秋月ファンクラブ掲示板 過去ログ

電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/02 (Sun) 14:38

LとRからなる1組のオーディオ信号を4個の機器のどれか1つに出力したり、あるい
は、4個の機器の出力信号から1つの信号を選択する4チャンネルのセレクタ回路で
す。電源を切っても状態が保持されるので、再度電源を入れたとき、電源を切る前
の選択チャンネルが再現します。ブレッドボードで動作確認しました。

4個のプッシュスイッチの1つをチョイ押しすると、対応するリレーがONになり、信
号が選択されます。例えば、添付図のスイッチ1(SW1)を押すと、リレー1(RL1)
だけがONになるので、信号端子のR-R1間とL-L1間が導通します。リレーの接点は機
械的な接点なので、信号伝達は R→R1 と R←R1 の双方向が可能です。添付図のリ
レーの接点状態は、リレーがOFFのときのものです。

押したスイッチを離しても選択された状態が保持されます。他のスイッチをチョイ
押しすると、それまでONになっていたリレーはOFFになり、押したスイッチに対応
するリレーだけがONになり、別の信号が選択されます。

リレーがONになると、対応するLED(スイッチ番号と同じ番号のLED)が点灯するよ
うにしてあります。LED付のスイッチ押したときにそのLEDを点灯させたり、スイッ
チのそばに取り付けたLEDを点灯させることで、現在選択されているチャンネルの
確認ができます。

この回路では、ロジック回路の電源を電気二重層キャパシタから取っています。5V
電源をOFFにすると、リレーは全てOFFになるので信号が選択されない状態になりま
す。LEDも全て消灯します。しかし、5V電源をOFFにしても、電気二重層キャパシタ
に蓄えられた電荷によってロジックICが動作しているので、直前の選択チャンネル
情報が保持されます。

ロジックICの消費電流は、スイッチを押していないとき1μA未満なので、選択チャ
ンネル情報の保持時間は100時間以上あります。5V電源から電気二重層キャパシタ
へはダイオードを介して充電されています。こうすることによって、5V電源がOFF
になっても、電気二重層キャパシタからリレー回路には電流が逆流せず、電気二重
層キャパシタに蓄えられた電荷はロジック回路だけに供給されます。

5V電源を再びONにすると、リレーとLEDの電源が供給されますが、ロジックICは動
作したままなので、74HC175の出力状態(電源OFFの直前に選択されていたチャンネ
ルだけがLレベル)に応じてリレーがONし、対応するLEDが点灯します。このと
き、電気二重層キャパシタが再び充電されるので、電源OFFの時間が長時間になら
ない限り、選択チャンネル情報は保持され続けます。

この回路では、5V電源をOFFにしても、ロジック回路は動作しているので、5V電源
を切っている間にスイッチを操作すると、選択されるチャンネルが変わってしまい
ます(電源OFFの間にスイッチ操作を受け付けないようにすることは可能ですが今
回はやめました)。スイッチを押している間は、ロジック回路の消費電流は数十μ
Aにまで大きくなるので、5V電源を切っている間に、スイッチを頻繁に押したり、
長押しすると、二重層キャパシタが放電してしまい、保持情報が失われます。

LEDと直列に入っている抵抗の値は、LED電流によって以下のように決めます。
R[Ω] = ( 5V - VF[V] )/IF[A]
VFはLEDの動作電圧、IFは動作電流です。高輝度LEDを使う場合、IFを定格電流
(20mA)とすると明るすぎることが多いので、IFを数mAに落として計算します。VF
= 3.6V、IF = 3mA としたとき、R [Ω] = ( 5 - 3.6 )/0.003 = 467 なので470Ω
とします。

部品は以下で揃います。リレーは5V用のものです。リレーがONになったときのリ
レーの消費電流は30mAですが、リレーがONになるのは1個だけなので、5V電源の最
大出力電流は100mA程度あれば充分です。電源電圧の精度は必要ありませんが、
4.7Vを下回るとリレーがONしない恐れがあるので、4.7V~5.5Vの範囲としてくださ
い(上限は電気二重層キャパシタの耐圧による制限)。

