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スピードガンについて 大学3年設計 20/11/4(水) 22:35

Re:スピードガンについて 大学3年設計 20/11/6(金) 18:46
Re:スピードガンについて editor 20/11/6(金) 19:35
Re:スピードガンについて 大学3年設計 20/11/8(日) 13:43 [添付][添付]
Re:スピードガンについて editor 20/11/8(日) 21:17
Re:スピードガンについて 大学3年設計 20/11/10(火) 2:03
Re:スピードガンについて editor 20/11/10(火) 11:02
Re:スピードガンについて 大学3年設計 20/11/13(金) 2:43
Re:スピードガンについて editor 20/11/13(金) 15:50

Re:スピードガンについて
 大学3年設計  - 20/11/6(金) 18:46 -
▼editorさん:
> 懸念するのは,配線不良というより,ブレッドボードのホールと部品のリード線の電気的な「接触不良」です.見た目で正しく配線されていても電気的には接触不良が生じていることがあって,チェックがやっかいです.特にブレッドボードが1年以上使われたり,新品であっても不適切な環境で長期保管されたものだと,接点が酸化しているかもしれません.
> 使用する部品も製造から年月が経過していないフレッシュなものでないと,部品販売店で購入した新品未使用であっても,不適切な環境における長期保存の結果,すでにリード線が酸化していることがあります.
> 一方,ユニバーサル基板を使って半田付けすると,糸半田に含まれるフラックスによって,酸化膜が除去されるので良好な電気的接触が得られます.
>
> さて,本機の回路図を眺めると,ざっと70か所ほどの接続点があります.ジャンパー線を含むと80か所ぐらいでしょうか.
> 1接続点あたり99.9%の確率で正常に接触するならば,0.99980≒92.3%の確率で良好な接触が得られると期待できます.しかし,1接続点あたり99%の確率で正常に接触するならば,すべての接触点で良好な接触が得られる確率は0.9980≒44.8%と半数以下です.
> まぁ運が良ければ,一部の接続点が接触不良でも動作するかもしれませんが,不安定だろうと思います.
>
やはりブレッドボードでここまでの回路を組もうとすると不安定になるということがわかりました。これからの設計の時はこの結果を踏まえて考えていきたいと思います。

> 配線が(電気的に)間違っていなければブレッドボードか部品のリード線に起因する接触不良の可能性があります.

接触についてはあまり考えていなかったのでもう一度確認してみようと思います。

> 配線が間違っていなければ,たぶん接触不良だろうと思います.繰り返しますが接触不良は見た目では判断しづらいです.しかもブレッドボードの場合は,いったん接触が回復しても,しばらくすると接触不良に戻っていることがあります.
> TP9が0VならばLMC6482のピン6は,仮想短絡(バーチャルショート)していますから,ピン5と同じ電位であるのが正常です.ピン7はピン6と電気的に短絡していますから,0Vになるはずです.

6.7ピンで配線を間違えることはあり得ないのでやはり接触を確認します。またセンサーを取り付けた時と取り付けない時で6.7ピンの電圧が変わってくるのはなぜでしょうか?取り付けない時は0.8Vで取り付けると0.11Vほどになります。

> 回路図を見てください.LM358Aのピン3はLM358Aの電源電圧をR5とR6で半分にした値になるのが正常です.(LM358Aの入力バイアス電流は,ほぼ無視できるほど小さいです)
> 電源電圧が5.0Vなら2.5Vが正しい値です.ただし,使用した抵抗器の誤差(と入力バイアス電流)に応じて,値がずれます.
> 2.28Vは,ずれすぎです.たぶん接触不良が原因でしょう.

接触不良はもう一度確認します。一つ気になるのがブレッドボードだからかR5とR6の両端を測ると両方とも110kΩになってしまいます。これが原因ということはありますか?それとも並列なので当然ですか?この付近が配線不良ということも考えられますか?
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Re:スピードガンについて
 editor  - 20/11/6(金) 19:35 -
▼大学3年設計さん:
>6.7ピンで配線を間違えることはあり得ないのでやはり接触を確認します。またセンサーを取り付けた時と取り付けない時で6.7ピンの電圧が変わってくるのはなぜでしょうか?取り付けない時は0.8Vで取り付けると0.11Vほどになります。
 配線ミスか,複数の箇所で断続的に接触不良が生じている可能性があります.

>接触不良はもう一度確認します。一つ気になるのがブレッドボードだからかR5とR6の両端を測ると両方とも110kΩになってしまいます。これが原因ということはありますか?それとも並列なので当然ですか?この付近が配線不良ということも考えられますか?
 当たり前のようですが,公称値が220kΩの抵抗器は,それ自身の電気抵抗が220kΩであることを表しています.
 他の部品と接続したままだと,テスターが表示するのはテスターが測った電気抵抗値であって,部品の抵抗値ではありません.

