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【PC】USB接続の学習型赤外線リモコンの制作【エアコン遠隔操作】

【PC】USB接続の赤外線リモコンの制作【エアコン遠隔操作】

【状況】

今回も電子工作ネタである。みなさんは、かなりの離れた場所にあるエアコンの電源を入れようと思ったらどうしますか?
例えば、帰宅中にエアコンを作動させておこうとか、来客があるので出先から先にエアコンをONしておこうとかペットがいるけど、なかなか帰宅できないからエアコンだけでも先に電源を入れてあげようとかですね。
誰かが部屋にいれば電話して頼むとかLINEで頼むとかありますけど、お家とか事務所が無人だったらどうしますか?

そうですね。すでに、ネット対応の家電を使っていらっしゃれば、スマホのアプリをいじればOKですね。
でも、ネット対応の家電ばかりではないですし、エアコンは変な法律もあるので対応は遅れている方です。

そこで今回は、WEBマスター場合は、サーバールーム兼、倉庫、事務所に動いてるPC(パソコン)を使ってUSB接続の学習型赤外線リモコンを制作してこれを使って些細な願いをかなえて行こうと思います。

実は、この手のリモコンの応用の先には、おーけーぐーぐるーエアコン点けて~ができるようになるという事があります。
とりあえずは、エアコンを遠隔操作をできるようにするという一歩を踏み出してみます。

ということで、いろいろ調べたところ、安くて簡単で早くてイイよ!というキットがあったのでコレを組み立てて使っていきたいと思います。

【制作開始】

USB接続赤外線リモコンを作っていきましょう。

組み立て済みもありますが、さらに安いキットを使って組み立てていきます。

まず、このUSB接続リモコンキットは、パソコンにUSB接続して使います。
出来ることは、

  1. 付属のソフトウェアでリモコンを学習してパソコン上からスイッチを赤外線で操作できる。
  2. 赤外線を受信して、お家のどんなリモコンからでもパソコンを操作できる。
  3. 【番外】として、違うソフトウェアを使えば、予めセットされた特定の赤外線を出せる。

今回は、1が使いたい機能なのですが、少々、解説しますと、2は、パソコンをTVやミュージックボックス代わりにしている場合など、音量調整や次の局や曲にとばしたりと家電リモコンを使ってパソコンを操作できます。キー好きな物を割り当てができます。

3は、実は、シャープのブルーレイレコーダなどのHDDを交換する際に必要な裏設定モードを呼び出せます。

いやーどれも魅力的な機能ですね(^^;)我が家もシャープのレコーダがあるので内蔵HDDを交換する際には必要になるでしょう(^^

ただし、母艦としてパソコンが必要なので部屋でパソコンをずーっと付けていない場合は、別の母艦(ラズペリーパイなどの教育用小型PC)が必要になりますがそれまた今度で(^^

さて、キットが届いたので組み立てていきましょう。

基板は保護塗装済みなのでパターンが露出してませんね。

説明書もフルカラーでちゃんとした日本語です(爆
半田こては、精密用こてを使っていきましょう。ピッチ(間隔)がせまい場所はさきっちょが細い方が断然楽です。

頻度は少ないですけどマイコンなどの足の間隔が狭い部品を半田付けするのには必須でしょう。

まずは、背が低い部品や取り付けると背が低い部品から取り付けていきます。

抵抗はまだ序盤なので準備体操ですね。

次は、いきなりの大物!マイコンICチップ。コレにこの基板の機能がほとんどすべて詰まっています。この大きさでUSBに接続できちゃうのもこのチップのおかげですね。

WEBマスターは素手じゃ触りませんよ(^^使い尽くしてる静電防止手袋をハメます。

基板にハメるときには、ハの字の形に足が開いているので平らのとこに押しつけてコの字にしてあげると良いです。

ハメて裏返すと、基板が厚いので足がほんとにチョッロっと出てます。

精密半田コテでサクッと半田つけします。

次は、USBコネクタ。
ここは、コツがあるので教えておきましょう!

