スポンサードリンク

SOP - DIP変換アダプタ

 SOP8のSRAMチップ(23LC1024)を使おうとしています。このチップにはDIPタイプもあるのですが、今後の応用も考えてSOPタイプを購入してみました。

 SOPのICをお試しで使うためには変換基板を使ってブレッドボードに取り付けるのが通常だと思うのですが、ネットで以下のようなSOP DIP変換アダプタが安く売られていたので、ついつい衝動買いしてみました。

管理人が購入したのはAliexpressで購入したので$1以下です。

そして届いたのがこれです。
171015_FrontView.jpg 171015_RearView.jpg
なかなかメカメカしくていい感じです。。

そしてICを取り付けるとこんな感じになりました。
171015_AfterSet.jpg 
お、かなりイイ感じに取りついています。

そしていざブレッドボードに取り付けようとすると。。。
とりつかない!!

2.54mmピッチのピンヘッダが使われているのですが、その間隔が9mm離れているのでブレッドボードに取り付けられないです。。
171015_Dimension.jpg
下駄を履かせないとブレッドボードには取り付けられなさそうです。

ということでここは素直に諦めて変換基板にはんだ付けすることにしました。
171015_Conventional.jpg 

あ~ 残念。

キャリブレーション

スマートコンセントを作成中ですが、今回は電流と電圧のキャリブレーションをやってみました。
評価環境はこんな感じです。つないでいるのはキャリブレーションに使うオシロスコープ(SDS7102)です。
170918_Use.jpg 
自分自身の消費電力を測ってキャリブレーションを行いました。

まずはオシロで測った電圧/電流です。
171011_Oscillo.png 
これに合わせるように位相を含めて調整します。

電圧はオシロで正解が計測できるので単純に電圧センサ(ZMPT101B)の出力に比例係数をかけます。
一方電流はカレントプローブのような高級な計測器は持っていないので、電流センサ(ZMCT103C)の回路から変換係数を求めます。
また位相については実測で4msほどずれていたので補正しました。

そうやって仕上がったキャリブレーション後の波形はこんな感じです。
171011_AfterCalib.png 
そこそこいい感じに仕上がりました。
電流についてはビット深度が上がっているので、きれいになっています。一方電圧については電圧センサのフィルタの影響で微妙に波形が変わっています。

この値を使ってオシロの消費電力を計算してみると15~16Wになりました。
これは仕様書に記載の18W以下という数字に大体あっています。
171011_Spec - コピー 
キャリブレーションとしては良さそうな気がします。

ところで偶然ですが、使用したセンサを用いた電力計がトラ技で紹介されていました。

やっぱり値段を考えるとこの電流/電圧センサが選ばれるんでしょうね。

オシロのソフト

管理人はOWON社のSDS7102というオシロを使用しています。
チャタリングが激しくてかなりイライラするのですが、それなりには使えています。

今回はこのオシロのソフトバージョンアップをして嵌ったというお話です。

 最近、スマートコンセントを作ろうと思ってオシロを触る機会が増えています。そんな折、なんとなくOWON社のサイトを見てみたところPC接続用のソフトウェアが2か月ほど前に更新されて(v2.0.12)いることを偶然知りました。

 常に新しいものに果敢にトライすることを信条としている管理人は当然ダウンロードしてインストールしてみました。
 そしていつも通りオシロの画面を取り込もうとして接続したところ
"The file you chose does not exist, Please pick up another one."
というエラーが表示されてダウンロードできなくなってしまいました。
171009_Oscillo_Error.png

 昔のバージョンに戻しても改善せず、、また地雷ふんじゃった!と思ってジタバタすること数時間。どうやらインストール直後だけは起動するという現象から突破口を発見。

問題は管理者として実行するかどうかでした。

ということで対策は実行ファイルを右クリックして管理者として実行にチェック
171009_Error_Fix.png 
することで解決します。

これで無事PCに取り込めました。 波形をエクセルで書くこともできます。
171009_Download.png 171009_by_excel.png

あ~びっくりした。
もし同じことでお悩みの方がおられればご参考まで。

ところで今はどうやら何かが改善されてSDS7102Eというのが売られているみたいですね。さすがに買い替える財力はありませんが


時間分解能改善

相変わらずワットメーターを作成中です。
前回電流トランスのダイナミックレンジ改善に取り組みました。今回は次の課題であった時間分解能の改善に取り組みます。

まず課題の復習ですが、最初に作ったワットメーターの出力はこんな感じでした。
170918_VoltCur.png 
時間分解能が低く、急峻な電流の変化についていけていません。電圧の方は三角波なんで大丈夫なんですけどね。

