シュミットトリガ インバータ
シュミットトリガを使った、一般的な点滅回路で,LEDが、0.7秒間隔程度で点滅します。
10μFのコンデンサにタンタルコンデンサを使っているのは、アルミ電解コンデンサより漏れ電流が
少ないからですが、このサンプルの場合は、一般的なアルミ電解コンデンサに置き換えても問題は
ないと思います。
但し、コンデンサにつながる抵抗値をもっと大きくする事で点滅周期を長くする場合は、漏れ電流が
少ないタンタルコンデンサや、積層セラミックコンデンサを使用する必要があります。
写真/回路
SN74HC14Nは、秋月電子で1個30円(H26.12現在)で購入できます。
●発振器1(4049BP)
WEBで見かけた3つのインバータの遅延だけで動作する発振器です。
発振周波数はデバイスの性能の限界によるため、発振周波数は安定しませんし、予測する事も困難ですが、
4049BPのデバイスの場合は、電源が5Vの時に5MHz程度で発振していました。
同じものをTTL(7400N)でも作ってみましたが、こちらは31MHz程度で発振していました。
4000シリーズは遅い感じです。
インバータ1つで作ったバージョンも作ってみました。
遅延するデバイスが少なくなるので、発振周波数も高くなります。
4049BPのデバイスの場合は、電源が5Vの時に9MHz程度で発振していました。
抵抗を1KΩにして、同じものをTTL(7400N/74F00)でも作ってみましたが、こちらは、期待していたほど
周波数が高くならなかったので省略しています。
参考までに、実験では電源が5Vの時に7400Nで33.5MHz程度、74F00で36MHz程度でした。
遅延型の発振器の出力は、振幅の電圧が小さく、ロジックICのフルスイングにはなりません。
スレシ・ホールド電圧に届かない場合がありますので、マイコンやロジックICの入力にする場合は、
簡単なレベル調整が必要になる場合があります。
写真/発振周波数/回路図 (4049BPの場合)
写真/発振周波数/回路図 (7400Nの場合)
写真/発振周波数/回路図 (4049BPの場合)
マイコンやロジックICの入力にする場合、レベル調整が必要になる場合があります
●発振器2(4049BP)
AMワイヤレスマイク用のオシレータを想定した発振器です。
実験ではVRをまわす事で、716KHz〜1192KHzまでの周波数の可変が可能でした。
なお、この発振器をオシレータに使ったワイヤレスマイクは、「PIC奮闘記」で紹介する予定です。
写真/回路図
手持ちの部品の都合で、50pFは100pF*2を直列接続、5KΩVRは10KΩVR+10KΩを並列接続して作っています
出力イメージ
VRをまわす事で、716KHz〜1192KHzまでの周波数の可変ができました
●点滅器1(μA555)
555を使って点滅器にしてみました。1秒程度の間隔で、LEDが点滅を繰り返します。
555は、現在でも使われている専用のタイマーICで、他にC−MOSバージョンもあります。
555は安価ですし、発信器の他にも、タイマーにしたり、デューティーサイクルを変化させたりといった
使い方が簡単にできます。
写真
回路(逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(LEDの両端の電圧)
●点滅器2(LMC555)
抵抗を可変型にする事で周期を変えられるようにしたもので、データシートのサンプルそのままです。
周波数fは、f=1/(1.4*R*C)で求める事ができます。
デューティサイクルが50パーセントのサンプルで、実験では、VRをまわす事で、1Hz〜11Hzまでの周期を
出力する事ができましたが、これは無負荷で使用した場合で、出力に負荷をつなぐ(例えばLEDをつなぐ)と、
デューティサイクルは50パーセントにはならないので注意が必要です。
また、CMOSバージョンであるLMC555を、スタンダードバージョンのLM555に置き換えても、この回路では
デューティサイクルは50パーセントにはなりませんでした。
なお、555で高周波発振をさせると、著しく誤差が大きくなる事があります。
写真/回路図
出力イメージ1(LMC555の場合)
出力イメージ2(LM555の場合)
●点滅器3(LMC555)
上記、「点滅器2」でLEDを点滅させるような用途の場合は、出力はオープンドレインになりますが、
LEDをVdd−(7ピン)間につないでやれば、デューティ50パーセントの出力を得る事ができます。
周波数fは、上記同様、f=1/(1.4*R*C)になります。
なお、LMC555の3ピン(Output端子)はインバータ出力なので、「点滅器2」のLEDも接続すると、
デューティ50パーセントではなくなりますが、2つのLEDが交互に点滅します。
(この場合は、基板上の赤と緑のLEDが交互に点滅します)
写真/回路図
上記基板の右側に、出力端子とLED回路を追加しただけです。
出力イメージ(LMC555の場合)
●点滅器1(LM324)
オペアンプ(LM324)を使って点滅器にしてみました。1秒程度の間隔で、LEDが点滅を繰り返します。
LM324は単電源オペアンプなので、この回路に必要な負電源は0.数Vで充分で、シリコンダイオードの
0.65Vを使って作り出しています。
オペアンプを使った低周波発振器は、現在でも一般的だと思います。
写真
回路(逆接続防止ダイオードは省略)
出力イメージ(LEDの両端の電圧)
●点滅器2(LM358)
単電源オペアンプに限った場合(LM324も同じものですが)、もう少し簡単な回路で点滅器を作る事ができます。
この回路は、LM324のデータシートのサンプルの定数を少し変更した程度のものです。
コンデンサ(回路図中の※C)が47μFの時で、1秒程度の間隔で、LEDが点滅します。
発振周波数は、抵抗またはコンデンサの値を変更する事で、変化させる事ができます。
但し、この類の安価な汎用オペアンプは、あまり周波数が高くなると、波形が大きく崩れてしまいますので、
発振させる周波数には限界があります。
写真/回路
コンデンサ(回路図中の※C)は、47μF、0.047μF、0.0047μF、0.001μF、0.0001μFから
選択できるようにしてあります。
コンデンサ(回路図中の※C)を変更した時の出力イメージ
注)出力のLEDをはずして、出力にオシロスコープを直接接続して測定したイメージ
コンデンサは、いくつかを組み合わせることで、多少の微調整が可能です。
例えば、0.047μFと0.0047μFを組み合わせると、実験では発振周波数が1.252KHzになります
●電子ブザー
ジャンクの出力トランスを使って、電子ブザーを作ってみました。
10KΩのVRをまわす事で、850Hz〜1600Hz程度の周波数を出力する事ができます。
回路は簡単ですが、トランスを使っているので、あまり小型にはなりませんし、マイコンやICを使った場合に比べて、製作費も
高くなりますが、昔はこういう回路は一般的で、回路を少し工夫した「電子小鳥」や「電子メトロノーム」などのキットも
一般的でした。
写真/回路
10KΩ(VR)に直列に接続されている10KΩの抵抗をショートすれば、より低い周波数を出力する事ができますが、
発振が停止してトランジスタを破壊する可能性があるので、注意が必要です。
出力トランスの2次側には、必ず8Ωのスピーカか抵抗をつないで動作させる必要があります。
出力イメージ
※ジャンクのアウトプットトランスのインピダンス測定について