部品は、ひっくり返すときにはマスキングテープなどで固定しておく。
足がパターン面に出る量が少ないのでしっかりテープで押さえつけておく。

配線部分は、ピッチが狭いので焦らず慎重に。ココでダマになって隣とくっついてしまう場合は、コテ先が太すぎるかダメダメコテなので細いものを素直に用意する。こねくり回していると基板面を痛めてパターンが剥離してきます。

できたか、ルーペで検査します。こんな風にしてカメラのレンズに付けると接写できます(^^

ルーペ接写撮影です。足のでっぱり量が少ないのでへこんでたりしますがしっかり半田付けはできているようです。

コンデンサの半田つけ

コンデンサの半田つけその2

グラグラしてやりにくい場合は、テープで固定します。

どんどん部品を取り付けていきます。トランジスタも完了。

受光素子です。学習型なので使いたいリモコンの赤外線をここに向けて照射して学習させます。

赤外線LEDです。

足の半田付け確認。
赤外線LEDに繋がる抵抗値が以前の回路より小さくなったようなので旧式よりは、赤外線が強いかもしれません。

部品を載せ終わりました。

部品点数も多くないので落ち着いてやれば失敗もしないでしょう。

■ケースに組みます。

このキット実は、フリスクリモコンって呼ばれることもあるみたいです。

うわ、ホントや(^^ ぴったり。
なんか、基板の切れ込みどうみても狙って設計してるでしょ的な位置。

じゃあ、USB用の穴開けや赤外線LED用の穴を開けていきしょう。

現物合わせでケガキ線をかきます。この辺かなぁ(^^

材質がやわらかいのでハンドピンバイスで行きましょうか。

グリグリっと。

軽く開口しますね。角穴が希望なのであとは、平ヤスリで削ります。

ダイソー ダイヤモンドやすり

こんな感じかな(^^

反対側のLED側も同じように穴をあけていきます。

基板を固定していきます。

UVレジンで基板を接着していきます。太陽や紫外線LEDの紫外線で硬化する樹脂接着剤です。

基板のはじっこ数点にUVレジンを垂らして

紫外線LEDを照射します。

紫外線LEDは、日亜化学の紫外線LEDを使ったタイプを強くおすすめします。
少々お値段が高いんですが、安いLEDを使ったタイプは、紫外線の波長が甘くレジンがべたつきます。日亜化学の紫外線LEDは波長がもっと短い(375nm)のでレジンがべたつきなく固まります。

数分間、紫外線LEDを照射していると固まってきます。

固まれば、ひっくり返してカツカツ当てても外れないです。

LEDの穴もあきっぱなしじゃホコリが入るので透明アクリル板を切ってはめ込みます。

UVレジンをちょっと盛って固めてやればバッチリ。

うまく加工出来ました。

でUSB端子が角ばってる方のミニBタイプです。

■動作テストします。

事務所のFAXサーバー&プリントサーバー用のPCなんですけど、ふるーいのでXPです(^^;)
ブラウザも使わないのでリモートデスクトップだけ使う端末化しております。

これに、USB接続リモコンのソフトウェアをインストール!
まだ、XP対応してて良かった(^^

でこれが、USB赤外線リモコンキット 送信設定アプリです。

RECボタンを押してすぐ、家電リモコンを操作すればそのボタンの機能をコピーできます。

とりあえず、エアコンのONとOFFを記憶させてテストします。

 

ピッ!!とエアコンから音がして運転ランプが点灯しました。

成功です(^^

遠隔操作は、リモートデスクトップにログインして、そこから操作します(^^;)
スマホでもPC操作できる遠隔操作アプリがありますので簡単に操作できます。

USB接続赤外線リモコンの

制作完了


【DIY】換気扇用温度センサー連動コンセントの制作【トライアック】

【DIY】換気扇用温度センサー連動コンセントの制作

【状況】

真夏じゃなくても家の中が暑い!時ってあるんですよ。

2階、3階の南向きの部屋や西日をモロに受ける部屋やロフトや屋根裏部屋(小屋裏)なんかは特に顕著です。熱気がこもってモヤモヤしますよね。
春先からは太陽の光も強烈になってきますし秋口の残暑もまだ厳しい時なんかは、外気温はそれなりに涼しくても太陽光を直接受けている屋根や壁は暑いですし、窓からお部屋にも太陽の光が差し込んで熱せられ場面もあります。また、夜間でも電化製品やパソコンの発する熱がこもってしまい気がついたらかなり、室温が上がっていて汗ばんでいたなんて経験は誰にもあると思います。

