1.5Vの電池1本でPICを動かす(2ちゃんねる PIC専用のスレ Part32 より)

2ちゃんねるPIC専用のスレ Part32より

318 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 14:02:26.38 ID:MKG18tp3
電池1本 1.5Vで余裕で動く(仕様で動作範囲内の)PICって、
ありますか?
320 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 17:24:11.82 ID:MKG18tp3
>>319
すみません、表現が悪かったでしょうか。
電源電圧が0.9V~3.3Vなど、1.5Vの電池1本でも動くPICって、あるでしょうか?
でした。説明が悪くてすみませんでした。


結論から言うと無いが答えになりますが、1.5Vの乾電池1本でマイコンを動かしたいという要求はよくあることだと思います。(参考:バッテリ動作のマイコン電源に関するメモ)
そういったときの考え方の参考になるかと思います。


根本的な問題:マイコンだけ動いてもしょうがない?


323 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 18:37:32.81 ID:v/hY0Uy0
そんなにDCコンバータ嫌か?
324 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 20:11:30.27 ID:4MONiu0r
ポケッタブルオーディオかラジオにでも入れるの?
325 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 21:30:14.96 ID:gx5jzKvF
PICは動いても、さらに何か動かすものはいいのか


ほとんどの人が意識していないようですが、PICはPeripheral Interface Controllerの頭文字をとったもので、読んで字のごとく周辺機器接続制御のためのICです。
マイコン用の電源問題は悩ましいですが、回路上にその他の回路が存在しているなら、その周辺機器の電源も賄えないと意味がありません。

後に示す>>327さんは『電池アラームのLEDを動かすにしても、PICが動いてくれないと点滅もできない。』と書いていますが、PICが動作したとしてもLEDのVFを供給できなければやはりLEDを点灯させることは出来ません。

素直に昇圧コンバータを用意するのが結局のところベストな方法なのだと思います。

電池の本数・電源電圧問題


327 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/23(水) 23:51:38.30 ID:MKG18tp3
>>323-325
電池2本(3V)で動かす機器を作ったとき、PICでは最低が2V(だったと思う)、
しかもADを使うと2.2V以上必要ですよね。
ところが、電池を終止まで使うと1.8Vくらいになりますよね。
だとすると、2VのPICは使えないと思うんです。
電池アラームのLEDを動かすにしても、PICが動いてくれないと点滅もできない。

そういう意味では、1.5V(min)のPICがあれば、問題解決なんですが。
電源電圧=1.5Vの上で、
・ADが動いて、
・clock=4MHzくらいも使えて、
・内蔵の32.768kHzも出来て、
・BORもできて、
・WDTもできて、
・UART内蔵で、
・PWMできて、
・Input captureもできて、
・Vref(1.23Vくらい)を内蔵してて、
・OP AMP(入出力レールtoレール)、コンパレータが入っていて、
・I2Cモジュールが入っていて、
・消費電流が50uAくらいで、
これらの機能が載っていて、DIP8とSOP8の形状のあるPICは 無いかしら、と思ったのです。


俗に言う「ぼくのかんがえたさいきょうのぴっく」。


001_20090805175828.png
fig.1: PIC12F683の動作可能電圧範囲


実際のPICマイコンは、最低でも2V以上必要で、消費電流も実測では1mA近く必要になるようです。(参考:PICマイコンのNOPとGOTOの消費電力)

他のマイコンを使うという選択肢


330 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/24(木) 00:13:52.90 ID:rADQeVaJ
>>327
テキサスのMSP430が低電圧・低消費電力をウリにしてたはず。

ま、俺なら>>323>>329だが。
>>323 そんなにDCコンバータ嫌か?
>>329 オレならうまいこと普通のを使う
334 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/24(木) 02:53:55.94 ID:f+QLUzqf
>>330
コレの事だよね

0.9ボルト「完全」駆動マイコン「MSP430L092」
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=262214&lindID=1