ジャンクの出力トランスは、仕様が分からないものがほとんどだと思いますが、例えば
秋月電子
ではインピダンスの測定レンジ
がついた安価なLCRメータ(DE−5000) ※注)別売のテストリードは4点測定ではあったほうが良い を販売していて、
これを使うのが最も簡単にインピダンスを調べる方法だと思います。
このLCRメータは、測定周波数を100Hz、120Hz、1KHz、10KHz、100KHzから選択できるようになっていますが、
スピーカを鳴らすような用途なら、1KHzレンジで測定してやればいいと思います。
仮に2次側に8Ωのスピーカをつないだ場合の1次側のインピダンスを測定する場合、2次側に8Ωの抵抗をつないで、このメータ
でトランスの1次側のインピダンスを測定してやれば、そのまま1次側のインピダンスを求める事ができます。
出力トランスの場合、ほとんどの場合、2次側の直流抵抗は1Ω未満なので、テスターの抵抗レンジで簡単に見分ける事が
できます。
トランスのインピダンスは測定周波数により大きく変わりますが、実際にサンスイのST−32をこの方法で測定してみると
1.1693KΩで、トランスの精度を考えるとデーターシートの1.2KΩとほぼ同じ値でした。
LCRメータ(DE−5000)で、サンスイのST−32の1次側のインピダンスを測定しているイメージ
(別売りテストリードを使用して、4点式で測定)
2次側には、8Ωの抵抗をつないで測定しています
このメータは、テストリードまで含めても6000円程度で購入できます。(H26.3現在)
●DDコンバータ/インバータ
トランスを使ったインバータで、2次側(100V側)には、4Wの蛍光灯をそのままつないでいたものです。
この類の電源回路は、基本的に似たような構造で、個人的には、2次側を整流・平滑してDDコンバータを作ったりもしていました。
ただし、発振周波数や波形が負荷によって大きく変動するので、これをそのままAC100Vの電源として使う事はできません。
写真
回路
デジタルオシロスコープによる出力波形
無負荷の時、波形の先端は画面のはるか上方にはみだしています
秋月電子のDDコンバータキットの例 (回路図は秋月電子の説明書より抜粋)
トランスが異なる以外、発振回路はほとんど同じです。
●C−MOS IC(74HCU04)を使った発振器
C−MOS ICを使って、発振回路を作ってみました。
このような用途では、ICは74HC04ではだめで、74HCU04を使う必要がありますが、実験では74HC04に
差し替えても安定して発振していました。
写真/回路図
●C−MOS IC(74HCU04)を使った発振器
上記、水晶を使った発振回路の水晶をセラミック発振器(セラロック)に置き換えたものです。
セラロックの取り付け口をソケットにて、セラロックをいろいろ換えて見ましたが、実験では手持ちの
4MHz、10MHz、20MHzのいずれに差し替えても安定して発振していました。
写真/回路図
0.1μFのコンデンサは、写真では分かり難いのですが、基板裏右下にあるチップです。
●SN74LS628を使ったVCO発振器 (2.4〜30MHz)
VCO−IC(SN74LS628)を使って発振器にしてみました。
このICは、かなり古いICで、最近は見かけなくなりましたが、安価で、VCO専用ICなので回路は簡単です。
実験では、SW1を+5VにつないでVR1をまわすと2.4〜15.9MHz、SW1をGNDにつないでVR1をまわすと8.6〜44MHz
の5Vのパルスを出力する事ができました。
但し、手持ちの部品の都合で回路図中の600Ω(温度保障抵抗)は630Ωの合成抵抗でテストしています。
また、データシートのグラフでは、この定数で上限が30MHzまでしか記述されていないので、周波数の上限は多少の余裕を見込んで
30MHzで考えておいたほうがいいと思います。
回路の定数は、データシートに記述されている通りです。
SN74LS628を使ったのは、手持ちの部品の都合からですが、このシリーズのICには、より簡単なSN74LS624もあります。
写真/回路図
回路図中のRXはデータシートでは600Ωになっていますが、手持ちの都合で実験では630Ωでテストしています
出力イメージ(2.4MHzを出力した時のオシロスコープをつないだイメージ)
●CD4046BEを使ったVCO発振器 (1KHz〜800KHz)
CD4046は、昔は一般的に見かけたPLL−ICですが、PLLを構成するVCO部分のみを単体で使う事もできます。
但し、このVCOは、本来はPLLの一部としてフィードバックして使うものなので、あまりお勧めできる使い方ではありません。
VCO−ICは安いので、もしも実際の回路で使うなら、上記のSN74LS628のようなVCO専用のICを使った方がいいと
思います。
サンプルは、データシートの事例と全く同じです。データシートの事例と同様、R2は接続していません。
データシートによると、この定数での最大周波数は代表値800KHzですが、実験では、VRをまわすと500Hz〜970KHz
の5Vパルスを出力する事ができました。
この定数で電源電圧を15Vにすれば、最大2.4MHz(代表値)のパルスが出力できるように書かれていますが、実験では、
電源電圧を15Vにすると、最大2.64MHzまでのパルスを出力する事ができました。
写真/回路図
50pFのコンデンサは手持ちになかったので、100pF*2で代用しています
出力イメージ(970KHzを出力した時のオシロスコープをつないだイメージ)
●CD4046BEを使ったPLL (入力1KHzの時、出力2〜512KHz)
PLL−ICのCD4046BEを使って、PLLを作ってみました。
仮に1KHzのパルスを入力した場合、分周器(4040)の選択により、2KHz〜512KHzのパルスを出力します。
4040は、2^1〜2^12までの分周が可能な分周器ですが、データシートによると、4046は、この定数で電源が5Vの時、
最大800KHzまでしか出力する事ができないので、選択できる範囲はQ1(2KHz)〜Q9(512KHz)までになります。
Q10〜Q12を選択してもよいのですが、その場合、単にVCOの上限周波数の800KHz(実験では990KHz程度)が出力
されます。
4040を使ったのは、手持ちの部品の都合(秋月電子で過去に大量に購入した50Hzタイムベースキットについていた部品)と、
なるべくサンプルを簡単にするためですが、カウンタIC等を使って分周回数を自由に変えられるようにして、デジタル周波数設定
ができるPLL周波数シンセサイザーにしてもいいと思います。
古いタイプのICですが、このICは安価でPLLの動作に必要なものが全て内蔵されていて、外付けに必要なものは分周器程度
という扱いやすいPLL−ICです。
PLLは、単なるオシレータというより、今日ではコンピュータからラジオや無線機、その他、幅広い用途で使われているものですし、
このICはPLLの基本的な原理に忠実で使い方も簡単なので、CD4046はこの類の教材にも最適なICだと思います。
なお、同じようなICに74HC4046があり、こちらは、より高速ですが、使用できる電源電圧が異なるので注意が必要です。
写真/回路図
1KHzを入力した時、選択できる範囲はQ1〜Q9までです。
Q10〜Q12を選択すると、800KHzが出力されます。
同時に複数の選択をすると、4040が壊れるので注意が必要です!!!
