ミニ安定化電源モジュール・改・改・改 ― エスユニBLOG

大分、間が空いてしまいました。
お久しぶりです。

さて、今回は電子工作。

ELEKITの一つ、ミニ安定化電源モジュールを組み立ててみました。

というのも、同じくELEKITの一つである、リレー付きタッチセンサーを作りたかったのですが、これが6Vの電源が必要だったのです。当ブログでプッシュ中のGAINERから取れるのは5Vまで。動かないことはないのかもしれませんが、ちゃんと6Vあったほうが良いだろうというのが一つと、動かすにはPCにつなぐ必要があるGAINERでは、ちょっとLED光らせたいなあ、なんてときに不便だったので、独立した電源装置というものが一つ欲しかったからというのがあります。

このキットを選んだのは、どうせなら買うより自分でつくろうと思ったこともありますし、普通に電源を買うよりもこのキットを買ったほうが比較的安上がりだったこともあります。

なにより、パッケージ表面に「出力電圧選択タイプ」って書いてある。「出力電圧(パッケージ表面は「入力」になってますけど…)5V、3V、6V、9V、12Vいずれか選択」って書いてある。適合ACアダプタの仕様も書いてある。
私はこれを読んで、「出力したい電圧以上のACアダプタを刺せば、スイッチか何かで出力電圧を切り替えたりとかできるのだろう」と、勝手に思っていたのです。
それなら便利だなあと。幸い12Vの適合するACアダプタもあるし。

コレ読んだら、おそらく何人かは同じような結論になると思うのです。
ええ、でも、作り始めてそれが大きな勘違いだということを知ったのです……

出力電圧選択タイプ？

作り始める前はやはりマニュアルを読まねば。と言う事で読み始めたマニュアルの冒頭には「(略)…ＡＣ電源、ACアダプタ、電池の3つの入力に対応できるよう、…(略)」「(略)…出力電圧は1.5V、3V、6V、9V、12Vの中から必要な電圧を取り出せるように…(略)」など、私の想像を裏づけかねない言葉がたくさん。

しかし、回路図と詳しい仕様を読むと、何処にも切り替えスイッチのようなものがない。よくよく読めば、抵抗の値を切り替えることで電圧を制御するらしい。しかも何処をどう見ても抵抗は半田付けするしかない。（＝後から切り替えるには半田付けしなおさなければならない）

「出力電圧選択タイプ」、「5V、3V、6V、9V、12Vいずれか選択」という文書を詳しく言えば、「1.5V、3V、6V、9V、12V用に用意された抵抗を、ユーザーが任意に選択して、基盤に取り付けることで、出力電圧を選択するタイプ」ということだったのです。

いや、そりゃないだろう。誇大広告だ。印象操作だ。と思わないではないですが、たしかにスイッチで切り替えるなんて書いてないですし、よく見れば、「抵抗値の変更で」と書いてありました。私の勘違いだったのでしょう。ええ。
そこで、しかたなく、切り替えられるように改造しようと、後日ロータリースイッチを買ってきました。

組み立て＋改造

淡々と写真でお伝えしましたが、改造部を残して組み立てが終わりました。

線で囲った部分、R1、R2の抵抗を切り替えられるように改造していきます。

まず、小さくきった基盤に抵抗を並べて、

ロータリースイッチにつないで、

基盤につないで

完成

さほどの苦労もなく改造がすみ、意気揚々と動作チェックへ。

テスト、だがしかし。

最初に勘違いしたせいで、余計な手間がかかったりしたけど、これで思ったとおりの動作になったに違いない！と思って、12VのACアダプタを接続して、とりあえずスイッチを6V出力にあわせて電圧をチェック。

しかし、非情なことに電圧計の数値は約12V。

基盤の配線に関してはマニュアルどおりなので間違えようがないですし、改造を間違ったかな……と思い、改造部分の電圧を測ると、約6V。

さらに、スイッチを切り替えて1.5〜12V全て試したところ、出力の電圧は12Vで、改造部分は期待した数値が出ているという状況に。

どうやら、改造部分は間違っていない様子。しかし期待した数値が出力されていないのは事実なので、しかたなく、改造部分をとりはずし普通にR1とR2を抵抗でつないでみました。また、ＡＣ入力部は要らないのに、ジャンパー線をつないでしまっていたりしたので、それも切りました。

しかし、結果は、変わらず。抵抗部分の電圧は期待した数値、出力は12Vのままでした。

何故だー、と思い説明書や回路図をみても、初心者の自分には理解するための知識が不足しており、何処がいけないのかさっぱりだったので、技術屋さんの父に救援要請。色々アドバイスをもらい、トランジスタが壊れてないかチェックしたり、コンデンサをチェックしたり、色々試みるもすべて徒労に終わりました。

再改造、完成

その後、途方にくれつつ高校時代にやった物理の霞がかった記憶を呼び出しながら回路図を見ていると、ふと引っかかるところを発見。

回路の+と−は図のようになっています。ACアダプタから供給された電気が回路を駆け巡って出力されるのですが、

途中にコンデンサなどは入っていますが、ACアダプタと出力が直接つながっているような……
コレって途中の回路関係ないんではないかと……

父に相談の上、

切断。

ずばり、それで解決しました。
ようするに、ACアダプタはつないでも安定化するだけで出力電圧は変わらない、と言う事のようです。

……そんなことこのパッケから分かるかー！
抵抗値の変更のことはそりゃこっちの読み落としというか勘違いだろうけど、これは納得いかないぞ！
コレに関しては初心者だから云々関係なく、分かり辛い、誤解を生じやすいパッケージとコピーだと思います。情報デザイン的には最悪ですね。と思うのですが、やっぱり私のせいですかね？どうなのだろう。

基本的に改造はこれで終わりなのですが、コンデンサに溜まった電気を開放するための負荷をかけておかないと、スイッチを切り替えてもすぐに期待する電圧にならないようなので、そのためのLEDと抵抗もプラスして、

また、一応完成した後電圧を測ってみると、1.5Vと3Vにあわせたときに0.5V以上誤差が出てしまっていました。
父によれば、抵抗は結構誤差があるものだし、基準電圧を作っているLEDにも誤差があったりするんじゃないか。とのこと。それを解決するにはここの抵抗を足すなり引くなりして地道にあわせるしかないと。

そんな訳でトライアンドエラーを重ねつつ、いい塩梅になったときには、抵抗の山はこの有様でした。

こうして写真を撮ると、奇怪なオブジェ。

さらに、あとで他の機器に接続しやすいように部品を追加して、

完成。
いやにごちゃごちゃしてますが。

そんなこんなで、紆余曲折、苦労の末に、なんとか「出力したい電圧以上のACアダプタを刺せば、スイッチで出力電圧を切り替えたりとかできる」電源が完成したのです。いや、本当に困難な道のりでした。ですが色々知識が増えていい経験といえばいい経験でしたけども。

さて、とはいっても、これは環境を作っただけですので、本当の制作はここからです。明日からはもうちょっと「作品」よりの電子工作、および実験を載せていこうかなと思います。

それでは、また。