MSP430は、超低消費電力・超低電圧動作可能マイコンとして有名ですが、アマチュア電子工作ではそこまでの性能が要求されない為か、あまりメジャーではありません。

入門書籍もほとんど名前を聞きません。MSP430 リファレンス・ガイドも以前は書店で見かけましたが・・・



また、PSoCはSwithch-mode pumpという昇圧型スイッチングレギュレータの制御ICとしての機能を内蔵しています。(参考:PSoC/SMP効率測定,PSoC/SMP電流増強の考察)

こちらは、必要充分な入門書がそろっています。詳しくはPSoCマイコン入門書籍を。

PICでも昇圧


342 名前:774ワット発電中さん[sage]:2011/03/25(金) 01:34:57.61 ID:qUC6fDBK
PICを1.5Vで動かす話で、どっかのHP (どこか忘れた)に
起動時電池2本を使って、動き出したら電池1本に切り替えて動かす話が
あったのを思い出したので、手持ちの12F683で試してみた。

・動作内容 INTRC_IO 31kHzで1秒おきにGP0をON/OFF

起動した後電圧下げていくと、1.2Vぐらいで出力動作停止。
でも、内部発振は一旦動き出せば、1V以下でもねばってる。
PICが1.5Vで動かないのは、この内部発振の起動にある程度の電圧がいるためらしい。
そこで電源ラインに適当なコイルを入れて、電源ON時のスイッチのチャタリングで
一瞬過電圧かかるようにしたら電源1.4Vでも動かすことは出来た。
時々起動に失敗するが、その場合パスコンの電荷が抜けきるまで再起動出来ないっぽいので、
Vdd-Vssを適当な抵抗かまして電荷抜ける様にした方が良さそう。

まあ、そのうちPIC壊しそうなのでオススメはできんな。


一連のレスの中で一番興味が引かれたのが上記のものです。
着眼点は、マイコンの動作に高い電圧が必要なのは起動時のみであるという点です。

ただ、いずれにせよ動作周波数も最低で何の外部機器との接続も無い状態で、動作がギリギリだとすると実用性はなさそうですね。

関連エントリ




参考URL




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tag: PSoC PIC スイッチング回路 2ちゃんねる 

LMC662で試作チョッパアンプ

汎用OPアンプをチョッピングで高精度化の方法を用いて、実測で約440μVの入力オフセット電圧を持つLMC662を低オフセット化する実験を行いました。このチョッパアンプのオフセット電圧の測定をしたところ、約55μVとなり、実際にオフセット電圧が小さくなっていることが確認できました。

004_20110328022019.png 005_20110328022019.png



LTspiceでのシミュレーション


汎用OPアンプをチョッピングで高精度化では、PICなどのマイコンと組み合わせることによって(オフセットの小さくない)汎用OPアンプを利用して、微小電圧の高精度測定を行うシミュレーションを行いました。


003_20110306112150.png
fig.1: マイコン利用チョッパアンプのスケマティック

005_20110306134701.png
fig.2: 入力電圧-出力電圧特性。横軸が入力電圧で、縦軸が出力電圧。赤で示したラインがチョッパ増幅器の出力電圧を表していて、緑が理想的な出力電圧をあらわしています。


その結果、5mVの入力オフセット電圧を持つOPアンプでも0-25mV程度の微小電圧を測定することができることがわかりました。
そこで今回は、現実のOPアンプでもシミュレーション通り低オフセット化が実現できるのかを確認するために、単電源OPアンプLMC662を対象に実験を行いました。

回路構成


利用した回路の概念図をfig.3に、もう少し詳細な回路図をfig.4に示します。


003_20110328022007.png
fig.3:測定回路の概念図

004_20110328022019.png
fig.4:ChopAMPの詳細な回路図


制御用のPICマイコンは8ピンのPIC12F683を利用しました。
基準電圧源には、鈴商で購入したLM4040で作成した4.096Vを利用しました。
A/D変換後のデータは、シリアル通信で(別のPICに接続した)キャラクタLCDに表示しました。
被測定用の微小電圧は、5mΩの抵抗(ミリオーム抵抗 前編)に0-5Aの電流を流すことによって生成しました。電源はHP6632Aシステム電源、電流とシャント電圧の測定はR6452Aデジタルマルチメータを利用しました。

