2011年9月23日金曜日

FBTドライバ 動画など

*この記事はhttp://blog.livedoor.jp/wata_net/archives/1825939.htmlのコピーです。

前回ちょっとしたハプニングがあって放電している動画を公開できませんでしたのでとり直しました。
今回はMOSFETが壊れない程度に調整した上でオーディオFBTドライバの耐久時間テストを行いました。
今回連続駆動させた時間は41分36秒です。それ以降でも余裕で持ちそうだったのですがキリがありませんので打ち切りました。

以下動画

結構音でかいです。ほかの部屋に行っても聞こえます。
MOSFETの発熱はほとんどないです。41分駆動させてもファンなしの小さいヒートシンクで触って暖かい程度でした。
これは3なので当然1と2もあるわけですが・・・なぜかアップロードに失敗するので公開できませんでした。たぶん動画が18分くらいあるからだと思います。どこかのサーバーにアップロードしてダウンロードしていただくことで公開しようかとも考えましたが、何しろ動画が3GBくらいあるのでそれほどのファイルがアップロードできる無料のサーバーがあるわけないです。エンコードして容量を減らそうかとも思いましたが、2パスエンコードの1パス目で残り8時間とか出て、終わるのが16時間後という状態で話にならないので公開はあきらめました。

おまけ
そのほかの高圧トランスを駆動させてみる。

これはファンヒーターの点火用高圧トランスを駆動させている動画です。なぜかジャンク屋で売ってましたww
電源は12Vです。トランスがかなり発熱して周りのプラスチックが溶けてくるので長時間の駆動は不可能です。
案外音がいいような。

つめを切れとかいわないでくださいww 電子工作をするときはつめがあったほうが何かと便利なのですよ。

これは自動車のイグニッションコイルを駆動させている動画です。自動車解体屋で手に入れました。ちなみにもともと鉄のコアが入っていたのですが、高周波用に改造しようとコアをフェライトコアに変える予定でした。そこでコアをぬいたはいいものの、フェライトコアが入手できず、今でもコアはないままですww ですが結構普通に放電しています。

電源は12Vです。電圧は高いのですが電流は少ないようです。
イグニッションコイルはオーディオ変調に向いてないんですかね・・・電流が少なくてすぐ火花放電になりあまり音が聞こえません。

2011年9月19日月曜日

LEDcube3x3x3 青色 AVRマイコン

LEDcube
を作るぜ!
とか言いながら本体が完成したこのごろw(昨日ですはいw
とりあえず作業工程



前日本橋に行ったときにFET氏からもらった青色高輝度LEDです。感謝です!
10個入り3袋もらったはずが31個でしたがまぁ誤差の範囲でしょう・・・・・(たぶん
青色というより水色に近いです

フルパワーだぜ!信じらんねえ!(間違って9Vで動かした時の写真(壊れるのでやめましょう

同じく間違って点灯した時のw上から   (マジで壊れますやめましょう

んで1kオーム挟んで30個点灯(奥の2つは不良品あとで紹介しますw

こいつが不良品どう見ても点灯部が中心にありません

はいwすごく曲がってます(不良品

んで木の板に5mmの穴を開けて治具を作ります(2cm間隔がベストだと思われ

LEDを穴にぶっさしてどこの家にも転がってる適当な板で曲げます(今回は、透明な塩ビ板にしました
よーく見ると板に当たってる一番左はしのLEDがカソードだけじゃなくアノードも曲げようとしてます
写真撮ってから気づきましたはいw

こんな感じに曲げていきます。

んで27個全て曲げ終わったところ(机が黒いとこは、腐ってるのではなく塩酸こぼしたとこです。w

今度はラジオペンチでこんなかんじに曲げていきます

またも27個・・・・そろそろ宇宙が・・・・とか言ってると終わらないので
化物語のサントラやトランスや・・・・Twitterをやりながら・・・・
終わらねーwwwww
Twitterに集中して終わらねーwww
というわけでひとまず完成

やっと組み立てだよ!とりあえず自分のやり方は斜め45゜に傾けてぶっさす(まっすぐだと後々厄介

こんな具合に  って真ん中ボッチじゃん!って突っ込まれると思うのですが心配なく
適当にほかの作品を作ったときに出る部品の足でくっつけますw

んで1段目完成!