【ロジックIC】
TC74HC175AP 1個 
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=4Z27-2SGV
【トランジスタ】
2SA1015 4本 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02612/
【ダイオード】
1N4148 9本 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/
【リレー(5V)】
941H-2C-5D 4個 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01229/
【プッシュスイッチ】
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cpushsw/
【抵抗】 http://akizukidenshi.com/catalog/e/erd16s_dT
470Ω 4本
3.3kΩ 4本
10kΩ 4本
100kΩ 5本
【コンデンサ】
0.1μF(積層セラミック) 2本 
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02211/
1F/5.5V耐圧(電気二重層キャパシタ) 1個
縦型 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04249/
横型 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04248/
【RCAジャック】
http://akizukidenshi.com/catalog/goods/search.aspx?keyword=rca+&tree=&
amp;goods=c&number=&name=%83W%83%83%83b%83N&min_price=&max
_price=&sort=&style=T&search.x=67&search.y=19

この次に、ユニバーサル基板に組むときの配線図を添付します。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/04 (Tue) 12:39

4Chセレクタでお世話になりました。目下鋭意製作中(土日工作ですが)です。
ここでは回路図に加え配線図までご提示いただき,たいへん勉強になります。きれ
いに作図できるソフトをお使いなのですね。私の場合,蛇の目基板の部品面をコ
ピーしてペンでしこしこと書き込んでいます。半田面に描き直すのは手間なので頭
の中でリバースさせるのがこれまた苦労です。
さて,本記事から離れるのですが,セレクタのフロントパネルが空いているので
LEDレベルメーターを付けようと企てました。LM3915を使うのがよいかとネットで
製作例を調べています。
よそ様の回路を転載するのもはばかられるのでURLを記しますと,これ↓をベース
に考えています。
http://www.zea.jp/audio/aum/aum_01.htm
これに入れる入力はマイクプリアンプを経たモノラル音声なのですが,C,Rの定数
などこのままでよいのかどうか,あるいは「こういう回路にしては」などご教示い
ただければありがたく甘えてご相談させていただくしだいです。
マイクはダイナミックまたはコンデンサでインピーダンス600Ω見当,マイクプリ
は,オペアンプ(THAT1512)1個でゲイン26dB~54dBとされているものをすでに
作って使っています。
スピーカー出力を流すものやオペアンプ無しのものなど様々な製作例があるので
迷っております。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/04 (Tue) 19:32

>きれいに作図できるソフトをお使い
特殊なソフトでも何でもなく、マイクロソフトのOffice2003についているPower
Point 2003です。回路図もこれで描いています。保存のときにJPEGに変換したのを
この掲示板で添付しています。

>これ↓をベースに考えています。
そのサイトはよく見てます。Yahoo知恵袋で回答するときによく紹介しているサイ
トです。LM3914もLM3915も持ってます。オペアンプはLM358で充分だと思います
が。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/05 (Wed) 15:17

え、PowerPointですか。驚きました。部品などの記号は手作りですか?そのサイト
はよく見てます。
> そのサイトはよく見てます。
そうでしたか。
とりあえずこのとおり作ってみることにして、パーツの手配にかかります。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/05 (Wed) 15:49

> オペアンプはLM358で充分だと思いますが。
秋月では"N"ばかりでした。高いものではありませんし、ナショナルセ
ミコンダクタの358Nにしました。
一般に後ろに文字のついたのは後継や上位互換のものと考えていいのでしょうか。


Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/06 (Thu) 09:31

あ、そうなのですか。"N"の付かない型番のもあるようなので、
> オペアンプはLM358で充分だと思いますが。
とは、それを指すのかなと思いました。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/07 (Fri) 19:05

明日からお休みなのでセレクタを実装してみます。LM3915を使ったレベルメータも作ってみようと思います。ここ(http://www.zea.jp/audio/aum/aum_01.htm
)の回路は以前、ブレッドボード上に作ったことがありますが、作ってすぐに部品を外してしまったので、今回はユニバーサル基板に組む予定です(実装図も描く予定)。

レベルメータの応答速度はコンデンサの容量を調節してちょうど良い感じにすればいいです。レベルメータの行き(音量が大きくなる方向)と帰り(音量が小さく方向)で応答速度を変えられるようにしてみます。