そこで、エアコンはともかく扇風機を点けても部屋の中の熱い風をかき混ぜているだけですからちっとも涼しくなりません。窓を開けていても風向きや無風の日はなかなかうまく換気もできないのですが、少し5cmほど窓を開けて換気扇を回しておくと外気が入ってきて意外と涼しくなったりします。

@イラスト屋

ところが、換気扇を手動で操作するというのはなかなか面倒だしすぐに消し忘れたりして寒くなってきてから気がつくとか自動化したいですよね。

ということで、 今回は、【換気扇用温度センサー連動コンセント】を制作しました。

南向きの部屋や西日をモロに受ける部屋や屋根裏部屋の換気など室内の温度が高温になったことを検知して自動的に設定した温度(暑いと感じる温度)になるとスイッチがONになり換気扇が回ります。換気によって温度が数度(設定可)下がると換気扇がOFFになります。温度表示はデジタル表示で常に室温が表示され確認できます。今回は、換気扇用に設計製作していますが、センサーのモード切替によっては、設定した温度になるとOFFにしたりヒーター制御モードにも変更できます。動作は、手動モードにより常にONのままにしたりセンサー動作に切り替えたりできます。

なので、お家を留守にしてるときでもペットの為に自動で換気扇を動作させたり、こもる熱気を自動で排出して快適に過ごせる一助になるんではないかと思います。

【制作編】

まずは、必要なモノ。

■換気扇について

まず、使う換気扇については、ヒモがついているタイプの換気扇ではなく、スイッチがONになると自動で外側のシャッター開くタイプの電気シャッター換気扇に交換してください。

引きヒモタイプですと、スイッチで換気扇を切った時に外側のシャッターはひらきっぱです。
なので、虫(害虫G含む)が入りたい放題ですし、強風の日は風が吹き込んできますし上手くありませんし、真冬は隙間風が入ってくるので寒いですよ。電気シャッタータイプは、自動で外側の扉が開閉するのでセンサー化する場合は、必須になります。

■温度センサー

今回、使う温度センサーは、

センサー基板自体は、中国から250円程度で送られてきますが、これはDC12V動作なのでACDC電源が別途必要になります。

この温度センサー回路ですが、ヒステリシス制御ができるので室温が25℃になったらONになりますが、室温が24.9℃に下がってもOFFになりません、設定可なのですが、2℃幅を持たせれば23℃になったらOFFになります。これによって、短時間で頻繁にONOFFを繰り返すようなマヌケな動作はしなくなるので換気扇のモーターに優しい動作になります。また、リレーの動作を逆にすれば、水の温度をヒーターで制御するとかペットヒーターや熱帯魚の水温コントロールや寒い時期のスプレー缶保温装置にも使えますよね。

取扱説明書

■ACDCスイッチング電源

ACアダプターでもいいんですし組み込めるタイプでもOKです。

■これらの回路を組み込む手頃なアルミケース

今回は、若干の汎用性を持たせるために、(要は、換気扇用途以外でも使える)市販の電工用のスイッチやコンセントを組み込みたかったので奥行きと高さに余裕をもったケースを選定しました。そうすると、奥行きが5cm程度で高さが14cmくらいになりスイッチプレートが横に3つゆとりを持って並べられるイメージです。

 