4040の設定と出力周波数、実測値
出力イメージ
(ファンクションジェネレータで5V・1KHzのパルスを入力し、Q4を選択した時の出力イメージ)
ファンクションジェネレータで5V・1KHzのパルスを入力した時の出力イメージ
●ネオンランプを使った点滅器(その1)
ネオンランプの放電現象を利用した点滅器です。
電源(AC100V)をつなぐと、DC電源部の200μFのコンデンサにチャージが始まり、5秒程度すると放電が始まる電圧に
達して、1秒毎に、ネオンランプの放電によるストロボのような一瞬の点滅を繰り返すようになります。
ネオンランプの放電現象を利用した点滅器で、2.2μFの電圧が、ネオンランプの放電電圧に達すると放電して両端の
電圧が下がるという動作を1秒毎に繰り返す簡単な回路ですが、昭和の昔は、同じ原理で、2つのネオンランプを交互に
点滅させたり、たくさんのネオンランプをルーレットのように順番に点滅させるような回路も一般的でした。
単品のネオンランプは、LEDに押されて昭和の昔ほど見かけなくなりましたが、リードタイプの最も安価なもので50円程度〜、
基板やケースに簡単に取り付けられるブラケット入りタイプのものでも100円程度〜で、現在でも販売されているようです。
この実験では、ACコンセントやAC機器の電源ランプとして、現在でも一般的に使われているブラケット入りタイプの抵抗入り
のネオンランプ AC100V用(AC110V用/AC120V用 等)では使えません。
実験で使用したネオンランプは、千石電商で50円で購入したものです。
昭和の昔は、緑色のネオンランプも売られていましたが、現在では入手がなかなか困難です。
写真では分かりにくいのですが、明るく単一的な光り方をするLEDとは違って、レトロできれいな弱々しい発色が魅力的です。
ネオンランプをAC100Vで点灯させる場合は、直列に個々のランプに合わせた抵抗が必須です
点灯イメージ
ストロボのような一瞬の光り方をします
写真と回路図
部品の大きさが全く異なるので、200μFのコンデンサは、ブロックコンデンサを外付けしています(写真上)
10KΩ1Wの抵抗は、10KΩ1/4Wを4本使って合成しています
ストロボのような光らせ方をさせるために、コンデンサをやや大きめ(2.2μF)にしてあります。
障害が発生するほどの容量ではありませんが、ネオンランプはガラス管でできているので、破裂すると危険です。
万が一、ネオンランプが破裂しても怪我をしないように、充分な安全対策を施して実験してください。
例えば、ネオンランプが破裂しても安全な強度のプラスチックのカバーをかけるとか、安全な強度のプラスチックの
ケースに入れる、メガネをかける等の処置をし、2.2μFのコンデンサの値は、これ以上、大きくしないで下さい。
ACコンセントを抜いても、200μFのコンデンサに蓄えられたDC100ボルト以上のチャージ電圧は、
数時間は抜けません(点滅も十分以上続きます)。この状態では、危険で回路に手を触れる事もできません。
感電や事故の危険があるので、実験終了後にコンデンサのチャージを抜くために、数百Ω、数十ワット以上の
抵抗器を準備しておく必要があります。感電や事故には充分注意してください。
大変危険でコンデンサの故障の原因にもなるので、コンデンサをショートしてチャージを抜いたりはしないで下さい。
●ネオンランプを使った点滅器(その2)
2つのネオンランプを、交互に点滅するようにした点滅器です。
AC100Vの電源をつなぐと、100μFのコンデンサにチャージが始まり、10秒ほどしてネオンランプの放電電圧に達すると、
1秒毎にネオンランプが交互に点滅を開始します。
私個人では、こういう種類のものは、高圧機器を製作した時に警告ランプとして、よく使っていました。
ネオンランプが放電する電圧は決まっているので、簡単な電圧チェックにも最適ですし、なかなか使い道も多い感じです。
使用しているネオンランプ等は、上記の「ネオンランプを使った点滅器(その1)」と同じです。
特に問題が発生するような回路ではありませんが、上記同様、ネオンランプはガラス管でできているので、万が一、破裂
しても怪我をしないように充分な安全対策を施しておく事が必要です。
また、100μFにチャージされているDC100V以上の電圧は、なかなか抜けなくて、トラブルや感電の危険がありますので、
実験する場合は、チャージを抜くための抵抗器を用意しておく必要があります。
大変危険でコンデンサの故障にもつながりますので、コンデンサをショートしてチャージを抜いたりはしないで下さい。
この回路は、ネオンランプと抵抗、コンデンサを、それぞれn個ほど用意して回路に追加してやれば、n個のネオンランプを
順に点灯させるようにする事もできます。 (大型の高耐圧のコンデンサがネオンランプの数だけ必要になるので、今なら、
そんなものを作る人はいないと思いますが)
点灯イメージ
写真と回路図
10KΩ1Wの抵抗は、10KΩ1/4Wを4本使って合成しています
●ハートレー型発振回路(その1)
AMラジオ用のIFTコイル(455KHz用)がたくさんあるので、ハートレー型発振回路を作ってみました。
実験では、出力はコイルのつまみを回すことで、320KHz〜460KHz程度の範囲で可変できます。
このコイルを使ったスーパーヘテロダイン方式のラジオは高性能で、昔は最も一般的なAMラジオだったのですが、
最近は高性能なラジオは、デジタル方式が一般的になってしまいました。
IFTコイルには、使用する箇所により黄、黒、白の3種類がありますが、このサンプルは単なる発振回路なので、
どのコイルでも使用できます(赤はOSCコイルなので使えません)。
使用したFETは、秋月電子で10個300円で購入できる、この類の用途では一般的なものですが、Yランクでないと
動作しないかも知れません。
写真/回路図
