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2010年11月18日 (木)

「LCD&タッチセンサ」の簡易電源の製作

Lcdtouch_kannidengen 書籍「LCD&タッチセンサ活用の素」に出ていた簡易電源を製作しました。書籍は、各種LCDモジュールと、タッチセンサを使用した製作を紹介していますが、タッチセンサと言うと、透明電極に薄膜抵抗があり、電位分布によって電位差が生じて、画面上のどこをタッチしたかを検出するものを想像しますが、そのようなものではなく、静電容量の変化により、指でタッチしたかを検出するものです。

この簡易電源は、書籍の最初の製作として、液晶モジュールを使った製作として紹介されていて、液晶の使い方を示すのが目的で、製作においては液晶はおまけのようなものです。DCDCコンバータモジュールのHRD12003Eを使用し、ボリュームの調整で、DC2V~18Vの、最大2Aが供給できます。液晶モジュールは、その電圧と電流を表示するために用いられています。

マイコンに16F785を使用し、内蔵のオペアンプを使って電流を増幅することで、AD変換器で読み取れる電圧に変換しています。オペアンプを使用した製作では、入力抵抗、帰還抵抗などの誤差により、読み取り値が誤差を持つことになります。その調整は、いずれかの抵抗を半固定抵抗にして補正を行なうことになりますが、半固定抵抗は経年変化があるため、抵抗はそのままとし、ソフトウェアの係数を変更することで補正するようになっています。製作した機器の1個ごとにソフトウェアの修正が必要になりますが、一度合わせればよいので、自作には向いた方法だと思います。

較正を行なわなければならないのは、電圧、20倍の電流、200倍の電流です。電圧は、出力電圧を、抵抗分割によりAD変換器に読み込んでいますので、出力電圧をテスタなどで測り、表示の値を補正します。ボリュームを廻しながら、1V間隔で測定してみましたが、比例関係は正しく、常に0.2V低い電圧を示していましたので、オフセットを加えました。抵抗のばらつきなどによっては、比例関係を補正することもあります。

電流は、はじめ200倍で測定し、AD変換値のフルスケールに近いときには、20倍に下げて再測定するようになっています。まず、200倍を補正しますが、出力に50Ω2Wのセメント抵抗をつなぎ、テスタで電流を測りながら比例関係を調べます。170mAを越えたところでレンジが切り替わって20倍となったので、それ以下で測定しました。170mA以上流すと20倍のレンジが補正できますが、プログラムでレンジを判定しているところをコメントにして、20倍で測定できるようにして補正しました。電流は、オペアンプによるオフセット値があるため、AX+Bのような1次式となり、何点か測定してグラフを描いて求めたほうが良いと思います。

補正により、電圧、電流とも正確になったので、使いやすい電源となりました。2.5V~18V2Aというのは、使うことが多い電圧なので、便利に使えそうです。

前に、「センサ活用の素」で、16F785を使用していたときには、CCSのCコンパイラを使用していたので、CCSのCを持っていないためコンパイルが出来ませんでしたが、今回は、フリーで使えるHiTech-Cでコーディングされていたので、コンパイルが容易でした。

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