■トライアックを使ったソリッドステートリレーを作る

・トライアック BCR3KM 400V耐圧3A

温度センサーに付いているリレーは、中華メカニカルリレーで大きな電流の開閉で接点がすぐにダメになる可能性が高いので温度センサーのリレーを使ってソリッドステートリレーをONOFFさせます。ソリッドステートリレーの主要部品であるトライアックは半導体で交流電流をONOFFできるので機械的な接点がありません。ですのでモーターを制御する場合など突入電流が大きい場合は、接点寿命についての心配はなくなりますし無接点ですから装置自体の寿命が長くなります。基板側のリレーは、ONにトライアックのG(ゲート)に電流が流れた瞬間には微少な電流しか流れなくなるので接点の負担が大幅に減少します。G(ゲート)に電流が流れれば、トライアックがONとなり連動コンセントがONになります。上記の回路は、抵抗を200Ωで実験したところ、上手く動作したので、ノイズ吸収用のスナバ回路(RC)を付け加えます。

このステートリレーユニットは、センサー部を違う働きのセンサーに取り替えるだけで異なるタイプの連動式コンセントを作ることができます。

例えば

  • 電流検知式遅延リレーを使った電動工具と吸塵機を接続する連動コンセント

大きな電流が流れる電動工具と木くずなどの吸引の為の吸塵機を同時に作動させると電線やブレーカーに負荷がかかりすぎるので時間をずらして作動させるための連動コンセントです。

  • 煙検知式換気扇用連動コンセント

たばこの煙やホコリなどを検知して、リレーをONにして換気扇を回します。

  • 光センサー式連動コンセントな

など、AC100V電源を制御するいろいろなセンサーと組み合わせて活用できます。

【制作開始】

水魚堂さんの回路図エディタBSch3Vを使って簡単な回路図を作りました。

・スイッチは2個(主電源とセンサーモードor手動切替)

・コンセントは1個口

・ケース内にACDCコンバータ内蔵

ソリッドリレー回路から組み立てていきます。
使ってるケーブルは、事務所の蛍光灯をLED蛍光灯に変えたときに安定器周りで使われていたケーブルをトリミングして再利用してます。

 

はんだ付けしてテストしてみると、ACDC電源からジーっと音がするので黄色の部品のフィルムコンデンサ0.1μFと100Ωの抵抗でスナバ回路を付けました。この回路を付けると雑音が消えました。

■アルミケースの加工

 

表面に薄いビニールが張ってあるのでその上から、ケガキ線を入れていきます。

角穴を開けたいので少し内側にも線を書いてドリルで穴を開けていきます。

地道にボツボツと穴を開けてから

ニッパで穴を切り取って開口します。

あとは、金ヤスリで地道に削っていきます。

裏側からも基板固定用の穴を開けてバリ取りしておきます。

センサー部は、温度表示や設定ボタンがあるのであとから操作できるように窓を付けます。

位置はこの辺でいいかな。

スペーサーを使って4ミリネジで固定

皿取り加工をしておくとネジ山がでっぱりません。

ACDCコンバータを取り付けます。

ケーブルを剥いて

回路とセンサーと電源をつないでいきます。

スイッチ部です。

スイッチとコンセントは表側のパネルに取り付けます。

コンセントは単線の1.6スケで接続します。

3つ又になる部分は、スプライス端子を使ってかしめます。

あとははんだ付けしておきます。

ケーブル同士は、繋いだら熱収縮チューブで絶縁しておきます。

温度センサーのサーミスタを引き出す穴にはグロメットをはめておきます。

大体、回路自体は組み上がりました。

ネジが長すぎて干渉する場合は、圧着ペンチについている

ビスカッター部分でネジをカットします。

スパっと綺麗にカットできます。

回路部の拡大写真

回路に付いているボタンで温度設定の切り替えができます。

電源コンセントも付けて

外に引き出します。

スイッチのプレートを固定して

とりあえず、形にはなってきました。

あとは、スモークのアクリル板をカットして窓にはめます。

このように内部の配線がみえなくなってスッキリします。

電源を入れてやると、LEDパネルに表示がでました。温度センサ部を指でつまむと体温で温度が上がります。壁のデジタル温度計と比べてもかなり正確に室温が測れていました。