測定結果


測定結果をfig.5に示します。


005_20110328022019.png
fig.5: マイコン利用自作チョッパアンプの測定結果


緑の十字シンボルが実測値で、赤のラインは測定値を線形フィッティングしたものです。

Vout = a * Vin + b
(Vout: 出力電圧, Vin:入力(シャント)電圧, a:ゲイン, b:出力オフセット電圧)

フィッティングの結果から a=102.129, b=0.0055435 という値が得られました。
従って、入力換算オフセット電圧が約55μVと求められました。

通常の差動増幅回路との比較


比較のために同じ個体のLMC662で通常のゲイン100倍の差動増幅回路を構成し、フィッティングから入力換算オフセット電圧を計算したところ440μVとなりました。

もともと入力オフセット電圧の低い個体だったようですが、それでも入力オフセット電圧の影響が、チョッピングによって改善されていることがわかります。

四端子法の必要性に対する補足


ただし、ミリオーム抵抗 後編での考察の通り電流測定を行う際には、正しい四端子測定を行わないと測定値が正しく得られません。

そういった意味では、今回のチョッパアンプは、シャント抵抗のプラス側とマイコンのGND端子の間の電圧を測定していることになるので、四端子測定とは言えません。
技術奴隷さんの指摘の通り、入力側のチョッピングは外付けスイッチを用意した方がよさそうです。

一方で、R6452Aデジタルマルチメータは、fig.3に示したとおりちゃんと四端子測定になるように接続してしまったので、今回のチョッパアンプの出力と直接比較することは、厳密に言うならば、できないということになります。

関連エントリ




付録


このエントリで使用したBsch3V形式回路図ファイルとチョッパアンプの測定データを添付します。回路図は、ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。



参考文献/使用機器




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tag: PIC OPアンプ スイッチング回路 チョッパアンプ 2ちゃんねる HP6632A R6452A 

汎用OPアンプをチョッピングで高精度化

オフセット電圧の低くない単電源OPアンプであっても、マイコンと組み合わせてチョッパアンプとすることにより、高精度の直流微小電圧測定を行うことができます。
PIC16F785には入力オフセット電圧が5mV(typ)のOPアンプが内蔵されています。今回のエントリでは、5mVのオフセットを持つOPアンプを用いてチョッパアンプを構成し、出力にオフセット電圧の影響が出なくなることをLTspiceによるシミュレーションから確認しました。

003_20110306112150.png 005_20110306134701.png


オフセット誤差


マイコン回路において、GND基準の電圧出力をA/D変換したい用途はたくさんあります。測定したい電圧信号が小さい場合は、OPアンプを利用して増幅をすることになりますが、被測定信号が極めて微小な場合は、OPアンプの入力オフセット電圧に埋もれて正しく増幅することができません。

以下に示すfig.1-2は、入力オフセット電圧が5mVのOPアンプを用いて、101倍の非反転増幅回路を構成したときに、0-25mVの入力信号を増幅したLTspiceによるシミュレーション結果です。


001_20110306112038.png
fig.1: 入力オフセット電圧5mVのOPアンプによる101倍非反転増幅回路

002_20110306112038.png
fig.2: 赤が実際の出力電圧、緑が理想的な(オフセットの無い)出力電圧


赤で示したのが実際のシミュレーション結果で、緑で示したものがOPアンプの入力オフセット電圧がゼロという理想的な状態での出力結果です。
入力電圧の25mVという値に対して、近い値である5mVというオフセットを持つOPアンプでは、オフセット電圧の影響が無視できないほど大きいことが読み取れます。

したがって、微小電圧の増幅にはオフセットの小さい、高精度OPアンプと呼ばれる種類のものを利用するのが王道です。
高精度OPアンプとして代表的なOP07などは両電源を要求するので、チャージポンプ負電源などの簡易的な負電源を用意する必要があります。場合によっては、負電源三端子レギュレータを正電源用にするとドロップ分が負電源になるのようなトリッキーな手段が使えるかもしれません。
また、NJM2119のように低入力オフセット電圧である単電源OPアンプも存在します。

