OceanBlue

とりあえず勉強

サイン波インバーターの再作成で、扱う電力が大きいだけに、知識が無いまま、これ以上続けるのは危険と感じたので、勉強のために一冊本を取り寄せた。
これに私が欲しい情報が載ってるのかどうかはまだ分からないけど、とりあえず最後まで読んでみる事にする。

一昔前だったら、こんな本を読んでも、外国語の本を読んでるようなもので、まるでチンプンカンプンでしたが、今は書いてある事が少しは理解できるようになってきました（笑）

正弦波インバーター再作製 その3

前回、チョークコイルの定格電流の不足を感じたので、別のチョークコイルを選びなおして再発注しておいた。
↑左が前回使ったコイルで右側が今回取り寄せたコイル

前回取り寄せたコイルの最大直流電流が1.14Aだったのに対して、今回取り寄せたコイルは10A。大きさも随分大きくて、見るからにパワフル！！
ただ、インダクタンスはどちらも1mHなのに、今回取り寄せたコイルは巻き数が非常に少ないのは、コイルが大きいから巻き数をここまで減らしても同じインダクタンスにできるという事なんだろうか？。
ま、そのあたりはよく分からないけど、とりあえず組み付けてテストしてみる。


スイッチを入れると、テスト用のランプは点灯し、今回は「ジ～」という音は出ない。
そのまま数秒間スイッチを入れたままでコイルを触ってみるけど、熱くはなっていない。
一瞬、うまくいってる様に見えたが・・・

「パキッ」とショートしたような音と同時に「ピカッ」と小さな光が・・・

回路に組み込んでおいたヒューズが飛んだ！！

回路を点検してみると、ハイサイドのMOSFETが一つ飛んでしまったようだ。MOSFETがショートしてフューズが飛んだらしい。
飛んだMOSFETとヒューズを取り替えてもう一度テストしてみると、これもまた数秒間は大丈夫だけど、やはりMOSFETが飛んでしまう。決して熱くはなっていないけど飛んでいる。

さて、どうしようか？

とりあえず、原因追求のために電源電圧を１２Vに下げてオシロスコープで波形を確認してみると
１２Vなのにまだまだフィルターできていない事は置いといて、非常に大きなサージが発生している。
たった１２Vでこれだから、１４１Vだとすごい事になってたのかも知れない？
きっと、これが原因でMOSFETが飛んでしまうんだろう？（なんとなく正弦波に近付いてるので方向性は間違っていないのか？）
MOSFETを保護する「スナパ回路」ってものが必要なのかな？

このまま続けても、FETやハーフブリッジドライバーなんかの素子を飛ばすばかりになるだろうし、だからと言って自分の知識で何時まで考えたところで正解は出ないだろうから、「スナパ回路」ってものを少し勉強してから出直す事にしよう。

サンゴの土台に

ここのところメインタンクのサンゴの調子が戻ってきて、太陽光ブリードタンクのサンゴはより一層状態が良くなってきたのは良いけど、この太陽光ブリードタンクには今一つな部分が有る。

それは底に細かい底砂が敷いてある事なんですが、太陽光ブリードタンクはその名の通り常に太陽光が降り注ぐので、コケの発生も半端ではなく、繁茂したコケが底砂の表面で綿のような層になっており厚みが5ミリ～1センチ程度ある。
なので、底砂に寝かせて置いてあるサンゴなんかは徐々にその綿状のコケに埋もれはじめてくる。
以前はサンゴそれぞれにセメントで土台を付けて立たせてたのですが、土台を付ける時に多少なりともサンゴにダメージを与えてしまうのと、土台を付けてしまうと、今度メインタンクへ移したりする場合に、わざわざ土台から折る必要がある場合も結構あるので最近は太陽光タンクのサンゴに土台を付ける事をしていない。しかし、土台が無いと、上記のようにコケに埋もれてくるし、もし埋もれてこなくても底砂に着いてる部分の共肉は当然、死んでいる。

これを防ぐ事ができて、しかも手間がかからないサンゴの良い置き方は無いだろうか・・・？

この簡単そうな案がなかなか浮かんでこなかったんだけど、アクアギフトさんの展示水槽に答があった！！
短く切ったパイプ（塩ビ）を土台にして上にサンゴを置いている。

これだ！！


早速、はざい屋さんに透明のアクリル管を注文。


それが届いたので、早速、太陽光タンクのサンゴの土台に！
直径を3センチ、4センチ、5センチと3種類取り寄せてみたけど、3センチは小さ過ぎて使い難かった。
4センチ、5センチだけで充分かも知れない。
今まで底砂に埋もれていた部分は剥げてるけど、そのうち共肉が巻いてくるだろうから、それまでこのまま待てば良い。