ということで、動作テストですよ。

コンセントにLEDスポットライトをつなげます。

今は、19.7℃表示

手でセンサーを持って温度を上げてやると、

カチっとリレーが動作してLEDライト点灯。25℃でONになりました。

で手を離して冷えてくると23℃を下回るとOFFになりました。

動作テスト成功です。

温度設定をしたい場合は、センサー基板のボタンで簡単に変更できます。

 

■カーボン調シートを張っていきます。

無骨なアルミケースだとダサすぎるのでセリアで入手したカーボン調シートを張ってみることにしました。

透明フィルムを剥がして

張っていきます。

空気が入らないようにヘラで伸ばしながら張ります。

アクリル板はアルミテープで縁取りして透明なレールを見つけてきましたので

これを使って開閉できるようにします。

センサー基板を操作したときには、窓を開けます。

温度設定を変えたいときにはここから直接ボタンを押します。

ポチポチ

ネジの頭にも丸くきったシートを貼り付けて完成。

増築プレハブハウスの南向きの部屋に設置しました。
あとは、自動開閉吸気口がほしいですね。

【完成】


【DIY】スイッチング電源の修理【ACDC】

【DIY】スイッチング電源の修理【AC100V-DC12-2A】

【状況】

現代人に欠かせないエレクトロニクスな生活を営む上でかかせないスイッチング電源です。今回は、小電力なスイッチング電源で50W程度のACアダプタなどにも使われるタイプの回路を搭載する中華なACDCスイッチング電源を修理しました。シンプルではありますがそれなりにまっとうな直流DCが出てくるカワイイ電源です。WEBマスターのお家では、主に人感センサー式の補助照明用のLEDテープライトの12V電源として使っていました。ものすごく安く入手出来て便利だったのですが、イマイチ調子が良くない。ついには、LEDテープが点灯しなくなることが多くなったので【要修理】となりました。買い換えるのはカンタンなんですが、この機会にスイッチング電源の仕組みのおさらいと修理のポイントを確認にしときましょうということで今回はスイッチング電源の修理をご紹介します。

【今回修理するスイッチング電源について】

AC100-DC12-2A のACDCスイッチング電源です。

※内部回路は当記事の内容とは変更される可能性があります。

送料込みの500円程度で買えてしまう中華電源です。

内部の基板は、400V耐圧33μF 16V耐圧1000μF×2 600V8Aパワートランジスタ 大電流ダイオード コイル トランス TL431 フォトカプラ 抵抗などで最小部品で構成。

回路は、RCC式フライバックコンバーターで要は、発振が自励式で発振周波数が負荷により変化します。
出力電圧の情報が常にフィードバックされてトランジスタを発振させています。

【修理開始】

■故障症状:

電源ON時に、正常な電圧が出ない。が、ONOFFを繰り返し行うと、正常動作するタイミングがあり、その時の電圧は正常だが、電圧が不安定になったりする。

■修理レベル1(外観などのチェック)

まずは、部品の外観チェックや半田付けの状態確認をします。
今回はケーブルがないですが、ACアダプターなどでは、単に根元の配線が切れていただけということもあります。今回のような基板の場合は、ヒューズが飛んでいないか、半田にクラック(ヒビ割れ)がないか、部品がこげたような状態になっていないかなどを目で確認します。

すると、ヒューズは正常でしたが、

なんと!トランジスターの足下に半田付けのクラックを発見。ただし、基板もトランジスタも通常の状態でケースにネジ留めされているのでグラグラするような状態ではないので接触状況によっては正常に動作していた。これを半田付けをやりなおしても、症状は再発した。

■結果NG

まぁ、分解過程でクラックが入ってしまったということも考えられなくはないしね。ということで次へ。

■修理レベル2(劣化しやすい部品を交換)