そんな調子でdgdgしながら
3段完成!この時点で点灯するか確認
点灯しない奴が混じってて組み立てるとマジ厄介もう宇宙が・・・・・(ry
ひとまず点灯しないLEDはなかったので安心

んでクリップや洗濯ばさみ(木製)とかヒートクリップとかを駆使しながら3段をくっつける


そして・・・・








完成!!(写真は試験点灯の時のもの


とまあこんな感じです

本体のみ完成しました


あとは制御部です。




ブレッドボードに仮組みして点灯確認したあと基板に組み立て

んで1本1円の某千石の抵抗を・・・・・

さきに挿しとけばよかったああああああ
あばばばばば

なんとか基板が出来上がる(LED基板)

制御基板裏面
小指怪我してますが気のせいでしょう

AVRマイコン ATmega88P

ぶれましたねw
あまりの配線の汚さに手が・・・・・震えて・・・・(違います

LED基板裏面

フルパワーだぜ信じらんねえ!(抵抗挟んでます)

大きさ比較(このドクペは外国から直輸入のため335ml仕様となっております

んなこんなやってると机が・・・・

こんな状態に。。。。。


はい作業工程はこんな感じです。

gdgdですねはいわかります


とりあえず動画

FBTドライバ2号機とか

連投すんません
以前はLivedoorブログの画像のHTMLタグを単純にここにコピーしただけでは画像表示できなかった気がするのですが、なんか簡単に出来て少々拍子抜けであります。
*この記事はhttp://blog.livedoor.jp/wata_net/archives/1824730.htmlのコピーです。

今回は前回に続いて2号機の製作に入ります。
2号機はいちいち発振回路用に別電源を用意するのがめんどくさいので電源を内蔵する、オーディオ変調の点、出来れば素子の寿命とかを改善し、ハーフブリッジにしてみようと思います。

というわけで部品追加購入編
04

なんか関係ないものも混じってますが気にしてはいけません。ハゲます。 前は半固定抵抗とかピンヘッダとかターミナルがなかったのでそれらを購入しました。 あと1号機は家の近くのホムセンで購入した安物半島製紙フェノール基板を使っていたのですが、耐久性がなくて(銅箔面と部品面の2枚おろしになったりランドがすぐはがれたり重量がある部品を乗せるとしなってヒビが入ったり)いろいろ酷かったのでガラスエポキシ基板を購入しました。

製作編
電源回路の部
もういきなり作っちゃいます。今回はハーフブリッジにするため整流回路は倍電圧整流回路としました。ですがいきなり282Vはハードル高いので、通常は普通の全波整流回路で141V出力、ターミナルをショートさせると倍電圧整流回路で282V出力になります。 そして発振回路用のスイッチング電源回路も同居させました。 またこの電源基板も流用できるように全てターミナルで接続するようにしてあります。 他細かな変更点は、電源を切ったあとに触っても大丈夫なようにセメント抵抗を追加したこと、それと何気にZNRが2個追加されています。
製作途中
28

左下の回路がスイッチング電源ですが・・・・ここまで作って気づいた・・・スイッチング電源のフィルタ・整流・平滑回路の存在忘れてたぁーーorz これどう見てもはいらねぇだろ・・・

ちなみに裏側です。
01

スイッチング電源のあたりはまだぜんぜん配線していません。

そんなわけでこんなことになりました。
02

どんなことになっているかというと、平滑用電解コンデンサとフィルタの間の隙間に基板を立てて突っ込んでありますwww カオスです。

そして裏側ですね。
26

配線も終わっています。

動作確認です。
38

いまいちちゃんと動くかどうか不安のあったスイッチング電源回路ですが、ちゃんと動いております。 写真は負荷として5WのLEDを点灯させているところです。このLED、先ほどの追加購入編で購入したものです。もしかしたらこれについてまた記事を書くかもしれません。
ちなみに抵抗負荷にて15V1Aは何とか出力できることを確認しました。

