FETアレイ ＭＰ４２１２の出力調整を行うため、デューティ比調整可能な発信器を考えてみました。
回路はいろいろ考える事ができますが、５５５汎用タイマーＩＣ を使うのが簡単そう。
回路はいろいろ考える事ができますが、５５５汎用タイマーＩＣ を使うのが簡単そう。
５５５汎用タイマーは、２個の抵抗と１個のコンデンサを外付けで使うことにより、ワンショットタイマー（単安定動作），発信器（無安定動作），分周回路，ＰＷＭ回路，パルス位置変調回路などを作る事ができます。
また外付け抵抗とコンデンサの値を選ぶことにより、１ＭＨｚ位までの発振器から数十秒のタイマーなど、広い周波数に対応できるので、持っていると便利な石です。
お値段も５０～６０円位で手に入ります。
また外付け抵抗とコンデンサの値を選ぶことにより、１ＭＨｚ位までの発振器から数十秒のタイマーなど、広い周波数に対応できるので、持っていると便利な石です。
お値段も５０～６０円位で手に入ります。
５５５タイマーには、ＴＴＬバージョンのＬＭ５５５やＮＥ５５５と、ＣＭＯＳバージョンのＬＭＣ５５５などがあります。
ＬＭ５５５やＮＥ５５５は、出力電流が２００ｍＡと大きいのでＬＥＤなどを直接駆動できる反面、動作電圧が４．５Ｖなので電池２個では使えません。
一方ＬＭＣ５５５は、消費電力が小さく動作電圧も１．５Ｖから使えるので、Ｇｏｚｕ的には便利。出力電流は１００ｍＡと少し小さい。
実際、ＬＭＣ５５５はいくつか在庫を持っているので、そちらで検討してみます。
◆LMC555のデータシート
http://www.national.com/JPN/ds/LM/LMC555.pdf
ＬＭ５５５やＮＥ５５５は、出力電流が２００ｍＡと大きいのでＬＥＤなどを直接駆動できる反面、動作電圧が４．５Ｖなので電池２個では使えません。
一方ＬＭＣ５５５は、消費電力が小さく動作電圧も１．５Ｖから使えるので、Ｇｏｚｕ的には便利。出力電流は１００ｍＡと少し小さい。
実際、ＬＭＣ５５５はいくつか在庫を持っているので、そちらで検討してみます。
| 日本語版のデータシートも存在するし |
http://www.national.com/JPN/ds/LM/LMC555.pdf
今回の目的は「ＰＷＭ調整＝デューティ比の調整」ですが、データシートにある「パルス幅変調回路」を使うわけではありません。
一般に「変調」とは電気的に制御することを意味してまして、今回は外付けの半固定抵抗を使ってデューティ比を変えるだけなので単なる「調整」です。
また、「パルス幅変調回路」の例では、別途発信器も必要ですし。
一般に「変調」とは電気的に制御することを意味してまして、今回は外付けの半固定抵抗を使ってデューティ比を変えるだけなので単なる「調整」です。
また、「パルス幅変調回路」の例では、別途発信器も必要ですし。
と言うことで、参考にするのは、「無安定動作回路」の例です。
５５５タイマーの動作原理は、以下のＵＲＬを参考にしていただくのが、正確だと思います。
◆Seiichi Inoue さんの「趣味の電子回路工作」
http://www.massmind.org/images/www/hobby_elec/ckt4_2.htm
５５５タイマーの動作原理は、以下のＵＲＬを参考にしていただくのが、正確だと思います。
◆Seiichi Inoue さんの「趣味の電子回路工作」
http://www.massmind.org/images/www/hobby_elec/ckt4_2.htm
５５５タイマーは、内部のコンパレータ，フリップフロップ，放電用トランジスタ（ＦＥＴ）と使って、外付けのコンデンサＣに対して、ＲA＋ＲBを通して充電し、ＲBのみを通して放電します。これの充放電を繰り返して発振器として動作します。
出力信号がＨｉｇｈとなる時間 ｔ1 ，出力信号がＬｏｗとなる時間 ｔ2 は、以下の式で表されます。
ｔ1 ＝ ０．６９３（ ＲA ＋ ＲB ）Ｃ ・・・・（１）
ｔ2 ＝ ０．６９３・ＲA・Ｃ ・・・・（２）
ｔ1 ＝ ０．６９３（ ＲA ＋ ＲB ）Ｃ ・・・・（１）
ｔ2 ＝ ０．６９３・ＲA・Ｃ ・・・・（２）
よって周波数 ｆ と 出力がＨｉｇｈであるデューティ比 Ｄは、以下の式になります。
ｆ ＝ １／（ ｔ1 ＋ ｔ2 ） ＝ １．４４／｛（ ＲA ＋ ２ＲB ）Ｃ ｝ ・・・（３）