電子回路の修理なので故障を箇所を発見して部品を交換したりして修理する事になりますが、外観には異常がない場合もあるのでこの部品だー!と判別するのはなかな困難です。

とは言ったものの壊れやすい部品というものはあるのでその辺りに当たりを付けてみて試しに交換してみます。WEBマスターも過去には、パソコン用電源の電解コンデンサーやマザーボードの電解コンデンサが膨らんだり、中の電解液が滲みでて乾燥した状態のモノを何度か交換した結果、無事に復活したという事がありました。

※モリモリっと発射しそうに膨らんだ電解コンデンサ(パソコンのグラフィックボード)

写真のコンデンサのように見ただけでわかると簡単なんのですが、やっかいな事にただただ内部の電解液が蒸発減少してしまう場合もあるので外観は異常がなくてもESR(交流から見た抵抗値)が大幅に上がってしまっている場合もあります。
このような場合には、回路の定数が変化してしまうので動作不良の原因になります。ですから、本数が少ない今回のような修理は、手っ取り早く交換してしまうのも一手ですね。

ということで、

■まずは、2次側電解コンデンサーを交換。

なぜ2次側からといえば在庫があったから。日本ケミコンのKMG 16V1000μF 2本

■結果NG

改善なし

まだまだ、、

■次は、1次側電解コンデンサを交換。

1次側は、400V33μF 耐圧が大きいので在庫がなかったので取り寄せました。

こちらは、85℃タイプですが、定格の半分程度しか使わないので問題なしですが、大きさが違うのが問題ですが、無事解決。

ニチコンの400V 33μF 85℃

このスイッチング電源は、220Vの入力も想定して設計しているので日本で使うなら耐圧はもう少し低くても大丈夫です。

■結果NG

改善なし。

んー原因は電解コンデンサではなかったようです。

■修理レベル3(主要部品のチェック)

電解コンデンサは確認しましたが、まだまだ、パワートランジスタやダイオードや抵抗が使われているのでテスターで確認できる範囲でチェックします。基板に乗ったままだと他の部品の影響を受けるので考慮しながらチェックしました。パワトラは大きい部品なので外して確認しました。

 

トランジスターは、2個ありますがデカイのが写真の赤丸のパワートランジスターで13007B NPN  700V 8Aという現代のパワトラです。

 

NPNトランジスターなので、テスターを導通モードにしてB-C間 B-E間が通ればOK C-E間は不通でOKです。

ダイオードは、ダイオードモードでA-Kの方向にのみ約0.6Vで電流が流れればOK。

今回は、どちらも正常。

■結果は主要部品異常なし

■修理レベル4(回路を解析し計測したりしながら原因を突き止めます。)

なかなか、手こずらせてくれるじゃないか(゜Д゜)

スイッチング電源回路では交流を直流に変換し高周波トランスとトランジスタを使ってスイッチング動作を高速で行っていてこれをスイッチング周波数といいこの回路では、ICを使わずに自己発振を行っています。この動作を目で見るようにするためには、テスターでは不可能なので『オシロスコープ』が必要です。

 

■とうことで、新たにオシロスコープを投入します。

アマゾンで売ってる1番お値打ちなオシロスコープを買いました。なんと、3000円代(゜Д゜)
あとは、電圧の倍率変換ができるプローブは必須です。両方でも5000円未満(゜Д゜)です。

観測できる周波数が、200KHzなのですがこれは、ノイズまで観測するには少々足りませんが、今回の回路のスイッチング周波数を確認するにはギリギリOKでした。

■観測開始

まずは、整流ダイオードに入る直前の観測波形です。

 

 

ここは、AC電源の波形がそのまま出て来ます。プローブは1/10です。
ピークが約141V 実効値100V
この部分に触るとビリっとくるってことです。

■整流ダイオードを観測

次は、整流ダイオードを通して観測します。

1個なので半波整流の波形が現れました。反対側はどうなってるでしょうか

逆向きの波形が現れました。そうなんです。ダイオードでの整流というのは、交流の正負どちらかの時だけ電流が流れます。

つまりダイオードは正常ということが観測できました。

次は、電解コンデンサーを通して確認。

上の半波整流を2個足すと全波整流になり、電解コンデンサを通過すると、交流の正弦波は、直流らしい波形になりました。ただし、電圧は、約140V近いです。交流波形のピーク電圧に近い電圧になっています。