アクアギフトさんの手法をパクらせて頂きました・・・


あと、現在敷いている底砂も不要に思えてきたので、気が向いたら取り出してしまってベアタンクに戻すつもり。

マグネシウムの添加をやめて

マグネシウムの添加を完全に止めて3ヶ月が過ぎた。
マグネシウム値はどうか？、と言うと、ほぼ減っていない（笑）
私の換水ペースは、1ヶ月に一回、4割程度の換水を行ってるけれども、この換水ペースだと、マグネシウムの添加など全く必要が無かったのかも知れない。

それに気づくのに3年掛かったけど（爆）

逆にカルシウムは？と言うと、リアクターに添加するCO2量をほぼ倍増し、流量もかなり増量したけど換水後は430ppmあたりまで上がるけどすぐに400ppm程度まで下がり、そこからはまぁまぁ維持できるというレベルで、リアクターで高い値を維持するのはなかなか難しい事で、高い値を維持するなら添加剤を使うのが手っ取り早い方法なのかも知れない

ま、とりあえず、なんとかメインタンクのサンゴも成長が確認できるようになってきたので、この成長をいつまで維持する事ができるのか？


とりあえず、サンゴの成長にブレーキを掛けていたのがマグネシウムだったというのが、ほぼ正解だった気がする。

正弦波インバーター再作製 その２

正弦波の元となるPWMの出力はできた。
でも、私にとってはここからが本番！

「正弦波インバーター」というものは既にいくらでも市販されているので、この最後の均す部分の回路など、WEBで探せば簡単に見付かるだろう？、と思ってましたが意外に見付からない！！
DC（直流）なら、「DCDCコンバーター」なんかで検索すればサンプル回路も見付かるんだけど、私の検索の仕方が下手なのか？、大きなAC（交流）のPWMを均す回路が見付からない（５V程度の小さな電圧のマイコン回路などでは見付かるし、過去に自分でもやっている）

仕方がないので、自分で回路を考えてみる・・・

とりあえず試しに、下図のように100μFのコンデンサーを繋いで100Vのランプを負荷にしてテストしてみた。
これでスイッチを入れたところ、ランプは点灯したけれどもコンデンサを入れる前の回路と比べてランプが非常に暗い。嫌な予感がした。「やっぱり上手くいかないなぁ・・・」と思った直後に、回路から焦げ臭い臭いが・・・
「やばい」と思ってすぐにコンセントを抜いたけど、遅かった！！、回路が壊れた。
オシロスコープなど使う以前の失敗作（笑）
考えてみれば、大きなコンデンサだとPWMは簡単にすり抜けていくのかも知れない。そうだとすれば負荷をショートさせた様なものだったのかも？
後で、回路シミュレーターを使って確認したところコンデンサーが瞬間とは言えｋワット単位の電力を消費する事になってたようだ！！

ダメになったのは、MOSFETとハーフブリッジドライバーIC。わかっちゃいるけど、AC100を生半可な知識で触るのは、やはり危険な事なので、もっとじっくりと検討してからテストする事にしよう。

そして、いろいろ回路を考えた。
DCDCコンバーターの回路を工夫すれば、ACでも使えないだろうか？
↑DCDCコンバーターの平滑部分の基本回路
これを逆方向にでも流せるように改良できないか・・・？

回路シミュレーターを酷使して考えてみた回路がこれ↓

右方向に流す時は、パルスが入った時（Hのとき）にMOSFETの②と③を閉じて、①と④を開けると左から右へ電流が流れ、パルスが止まった時（Lのとき）はMOSFETの②と③を閉じたままで、①は閉じるけれども④だけを開けたままにする。

左方向に流すときは左右反転で

さて、こんな回路で思った動作になるのか・・・？

チョークコイルとコンデンサはいつも利用する秋月に思う物が無かったので、RSに注文した。
チョークコイルが海外の在庫だったので4日ほど掛かったけど、届いたので早速回路を組んでみる。
これで出力スイッチを入れてみると、負荷のランプは点灯したけど「ジ～～」と音が出る。
インダクタが唸ってるようだ。
ヤバい気がしたので、スイッチを少し入れては切って様子を見ていると、すぐさまインダクタが火傷するくらいの高温になっている。

ダメだ！！
波形を見る場合ではないので、これで波形がどうなるのか？、はまだ分からないけど、とりあえず、このインダクタでは無理がある様だ！！

インダクタを高周波に対して抵抗として働かせてるようなものなので、高温になるのは当たり前だと考えれば良いのか？、許容電流の大きなのを選べば良かったのか？
とりあえず、今回選んだインダクタはダメなので、別のインダクタを取り寄せてみよう。