型番電源特徴オフセット(typ)オフセット(max)
OP07両電源高精度60uV150uV
NJM2119単電源高精度90uV450uV
LM358単電源汎用2mV7mV
LMC662単電源汎用1mV6mV
PIC16F785単電源マイコン内蔵5mV-
table.1: 各種OPアンプのオフセット電圧(OPアンプの値は新日本無線とナショナルセミコンダクタのデータシートより)


しかしながら、LM358,LMC662といったような単電源利用可能な汎用の(必ずしも低オフセットで無い)OPアンプが利用できると便利です。あるいは、OPアンプを内蔵したPIC16F785のようなマイコンを使えれば、部品点数削減になります。

今回のエントリでは、PICマイコンと汎用単電源OPアンプを組み合わせてチョッパアンプを構成し、高精度に微小電圧信号の測定を行う回路の設計、及び、LTspiceによるシミュレーションを行いました。

チョッパアンプの設計


チョッパ増幅器に関する解説は、(絶版のようですが)はじめてのトランジスタ回路設計―回路を設計製作しSPICEで検証!の第五章にOPアンプICの無かった時代にどのようにして直流増幅器のオフセットやそのドリフトを軽減していたかの説明として載っています。

マイコンと汎用OPアンプを組み合わせて構成する方法としては、MOSFETのローサイド電流をPICで計測 (2ちゃんねる ★ オペアンプ スレッドより)にてまとめた通り、技術奴隷さんの提唱している『ACアンプ+スイッチング』を利用します。

451 名前:439[sage]:2007/06/15(金) 18:19:35 ID:MHgqsRv+
>450
すみません。聞き方がよくありませんでした。>432を見て私が想像したのは
ttp://www.tij.co.jp/jsc/psheets/SBOA099A.pdf?application_note--appli_report.ht
の中の「古典的なオートゼロアンプ方式」のようなものだったのですが、この回路では
信号をチョッピングするために何らかのスイッチが必要になりますよね。

このスイッチには何を使えばよいのでしょうか?
まったく見当違いな事言ってたらすみません。

001_20110304192733.png

452 名前:技術奴隷[]:2007/06/15(金) 22:10:18 ID:ABKqkZjs
>>451
面白い資料を見つけてきましたね。基本はそれでOKです。
とりあえずこんな回路でOKだと思うけどいかが?
ttp://www.geocities.jp/one_prisoner/AIF.html

AIF.png



この回路では、古典的なオートゼロアンプにおける最も信号源側のスイッチを抵抗で置き換えているため、ACアンプから見た信号源抵抗が高くなっています。(逆に信号源から見ると、この抵抗がACアンプの入力インピーダンスになるため、極端に低い値にすることも難しいです。)

このため、ACアンプ自体の入力インピーダンスが高くなければならなくなるので、LTspiceで入力インピーダンスでシミュレーションをしたブートストラップ回路を利用します。またブートストラップ型交流増幅回路にゲインを持たせる方法は定本 OPアンプ回路の設計―再現性を重視した設計の基礎から応用までを参考にしました。

通常のチョッパアンプでは、直流→交流変換を行い、増幅した後に、交流→直流変換を行いますが、マイコンでA/D変換をする前提の今回の回路では直流へ戻さず、交流信号に同期してA/D変換を行うことにします。

交流非反転増幅回路のゲインは101倍とし、チョッピングの周波数は100Hzとしました。
OPアンプはfig.1-2のシミュレーションと同様に5mVの直流オフセット電圧を持たせ、マイコンのI/OはLTspiceでビヘイビア電源ほかの電圧制御スイッチでモデル化しています。

シミュレーション結果


入力電圧を0Vから25mVまで1mVごとにシミュレーションを行っています。
以下に、LTspiceによるシミュレーション結果を示します。


003_20110306112150.png
fig.3: マイコン利用チョッパアンプのスケマティック

004_20110306134952.png
fig.4: 過渡解析の結果による出力電圧波形

005_20110306134701.png
fig.5: 入力電圧-出力電圧特性。横軸が入力電圧で、縦軸が出力電圧。赤で示したラインがチョッパ増幅器の出力電圧を表していて、緑が理想的な出力電圧をあらわしています。