ｆ ＝ １／（ ｔ1 ＋ ｔ2 ） ＝ １．４４／｛（ ＲA ＋ ２ＲB ）Ｃ ｝ ・・・（３）
Ｄ ＝ ｔ1／（ ｔ1 ＋ ｔ2 ） ＝ （ ＲA ＋ ＲB ）／（ ＲA ＋ ２ＲB ） ・・・（４）
このとき、（３）式（４）式から、ＲAとＲBの比率を変えると以下の様な、ｆとＤになります。
ＲA ＜＜ ＲB の時： Ｄ≒５０％ ｆ ≒ １．４４／（ ２ＲB Ｃ ）
ＲA ＝ ＲB の時 ： Ｄ≒６６％ ｆ ≒ １．４４／（ ３ＲA Ｃ ）
ＲA ＞＞ ＲB の時： Ｄ≒１００％ ｆ ≒ １．４４／（ ＲA Ｃ ）
ＲA ＜＜ ＲB の時： Ｄ≒５０％ ｆ ≒ １．４４／（ ２ＲB Ｃ ）
ＲA ＝ ＲB の時 ： Ｄ≒６６％ ｆ ≒ １．４４／（ ３ＲA Ｃ ）
ＲA ＞＞ ＲB の時： Ｄ≒１００％ ｆ ≒ １．４４／（ ＲA Ｃ ）
例えば、下の回路図のように、ＶＲを追加し、ＶＲの抵抗値をＲAまたはＲBに付加する形にすれば、ＲA と ＲB の抵抗値を変える事ができ、デューティ比を調整できます。
ＶＲの抵抗値を、ＲA，ＲBより十分に大きなものにしておけば、ＲA ＜＜ ＲB やＲA ＞＞ ＲBの状況を作り出せるわけです。
ＶＲの抵抗値を、ＲA，ＲBより十分に大きなものにしておけば、ＲA ＜＜ ＲB やＲA ＞＞ ＲBの状況を作り出せるわけです。
この回路では、デューティ比を５０％から１００％の間でしか調整できません。
また、周波数も一定ではありません。ＶＲを用いた回路では、ｆ は １．４４／（ ２ＶＲ・Ｃ ）～１．４４／（ ＶＲ・Ｃ ）の範囲で変わります。
また、周波数も一定ではありません。ＶＲを用いた回路では、ｆ は １．４４／（ ２ＶＲ・Ｃ ）～１．４４／（ ＶＲ・Ｃ ）の範囲で変わります。
がしかし。今回の目的は、船外モータが壊れないように印可する電圧を多少制限したいだけなので、上記のような特性で全く問題がありません。というかピッタリでしょう。
ちなみに。ＲAないしはＲBをゼロに近づけるほど、Ｄを５０％ １００％に近づけることができるのですが、放電はDisch（Dis Charge）端子内の放電トランジスタ（ＦＥＴ）を通して行われるので、ゼロにはできません。
ＬＭＣ５５５の ＩDisch の絶対最大定格は、１００ｍＡです。
ＬＭＣ５５５の ＩDisch の絶対最大定格は、１００ｍＡです。
よって、ＲAとＲBの値は、１ＫΩ位が適当でしょうか（６ｍＡ＠ＶS＝６Ｖ）。
そうすると。ＶＲの値は 一桁以上大きな １０ＫΩもしくは１００ＫΩが適当になります。
最後に求めるのは、Ｃの値。
周波数は変動するものの、だいたい ｆ ＝ １／（ＶＲ・Ｃ）なので、Ｃ ＝ １／（ ＶＲ ・ ｆ）で決めることができます。
モーターの無負荷回転数は数千から１万数千ｒｐｍのオーダー。水中では桁違いに回転数が低下するのでしょうが、まぁ６０００ｒｐｍとしても１００Ｈｚ。
この回転数よりは高い周波数を使いたいので、だいたい１ＫＨｚくらいが妥当ですかね。
周波数は変動するものの、だいたい ｆ ＝ １／（ＶＲ・Ｃ）なので、Ｃ ＝ １／（ ＶＲ ・ ｆ）で決めることができます。
モーターの無負荷回転数は数千から１万数千ｒｐｍのオーダー。水中では桁違いに回転数が低下するのでしょうが、まぁ６０００ｒｐｍとしても１００Ｈｚ。
この回転数よりは高い周波数を使いたいので、だいたい１ＫＨｚくらいが妥当ですかね。
よって ＶＲ ＝ １０ＫΩの場合、Ｃの値は
Ｃ ＝ １／（ ＶＲ・ｆ ）
＝ １／（ １０×１０＾３ × １×１０＾３）
＝ １×１０＾－７
＝ ０．１ｕＦ
ＶＲ＝１００ＫΩの場合なら Ｃ＝０．０１ｕＦ。
Ｃ ＝ １／（ ＶＲ・ｆ ）
＝ １／（ １０×１０＾３ × １×１０＾３）
＝ １×１０＾－７
＝ ０．１ｕＦ
ＶＲ＝１００ＫΩの場合なら Ｃ＝０．０１ｕＦ。
なるべくなら。できるだけ。ＲA、ＲBは小さく、ＶRは大きくしたいですね。デューティ比を１００％に近づけらますから。いちおうフルパワーは出したい。２桁差くらいは欲しいなぁ。
でも現実には、数少ないＶＲとＣの在庫状態でパーツ選ぶので、どうなるかわかりません。
でも現実には、数少ないＶＲとＣの在庫状態でパーツ選ぶので、どうなるかわかりません。
| いちいち通販で買ってると、要らない在庫ばかりが増えるので（笑） |