 ところで,ブレッドボードのメーカ名,型名,いつ頃から使い始めたものかわかりますか?

 テスターは何をお使いですか?メーカ名や型名を教えてください.内部抵抗が低いものだと被測定回路に影響を与えるので正しい値を測れないことがあります.

 ブレッドボードとテスターの写真を撮影して,この掲示板に貼ってみてください.
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Re:スピードガンについて
 大学3年設計  - 20/11/8(日) 13:43 -
▼editorさん:
> 配線ミスか,複数の箇所で断続的に接触不良が生じている可能性があります.
 6.7ピンに関しては6.7ピンをつなぐイマジナリーショート以外の配線はしていないので正直どこが悪いのかわかりません。LM6482が原因ということもあり得ますか?TP9が0Vになっているので5ピンに入る電圧も正しいと思います。そしてそれまでの接触不良はないと考えられると思うのですがどうでしょうか?

> 当たり前のようですが,公称値が220kΩの抵抗器は,それ自身の電気抵抗が220kΩであることを表しています.
> 他の部品と接続したままだと,テスターが表示するのはテスターが測った電気抵抗値であって,部品の抵抗値ではありません.
 つまり、1つの抵抗の両端を測っていても回路全体を見ると2つの抵抗の並列を測っているということですか?

> ところで,ブレッドボードのメーカ名,型名,いつ頃から使い始めたものかわかりますか?
ELEGOOのArduino UNO R3 スターターキットに入っていたものを使っています。830 Tie-points Breadboard 1PCと書いてあります。使い始めたのは約1か月前です。

> テスターは何をお使いですか?メーカ名や型名を教えてください.内部抵抗が低いものだと被測定回路に影響を与えるので正しい値を測れないことがあります.
DT83Bデジタルマルチメータです。

>
> ブレッドボードとテスターの写真を撮影して,この掲示板に貼ってみてください.

月曜の12:00に原稿を提出し、木曜日に発表をします。現在回路の修正をしながら外装を作り測定をしようと思っています。残り少ないですがよろしくお願いします。
添付画像【901_ブレッドボード.jpg : 280.0KB】
【901_ブレッドボード.jpg : 280.0KB】

添付画像【901_デジタルマルチメータ.jpg : 253.5KB】
【901_デジタルマルチメータ.jpg : 253.5KB】

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Re:スピードガンについて
 editor  - 20/11/8(日) 21:17 -
 写真のアップロードありがとうございます.

▼大学3年設計さん:
>▼editorさん:
> 6.7ピンに関しては6.7ピンをつなぐイマジナリーショート以外の配線はしていないので正直どこが悪いのかわかりません。LM6482が原因ということもあり得ますか?TP9が0Vになっているので5ピンに入る電圧も正しいと思います。そしてそれまでの接触不良はないと考えられると思うのですがどうでしょうか?
 配線が「電気的に」間違っていなければ,LM6482のピン5とピン6は「仮想短絡」(virtual short)によって同電位になります.そしてピン6とピン7は電気的に短絡しているので同電位すなわち0Vになります.これが正常な動作です.
 過大電圧を与えるなどしていなければ,たぶんLMC6482は正常です.
 疑わしいのは配線ミスと接触不良です.
 ジャンパーは見たところ2ピース構造ですが,これも要チェックです.初期不良というか,そもそもジャンパーとして機能していないことがあります.
 ブレッドボードが接触不良を起こしている可能性があるので,LMC6482の各ピンの電圧を測るほか,接続箇所の電気抵抗を確認してください.おそらく不安定だろうと思います.

 なお,「イマジナリーショート」という用語は間違っています.お恥ずかしい話で恐縮ですが,弊社から永年にわたって販売され続けた書籍が原因となって,広まってしまった用語です.著者は“virtual short”のつもりで間違って「イマジナリーショート」と原稿に書いてしまい,それがそのまま出版されて日本国内に広まってしまった経緯がございます.

>> 当たり前のようですが,公称値が220kΩの抵抗器は,それ自身の電気抵抗が220kΩであることを表しています.
>> 他の部品と接続したままだと,テスターが表示するのはテスターが測った電気抵抗値であって,部品の抵抗値ではありません.
> つまり、1つの抵抗の両端を測っていても回路全体を見ると2つの抵抗の並列を測っているということですか?
 テスターは,その抵抗レンジで測定した2点につながっている全回路の電気抵抗値を測った結果を表示しています.しかも抵抗レンジだとテスター内部の起電力も含めた形で測った値を表示しています.もしも被測定回路が通電されていたり,大容量コンデンサに電荷が残っていると,それらも測定値に反映されます.