過渡解析の結果からLTspiceで.meas(実効値,積分値など)を用いて入力電圧-出力電圧グラフを書いたのがfig.5です。
赤で表したラインがシミュレーションから得られた出力電圧で、緑のラインが理想的な101倍の増幅器に期待される出力電圧です。

通常の非反転増幅回路によるシミュレーション結果であるfig.2と比較して、チョッパアンプの結果であるfig.5は赤と緑の線の差が小さく、入力オフセット電圧の影響が除去されていることが分かります。

関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したLTspiceのシミュレーション用ファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


参考文献/使用機器




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tag: LTspice PIC OPアンプ スイッチング回路 LM358 LMC662 PIC16F785 チョッパアンプ 2ちゃんねる 

MOSFETのローサイド電流をPICで計測 (2ちゃんねる ★ オペアンプ スレッドより)

2ちゃんねる★ オペアンプスレッドより
410 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/10(日) 14:34:20 ID:KHXBCDTF
MOSFETのローサイドの電流をPICで計測しようと思います。
0.1ohmの抵抗の電圧を非反転で20倍にして、10mA-2A位を計測したいと思っています。
5Vの単電源でOPAMPをシンプルに使いたいのですが、お勧めの石はないでしょうか?
LM358に、入力BIASを掛けてもいいんですが、もっとシンプルにというわけです。



結論は、『バイアスなどをかけないシンプルな回路では難しい』というところに落ち着きましたが、それ以外にも
  • お奨めの単電源OPアンプ
  • マイコンでのソフトウエア演算
  • チョッパアンプ

など、色々と示唆にとんだ書き込みがあるので紹介します。


バイアスをかける


既に単電源OPアンプのGND付近での非線形性とバイアスのエントリにまとめた話題です。

411 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/10(日) 22:52:27 ID:0YLxQulJ
>>410
ttp://briefcase.yahoo.co.jp/bc/demupa799/lst?&.dir=/877a&.sortBy=md 中の
4322.png をクリックして下さい。
LM358 単電源と決めてしまうと、これ以上いい方法は思いついていません。(0.2V バイアスあり)
+5V 電源、利得 20 だと約 1.8A で出力がクリップしてしまいます。
プルアップ抵抗を使う手もありますが・・

CMOS rail-to-rail 入出力の OP アンプを使っても、本質的には同じです。
なお、LM358 でスピードは充分ですか? 利得を 20 とすれば、
(500kHz ~ 1MHz)/20 = (25kHz ~ 50kHz) ですよ。

4322-1.png


413 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 00:07:09 ID:/rj76f/W
>>411
ありがとうございます。
スピードの件は、入力にローパスフィルタをを挿入しますし、今回の用途では十分です。
ただ、BIASを掛けずに、R2Rで直線性を確保できればと思っているのですが、やはりむずかしいでしょうか?
出力もクリップするのはうまくありませんから、やはり別の石を選択すべきですが、
種類が多すぎて、メジャーな品番を知らないので困っています。
あと、オフセットが小さくて、無調整で使えればと思っています。


440 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 20:11:42 ID:S0f064Z+
>>431
結局、高価なOPAMP選んでも無調整といううまい話にはなりにくそうですね。
ここは、定石どおり、BIASをかけて確実に狙う方が近道のようです。
PIC側の処理も、精度よくゲインを設定できれば、1step=10mAに換算できますから
あとは、OFFSETとBIAS分を、差引すれば、よさそうです。誤差分は、電流を流さないときの
A/D変換値ですから、簡単に求まるでしょう。思惑通りに再現するかどうか早速試してみようと思います。



お奨めの単電源OPアンプ


およそ、趣味の電子工作で要求されるのは入手性のようです。
当時は単電源レールtoレール入出力のOPアンプは、秋葉原で入手することが困難でしたが、2011年現在では多くの店の店頭に並んでいます。

412 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 00:04:42 ID:1t1+4KfI
>>410
バーブラウンのOPA340はどう?


