製作

展示会に出展する機会があり 意気込んで….. と思いましたが、守秘契約などの諸事情により 有限会社光電子設計で作っているものを展示できないことに気付き、慌てて基板を設計して展示することにしました。

P20160904 RasberryPi用LEDチェッカー

ロジック回路で色々な装置を作っていた頃 LEDで信号の様子を見る目的でこれに似たものを作り 非常に助かった経験があります。

RasberryPiの記事を見ること色々な製作品や記事がありますが、I/Oコネクタの信号の様子を確認できれば、色

々な間違いを発見しやすいと思い作成したFET入力でRasberryPiに影響を少なくしたLED(点滅)で信号を確認できる基板です。

P20170502 SIO通信用の絶縁I/F

 フォトカプラを使ったアイソレータは 絶縁耐圧も高く良いものですが低速である点があります。3.3v系で使えるものを探した時このICを見つけメーカーの回路を参考にSIO通信ように4ch デジタルアイソレータ ISO7241を使ったインターフェース基板を考えました。

メーカーの資料より引用

ISO7240、ISO7241、およびISO7242は、複数のチャネル構成 および出力イネーブル機能を備えたクワッド・チャネル・デジタ ル・アイソレータです。ロジック入力とロジック出力バッファが、 TIの二酸化ケイ素(SiO2)絶縁バリアによって分離されていま す。絶縁型の電源と組み合わせて使用することで、高電圧をブ ロックし、グランドを絶縁することで、ノイズ電流がローカ ル・グランドに流れ込んだり、干渉したり、敏感な回路に損傷 を及ぼしたりすることを防止できます。

P20170605 DC-DC絶縁電源

GNDが直接つながってない箇所を測定するには 電池で動作するもの(測定器のテスターなど)で測定しますが GNDから絶縁された電源があれば可能となります。

2500Vrmsの耐圧がある絶縁トランスが市販されているのを知り3.3V=>5V(3.3v)の絶縁電源基板を作りました。

絶縁トランス メーカー資料引用

  • 高電圧シリーズ用規格の詳細:IEC60664-1、IEC60950-1、およびIEC60601-1
  • 機能的または強化型絶縁

P20170701 16BIT CPU基板

電池を使ったものを作る機会があり 外部刺激に高速に応答できる低消費電力のCPUを探した時見つけたCPUです。

少しの機能で良いものには十分な性能で、開発も¥2980から始められたのもよかったです。

下側写真 プログラム用治具 Co-Boxにてレーザーカッターにて加工

 

MSP430F20xxDW  メーカー資料引用

  • Low Supply Voltage Range 1.8 V to 3.6 V
  • Ultra-Low Power Consumption
    • Active Mode: 220 µA at 1 MHz, 2.2 V
    • Standby Mode: 0.5 µA
    • Off Mode (RAM Retention): 0.1 µA
  • Five Power-Saving Modes
  • Ultra-Fast Wake-Up From Standby Mode in Less Than 1 µs
  • 16-Bit RISC Architecture, 62.5-ns Instruction Cycle Time
  • Basic Clock Module Configurations:

P20160702 LED点灯

24Bit (8Bitx3)のLED表示器です。スイッチ入力や出力信号の確認に使用する目的で作りました。

P20170802 32BITCPU基板

制御に使用できる容量のメモリがあり リアルタイムOSが使え 開発環境が低価格と言う条件で探した時、見つけたCPUです。TI-RTOSと言うリアルタイムOSが使えることで決めました。

メーカー資料引用

MSP432P401R ローンチパッド を使用すると、低消費電力動作を特長とする高性能アプリケーションを開発できます。この製品は MSP432P401R を採用しており、このマイコンには、48MHz の ARM Cortex M4F、95μA/MHz のアクティブ消費電力、850nA の RTC 動作、14 ビット、1MSPS の差動逐次比較型 ADC、AES256 アクセラレータという特長があります。

  • ARM® 32-Bit Cortex®-M4F CPU With Floating-Point Unit and Memory Protection Unit
  • Frequency up to 48 MHz
  • ULPBench™ Benchmark:
    • 192.3 ULPMark™-CP
  • Performance Benchmark:
    • 3.41 CoreMark/MHz
    • 1.22 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1)

P20170803 8Bit 入力

一般的にスイッチなどからの入力は12v系などの高い電圧を使用するので 直接ICに入力することができません。そこで±12vの入力に対応できるようにしたトランジスタ入力トランジスタ出力の入力用バッファ基板を作りました。

UM1Z (2SA1037AKと2SC2412K)  50v150mAの複合トランジスタを使用

P20170804 8Bit 出力

高速応答と直接3.3v系信号で動作する条件を満たすものを考えて 2.5vで動作し250mA(100mAを使用上限)出力のFETを使用した基板を作りました。

使用FET : 2.5v駆動タイプ Nch+Nchの 60V/250mA/150mW のUM6K31Nを使用

P20170805 絶縁アンプ

DCモータードライバを30年前に作った時 出力電流を調べるためにホール素子を使っての絶縁で測りました。その電圧を絶縁して取り出せるICがあると言うので作って見ました。