電源電圧を3.3Vにしているのは、手元にあった3.3Vマイコン用の電源器で実験したからで、あまり深い意味はありません
出力イメージ
このサンプルは、出力負荷の影響を受けやすく、波形や周波数が測定器をつながない場合とでは
異なっている可能性があります
AMラジオ用のIFTコイル(455KHz)のイメージ
黄、白、黒の3種類があります
コイルのつまみをドライバーで回してLCRメータで実測してみると、1次側のインダクタンスが
560μH〜1090μHまで可変できました(2次は無負荷、黄色のIFTコイル、100KHzで測定)
※IFTコイルは内部に455KHzで共振するためのコンデンサが入っているので、この測定値は正確で無い可能性があります
AMラジオ用のOSCコイル(796KHz)のイメージ
赤はOSCコイルで、コンデンサは入っていません
コイルのつまみをドライバーで回してLCRメータで実測してみると、1次側のインダクタンスが
277μH〜553μHまで可変できました(2次は無負荷、100KHzで測定)
●ハートレー型発振回路(その2)
上記、「ハートレー型発振回路(その1)」の出力を2次側のタップから取ってみました。
2次側の巻き数は少ないので、出力は小さくなりますが、出力負荷の影響を受けにくくなるので、こちらの方が
使いやすいかも知れません。
但し、こちらの回路の場合は、IFTコイルは2次側の巻き数が少ない黄色か白がいいと思います。
黒は2次側の巻き数が多いので、出力は大きくなると思いますが、あまり負荷を大きくすると波形が崩れるかも知れません。
赤はOSCコイルで、IFTコイルではないので使えません。
写真/回路図
基板は同じです(2次側を出力にしているだけです)
電源電圧を3.3Vにしているのは、手元にあった3.3Vマイコン用の電源器で実験したからで、あまり深い意味はありません
負荷抵抗(1KΩ)は、なくても問題ありません。
出力イメージ
出力は、上記「(その1)」の1/10以下になっています
実験では、IFTコイルのつまみを回す事で、周波数は337KHz〜482KHzまで可変できます
●ハートレー型発振回路(その3)
上記のIFT(455KHz)で作ったハートレー型発振回路を、AMラジオ用のOSCコイル(796KHz)で作ったものです。
実験ではコイルのつまみをまわす事で、634KHz〜907KHzまで周波数を可変できました。
AMラジオ用の796KHz用OSCコイル(赤色)は、内部にコンデンサが入っていないので、外部にコンデンサが必須です。
(回路図のコイルに並列につながる100pF)
手元の3.3Vマイコン用の電源器を使っているので電源電圧を3.3Vにしていますが、5Vにしても問題ありません。
写真/回路図
負荷抵抗(1KΩ)は、なくても問題ありません。
出力イメージ
●ハートレー型発振回路(その4)
上記「ハートレー型発振回路(その3)」の振幅が、PK−PKで0.44Vしかなかったので、出力を
マイコンに入力できるように、単にトランジスタを外付けしたものです。
回路図中のR1の値(1MΩ+500KΩ)は、使用するトランジスタによって微調整が必要です。
写真/回路図
出力イメージ
振幅は、電源電圧が3.3Vの時に0.6〜3.0V、電源電圧が5Vの時に0.6〜4.0V程度になります。
●フランクリン型発振回路
例えばLCメータでは一般的な発振回路です。
ジャンクのコイルから、455KHzのAMラジオ用のIFTコイルを分別するために作ったものですが、
発振周波数が、接続したLCの共振周波数になるので、例えばAMラジオのバリコンや同調コイルの組み合わせ等を
調べたり、いろいろとあると便利かもしれません。
但し、この回路で全てのLCの条件で正常に動作するわけではありませんし、使用した74HC04BPの上限スピード以上
(実測すると40MHz程度でした)で発振する事もありません。
写真/回路図
455KHzのIFTコイルをつないだ時の出力イメージ/ジャンクで購入した高周波コイル
※IFTコイルは、コイルのつまみをまわして、455KHzに調整できます
高周波コイルは外見が同じものが多いので、実測しないと、外見からだけではAMラジオ用の
IFTコイルかとうかを区別できません
手持ちのLCを測定端子につないだ時の発振周波数 (参考)
コイルの特性は、使用するコイルにより大きく異なるので、実際に使用する場合は実験が必須です
(簡単な回路でも、計算どおりにならない事が多くあります)
●点滅器1(2N6027G)
2N6027Gを使って点滅器にしてみました。0.5秒程度の間隔で、LEDが点滅を繰り返します。
SCRを使った回路は昔は見られましたが、現在ではSCRの入手すら難しくなってしまいました。
写真/回路
出力イメージ(SCRのカソードの電圧)
●点滅器1(OS1CDY3A010/オプトサプライ社)
面白そうな専用ICがいろいろあるので使ってみました。
OS1CDY3A010は、オプトサプライ社のLED点滅ICで、1秒間隔、デューティ:1/12、IF:20mAでLEDを点滅させるものです。
このICは、3本の足に、LEDと5Vの電源を供給するだけのもので、外付け抵抗は不要です。
実際に点灯してみると、フラッシュのような鋭い光り方をします。
写真/回路図(データシートより抜粋)
上記、「点滅器1(2SC1815)」のマルチバイブレータの発振周波数を500Hz程度に高くして、ブザーにしてみました。
コンデンサ及び100KΩの抵抗を大きくすると発振周波数は低くなり、比率を変えてやると、デューティーサイクルを
変えることができます。
出力はかなり出るので、1W程度のスピーカが必要です。
写真と回路図
負荷が8Ωの時の出力イメージ
上記、「点滅器2(2SC1815+2SA1015)」にボリュームとスピーカをつないで、0.数秒〜2秒程度までの
電子メトロノームにしたものです。
