気になるメータ （４）

このメータで簡易なテスタを構成するにはあまりにも実用的ではないので放り出していたのですが、やはり気になります。
初めてこれを見る人は　気になるメータ（２）を先に読んでください。
http://ja1cvf.blogspot.jp/2012/04/blog-post_21.html
実用的なことより何かのhintになるようなことを考えています。

⦿　抵抗測定の続きです。

一番気になるのは抵抗測定の定電流源です。

FETによる定電流源は温度による影響が多くヤミクモなやり方ではゴールが見えません。
今回、定電流ダイオード(CRD)に着目してみました。
CRDも温度の影響は受けますが自己過熱による場合が多く1mA以下の製品はその影響が少ないようです。

今回の目的・1mA前後の電流での特製を調べて見ました。

カタログから引用

参考（SEMITECのカタログ）・http://semitec.co.jp/uploads/crd_113I_all.pdf
想像以上に良さそうでしたがダイオードに掛かる電圧が問題であることも判明しました。
前回の実験では電池電源9Vを使用しましたが今回は3.7Vのリチュウムイオン電池を使用したいと考えています。
しかしこれは不利な変更になります。メータ回路に1Vの電圧が必要ですからCRDには2.7Vしか掛かりません。
仮にE-102を使ったとすると定電流域には約３V以上の電圧が必要となります。
電池が満充電の時は何とかなりそうですが回路電圧が低すぎます。
カタログを見直し電流容量の小さいものほど使用電圧を低く出来ることがわかりました。
今回は、CRDの諸特性、電池電圧、入手しやすさなどから　E-501　を２個並列に使用して見ました。
基準合わせ。　何と表現するべき迷ったのですが、一般テスタの　０Ω　合わせです。
この抵抗計の場合メータ回路の可変抵抗でRx＝１KΩで指針を合わせます。
この抵抗計には倍率切換回路は用意していませんが最近の半導体回路には充分な測定範囲と思います。

★　このような使い方をする場合正確に１mAの定電流源を作らなければなりません。多めに用意して選別する必要が有ります。私の場合５本ほどの中から２本並列で選別しました。　とは云いながら未校正のマルチメータで測定しただけ・・・気休めです。
★　リチュウムイオン電池の3.7Vと云うのは余裕が有るとは云えず限界に近い電圧です。
電池電圧が３V以下に低下すると測定誤差が大きくなります。
これにこだわるのは容量が少なくなってしまったカメラ電池の有効利用につもりです。ニカド電池は自己放電が大きくこの用途には不向きです。

⦿　電圧測定回路の倍率抵抗に付いて

メータスケールは　1.5　５　１５V　の３種類です。
このメータを使った電圧測定は内部抵抗が　１ｋΩ/V　と小さいので回路内の測定には要注意です。
電子回路の省電力化が進み回路インピーダンスが高いので実回路内の電圧測定では誤差が大きくなります。
この実験では電源電圧の測定かテスタの回路研究と思っています。
メータ回路の倍率（直列）抵抗は一般抵抗でも対応できる抵抗値です。
高精度の抵抗を用意したい所ですが秋葉原のパーツ屋さんで購入した標準的な抵抗器でもほとんど誤差を感じない程度に収まります。
直列抵抗を含めメータ回路は１ｍA/１ｋΩですから倍率器の計算は簡単です。
使用した抵抗は　１袋１００円 １００本入り　の安物抵抗です。それでも気になる読み取り誤差は殆どありません。
最近の抵抗器は誤差が少ないという評判どおりでした。

★　このメータは本来増幅回路を組み込み比較的低い電圧を正確に測定することを目的にしたものと思われます。
交流電圧メモリも有ります。
これをどうするかアンプなしでは実用的には問題ありです。
何か面白い使い方が閃いたらまた実験の続きをしてみます。
トランジスタの　hfeメータ　とか作れそうですが・・・　　昔は結構気にしましたけれど最近は適当にやってます・・・

LED懐中電灯の大改造

中華LED懐中電灯の接触不良を改善するためにいろいろ考えているうちに1年が経過してしまい
結局いろいろ考え大改造となりました。

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実は買ったものは一つも無いのですがいろんな景品などで頂いたものばかりです。
この手の懐中電灯は外観が違っても構造はほとんど同じ。欠陥部分も引きずっています。
LED懐中電灯の不具合、電気系統に接触不良部分が有り光がちらつきます。