414 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 00:14:47 ID:2NXuMu4z
>>412
それもいいけど、個人的にはLMC6482が気に入っている。
http://www.national.com/JPN/ds/LM/LMC6482.pdf
1)RSコンポーネンツで買える
2)電源電圧が15Vまで使える

特に1)が重要w

編注)最近では秋月電子でも購入できます


415 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 00:28:10 ID:1t1+4KfI
>>414
まあ、入手性を考えると、そちらのほうがいいかもしれない。

電源は5V単一って書いてたんで、DIPパッケージのあって、こっちの気に入ってるのを薦めて見た。
オフセットも低いんで、無調整でシンプルに使い安いかなと思ったんだ。
入手はdigi-keyかな。



416 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 00:59:09 ID:/rj76f/W
>>414,415
普段の入手先は、Digikeyです。最近、LTの石も、日本円で買える様になっているので重宝しています。
BBの方が少し魅力的に見えますけれど、SOT23-5の在庫があればとりあえず、最有力にしようかなと思いました。



417 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 02:14:57 ID:cmn3Ukoa
LMC662 っていうのもある。出力 rail-to-rail、動作可能な入力コモンモード電圧は
V- (単電源動作の場合の Gnd) も含む。電源電圧 +5 ~ +15V、SR 1.1V/μs, GBW 1.4MHz。
\150@ 秋月。Quad タイプの LMC660 も販売中。データシートは詳しく読んでいないけど。



マイコンでの演算


マイコンを含む回路システムを設計するときには、どこまでをソフトウエアに負担させ、どこまでを回路的に処理させるかという問題に直面します。
多くの場合、あまり意識しないところではありますが、実はセンスを問われるところでもあったりします。

419 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 09:09:52 ID:/rj76f/W
>>418
BIASを掛けている、分圧点をショートさせて、レンジ切替するアイデアも面白いですね。
ただ、PINが空いていないのと、BIASそのものを掛けずにしたいので、次善策ですね。


420 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 09:37:04 ID:jhL8Y7K6
>>418-419
切り換え点でスムーズにつながらない予感あり。
計算式の係数で合わせる方法もありますかね。自己較正ができれば・・

>>419 ← 抵抗1本・2本さえも減らしたいのですか~。


421 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 10:05:52 ID:/rj76f/W
>>420
電流値は、LCD表示と、過電流検知に使用します。過電流については
PICのコンパレータで検知させます。測定器ではないので、そんなに精度は要求しません。
抵抗を1本でも、減らせるのであれば、OPAMPは、少し高めになっても検討の余地があると思っています。



422 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 11:08:28 ID:jhL8Y7K6
>>421
それなら、極単純な非反転アンプ構成にし、入出力の関係を一度実測して 0 アンペア
付近の非直線性をソフトウェア演算で補正します。
温度が変わると入出力の関係も変わりますが、それには目をつぶります。
(温度情報があるなら、それも使って補正します。)

OP アンプの品種によって 0 入力付近の直線性が良いものと悪いものがあるでしょうが、
それは試すしかありません。同じメーカーでも工場やロットによって変わるかも知れませんね。


425 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 19:07:29 ID:/rj76f/W
無調整で、10mAを測りたいとなると、1mVを測らなければならないので、
オフセットが、1mV以下のものを選定すれば良いのでしょうか?
そのうえで、R2Rで 1mV付近の直線性が問題となるようであれば、BIASを掛ける。
当初の目論見では,利得について正確には、19.53倍にします。そうすると、8bitのA/D変換値で10mA-2550mA
得られると考えました。実際の精度がどう落ち着くか興味を持っています。



426 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 20:16:45 ID:Nu9HqFqY
>>425
>8bitのA/D変換値

えっ。A/D 変換器の分解能が 8bit なんですか? どの話?
関連する書き込みレス番を教えてください。


427 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 20:28:38 ID:Nu9HqFqY
>無調整で、10mAを測りたいとなると、1mVを測らなければならないので、
電流センス抵抗 0.1Ω を想定していたのでしょうね。
電流センス抵抗の温度係数のこともお忘れなく。

>オフセットが、1mV以下のものを選定すれば良いのでしょうか?
OP アンプのオフセット電圧のことですか?
「無調整」でなく「調整する」のは不可なのですか?
「無調整」にこだわるとすれば、オフセット電圧自動調整に頼るのが
いいと思います。(方法はいろいろあり)