昔はバイポーラトランジスタではなく、PUTやUJTを使った回路も一般的でしたが、今では入手困難ですし、PICを使えば
簡単に出来るものなので、今なら、レトロな趣味以外で、そんなものを使う人はいないとは思いますが。
写真 (スピーカは下向きに伏せて取り付けないと、メトロノームのような音にはなりません)
回路図 (スピーカをつながないと、発振回路は動作しません。)
負荷が8Ωの時の出力イメージ (LEDやスピーカーが動作するのは、ほんの一瞬です)
マルチバイブレータの回路は、抵抗やコンデンサの位置を変えると、いろいろとおもしろい波形がつくれるので、
昭和アナログの時代は、これをいくつか組み合わせて、擬似音を作ったりしていました。
その組み合わせパターンは豊富なので、熱狂的な音響マニアは、おそらく、これだけでも充分楽しめてしまいます。
このサンプルは、周期を伸ばしたりして(抵抗やコンデンサの値をもっと大きくして)、マルチバイブレータのエンベロープ
パターン等で(他の用途でも使われていましたが)、よく使われていたものです。
写真/出力イメージ/回路図
簡単なFM発振器で、FMラジオ(80MHz付近)に電波を飛ばします。
電子回路の入門書等で見かける簡単な回路ですが、昭和の電子工作では一般的でした。
2SC372は当時の定番トランジスタですが、発振周波数が80MHzと高いので、現在の定番トランジスタである
2SC1815(Ft:80MHz)には置き換えできません。
実験する場合は、Ftの周波数がもっと高いトランジスタを使う必要があります。
出力はそれほど大きくはありませんが、現在の規制は厳しいので、この出力だと電波法に抵触するかも知れません。
写真/回路図
昭和の工作なので、さすがに年代を感じる部品が使われています。
コイルの幅を伸ばしたり縮めたりする事で周波数を調整できます。
この回路は、「初ラ」や「ラ製」等の当時の工作系の誌雑に記載されていたものだと思います
マルチバイブレータ(500Hz)と、変調回路を組み合わせて、FMラジオ(80MHz付近)に発信音を飛ばすものです。
昭和アナログの時代に作ったものですが、手作りコイルと10pF程度のコンデンサの組み合わせは、当時のFM発振器
の定番だったようです。
この発振器は、2SC945による低周波発振器と、2SC372による変調回路を、つないでいるだけの構成なので、
2SC945のマルチバイブレータの代わりにマイクアンプをつなげばワイヤレスマイクになります。
また、この発振器は電圧が1.5Vと、乾電池1本で動かす事ができます。
但し、今ならこの出力だと、電波法に抵触するかも知れません。
トランジスタ(2SC372)は、当時の最も一般的なものですが、現在一般的に使われている2SC1815のFtは80MHz
なので、置き換えるのは厳しいかも知れません。2SC372のFtは200MHzです。
この発振器は、そういう用途で使えるほどの大きな出力ではありませんが、昔はこういう発振器は、人や動物の追跡で
使われたりもしていました。
携帯やGPSが当たり前の現在では考えられない事です。
写真/回路図
さすがに古すぎて、基板はサビサビです。
コイルを伸ばしたり、縮めたるすると周波数が変わるので、コイルはエボキシ系接着剤等で固定する必要があります
この回路は、「初ラ」や「ラ製」等の当時の工作系の誌雑に記載されていたものだと思います
PICやAVRを使えば簡単に出来てしまう機能ですが、昔は、水晶に分周器、カウンタやラッチ、デコーダICを組み合わせて
デジタル時計や周波数カウンタを作った事がありました。
当時は、汎用TTL−ロジックを組み合わせて作っていましたが、大変な配線量で、手作りのプリント基板を作るのは大変でした。
50Hzの水晶クロック源は、マイコンの普及していない当時は重宝していて、大量に買い込んでしまったキットなので
久しぶりに組み立ててみましたが、今では全てゴミになってしまいました。
写真と回路図 ※注)回路図は秋月電子キットの説明書から抜粋(回路を修正し、4020は、4040に置き換えられていた)
出力イメージ
ウイーン・ブリッジ回路を使って、SIN波を発生させてみました。
この回路は、SIN波を発生させるような用途では一般的によく用いられるものです。
2KΩのVRをまわして、SIN波の形を調整して使用します。
あまりまわし過ぎると(R3がR4の2倍以下になると)発振が止まりますが、SIN波にするには発振が止まる寸前にVRを調整する
必要があり、この辺の調整は、結構、シビアな感じで使いやすくはありません。
また、波形は、あまり綺麗ではないので、基本回路のままでは使える用途が限られてしまうかも知れません。
この回路は、実際にはアレンジして使われる事が多いようです。
1KHzのSIN波を発生させるつもりだったのですが、部品の精度の問題か、実際には800Hzと大きくずれていました。
手持ちの30パーセント精度のコンデンサや、5パーセント精度の抵抗で作っているので、そんな程度の精度かも知れません。
写真
あり合わせの部品で作っているので、1,6KΩの抵抗は合成して作っています。
回路図
出力イメージ
SIN波を発生させる方法はいろいろありますが、LM386を使って発生させる事もできます。
サンプルは、秋月電子のキットを使ったもので、LM386のデータシートに記載されているオリジナルの回路図の定数が
若干修正されています。
このキットは、H23.11現在、秋月電子ではすでに販売されていませんが、キットの回路図は、秋月電子のHPで公開されています。
写真
回路図 ※)LM386のデータシートより抜粋
出力イメージ 電源電圧5Vの時
綺麗な波形です
SINを発生させるオシレータICはいろいろありますが、XR−2206CPは秋月電子で400円 ※H23.11現在 と安価で、
単電源で使用でき、外付け部品もほとんど必要がない使いやすいICです。
また、秋月電子ではこのICを使ったキットも、安価で販売しています。