AMC1200BDWV  メーカー資料引用

  • 3.3-V Operation on Low-Side
  • Certified Galvanic Isolation:
    • UL1577 and VDE V 0884-10 Approved
    • Isolation Voltage: 4250 VPEAK
    • Working Voltage: 1200 VPEAK

P20170806 USB-3.3VLogic I/O

RS-232-Cと言う信号形式が全盛の頃はどのコンピューターにもコネクターがありました。USBとなりUART通信モジュールと言う形で販売されています。自分の好きな形で使用したいと言う理由で作ったFT234FDを使用したUSB-UART(3.3V信号)の変換基板

P20170807 MosFET出力

35年程前 500V50Aのトランジスタを高速でスイッチする機会がありました。そのトランジスタを12V3Aでドライブするドライバに苦労しました。このICを使うと効率の良いドライバーになると思い作りました。

UCC27517ADBV (メーカー資料引用)

  • Low-Cost Gate-Driver Device Offering Superior Replacement
    of NPN and PNP Discrete Solutions
  • 4-A Peak-Source and 4-A Peak-Sink Symmetrical Drive
  • Fast Propagation Delays (13-ns Typical)
  • Fast Rise and Fall Times (9-ns and 7-ns Typical)
  • 4.5 to 18-V Single-Supply Range

P20170808 SIO

8Bitの入出力をSIO形式でできるものとして SIO入力にSN74HC165PW SIO出力にSN74HC595PWを使用したものです。これと スイッチ入力基板やFET出力基板を使うことで

I/Oの拡張性が増えます。

P20170809 DC-DCコンバータ

 

 

 

 

 

 

2MHzでスイッチングするの降圧電源

2.1MHzでスイッチングすることで電源を小さくできる利点があります。発熱を確認して使用されることを提案します。

メーカー資料引用

  • The LM53603-Q1, LM53602-Q1 are available as
    AEC-Q1-Qualified Automotive Grade Products
    With Following Results:

    • Device Temperature Grade 1: –40°C to +125°C
      Ambient Operating Range
    • Device HBM ESD Classification Level 1C
    • Device CDM ESD Classification Level C4B
  • 3 A or 2 A maximum load current
  • Input Voltage Range from 3.5 V to 36 V:
    Transients to 42 V
  • Output Voltage Options: 5 V, 3.3 V, ADJ
  • 2.1 MHz Fixed Switching Frequency

P20170810 18Bit ADC

 

 

 

 

 

 

電圧を測定したいことは多々あります。CPUにADCは装備されたものを使うことでもできますが 高分解能(18bit)のADC単独基板(REFは除く)を作って見ました。

±128kに±vREFを分解するものです。

1/5万のvREFを使うと 4+1/2 桁の測定が可能と考えています。

ADS8885 メーカー資料引用

  • Sample Rate: 400 kHz
  • No Latency Output
  • Unipolar, True-Differential Input Range:
    –VREF to +VREF
  • Wide Common-Mode Voltage Range:
    0 V to VREF with 90-dB CMRR (min)
  • SPI™-Compatible Serial Interface with
    Daisy-Chain Option
  • Excellent AC and DC Performance:
    • SNR: 100 dB, THD: –115 dB
    • INL: ±1.5 LSB (typ), ±3.0 LSB (max)
    • DNL: +1.5 and –1 LSB (max), 18-Bit NMC
  • Wide Operating Range:
    • AVDD: 2.7 V to 3.6 V
    • DVDD: 1.65 V to 3.6 V
      (Independent of AVDD)
    • REF: 2.5 V to 5 V (Independent of AVDD)
    • Operating Temperature: –40°C to +85°C
  • Low-Power Dissipation:
    • 2.6 mW at 400 kSPS
    • 0.65 mW at 100 kSPS
    • 65 µW at 10 kSPS
  • Power-Down Current (AVDD): 50 nA
  • Full-Scale Step Settling to 18 Bits: 1200 ns

P20170811 REF

 

 

 

 

 

 

18bit用REFに使用するために選びました。

20ppm/℃ですから 1/5万の温度変化 精度0.001%から 1/1万の精度

REF3225 メーカー資料引用

  • Excellent Specified Drift Performance:
    • 7ppm/°C (max) at 0°C to +125°C
    • 20ppm/°C (max) at –40°C to +125°C
  • Microsize Package: SOT23-6
  • High Output Current: ±10mA
  • High Accuracy: 0.01%
  • Low Quiescent Current: 100µA
  • Low Dropout: 5mV

P20170812 DC入力フィルター

 

 

 

 

 

 

DC-DCコンバータもノイズ発生源の一つ 一般的なコモンモード/ノルマルモード フィルターが必要になる場面用です。

P20120813 過電流&過電圧阻止

 

 

 

 

 

 

 

通常の使用電流は少ないがコンデンサを多量に使った時や過電流に悩まされる時や誤って過電圧を加えたりした時壊れ

ないようにしたい時用にトランジスタを制御して対応する制御基板