正弦波インバーター再作製

以前、コラリアマグナムをウェーブポンプとして働かせるために、ACポンプインバーター（正弦波インバーター）を作ったのが2011年。

今現在はコラリアを使っていないので、その時に作ったACポンプインバーターも使っていないけれども、ふとした事から、その当時作っていたACポンプインバーターが、もっとシンプルな回路で作る事ができたんじゃないか？と考え直していた。

このコラリアというポンプは、回転数が電圧ではなくて電源の周波数によって決まる性質のポンプだったので、AC100Vの周波数を変化させる回路を作った訳だけど、周波数だけを変えてもスムーズに回転してくれず、その周波数に応じて電圧も変化させる必要があったので、このコントローラーを作るのには結構な時間と労力を費やした。また当事は過去にこんなコントローラーを作った人が見つからなかったので、ほぼ全てを自分で考えて一から作る事になり、余計に時間も掛かった。

当時、作ったこの回路の原理としては、まずマイコンでピークがAC５Vの小さな正弦波を作り、それをまずオペアンプでおよそAC１２V程度まで増幅し、それを今度は小さなトランスでAC100V（ピークで141V）まで増幅してそれを信号として、ブリッジダイオードで商用電源のAC100Vから整流したDC141VをパワーMOSFETを使ったプッシュプルタイプのアンプ回路で出力する、という非常に段階が多くてややっこしい回路でした。はっきり言って無理やり組み立てた回路だとも思う。
これを作ってた当事から、マイコンから直接DC141Vをスイッチングして正弦波の元となるPWMを作って、それをコンデンサなどで均してやる事ができれば、わりと簡単に作れるはずなんだけどなぁ・・・、なんて考えながら作ってたんですが、当事はDC141Vをマイコンの5Vで上手くスイッチングする方法が理解できず、それをするICなんかが有る事は分かっていたものの、それをどうして使えば良いのかが解らず。また実際にスイッチングできたとしても、スイッチングでできた141VのPWMを本物の正弦波に均す手法も解らずで、その時にもっと勉強すれば良かったのかも知れないけれども、その当事は、まず早く完成させたかったので、その当事自分が理解し得る方法だけを使って完成させたというのが正直なところ。
でも、そんな無理やりに作った装置ですが、無事に思う様にコラリアマグナムをコントロールする事ができたのは自分自身で驚いていたのも正直なところです（笑）


見るからに、ややっこしい回路で、今となっては自分で見ても、何がなんだか理解するのに時間が掛かってしまう回路です（爆）

そしてつい最近、全くの別件で、今まで自分が作ってきたマイコン回路のマイコンに書き込んでたプログラムに間違いが有った事を発見し、今まで作ってきた回路の中で、その間違ったプログラムを書き込んでた可能性のある回路を順番に見直しながら、その回路が担っていた仕事を再度振り返ってたんですが、その回路の中に有った「電気ショッカー」を眺めながら、ふと・・・
「ひょっとすると、この簡単な回路で、AC正弦波インバーターが作れるんじゃなかろうか？」なんて閃いた！
この電気ショッカーを完成させたのが2013年なので、「ACポンプインバーター」を作ってから2年ほど後の事になるけど、この電気ショッカーを作ってた時には電気ショッカーを作る事に精一杯で、過去に作った「ACポンプインバーター」の事など考え直すことも全くと言ってよいほど無かったので、その当事は気付かなかったけど、この電気ショッカーの回路では「ACポンプインバーター」を作ってた時には自分が理解できなくて使えなかった「DC141Vをマイコンの５Vでスイッチングする」という仕事をメインの仕事として組み込んでた事に気付いた。この電気ショッカーの回路では、「ハーフブリッジドライバー」というマイコンなどからの小さな電圧の信号でDC100V以上の大きな電流をスイッチングするMOSFETをON/OFFできるICを使って駆動していたので、この仕組みを使えば、この電気ショッカーの回路そのままで、マイコンのプログラムだけ書き換えれば「AC正弦波インバーター」を作れるんじゃない？？

思い立ったら、やってみる！！
ちょうど、オシロスコープを使う練習にもなる。

プログラムは「ACポンプインバーター」のプログラムを簡単に書き換えればできるので、書き換えてマイコンに打ち込んでみた。
そして、負荷として100Vのランプを繋いでオシロスコープで見てみると・・・
正弦波の元になる141VのPWMができている！！
ここまではできるだろう？と思っていたので予定通りと言えば予定通りだけど、ハーフブリッジドライバーICを使えば、マイコンの５Vの信号で141Vを高速でスイッチングするのも難しい事ではなかった。

問題はここからで、この141VのPWMを、どうやって均して本物の正弦波に加工するか、というところ！


さて、どうしようか・・・？

オシロスコープ 買い替え

私が電気工作をするのに「猫に小判」と言われながらも使い続けてきたオシロスコープが、もう私が使い始めてからでも7年ほどになって、ヨボヨボになってきて波形が綺麗に見えなくて、そろそろ寿命かな？って感じになってきた。