発振とかの部
今回はとくに回路は書いていません。
TL494あたりは1号機とほぼ同じ、それにアンプ回路とハーフブリッジドライバ回路がくっついた感じです。
そんなわけでいきなり完成。
18

アンプ回路にはLA4224という1WモノラルのアンプICを使っています。 このICはTV基板から取り外したものでコンデンサ2個でアンプが作れます。
ハーフブリッジドライバにはIR2184というハーフブリッジドライバICを使っています。 たしか秋月で買ったやつで、1.6A出力だったような・・・
上のほうにある2個のLEDは緑が電源、黄色が発振回路の出力につながっています。その右のスイッチはシャットダウンスイッチでハーフブリッジの出力をONOFFできます。IR2184のSD端子につながっています。 実はこれは暫定版でこのあとIR2184からFETのゲートに接続している10Ωの抵抗を4.7Ωに、測定用にピンヘッダを2個ほど追加しています。

そしていつもの裏側
21

とくにどうこう言うところはありません。

動作確認
49

スピーカーをIR2184の出力に電解コンデンサと100Ωの抵抗を介して接続しています。といってもスピーカーの裏側にあるので見えませんね。
と、ここで新たな問題が浮上。PCから音声を入力するとPCのノイズを盛大に拾いますww 仕方がないので1μFのコンデンサを入力のところにはさんで対策しましたが、それだと高音がカットされて若干こもったような音に聞こえます。 そもそもこのパソコン、サウンドカードが悪いのかドライバが悪いのか、やけにノイズが多きい気がします・・・

動画とか

なんか結構音がいいのででかいスピーカーにつなげてみたりしてます。 普通はこんなことするとツイーターのボイスコイルが焼けきれて使用不能になりますwww ですが今回は100Ωの抵抗とコンデンサが介してあるし少しなら大丈夫だろうということで。

スイッチング回路編
ですが結局仮組みのままで完成はしてません。完成しませんw
というのもいろいろ問題があったからで・・・
まずハーフブリッジだと放電はするのですが、オーディオ変調掛けると速攻で素子が死亡します。 そのため結局FET1個で動作させています。
また、FET1個でもオーディオ変調を掛けるた入力レベルが大きくなったりすると(再生する曲の音量がでかかったりすると)素子が死にます。どうやら単純にオーディオ変調した信号でスイッチングするだけではいろいろ限界があるようです。変調回路を根本的に見直さないとだめな気がします。
とはいえ一応放電から音楽を流せる程度にはなっているので一応画像とか動画とか載せときます。
41

でかい素子はPM45502C ドライブ追いつくか心配だったけどなんとか大丈夫っぽい。

*やばいものが映りこんでいたので動画を非公開にしました。
動画1

最後勝手に切れますが、あれが素子が死んだ瞬間ですww

動画2

だいぶ聞こえます。

ちなみにどちらもデューティ比を少なめにしてあるため1号機よりもかなり放電が地味です。
なにしろ素子が死ぬのでww

んーたぶん高周波(数100kHzレベル)のオーディオ変調信号を15.75kHzの矩形波で変調?すればいい気がする。たしかどっかにそんな回路があったような・・・ キッチンタイマーのピピピッみたいなwww
すいませんわけ分かりませんね。たぶんTL494を2個使えば出来る気がします。

おまけ
FBT駆動したいけど回路とかわけわかんねーとか、もっと簡単にFBT駆動する方法ないのーって言う人へ。
はんだづけさえ出来ればFBTが駆動できる方法を見つけたので紹介します。

まず電球型蛍光灯を買ってきます。最近は100均でも売ってますよね。あれで十分です。
それを分解します。蛍光灯を割らないように気をつけてください。
中からインバータ基板を取り出します。蛍光灯からは取り外しておきます。そこで蛍光灯につながっていた4つの端子に注目します。
蛍光灯の片端につながっていた2本の線をショートさせ、そこにFBTの1次巻き線の片方をつなぎます。 FBTの1次側巻き線の両端には8200pFのコンデンサをつけておきます。 次にFBTの1次側巻き線のもう片方を、インバーター基板の余った2本の端子のどちらかにつないでください。 そしてもともと電球のソケットにつながっていた2本の線にコンセントからAC100Vを入力します。 そこでシューというような放電音が聞こえたら成功です。聞こえなかった場合は、1度電源を切ってインバーター基板の余った2本の端子のもう片方につないでみてください。 たぶんうまくいきます。 保障は出来ませんけど。
13