ちなみに、電解コンデンサの両方の足下の電圧波形は、

三角波になっています。

次は、パワートランジスタを観測します。

コレクタ電圧を確認しても、おっと、ここで確認できるハズのスイッチング波形が現れません。
20msに1回程度、ピクピクしている波形は交流電源に由来している波形のようです。

つまり、自己発振せずスイッチング電源なのにスイッチングしないので2次側に正常なDC12V電圧が出力されないようです。ただし、パワートランジスタの測定では、高い確率で正常でした。

時々、正常になる時があるので各素子の破損はやはり考え難いです。

ここで発見が!

とりあえず、トランジスタ周りを計測しているときです。パワートランジスタのベースにプローブで触った時につなげたいたLEDテープが光りました。この時、動作が正常になったのです。

こ、コイツ!動くぞ!

■運良く、正常時のスイッチング波形を観測できました。

正常時のスイッチング波形は、数Wの負荷で約17kHzでした。

ということで、起動時に、パワートランジスタのベース電流が足りないという可能性が出て来ました。
基板上の回路と各素子を回路図に書いて確認して、ネットで出回っている基本的なRCC式フライバックコンバーター比較した結果、起動抵抗が省略されている回路になっていることに気がつきました。

■故障原因の考察

確かにこのスイッチング電源、あれおかしいな点灯しないなってことでスイッチをパチパチやってことが最初の頃よりあったような気がしてきました。回路の各定数も温度や経年劣化により設計時により変化しますので確実な動作をさせるためには、それらを考慮して設計する必要があると思いますが、この回路は、後に説明するメカニズム編で言うトランスの2次側電流による3次巻線の帰還電流のみ頼っている設計だったので、起動時にベース電流が元々少ないので温度変化や各定数の劣化によっては、起動しなくなる症状に至ったんではないかと考えました。つまりは、回路設計から来る構造的な問題で何かが壊れたわけではないってことです。スイッチング電源の自励式ですから、そもそも発振しなければ動きません。

■修理方法

実験的に、基本的な回路を元にして起動用の抵抗を後付けして回路の動作状況や発熱を確認します。
問題がなければ、採用します。

入れる抵抗は、420KΩにしました。
グランドー整流後最大値が約130Vなのでそこから直接420KΩパワートランジスタのベースにつないでおよそ約0.3mAを流してみることにしました。パワートランジスタのベースに与える電流としては、とても小さな電流なので始動時以外の影響は低いでしょう。元の帰還電流+起動電流でというこです。

結果は、GOOD。

スイッチのONとOFFを何回繰り返しても一発で起動するようになりました。

少しはやるようになったな!

2次側に、DC12V確認。LEDテープも問題なく点灯。

■回路に、起動抵抗追加を採用しました。

 

420KΩの抵抗がなかったので200KΩと220KΩで合計420kΩで接続します。

起動用の抵抗は、電源に並列に繋がることになるので常に電流が流れますが約40mW程度になります。

■スイッチング周波数について

オシロでスイッチング周波数を観測してみました。

10μSで約200kHzの周波数になっています。リップルノイズとスパイクノイズがわかりにくいんですが見えてきました。このオシロスコープではこの辺りが見える限界になります。

■2次側のトランスの両端子

スイッチングによってトランスから電力が送り込まれてきますが、整流前なのでONOFFのスイッチングしてるなって波形がでています。これをダイオードによって整流してコンデンサで平滑してLCのフィルターを通って出力になります。

■動作確認後、組み立てます。

筐体がアルミなので放熱板代わりにダイオードとパワートランジスタを固定してます。

小さくてカワイイ電源です。

修理後、しばらく使っていますが異常もなく正常稼働中しています。

★LEDテープ

★抵抗など部品セット

■修理完了!

 

以下、執筆中!2018/11

■スイッチング電源の動作メカニズム(回路図を起こしたので解説していきます。)



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