このICの出力は直流電圧の振幅なので、出力にはコンデンサが必要です。
この項の内容は「PIC奮闘気」で紹介している記事と同じものです。
写真/回路図 ※秋月電子のICの付属の説明書より抜粋
出力イメージ
このICは、2つのVRで振幅(周波数)と高さ(電圧)を調整できます。S1は、SIN波と三角波の切り替えスイッチです。
このままでは直流出力なので、出力には直列にコンデンサが必要です。電源が12Vの時、出力は0〜5.6V(PK−PK)
まで調整可能でした。RCを選択する事で0.01Hz〜1MHzまでの出力が可能です。
ファンクションジェネレータは、メーカの既製品を購入しても高額ではないですし、私も安価なメーカーの既製品を使って
いるのですが、
この類の専用ICやキットは、扱いやすいものが容易に入手できるので、電源部とケースの加工程度で作る事もできます。
サンプルは、秋月電子で過去に販売されていた「精密波形発生キット」と電源部を作ってケースに収納しただけのもので、
数Hz〜100KHz程度までのSIN波、パルス波、のこぎり波、トーンバースト波を出力できるものですが、
今なら、より高性能で使いやすくて安価な上記の「XR−2206CP」を使ったキットを購入する事ができます。
ICL8038キットは既に販売されていません。
なお、このキットについての詳細は、回路図や説明を含めて、秋月電子のHPで公開されています。
写真 ※キットに多少の機能追加をしています
20〜20KHzのSIN波、パルス波、のこぎり波を発生させる回路事例 ※ICL8038のデータシートより抜粋
1KΩVR:デューティーサイクル可変、10KΩVR:周波数可変、100KΩVR:SIN波の波形調整です。
このICは、外付けで必要な部品はほとんどありませんが、正負電源が必要です
回路図 ※秋月電子のHPより抜粋
トーンバースト信号を発生させるために多少複雑な回路になっていますが、SIN波、パルス波、のこぎり波を
発生させるだけなら、上記のメーカの資料ようにICはICL8038を一個しか必要ありません。
詳細は、このICの使い方を含めて
秋月電子のHPで公開されています
出力イメージ
この類のオルゴールはPICやAVRで簡単に作る事も出来ますが、専用ICも市販されています。
このICは、秋月電子で200円 ※H23.11現在 で購入したもので、サンプルは、プッシュボタンで、「Jingle Bells」、
「We Wish You a Merry Christmas」、「Santa Claus is Coming to Town」の
何れかを選択して演奏する事ができます。
他に、[Japanease Lullaby],「Brahms’s Lullabyu」、「Rockaby Baby」を演奏するICも
付属しています。
ただし、音質はPICやAVRで作った場合に比べて、良くありません。
写真/回路図 ※SM6201データシートより抜粋
電源電圧は2.4〜5Vです。
三端子のメロディーICを使ったオルゴールで、私の購入したICは、電源を入れると「エリーゼの為に」を演奏します。
外付けは圧電スピーカのみで、秋月電子で、ICとスピーカと説明書の3点セットで100円で購入したものです。
ここまで簡単だと、作るという程のものでもありません。
写真/回路図 ※UM−66Tデータシートより抜粋
UM−66Tでスピーカを鳴らしてみました。
相変わらず音はあまりよくありませんが、圧電スピーカよりは、音がいい感じです。
回路は、データシートの通りですが、入手と小型化をする都合で、スピーカを30Ωミニスピーカにし、
2SC9013は2SC2003に置き換えています。
このICは、秋月電子で、H26年12現在、5個150円で購入できるもので、私の購入したものは、
電源をつなぐと東京ディズニーランドでもおなじみの「It’s A Small World」を演奏します。
写真/回路図 ※UM−66Tデータシートより抜粋
写真のバージョンは、電源の逆接続保護用のダイオードを追加しています。
HK637−5を使ってみました。
このICは、秋月電子で200円で購入したものです。 ※R05年1月現在
ボタンを押すと、車のエンジンサウンドが鳴るという、少し風変わりなICです。
写真/回路図 ※回路図は、HK637データシートより抜粋
サウンドに合わせて、LEDがはげしく点滅します。
●6Vランプ用調光器(入力6V、出力0〜4.8V1A)
おそらく、最も簡単な調光器です。
数十年くらい昔は、ホーローを使った大型のVR(レオスタット)が市販されていて、VR1個だけの調光器や
モーターのスピード調整器というのは一般的でした。
PICで作ったPWM型に比べて、エネルギー損失が大きくて効率が悪いのですが、電圧可変型なので、
入力電圧が電池やバッテリーのように安定していれば、0Vから可変する電源器として使うこともできます。
パワートランジスタはかなり熱くなるので、大きめの放熱器が必要です。
似たような回路のものは、車内用の可変型のDC電源として、現在でも市販されていました。
写真
回路(使った部品は、全てジャンク箱にあったものです)
●トライアック調光器(AC100V)
秋月電子のトライアック調光器キットを2個使って、ケースに収納したものです。
私の場合は、調光器というより、工作機械や、ACモーターの制御に使っているのですが、重宝しているものです。
用途は限られますが、同アンペアの単巻変圧器(スライダック)に比べて、数十分の一の費用で作る事ができます。
このキットは、秋月電子で現在でも販売されています。
写真
キットを購入した時期によって、コンデンサの種類は異なっています
回路図 ※秋月電子のHPより抜粋
(秋月電子のHPで公開されているので、詳細はそちらを参照してください)
何十年も昔に使われていた「レベルメータIC」と、専用の「LED表示器」がセットで見つかったので組み立てて見ました。