428 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 20:28:55 ID:/rj76f/W
>>426
>>410 が最初です。
PICのA/D変換は、10bitが多いですが、その8bit分を使用するということです。


429 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 20:51:31 ID:Nu9HqFqY
>PICのA/D変換は、10bitが多いですが、その8bit分を使用するということです。

そもそも発想がトンでるように思えます。計測して演算の後、8bit (256 段階) に
整理・丸める、というのなら納得できるのですがー。

まずは中級の測定器並みの性能を持つハードウェア・ソフトウェアを考え、
過剰性能なら、ドンドン削っていく・・・。但し削り方には注意が必要ですね。

設計にはバランス感覚が必要です。一部分だけ高性能・しかしあそこがボトルネック、
その格差が激しすぎ、なんていうのはアホな設計ですよね。


430 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 21:16:20 ID:/rj76f/W
>>429
電流値の測定は、オマケのようなものです。精度がいい方がよいのですが、
そのために、PICのメインの処理に余裕を持ちたいので、計測値の移動平均
は行いますが、乗算、除算は避けたいのです。
最終的には、8bitあれば良いので、そこを決めてしまいました。
A/D変換した時点で、そのまま使用できるようにという考え方です。
A/D変換時にSleepする余裕はありませんが、出来る限りの対策は考慮しようと思っています。

>>427
無調整に最大限こだわっているわけではありません。電流センス抵抗の温度係数もありますので
OPAMPの選定と、周辺回路の簡単な考慮で達成できるのであれば、そうしようと。
そうでなければ、精度を諦めたほうが、現在設計しているもののバランスが取れると思っています。
最悪、0.1A-2Aまでの表示でもしょうがないかなと思っています。



431 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 01:22:09 ID:4rH+h754
>>430
>最悪、0.1A-2Aまでの表示でもしょうがないかなと思っています。

変です。もう少し先に進めるのに。OP アンプにバイアスを加えるのを "躊躇" して
いるのがネックなのかも。
PIC の A/D 変換器の分解能が 10 bit なら、それを存分に生かして使いたいものですね。


434 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 08:50:19 ID:y2b2K4LT
>>430
>・・計測値の移動平均は行いますが・・
そこまでのソフトウェア処理も考えているのですか~。
それなら、電流センス抵抗の温度係数はもちろん、OP アンプ増幅器の出力がクリップしないような
アナログフィルターも考えなくてはね。クリップしてしまったら、いくらソフトウェアのプログラムで
平均化処理をしても無効ですヨン。


435 名前:434 [sage]:2007/06/12(火) 08:54:23 ID:y2b2K4LT
あ、過電流検出くらいだったら、なんとかなるか。
要求される性能が、どのくらい「低性能」・「高性能」なのか、全然よくわかりませ~ん。


436 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 09:06:47 ID:y2b2K4LT
さあね。まあこれだけは言っておこう。

 >>429
 設計にはバランス感覚が必要です。一部分だけ高性能・しかしあそこがボトルネック、
 その格差が激しすぎ、なんていうのはアホな設計ですよね。



440 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 20:11:42 ID:S0f064Z+
>>431
結局、高価なOPAMP選んでも無調整といううまい話にはなりにくそうですね。
ここは、定石どおり、BIASをかけて確実に狙う方が近道のようです。
PIC側の処理も、精度よくゲインを設定できれば、1step=10mAに換算できますから
あとは、OFFSETとBIAS分を、差引すれば、よさそうです。誤差分は、電流を流さないときの
A/D変換値ですから、簡単に求まるでしょう。思惑通りに再現するかどうか早速試してみようと思います。


442 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 20:46:42 ID:1O4xgfrf
>精度よくゲインを設定できれば、1step=10mAに換算できますから

このへんは、×。


443 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 21:23:18 ID:1O4xgfrf
y = a*x + b として、a, b を実数扱いしてほしいものです。


444 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 21:26:45 ID:1O4xgfrf
x = (y-b)/a ダロ