こんな感じですね。 ちょっと余分な線が何本かありますが気にしないでください。

35

放電は大体2~3cmでした。
放電の強さは1号機や2号機と比べてずいぶん弱いし、5分も駆動してると調子が悪くなって(たぶん熱のせい)煙を吐いて死にますが、とてもお手軽なのではないかと。
ちなみにこれは1個105円の電球型蛍光灯に限った話です。1個1000円超えるような高級電球型蛍光灯は高すぎて中を見てみたこともないですし、どんな回路になっているかわかりませんので手を出さないほうがいいかと。

FBTドライバとか

はい、実は生きてました!ww
どうもwataです
なんか気の利いた挨拶が思いつかないのでちゃっちゃと本編へ行っちゃいます
*この記事はhttp://blog.livedoor.jp/wata_net/archives/1824708.htmlのコピーです。

久しぶりの記事はオーディオFBTドライバの製作です。
FBTとはフライバックトランスの略で、ブラウン管TVの水平偏向回路に使われているやつです。まぁ簡単に言えば高電圧(20~30kV)を発生させる多巻線インダクタの一種です。(あんまり簡単じゃない?
オーディオFBTドライバというのは、さっきのFBTで高電圧を発生させ放電を作って、その放電から音を出すものです。
具体的な手段としてはパルス幅変調方式を利用します。説明すると長くなるので興味があれば自分でググったりしてください。
まぁそんなことはどうでもいいんですよww では早速製作~

1号機

部品入手編

今回の肝となるのがFBTです。こいつはブラウン管TVから取り出すしか入手方法はないと思います。アナログ放送が終了したことですし映らなくなったブラウン管TVがどこかにあるはずです。
皆さんFBTの1次側巻き線と2次側のマイナスを探すのに苦労しているようですが、自分なりの探し方を紹介します。
1次側はまず、テレビ基板の放熱板についているトランジスタを探してください。そのトランジスタの中にコレクタがFBTの端子のどれかにつながっているトランジスタがあるはずです。(そのトランジスタを型番で調べて用途が水平偏向出力用と出ればビンゴ)その端子がFBTの1次側の片方です。もう片方は、FBT周辺のパターンで比較的太めで高電圧注意とか+Bとか書かれているパターンがあると思います。(ないかもw)そのパターンにつながっている端子がFBTの1次側のもう片方です。(かなり前に水平偏向出力用のトランジスタが2つ付いているテレビ基板を見たことがあります。大型のTVになると1次側巻き線が2つあるFBTがあるかもしれません)
2次側は、正直、高電圧を発生させて放電させてみないと分かりませんww 高圧側の赤くて太い線(たまに黒い場合があります)をFBTの端子に近づけてみて放電した端子が2次側です。

長くなりましたが次、TL494というICを入手します。 これですね。
07

自分はRSコンポーネンツで20個まとめて購入しました。1個30円という激安なICで結構汎用性があるので、いくら買っても損はないかと。
このICはデータシート曰く、パルス幅変調コントロールICというもので、主に古典的な回路のスイッチング電源に使われています。たまにPC電源とかに入っていたりします。
これ1個で発振と変調が出来る便利なICです。互換品として μPC494 KA7500B MB3759 などがあります。
あとの部品は・・・手持ち部品を使ったので省略ww

回路編
といっても回路図をちゃんと描いたのは発振・変調回路のところだけですが。
TL494sch

これが回路図。といっても何の変哲もない、データシートの参考回路をほぼそのまま使っています。

基板配置図
TL494brd

これ通り作れば動きますww 基板の表から裏を透視した図になっています。
J1は左から GND Vcc OUT J2は左から GND AUDIOIN となっています。
部品番号は上の回路図と一致しています。