このICは、LEDと同数のコンパレータが入っていて、それぞれ、電圧基準と比較することで、個々のLEDを点灯するようになっています。
LED表示器は12V用で、3本の直列LEDが4組入っているという、現在ではあまり見かけないタイプのものです。
点灯イメージと基板(表/裏) このICは、一般的なDIP型ICより縦幅が一列分大きいので、ICソケットは改造しないと使えません。
動作原理と回路図 (ICの説明書より抜粋) 電源電圧は12V。
LM3914N−1を使った10ポイントバー表示式の電圧計で、入力に0〜5Vの電圧を加えると、
電圧が高くなるにしたがって、LEDが順に点灯していきます。
このICは、H27.6現在、秋月電子で200円程度で購入できるものです。
このICは、カスケード接続をする事で、最大100ポイントバー表示器を作る事ができる他、秋月電子では、
他に対数スケールや、UVメータスケールのものも販売しているので、例えばオーディオレベルメータ等を作ったり、
いろいろ遊べそうなICです。
LEDの電流は、外付けの抵抗で調整できるので、この類の回路では必須の電流制限抵抗は不要ですが、
バー表示をする時、電源電圧が12Vの時で、ICに最大で1W近い損失が発生するため、実験ではICがかなり熱く
なります。(こんなに発熱して大丈夫なのかは不明です。2電源にはなってしまいますが、データシートの事例のよう
にLEDの供給電圧(VLED)を分けて低くするか、ICに放熱器をつけないとICが壊れるかも知れません。)
なお、この問題はドット表示をする場合は発生しません。
回路図は、LM3914のデータシートそのままです。
秋月電子ではリニアスケールのLM3914の他、UVメータスケールのLM3916等も販売されています
点灯イメージ
表示モードSWを閉じるとバー表示、開くとドット表示になります
写真と回路図
3.8KΩは、2本の2KΩを直列接続していて、抵抗値はあまり正確に合わせていません。
設定電圧とLEDの電流
設定電圧とLEDの電流は、2本の抵抗のみで簡単に設定できます。
電源電圧が高い時、上記のサンプルではICが発熱するので、2電源にしてVLEDを5Vにしたものです。
入力に0〜10Vの電圧を加えると、電圧が高くなるにしたがって、LEDが順に点灯していくものですが、
このサンプルは、UVメータスケールのLM3916N−1を使用しています。
回路は、データシートそのままです。
入力に増幅・整流・平滑回路を追加すれば、簡単にオーディオUVメータにする事ができます。
点灯イメージ
表示モードSWを開くとドット表示、閉じるとバー表示になります
写真と回路図
上記のサンプル同様、仕様は2本の抵抗(R1/R2)で、簡単に変更できます。
電源電圧は、12V〜20V程度まで使用できます。(ICの発熱に注意が必要です)
「PIC奮闘記」や、「(別室)AVRのページ」等の製作事例で使うため、マイコンの音声入力用に作った2石のトランジスタアンプです。
趣味でこのようなものを作る場合、オペアンプで作ったほうが、簡単で高性能なものが作れると思いますが、トランジスタ回路で作り
たくなったものです。
この回路は、部品のバラツキによっては調整が必要になる可能性があります。
また、出力はAC波形なので、このまま直接マイコンのA/Dコンバータに接続すると、マイコンが壊れるので注意が必要です。
(出力の100μFの電解コンデンサをショートさせてマイコンにつなげば、無信号時に1.7V程度になります。)
写真
回路図 (動作に無関係の電源確認用のLEDや、コンデンサ、逆接続保護用のダイオードは回路図から省略)。
マイコンの入力用です。オーディオ用のマイクアンプではありません。
オーディオ用は、
(別室)オーディオのページにあります。
デジタルオシロスコープによる出力イメージ
(オーディオスピーカーより2KHzのSIN波を出力し、回路図のマイクから入力して実測)
電源には、乾電池か、ノイズの少ない安定化電源を使わないと、出力波形が乱れる事があります。
(一般的なスイッチング方式のACアダプタでは、ノイズが大きく出力される事があります。)
上記、トランジスタ方式のマイクアンプと性能を比較をするため、オペアンプを使ったマイクアンプも作ってみました。
マイコンのA/Dコンバータに入力するために作ったものですが、オーディオアンプにつなぐ事も想定して、ある程度、ゲインを調整できるように
(100倍[40db]〜1000倍[60db])半固定VRを使用してあります。
使用したオペアンプは安価な単電源オペアンプで、オーディオ用の高性能なオペアンプを使っているわけではないのですが、それでも測定を
行なってみると、トランジスタ方式に比べて、無調整で、安定したマイクアンプが簡単に作れるようです。
注)上記同様、マイクアンプの出力はAC波形なので、このまま直接マイコンにつなぐ事はできないので注意が必要です。
(出力の47μFの電解コンデンサをショートさせてマイコンにつなげば、無信号時に2V程度になります。)
写真
回路図(動作に無関係な電源用コンデンサは回路図から省略)
デジタルオシロスコープによる出力イメージ
(オーディオスピーカーより2KHzのSIN波を出力し、回路図のマイクから入力して実測)
音質を気にするようなアンプではありませんが、実験でいきなり動作も保障できない試作基板を、高価なステレオアンプに
入力するのは勇気がいるので、スピーカ内蔵のポータブルステレオ実験アンプがあると便利です。
このアンプは、オーディオのライン入力やマイク入力端子端子のほか、ドルビーサラウンドにも対応した3チャンネルの便利な
実験用アンプです。
オーディオ出力はトータル50W程度で、内臓スピーカーは20Wのものですが、このアンプで音楽を聴くわけでもないので、
この程度でも充分な感じです。
写真
ただいま準備中!!!!
