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2013年10月23日水曜日

パルス幅制限回路

インタラプタが暴走しても大切なテスラコイルを壊さないために、パルス幅制限回路があると便利。
そこで、74HC14と抵抗、コンデンサ、ダイオードで簡単な回路を組んでみた。
上手く動いているようなのでメモっておく。


↑ 実験した回路


インバータとRC直列回路を組み合わせたシンプルな回路。


パルスが入力されていないときはCtは充電されており、反転された電位が右側のダイオードにかかるが、逆方向なので電流は流れない。

正のパルスが入力されるとインバータで負のパルスに変えられ、コンデンサCtの電圧がRtCtの時定数で下がっていく。
電圧が更に下がってシュミットトリガのしきい値電圧に達すると、右側のダイオードが導通し出力がLになる。
パルスの立下りでは左側のダイオードでRtが短絡されるので、Ctはすぐに充電されて次のパルスに備えることが出来る。

Ctに使うコンデンサは小さい容量のものを使わないと74HC14の負担が増えるので注意。

この回路で制限されるパルス幅はおおよそ RtCt[s] になる。

いくつかの組み合わせで測定してみると、おおよそ理論値になっていた。
ダイオードの電圧降下やシュミットトリガのしきい値電圧のバラつきでずれているのだと思う。

測定結果↓

現在製作途中のMIDIインタラプタは、前回のように555によるパルス幅調整回路が無いので、マイコンが暴走した時のためにこの制限回路を付加しようと思う。

動作の様子↓



以上。

2013年9月8日日曜日

MIDIインタラプタ v2.1まとめ

なんか中途半端なとこから書いてますが。

◆出来ること
・MIDI信号を受信して、6和音までの固定パルス幅の信号を出力。
・ノート番号(音の高さ)によって出力ポートを振り分けられる。
・MIDIチャンネルによって       "

◆出来ないこと
・ベロシティに対応してパルス幅を可変させる。
・ピッチベンドでうにょ~~~んする。


DRSSTCの制御用として開発しましたが、パルス幅は外部のタイマICで固定されるのであまりよろしくないです。マイコンからは約9.6usのワンショット用信号を出しているだけです。
図1. よく分かる図

つまり、周波数が高くなったり和音数が増えると、デューティが大きくなりすぎて音が汚くなったり渦電流でヒューズが飛んだりするということです。

hex、説明書、回路図は下記URLからどうぞ
クロックは20MHz、8分周無しです。

バグなどあればコメントに書いていただけば修正するかもです。

【2018/03/16 追記】
パルス信号は、LMC555などのトリガとして使用しやすいようにHigh/Lowが反転した状態で出力されます。
つまり、図1に記載の”マイコンから出力される波形”は誤りです。脳内でHigh/Lowを入れ替えて下さい。近いうちに修正版をリリース予定です。

2013年4月24日水曜日

micro DRSSTC 動作確認

2次コイルをΦ0.11mmで巻き直したmicro DRSSTCですが、バラックで動作させてみると6cmほど放電しました。

今回は2次側のアースから位相信号を取り出しています。こちらのほうが上手く動くようです。

アースは簡易的に25cm×20cmの生基板を使用しました。このアース板は、大地に繋がってるアース線と繋ぐと放電距離が短くなるようです。。イロイロ謎ですが

とりあえず写真とか(つべのスクショ
共振周波数が1MHzと高いため、放電に触れても痛くないですね。
あと、ゲートドライバICの電源電圧を高くしたほうが放電距離が伸びるんですが、定格ギリギリで使用していると煙が出てきてパッケージが割れましたw
電源電圧は12V程度にして、GDTの巻数比を変更するほうがよさそうです。

動画はつべに上げておきました。

--- メモ ---

2次側フィードバック方式
バス電圧: 220[V] (ZVS driver)
共振周波数: 約1[MHz]
2次コイル巻線直径: 0.11[mm]
2次コイルまきとり高さ: 10[cm]
2次コイル直径: 32[mm]
トロイド: 缶ビールの底
トロイド直径: 66[mm]
共振コンデンサ: 0.01[uF] 3[kV]
1次コイル巻き数: 3ターン
1次コイル直径: 58[mm]
スイッチング素子: IRFP260 * 2

制御基板と受光素子、スイッチング素子を1枚の基板に再構築しようとしたんですが、部品が足らないのでまとめはもうちょっと先かな(飽きてるかも)

2013年4月16日火曜日

12V mini DRSSTC

一度やってみたかった12Vバッテリで動かすDRSSTC・・・
とりあえず動作したので写真とか上げておく。

まず トロイド。 海外テスラ勢がよく使ってる様なドーナッツトロイドは作れないのでダ○ソーのステンレスボールを加工して使った。


ステンレス深型ボール(小) 18cmってのを2つ買ってきて ヤスリで適当に罫書く。


ディスクグラインダでカット。一般金属用の切断砥石でサクサク切れた。つばをカットした後のボウルはふにゃふにゃなので扱いに注意。


合わせてみる。
うーむ  なかなか良い感じ。 理想は繋ぎ目の部分が平行になってるのが良いのだけど仕方ないね。


ビニルテープで固定した後にアルミテープで仕上げる。
見た目が残念杉orx


コイル全体像。


1次コイル拡大。こいつはDRSSTC1号機を試作するときに作ったやつで、ちょっとサイズが大きい・・



制御回路。1次側からカレントトランスで位相を検出して自励発振する定番の回路を使用した。
端子割り当ては 上:15V入力 左:カレントトランス 右:GDT 下:インタラプタ
小さくまとめておくといろいろ使い回しが出来て便利。


 IRFP260を使ったハーフブリッジ。 ゲート抵抗は10[Ω]を2パラ。



メイン回路全体像。



12Vから最大400Vまで昇圧するためのZVSドライバ。今回は200Vに設定して使用した。
出力は2次側にコンデンサをシリって抑えてるため90W程度。


インタラプタとMIDI再生用のノパソ。


放電の様子はYouTubeに上げておいた。アースに接続したドライバを近づけると20cmちょっと放電する。(動画の中ではアース線が外れていたのに気づかず感電してますがw)




こんな感じです。まとまってないので完成とは言えませんが、そのうち小さくまとめるかもです。



eBayで注文したオシロ、無事国内へ入って来たようです.....


-- 実測値メモ --
1次コイル巻き数: 10T
1次コイルインダクタンス: 12.67[uH]
MMC: 16.4[nF]
1次共振周波数(計算値): 349[kHz]
Zsurge: √(L/C) = 27.8[Ω]
2次コイル巻き数: 約1200T