分解するとこんな感じ

原因はLED基板の（－）電極接触不良・（－）電極はLED基板と外筒に挟んであるだけ、これが不具合の根幹です。外筒がアルミ素材のため（－）電極を簡単かつ安定に固定することが困難？
SWの取り付け部分にも接触不良の危険をはらんでますがこちらは接触部分にバネ材が使われていますので問題は少ないでしょう。
その他、電池ケースの極性がわかりにくい・単４電池を挿入するようになっているが挿入方向がわかりにくい。　さらに単４電池を使うコト、買い置きが私としては煩わしいモノとなっています。

簡単に治す。
電池からの（－）回路はSWを通過後ケースを利用してLED基盤を接続されてます。
この基板との接続は何となく挟まっているだけ。バネ材やネジ止めなんてことしていません！

外筒に穴をあけリード線をビス止め

外筒（ケース）にリード線をネジ止め　（アルミケースなのでハンダ付けは困難）　で回避しました。
小穴が見えるのがビス止め位置。
内部には余裕は少なく２mmビスで固定しています。ケースの外側にも出っ張りが少なくなるようにケース側にタップを立て中側から止めています。

リード線の反対側はLED基板の（－）側へ。組み立てのことを考えリード線はケースに沿わせ余裕を見て組み立てます。
透明のLEDカバーを押し込めば出来上がりです。
SW部分の接触不良についてはバネ材で圧接しているので取りあえずガマン！！


もう一つの方法
私としてはこの方法が気に入ってます。
但し、原形を留めない大改造です。
USBプラグの付いたランプユニットを作ります。
単４電池の買い置きが煩わしかったので最近はやりのモバイルバッテリを使うことにします。
これは秋葉原で￥２００で購入できます。信頼性は？？ですが今まで故障はありません。
電池はリチュウムイオン電池で自己放電も少なく充電器一体型ですからニッケル水素電池のように使おうと思ったら電池切れなんて云うコトはまずありません。
万一モバイルバッテリユニットが壊れたら同様のモノは沢山売られてますので心配いりません。
懐中電灯のアルミケースを必要な大きさに切り詰めます。
長さはUSBプラグの大きさで決まります。

私は２４mmに切りましたがこれがほぼ最小です。
このUSBランプは市販品も有りますので考えようによってはマヌケな工作です。どうしても不具合のある懐中電灯を使いたい。その一心です。
青い方は購入品で￥３００～程度で買うことが出来ます。
*　どう云う訳か最近は品薄で暗いモノしか無い。

切り取った外筒にLEDユニットを取り付ける部品を作ります。左側のリングと蛇の目基板で作ったUSBプラグを固定する板。

注意点はモバイルバッテリの出力電圧は殆どの製品が安定化５Vです。　
懐中電灯のLED基板は単４三本　４．５Vで使います。電流制限回路は入っていません。

LEDを使ったことがある人ならお気づきと思いますが、４．５Vの電池をそのまま繋いだら壊れるんじゃあないの？？
本当は壊れます。仮に電池が新品の単１でしたら間違いなく壊れるでしょう。
単４は内部抵抗が大きいので過大電流が流れずなんとなく使えるのです。電流制限回路無しは手抜きそのものと云うか頭が良いと云うか・・・
モバイルバッテリを使う時は電流制限回路が必需品です・・・とは云っても抵抗一本で済みます。
基板にはLEDが９本並列に付いていました。
白色LEDの飽和電圧は3.5V前後です。また1本当たりの電流は２０mA以内（９本で１８０mmA）にしておけば問題ないでしょう。

抵抗に１８０mA流したとき約１．５Vの電圧降下が有るように抵抗を選びます。
実際には飽和電圧が個体によって違います。そのまま並列にしてしまうのは乱暴なやり方ですが基板を治すのは大変。そのまま行きます。
ジャンク箱に有った１５Ωの抵抗を使い電流を実測したところ９本で約１２０ｍAでした。明るさも十分なのでOKとします。