この記事は、
(別室)オーディオのページにあります。
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シリーズ型レギュレタというと、昔は今よりバリエーションが豊富で、四端子レギュレタや、
TO−3型や大電流タイプの三端子レギュレタも容易に購入する事ができました。
写真 (12V1.5A30W/5V1.5A20W/12V2A50W/可変型5A)
回路図 (固定電圧出力タイプ)
電源ICが普及する以前の昭和レトロな安定化電源器というと、トランジスタで作るのが一般的でした。
現在の電源ICや、シャントレギュレタとオペアンプを組み合わせたシリーズ型電源器とはとても比較になりませんが、
こんな簡単な回路でも、それなりの安定度はあります。
この回路は、出力が0.2Aを越えた時(出力がショートした時を含む)、0.2Aの定電流電源になります。
趣味の分野では、用途によってツエナーダイオードを使用しないで0.6Vから可変できるようにしたものや、
パワートランジスタにPNPを使った低損失タイプの回路も一般的に見られました。
写真/回路図
実際に使う場合には、2SD1163Aに小型の放熱器が必要です
電圧や電流をゼロから可変するシリーズ型直流安定化電源器というと、
昔はオペアンプを使ったものが多く見られました。
このサンプルは基本回路ですが、実際の電源器は設計者によるこだわりが多くて、多くの場合、こんなに簡単な
回路ではありません。
このサンプルは、出力が0.2Aを越えた時(出力がショートした時を含む)、0.2Aの定電流電源になります。
コンデンサは手持ちのあり合わせの物ですが、10KΩのVRにつなかる1000pFのコンデンサのみ、
この程度の値にしておかないと、シャントレギュレタ(TL431)が発振する可能性があります。
LM358は、安価で、おそらく最も入手しやすい汎用単電源オペアンプです。
写真/回路図
実際に使う場合には、2SD1163Aに小型の放熱器が必要です
723は、昔から使われている定番の電源ICで、
ほとんど外付け部品無しに、2〜7V、または7〜37Vのシリーズ電源や、スイッチング電源を作る事ができます。
このICの使い方は、データシートに詳しく説明されています。
このサンプルは、出力が0.2Aを越えた時(出力がショートした時を含む)、0.2Aの定電流電源になります。
3.3Vや、5Vのマイコン用にいいかも知れません。
写真/回路図
実際に使う場合には、2SD553に小型の放熱器が必要です
基板についているLEDは、回路図では省略しています
M5230Lは、可変出力型の正負ボルテージレギュレタで、このIC1個のみでも、正負3〜30V(30mA)のトラッキング電源器
を作る事ができます。
サンプルは、正負トラッキング型のACアダプタをイメージしたもので、VRを動かす事で、正負1.8〜15V(MAX:30mA)を
出力する事ができます(外付けトランジスタを追加することで、数アンペアの電源器にする事もできます)。
正負トラッキング電源というと、特殊なオペアンプで作った重量級の電源器も作っているのですが、重量級の電源器は重くて、
小電流の簡単な電子工作程度では、あまり使い安くはないので、こういう小型の電源はあると便利です。
なお、使用したトランス(豊澄電源機器株式会社のHP−155)は、H26年12月現在、秋月電子で550円で販売されています。
M5230Lの写真
写真
回路図 (ほとんどデータシートの通りです)
ICの8番ピン(出力コントロール機能[出力のON/OFF])は、このサンプルでは使用しません
1Aのシリコンダイオード(4本)は、誘導性の負荷や、大容量のコンデンサをつないだ場合に、ICを保護するためのものです
シリーズ型の大型直流安定化電源を作ってみました。
この類の大型電源器はいろいろ作っているのですが、容量やノイズの面で(大型の電源器で多いスイッチング方式は安価ですが、ノイズが多くて
精密機械ではあまり役にたたない)機械を動かす場合に満足できる性能のものが、市販されていないためです。
試作した電源器は、1KWクラスの大型トランジスタ4個と、大型ヒートシンクとファンを組み合わせて加工した強制空冷システムにより、
大きな電圧可変領域を確保した直流電源器です。
ケースの大きさが放熱器を収納するだけで、いっぱいになるので、トロイダル型の電源トランスと、大型の平滑コンデンサは、別ケースに分けて
います。
大型トランジスタ(富士電機:ELV31−050)のイメージ
このトランジスタは、100A,1000W,500Vのもので、配線や本体は5φのボルトでネジ止めするようになっています。
今回の製作では、このトランジスタを4セット(8ペア)使用します。
本体のイメージ(前面/本体上部/後面)
4つの大型トランジスタは、4つのファンと4つの大型ヒートシンクを加工して、内部を強風が流れるように加工した筒状の放熱器に取り付けています。
この放熱器の効果は強力ですが、トランジスタの損失が1KWを越えるあたりから、ファンからは高温の熱風が吹き出してきます。
放熱器上部とケースの間の数センチのスペースには、20W型セメント抵抗(数十本)や、基板本体を配置しています。(写真中央)
大型の電源用トロイダルトランスや、メインの電解コンデンサは、このケースには収まりきれないので、別のケースに収納しています。
配線が乱雑なので、耐熱コードに、二重重ねの熱伸縮チューブを併用しています。
放熱イメージ
ただいま準備中!!!!
トロイダル型電源トランスと、大型コンデンサ、放熱器等を一つにまとめた直流安定化電源器です。
コンパクトにするため、放熱器とファンをやや小さくしていますが、放熱器のフィンに風道的につながるケース後面のファンを動かせば、
それなりに放熱効果は発揮しています。
可変出力が、A,Bの2系統ある他、+5V,+12Vの独立した出力端子を追加した使いやすい仕様のものです。
本体のイメージ(前面/本体上部/後面)
アルミ板で上部を覆ったトロイダルトランスと、配線に埋もれた電解コンデンサ
ただいま準備中!!!!
大型で多出力型の直流安定化電源器です。
ヒートシンクをケース後面に配置して、TO−3型の150Wクラスのトランジスタを12個、配置しています。
自然空冷では冷却効果が不足するので、ケース後面の放熱器に扇風機で風を当てて使用します。
コントロール基板やセメント抵抗器、サブの電源トランスを、二重シャーシーの底面に配置する事で、トロイダル型電源トランスや、平滑コンデンサ、
シャーシー内部のサブ放熱器周辺の配線がスッキリしています。
トロイダルトランスは無理なフルパワーで使用すると発熱するため、トランス底部に2つの小型ファンを追加しています。
A,B,C 3系統の独立した可変出力と、+12V、+5V、−12V、−5Vの固定出力端子を持つ使いやすい仕様になっています。
本体のイメージ(前面/本体上面/本体横面/後面)
ただいま準備中!!!!