>> ところで,ブレッドボードのメーカ名,型名,いつ頃から使い始めたものかわかりますか?
>ELEGOOのArduino UNO R3 スターターキットに入っていたものを使っています。830 Tie-points Breadboard 1PCと書いてあります。使い始めたのは約1か月前です。
 それほど古いわけではないようですね.
 しかし初期不良の可能性があります.一部の領域だけ機械的な接触が緩かったり,生産行程における電極の表面処理品質が悪いために酸化膜が形成されているかもしれません.
 
>> テスターは何をお使いですか?メーカ名や型名を教えてください.内部抵抗が低いものだと被測定回路に影響を与えるので正しい値を測れないことがあります.
>DT83Bデジタルマルチメータです。
 取扱説明書によると入力抵抗1MΩですね.アナログテスターの10Vレンジでいうと100kΩ/V相当です.電子回路の測定用としては,ちょっと足りないですね.デジタルマルチメータ(DMM)なら10MΩ以上は欲しいところです.
 先に「LM358Aの3ピンが2.54Vではなく2.28Vほどしか出ていないことも気になります。」という書き込みがありましたが,それはお使いのDMMの内部抵抗が1MΩしかないからでしょう.LM358Aのピン3の電圧を0Vを基準として測定する場合,R6の220kΩとDMMの1MΩが並列接続されます.このため測定中は測定点の真値2.50Vのはずが2.25Vと表示されるわけです.
 入力抵抗10MΩのDMMなら真値2.50Vに対して,2.47Vと表示されます.

 まぁ,ここの電圧は電源電圧の半分ほどであれば問題はございませんが,当該記事中に記した電圧とずれがあるときは,DMMの入力抵抗が原因かもしれません.
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Re:スピードガンについて
 大学3年設計  - 20/11/10(火) 2:03 -
> 配線が「電気的に」間違っていなければ,LM6482のピン5とピン6は「仮想短絡」(virtual short)によって同電位になります.そしてピン6とピン7は電気的に短絡しているので同電位すなわち0Vになります.これが正常な動作です.
> 過大電圧を与えるなどしていなければ,たぶんLMC6482は正常です.
> 疑わしいのは配線ミスと接触不良です.
> ジャンパーは見たところ2ピース構造ですが,これも要チェックです.初期不良というか,そもそもジャンパーとして機能していないことがあります.
ジャンパ線の導通など回路のつながりは確認しましたが問題ないと思います。
> ブレッドボードが接触不良を起こしている可能性があるので,LMC6482の各ピンの電圧を測るほか,接続箇所の電気抵抗を確認してください.おそらく不安定だろうと思います.
LM2907から0.02Vほどの出力がありました。また同様にLMC6482の1.2ピンにも0.01〜0.02Vほどの出力があります。またLM2907の2ピンが3.2Vから0.7Vに戻ってしまいました。前回回路を見直して直ったのですがそこが原因ではなかったようです。正直どこが悪いのかわかりません。これが原因で0.02Vの出力が出てLMCに影響が出ていると考えられますか?
> なお,「イマジナリーショート」という用語は間違っています.お恥ずかしい話で恐縮ですが,弊社から永年にわたって販売され続けた書籍が原因となって,広まってしまった用語です.著者は“virtual short”のつもりで間違って「イマジナリーショート」と原稿に書いてしまい,それがそのまま出版されて日本国内に広まってしまった経緯がございます.
それは初めて知りました。大学の教授にもそう教えられた気がします。なかなか面白い話ですね。

> テスターは,その抵抗レンジで測定した2点につながっている全回路の電気抵抗値を測った結果を表示しています.しかも抵抗レンジだとテスター内部の起電力も含めた形で測った値を表示しています.もしも被測定回路が通電されていたり,大容量コンデンサに電荷が残っていると,それらも測定値に反映されます.
理解しました。

> それほど古いわけではないようですね.
> しかし初期不良の可能性があります.一部の領域だけ機械的な接触が緩かったり,生産行程における電極の表面処理品質が悪いために酸化膜が形成されているかもしれません.
部品がはめにくかったりあまり良い印象はないです。しかし導通などは確認しましたが問題なく動いています。