ま、でもまだ完全に壊れて波形が見えない訳ではなく、見えるけれども波形がふらふらしたり、崩れたり。この症状も突然出てきた訳ではなく徐々に出てきてだんだん悪化してきた感じなので、ひょっとすると回路のコンデンサが劣化してきてるんだろうか？
とりあえず、オシロで点検する回路の信号が異常でブレるのか？、オシロが悪くてブレるのか？、そのあたりがややっこしくなってきたので、ここまできたらダメ元でオシロをバラしてみる事に。
そして、電源部であろう基板に付いてるコンデンサを見てみると、特に膨れてたり、破裂してたり、液漏れしてたりって感じのコンデンサは無いけど、とりあえずバラしたんだから、目立つコンデンサを取り替えてみる事に。

目で見て大きめのコンデンサを合計8個取り外して、値を確かめて秋月に発注し、それが届いたので取り替えてみた。
そして、再度電源を入れてみたけど、世の中、そんなに甘くなかった（笑）
特に改善される事もなっかった・・・

そもそも、オシロスコープなんて私の電気工作に必要なんだろうか・・・？
なんて振り返って考え直してみると、確か一番最初にオシロスコープを使ったのが、コラリアのパワーヘッド（AC100V）のパワーをコントロールできる正弦波インバーターを作るときに使ったのが最初で、その後、ふと思い付くだけでも、サーモスタットの「変温くん」、ウェーブボックス用のDCポンプをコントロールできる「DCポンプドライバー」、魚を捕獲するための「電気ショッカー」、鉄釘を電気分解する「電気分解機」、フォルスのパワーヘッドをドライブする「フォルス用ポンプドライバー」、つい最近作った「マグネットポンプドライバー」、他にも有ったかな？
このあたり、どれもオシロスコープが無ければ作れなかった物がほとんどで、今から考えると私の電気工作には、オシロスコープは「必需品」だったとも言える。

この先、私が作るものにオシロスコープが必要かどうか？、それはなんとも言えないけど、少なくとも現役で24時間仕事を続けている「激波」や「変温くん」が故障したりしたときには修理のために、まず間違いなくオシロスコープが必要になってくるので、やっぱり買っておかないと困る事になるんだろうなぁ・・・

そして

オシロスコープなんて、新品を買う気になるような値段の代物ではないし、ヤフオクで探してみた。
そして、ある程度、価格を決めて探してみたところ、いくつか候補が出てきた。
私も電気工作を始めるまでは、オシロスコープのメーカーなど全く知らなかったけど、いろいろ見てると「テクトロニクス」というメーカーが一流のようで、アクアメーカーで言うなら「エーハイム」みたいなものかな？
そして見つけた候補の中にも、いくつかテクトロニクスの商品があったので、同じ買うなら一流品にしようか？と、候補の中から「テクトロニクス」の商品に絞っていこうかと心に決めたのは良かったけど、その候補に挙がったオシロをよく見て考えると、今まで使ってた安物のオシロでも使い方の解らないスイッチがまだまだ有ったのに、その候補に挙げたオシロなどは、もっともっとたくさんのスイッチが付いていて使い方などさっぱり解らない（笑）。取扱説明書でもあれば解るのかも知れないけど、何分オークションなもので取説の有る商品などほとんど見当たらない。それに、テクトロニクスって外国製なのか？、インターネットで検索して取説が見つかればとも思ったけど、さっぱり見付からず、有っても英語版。
こんなんじゃ使える機能はごく一部になるだろうし、せっかく機能の良い商品を買っても使えないならお金の無駄遣いになる・・・

どうしようか？と、思いながら候補に挙げた商品をもう一度見てみると、中にテクトニクス以外の商品で取説が付いてる訳ではないけど、インターネットでダウンロードできる商品があった。アジレントっていうメーカーのデジタル。
私にデジタルが必要かどうかは知らないけど、今の時代なんだしデジタルオシロの使い方も覚えておいた方が良いだろうし、これを落としてみようと。

そんなところで落札したのが、これ

スクリーンの大きさが前のオシロの2倍くらいあって非常に見易い。
デジタルだからか、ボタンの数は前のオシロより少ないけど、ボタンを押すと、それに関係したメニューがスクリーンに出て、その中からメニューを選択していくような使い方の様で、こんなの取説が無ければホントさっぱり解らないだろうけど、取説は手に入ったのでゆっくり見ながら覚えていく事にしよう。

特に、今作る予定の工作物がある訳じゃないけど、作りたい物ができるまでに、基本的な使い方だけでもマスターしておこう。





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