この時間分解能ですが、最初に何となく1kHzと決めた経緯があります。そこで今回はどこまでこのサンプリングレートを上げられるかという話になります。

今作っているワットメーターの構成ですが、電流と電圧を同時に計測し、計測結果がある程度たまるごとにEEPROMへ書き込んでゆくシステムになっています。

 具体的に書くと1サンプル当たり 電流12bit + 電圧12bitなので24bit=3Byte使用します。EEPROMは1ページ64Byteなので、63/3=21サンプルごとにEEPROMへ書き込んでいます。1kHzサンプリングだと21ms毎ですね。
 そして実際に書き込むのに要する時間ですが、63byteのデータを100kHzのI2Cで送っているので(63+3)*8/100=5.28ms転送に必要です(+3はアドレス)。またEEPROMなので書き込み時間が必要で、これは仕様書上でMax.5ms, 実測で2.6ms必要です。その他のプロセス時間もあわせて結局実測すると9msでした。

21ms毎に9msの書き込みを行うので、このまま単純に2倍の2kHzまではいきそうです。

 しかしI2Cは400kHzまで上げても大丈夫なので、これを取り込んでみると9msが4.2msまで短縮できました。これはサンプリング速度で5kHzまで上げられるということです。ただ5kHzちょうどだとあまりにも余裕がなさそうなので、結局4kHzで打ち止めにしました。

以下が4kHzで計測した同じ換気扇の波形です。
170923_VoltCur.png 
どうでしょう。ずいぶん密になった気がします。

ちょっとこのEEPROMを使ったシステムではこれ以上のサンプリング速度を達成するのは不可能なのでここで決めようと思います。

ただこれまで10秒ぐらい計測できていたのが、2.5秒までしか計測できなくなってしまいました。。これでいいのかなぁ??

そもそもなんでEEPROM使ったんだろう。。。RAM使うべきだったなぁ~。一応買っておくかなぁ~

電流トランス精度改善案

前回、製作中のワットメーターで試しに計測してみたところ以下のような波形が測定できたことを紹介しました。
170918_VoltCur.png

そしてこの計測結果から以下の二点を当面の課題として取り組むことにしました。
  • 電流値の変化が小さく、グラフ縦軸方向の解像度を上げる必要がある。
  • 急峻な電流変化に対応できそうにないので、グラフ横軸方向(時間軸)方向の解像度を上げる。

そこで今回は1番目の課題である、電流の解像度改善に取り組みました。

まず元の回路ですがこちらで紹介しており、こんな感じです。
170904_ZMCT103C_Circuit.png
電流トランス(CT)用の回路としてありがちな回路です。今回はこちらをちょっと改造してみます。

今回電流の解像度が低い原因は15WのACアダプタを計測したためですが、単にゲインを上げてしまうと1500Wの電化製品を計測した場合に壊れてしまいます。ということはダイナミックレンジを確保するためにどこかに調整機構を入れる必要があります。

もう少し具体的に言うとこの回路にアンプを入れて信号増幅をすることになります。
で、そして作ってみたのが以下の回路です。
170921_CT_Circuit.png 
オペアンプを追加してみました。この回路のR3の抵抗値を変更することでゲインを調整できます。

今回は少しこの回路の狙いについて紹介してみたいと思います。

まず測定する最大電力を2000Wにしてみました。その結果、瞬時の最大電流は2000 x 1.41 / 100 = 28.28Aになります。そしてこの電流は1:1000のCTを通してR1に28.28mAの電流を流します。

これが測りたい最大電流なので、ゲイン1倍でこの電流値がADCのダイナミックレンジ1.5Vに収まるようにしたいです。ということでR1は1.5V / 28mA ~ 47Ωに決定です。

次に調整用の可変抵抗R3ですが、できれば自動調整にしたいのでディジタルポテンショメータで調整するようにします。

 Aliexpressで検索するとちょうど1個50円ぐらいで入手できそうなのでこれに決定です。X9C103という名前で検索すると幾つかヒットします。103が抵抗値を表しており10x10^3=10kΩです。
AliExpress.com Product - (10pcs/lot) X9C103P X9C103
このポテンショメータの最小抵抗が100Ωなのでこの時にゲイン1倍となるようR2, R3は100Ωになります(R3がポテンショメータ)。こうすることで2000W測定時はゲイン1倍、最大でゲイン100倍まで確保できそうです。
後は一応マイコンの保護用にダイオードD1, D2を追加してこの回路ができました。
ちょっと駆け足での説明でしたが、どうでしょう?CTを使う際の参考になるかな?
実際の動作確認はポテンショメータが到着してからになります。Aliexpressなので1か月ぐらい待ちかな?
その間に次は2番目の課題の、時間分解能の改善に取り組んでみようと思います。
ではでは
検索フォーム
RSSリンクの表示
リンク
スポンサードリンク