>>> テスターは何をお使いですか?メーカ名や型名を教えてください.内部抵抗が低いものだと被測定回路に影響を与えるので正しい値を測れないことがあります.
>>DT83Bデジタルマルチメータです。
> 取扱説明書によると入力抵抗1MΩですね.アナログテスターの10Vレンジでいうと100kΩ/V相当です.電子回路の測定用としては,ちょっと足りないですね.デジタルマルチメータ(DMM)なら10MΩ以上は欲しいところです.
> 先に「LM358Aの3ピンが2.54Vではなく2.28Vほどしか出ていないことも気になります。」という書き込みがありましたが,それはお使いのDMMの内部抵抗が1MΩしかないからでしょう.LM358Aのピン3の電圧を0Vを基準として測定する場合,R6の220kΩとDMMの1MΩが並列接続されます.このため測定中は測定点の真値2.50Vのはずが2.25Vと表示されるわけです.
> 入力抵抗10MΩのDMMなら真値2.50Vに対して,2.47Vと表示されます.
>
> まぁ,ここの電圧は電源電圧の半分ほどであれば問題はございませんが,当該記事中に記した電圧とずれがあるときは,DMMの入力抵抗が原因かもしれません.
大変勉強になります。あまり内部抵抗を考えていませんでした。抵抗が高い部分を図る時には注意します。
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Re:スピードガンについて
 editor  - 20/11/10(火) 11:02 -
▼大学3年設計さん:
>LM2907から0.02Vほどの出力がありました。また同様にLMC6482の1.2ピンにも0.01〜0.02Vほどの出力があります。
 0.01や0.02VはゼロVとみなしてよいでしょう.
 なぜ完全に0.00Vにならないかの説明は省略します.

>またLM2907の2ピンが3.2Vから0.7Vに戻ってしまいました。前回回路を見直して直ったのですがそこが原因ではなかったようです。正直どこが悪いのかわかりません。
 たぶん接触不良が原因でしょう.テストリードを当てたときだけ接触が回復しているかもしれません.部品に物理的な力が直接加わらないように,電気的に接続されている同電位の箇所を測るなどしないと,正しい値を測れません.

>これが原因で0.02Vの出力が出てLMCに影響が出ていると考えられますか?
 いいえ.たぶん別の原因があると思います.

 繰り返しますが,うまく動作しないときの対処方法は「[7]トラブルシューティング」に説明してあります.
 表4の「センサ無反応時の電圧」を再チェックしてみてください.測った結果を紙などに書き出して一覧できるようにするとよいだろうと思います.
 おそらくTPの電圧が大きく違う箇所があると思います.

 本機の回路はIC1(LM358A)の2段アンプとIC3(LMC6482)以外は,信号系がDC的に絶縁されています.ですから回路のDC電圧を測っていけば,不良箇所が見つかるはずです.
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Re:スピードガンについて
 大学3年設計  - 20/11/13(金) 2:43 -
>>またLM2907の2ピンが3.2Vから0.7Vに戻ってしまいました。前回回路を見直して直ったのですがそこが原因ではなかったようです。正直どこが悪いのかわかりません。
> たぶん接触不良が原因でしょう.テストリードを当てたときだけ接触が回復しているかもしれません.部品に物理的な力が直接加わらないように,電気的に接続されている同電位の箇所を測るなどしないと,正しい値を測れません.
>
>>これが原因で0.02Vの出力が出てLMCに影響が出ていると考えられますか?
> いいえ.たぶん別の原因があると思います.
>
> 繰り返しますが,うまく動作しないときの対処方法は「[7]トラブルシューティング」に説明してあります.
> 表4の「センサ無反応時の電圧」を再チェックしてみてください.測った結果を紙などに書き出して一覧できるようにするとよいだろうと思います.
> おそらくTPの電圧が大きく違う箇所があると思います.
>
> 本機の回路はIC1(LM358A)の2段アンプとIC3(LMC6482)以外は,信号系がDC的に絶縁されています.ですから回路のDC電圧を測っていけば,不良箇所が見つかるはずです.

最後まで初期の電圧が出てしまっていましたがそれを考慮しながら速度を測ることまでいき、無事に発表を終えることができました。基盤に取り付けや電圧の調整など達成できなかったところはありますが大変勉強になりました。また、RFワールドを読んで作品を作ることがあるかもしれません。その時はまたよろしくお願いします。短い間でしたがありがとうございました。
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Re:スピードガンについて
 editor  - 20/11/13(金) 15:50 -
▼大学3年設計さん:
>最後まで初期の電圧が出てしまっていましたがそれを考慮しながら速度を測ることまでいき、無事に発表を終えることができました。基盤に取り付けや電圧の調整など達成できなかったところはありますが大変勉強になりました。また、RFワールドを読んで作品を作ることがあるかもしれません。その時はまたよろしくお願いします。短い間でしたがありがとうございました。
 速度を測ることができたようで安心いたしました.
 今後とも小誌「RFワールド」ご愛読のほどよろしくお願い申しあげます.
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C-BOARD Moyuku v1.01b6