445 名前:774ワット発電中さん[]:2007/06/13(水) 01:03:58 ID:CCK65gDZ
割り算は「イヤ」だ、というのは容認するとして、
掛け算に変換する。a は定数だよ。
x = (y-b)/a, x = (1/a)*(y-b)
文句ある? 中学生くらいなら、知っているはずなんだけど。



チョッパアンプ


一連の書き込みの中で、私にとって最も興味をそそられたのが、このチョッパアンプの話題です。
と、言うよりも、ここで技術奴隷さんに質問をしている439は私なのですが・・・

一応、シミュレーションと実機での簡単な動作検証までは終えているので、いずれエントリにまとめたいと思っています。

418 名前:技術奴隷[]:2007/06/11(月) 06:42:21 ID:PFqISP/P
>>410
PICのポートが2個余ってればLM358でも問題なく使える。


423 名前:技術奴隷[]:2007/06/11(月) 15:09:57 ID:PFqISP/P
>>419
レンジ切り替えをする訳じゃないしバイアスを掛ける訳でも無い。
でも、ピンが余ってないならいずれにせよ無理だね。


424 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/11(月) 17:28:56 ID:Nu9HqFqY
>>423
増幅器の利得は変えない & オフセットも変えない。いったい何を変えるんだろうか。
後学のため、どんな方法かお教え願えないでしょうか。


432 名前:技術奴隷[]:2007/06/12(火) 05:45:45 ID:1IFCxzxa
>>424
オペアンプで増幅する前に信号をチョッピングしてAC分を増幅すれば
安価なアンプで高性能が得られます。


433 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 08:36:06 ID:y2b2K4LT
>>432
>・・AC分を増幅すれば・・

その結果をどうやって DC (近くの) 成分に変換するの?
これ↓をお忘れなく

 >421
 >抵抗を1本でも、減らせるのであれば、OPAMPは、少し高めになっても検討の余地があると思っています。



437 名前:技術奴隷[]:2007/06/12(火) 16:33:46 ID:1IFCxzxa
>>433
かなり頭が固くなってる人かな。
アナログ出力が必要でなければACのままADしてしまえば無問題。
チョッピングパルスは自分で作るのだから、同期させてADすれば済む事。


439 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/12(火) 19:52:22 ID:gpHuR+NR
>437
横レスですみませんが、マイコンポート2つを使う信号のチョッピング
とは具体的にどのような回路で行うのでしょうか?


448 名前:技術奴隷[]:2007/06/14(木) 21:56:59 ID:pDOhe4fV
>>439

普通は入力側をチョッピングするのだけど、電流計測等ではアンプの出力側をCで切って
同期整流した方が良い場合もある。熱電対等なら入力側だけチョッピングすればOK


451 名前:439[sage]:2007/06/15(金) 18:19:35 ID:MHgqsRv+
>450
すみません。聞き方がよくありませんでした。>432を見て私が想像したのは
ttp://www.tij.co.jp/jsc/psheets/SBOA099A.pdf?application_note--appli_report.ht
の中の「古典的なオートゼロアンプ方式」のようなものだったのですが、この回路では
信号をチョッピングするために何らかのスイッチが必要になりますよね。

このスイッチには何を使えばよいのでしょうか?
まったく見当違いな事言ってたらすみません。

001_20110304192733.png


452 名前:技術奴隷[]:2007/06/15(金) 22:10:18 ID:ABKqkZjs
>>451
面白い資料を見つけてきましたね。基本はそれでOKです。
とりあえずこんな回路でOKだと思うけどいかが?
ttp://www.geocities.jp/one_prisoner/AIF.html

AIF.png


456 名前:439[sage]:2007/06/16(土) 00:25:25 ID:2ZXmBs8/
>452
なるほど。入力側のチョッピングはGNDに落とすだけだからI/O直結でよいのですね。
しかし実を言うと、出力側をチョッピングするとどんな良い事があるのか理解できてません。
ゆっくり考えてきます。ありがとうございました。


457 名前:774ワット発電中さん[sage]:2007/06/16(土) 16:35:29 ID:5GDKC6PH
大昔のチョッパーアンプのことを言っているらしい、ということは
わかりました。ありがとうございました。




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