トランスの実験 2

前回実験したジャンクのトランスだが問題なさそうなので筐体に入れて使うことにした。
で、近所のリサイクルショップに筐体に使えそうなものを探しに行ったところ良いのが見つかった。
見つけたのはサービスコンセント付きPC用電源のジャンク品で￥300だった。
PC-AT用の電源ではサービスコンセント付きの奴は結構あった気がするのだが、最近の奴で付いているのはあんまり見ない気がする。今日行ったリサイクル店のジャンクの中でもサービスコンセント付きのは１つだけだった。

基板類を取り出し、トランスを組み込んだ。上記のとおりコンセント類は既存の物がそのまま使えるので、追加工はトランス取り付け用穴の3ヶ所だけで済んだ。また、この筐体は内側の高さがまるで誂えたかのようにトランスの高さと一致していた。


タップの結線は前回の実験で最大電圧になる回路にした。この回路の開放電圧は233Vだが、負荷の半田吸い取り器を繋いだ状態では226V程度になる。

ヒータの設定温度を最小／最大にしても電圧の変化は無いが、ポンプが動作すると223V位まで低下する。   このトランスの容量は銘板によると160Wとあり（VAではなくWと書いてある。）、半田吸い取り器の定格は100Wで殆どが抵抗負荷なので容量的には問題ないだろう。実際3～４時間連続で使用したがトランスが熱くなることは無かった。

ということでトランスの実験はこれで終わり。実用に供することになった。
いやー、やはり人生持つべきものはジャンク箱だね。って違うか。違うね。違う。うんうん。

先々週、勢いで注文してしまったトランスは未だ業者から音沙汰がない。もしかしたら今頃一生懸命、線を巻いているところかもしれない。。。んなわきゃ無いか。困ったもんだ。

トランスの実験

電源部にトランスを使用している古い測定器等の場合、多様な電源電圧（100V～240V）に対応するために一次側のタップを切り替えられるようになっているものがある。私もジャンク品で持っている。


このタップを利用して100Vから200Vに変換できるのではないかと思いついて実験をしてみた。少なくとも理屈の上では出来る筈である。

トランスの1次側からは5本の線が出ている。

これらの関係がどうなっているかを見るために線間抵抗を測定したところ以下のような結果を得た。

この結果から一次側巻線の構造は以下のようになっていると推測される。

また、上記のタップ切り替え用部品と短絡板のパターンから各電源電圧の時の接続関係は以下のようになることが判った。

そこで、100Vの回路、つまりE-D間を接続した状態で、C-E間に100Vを印可してC-F間の電圧を見てみた。

若干低いが200V近辺である。
次に、A-E間に100Vを印可してC-F間の電圧を見てみた。

ということで、態々トランスを買う必要は無いかもしれないな。
と言いつつ、先週安価な奴を見つけて注文してしまった。早まったか。。。orz

Communication Box 3

USBコネクタ部のパネルをアルミ材に変更した。

白色よりはこっちのほうが周囲の色調に合っていて自分好みである。

ニバーサル基板は部品取りが完了して更地になった。

因みに、元はこんな状態だった。


D-subコネクタへの線材の取付等を行った。

D-subコネクタ側にはRS232 5ch、SPI、I2Cの他に、PIOとしてFPGAの端子信号を直接出そうと考えている。こうする理由は将来別のI/Fへの変更も可能とするためだ。配線材料は元々この装置で使用されていたものを可能な限り再利用しているが、PIO部は高速信号に変わる可能性も考慮してシールド線を使用している。

仮組みしてみた。


レベルコンバータは基板中央部に実装することになるが、全部実装できるかちょっと不安。

上述のとおりケーブル類もジャンク品を再利用して使っているが、既存の形のものを切断したり、はんだを外したり、圧着端子の圧着部を切断してそこに別の線材をハンダ付けしたりとやっているので時間がかかってしょうがない。
次はFPGAの中身を作成する。中身の回路ができて、端子の信号割り当てなどが決まってから、ユニバーサルボードに実装する回路を考えようと思う。

半田吸い取り器

Communication Boxのユニバーサル基板の部品を除去しなければならないのだが、長年愛用している半田吸い取り器が壊れてしまった。

購入して20年位経つ。


ダイヤフラムポンプのゴムに亀裂が入っている。



ヒーターの部分はまったく問題ないのだが・・・  残念である。
仕方がないので新しいのを入手することにした。
安いものは無いかネットで調べて見たところAliExpressという海外のサイトで中国製の半田吸い取り器が$86.99で売られていることを知り購入した。  但し、電源電圧２２０V用である。


この立派なスタンド付きで￥9,000弱である。さすが中国製、安い。
これが100V対応品なら申し分ないんだが。。。

100V電源を繋いでみたところヒータは熱くなるが肝心のポンプが動かない。
電源電圧が半分以下なんだから、当然といえば当然だろう。

100Vで使えるように出来ないか見るために分解してみた。


基板の部品面側


低電圧駆動のDCモータとか使ってればいいなーなんて期待していたのだが、このモータは高電圧駆動タイプのようだ。モータには最大311V(220V×√2)の電圧が印可される。 しかしながら、220Vという電圧は高すぎるのか、トライアックを使ってモータに供給する電力を制限しているようである。

基板のパターンから回路図を起こして、Spiceでシミュレーションしてみた。


電圧は電力に対して二乗で効いてくる（P = V^2/R)筈だから、そのまんま100Vで使うのは無理っぽい。　色々検討した末にトライアックをバイパスして100Vを全波整流してモータに供給するようにしてみたところ、モータが回転した。


そこで、以下の基板で半田除去できるか試してみた。
このリレーを外してみる。



除去できた。




今回の改造方法なら元に戻すのも容易なので、将来電源電圧の昇圧用トランスが安く入手できたら元に戻すことにして、それまではこの改造でいこうと思う。

Communication Box 2

GPIBコネクタの取り付けは以下のようになった。


Communication Boxの制御部は下図のようにLatticeのMachXO2 7000HE Breakout Boardを使うつもりでいる。（図にはSPIやI2C、PIO等を書いてないがそれらも追加したいと考えている。)


したがって、上位（PC）とのI/FはUSBになる。このUSBコネクタの筐体の取り付け位置について、当初は前面（D-subコネクタ取り付け面とは反対側）にしようと考えていたのだが、見た目が良くなさそうなのと、ケーブルの引き回しの点でも今ひとつなので裏面に取り付けることにした。ただし、基板のUSBコネクタを直接パネルに出すと他の部品と干渉してしまうため、延長ケーブルを作成することにした。

1.6mm厚の生基板にmini-USBコネクタをハンダ付けした。USBコネクタの電極部下はカプトンテープを貼って基板の銅箔と絶縁している。USBケーブル内の線材の被覆は耐熱タイプでないため、これをハンダ付けしようとすると熱で被覆が溶けたり、収縮したりしてしまう。そのため、電極へのハンダ付けにはAWG24の耐熱被覆線材を使用した。


電極部分


FPGAボードとの接続はこんな感じになる。


パネル面はこんな感じ


隙間がみっともないので、白いアクリル板で目隠し板を作って追加してみた。



うーん、、、白は今ひとつだな。
やっぱ、アルミかニッケルメッキの銅板の方がいいか。。。