これで実際に製作したのがこちらです。
06

いろいろ流用できるように小基板にしてあります。これを基板に立てるようにして実装します。
ピンヘッダが手持ちになかったのでコネクタを改造して使っています。半固定抵抗の値が上の回路図と異なるのは手持ちがなかったからです。R1の560Ωが1kΩになっているのも同じく。

他の部分は適当に紙で配置図を描いたり、TVの基板からトレースしたりしたものなので回路図とかはありません。手書きは汚すぎてお見せできません。たぶんここにあげても部品の定数もまともに書いてないですし解読不能ですww

製作編

23

いきなり完成です FBTのコアになんか挟wまwっwてwるwww 気にしないでいいです。 FBTが比較的小さいやつなので全部1枚の基板に乗せてしまいました。 ヒートシンクは邪魔なのでまだつけてません。
手前のでかいほうのコネクタからAC電源を入力します。コンセントに直接つなぎます。緑色のセラミックコンデンサみたいな部品はパワーサーミスタです。左のフィルムコンデンサ、コイル、セラミックコンデンサ2個は電源フィルタ回路です。それらのさらに左はブリッジダイオードと電解コンデンサ、フィルムコンデンサで整流、平滑回路を構成しています。パワーサーミスタの上のほうにあるのが共振用のフィルムコンデンサです。1200V8200pFです。これがないと放電しません。これはTV基板から取り外したのをそのまま使っています。 奥に見える小基板がさっきの発振・変調回路基板です。その手前に電解コンデンサが2本ほど見えると思いますが、そのあたりがトランジスタ駆動回路です。トランジスタ駆動回路は部品ごとTV基板からトレースしました。 それらの右にあるのがスイッチング用のトランジスタです。これもTV基板から流用しました。 たぶん水平偏向出力用のトランジスタじゃないとこの回路ではまともに動かないと思います。

別な角度から
40

さっきの小基板があります。手前のメイン基板のほうについている半固定抵抗はオーディオの入力レベルの調整用ですが、スマートフォンから入力すると音量が小さすぎて最大にしてもあまり変調されないという欠点が・・・(2号機で改善されます・・・が新たな問題が浮上しますww)
後ろのコイルはトランジスタ駆動回路のものです。 ちなみに発振・変調回路とトランジスタ駆動回路に24Vを供給する電源が別に必要になるという面倒仕様です。(2号機では改善されます)

ヒートシンクをつけました。
15

ヒートシンクをアースするためにアース線(緑の線)を追加してあります。 ぎりぎり手のひらサイズです。手に乗せてとってあります。

基板裏です。
23

えぇみなまで言わずとも分かります。 ACラインが細すぎます近すぎます危険です。でもユニバーサル基板ではどうしようもないです。 本来ならばこういう高電圧大電流が流れるところはプリント基板で組むべきですが、あまりにも手間がかかりすぎるのです。

調整編
まずVR2を調整してデューティ比が50%になるように調整します。この作業はオシロがないとちょっと難しいですが工夫次第ではオシロがなくても何とかなります。(出力にローパスフィルタを入れてローパスフィルタの出力が発振回路の電源電圧の半分くらいになるようにするとか・・・) デューティ比をあげすぎるともれなくトランジスタが壊れます。
この回路だと、周波数はVR1のどの位置でも一応放電するはずですが、普通は15.75kHz にあわせます。なぜならFBTはテレビの中では15.75kHzで駆動させると決まっており、FBTもそれにあわせて設計してあるはずだからです。 周波数メーターがない人は、小基板の出力に壊れてもいいスピーカーを100Ωの抵抗を介してつなぎ、音を聞きます(キーンという音が聞える)。VR1をまわして音が聞こえるか聞こえないかぎりぎりのところであわせます。

はい、以上で完成ですが、放電しているところの画像はありません。とり忘れましたw
放電はかなり強力で距離は3cm、炎みたいな放電です。紙など余裕で燃えます。
で、オーディオ変調ですが、音が小さすぎてみびょーでした。
こういう回路にありがちですが、トランジスタの寿命が短すぎです。
オーディオ変調できれいに音を出すにはアーク放電を維持しないといけませんが、アーク放電を維持しているとトランジスタが壊れます。 デューティ比が50%ではきつかったかなぁ・・・
というわけで2号機に続きます。