会社で地震に会いました。神奈川県だったのですが、非常にゆっくりした大きな揺れがかなり長く続きました。クリーンルームにいましたが装置に被害はありませんでした。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/07 (Fri) 20:10

我が家も揺れました。当地札幌は震度3だったようです。
> クリーンルームにいましたが
その方面のお仕事なのですね。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/09 (Sun) 16:32

整然とした部品配置ですね。なるほどです。
私の場合、いかに詰め込むかと頭を悩ませるうちに半田面はごちゃごちゃになって
しまいます。作業しにくくミスも起こりがちなのを反省しています。
昨日今日は、ケース加工で板金作業をしています。こちらも、ついつい小さめな
ケースに収めようと苦心するはめになりがちです。穴あけ作業もうすぐ完了の見込
み。


































































































































































































































































































































































































































































































































Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/09 (Sun) 17:54

>編集/削除キーを設定しなかったので削除できません
こちらでは、どういう設定にしたのか記憶がありませんが、新規投稿のときは、削除キーを入力しなくても自動的に入ってるのでそれをそのまま使ってます。

1度投稿したものを変更することもしょっちゅうありますが、最初に投稿したときの削除キーをメモしてあるので、それを入力して編集しています(修正のときにはキーは自動入力されないので)。

全くの新規タイトルの投稿でも、そういう仕様なのか、削除キーが自動入力されているので、私の投稿は全て同じ削除キーです。



セレクタの基板部分は無事完動しました。オーディオ信号もちゃんと切り替わっていることを確認しました。後は、ケースを加工して、RCA端子やスイッチ、LEDをつけることになりますが、明日からまた仕事なので中断します。ケース加工のときは、LM3915用のLED(10連)の穴も空けるつもりです。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/10 (Mon) 09:51

修正/削除キーは投稿する際に空欄に任意記入する仕様のようで,私はそこを空欄にしていたのでキー無し=修正/削除できないということのようです。みっともないことになってしまいました。すみません。

私もケース加工終えました。背面は,オーディオ4to4で8個,スピーカーとPTTスイッチそれぞれ1to4で5×2=10個,電源とモード切替もあって蜂の巣のようです。リーマー仕事で手が痛くなりました。バーLEDは窓にスモークアクリルをあてる形にしました。
明後日から一週間家を空けるので,2週間中断です。次回が完成報告とできればと思っております。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2012/12/11 (Tue) 17:44

inara1 さま

何度か書込みをさせていただいてはおりますが、貴殿とは始めましてになりますで
しょうか。

回路を拝見致しまして、貴殿もお気付きの主電源off時におけるロジック動作の問
題に関して、各スイッチ部の+5V側を74HC175の電源からで無く、リレー電源
(1N4148のアノード側)から取得すれば解決できるのでは無いかと思います。

あと、ちょっと気になった部分として、電気二重層コンデンサの充電回路が特段設
けられていないので、最も簡易的な方法としてコンデンサと直列に適当な抵抗を追
加されては如何でしょうか?
完全放電時の突入電流を制限できると思います。


完成されました折、レビュー等興味がありますので、是非!

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/11 (Tue) 19:37

hiroさん

>各スイッチ部の+5V側をリレー電源から取得すれば解決できる
その通りです。74HC175の入力には10kΩの抵抗が入っているので、74HC175の電源
電圧(Vdd)が5Vより低くなっていても誤動作しないと思います。回路変更して動
作確認してみます。

>コンデンサと直列に適当な抵抗を追加されては如何でしょうか
なるほど。充電電流を、1N4148の最大電流(連続)の200mAに制限するとすれば25
Ωの抵抗になりますが、そうすると、電気二重層キャパシタが完全放電していた場
合、4Vまで充電するのに90秒くらいかかりそうです(回路シミュレーションしてみ
ました)。

電気二重層キャパシタの突入電流がどれくらいか測定してみてみます。ありがとう
ございます。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/11 (Tue) 20:13

darumaさん
みっともない投稿が削除されてますね(管理人さんありがとうございます)。

hiroさんのご指摘はありがたいです。hiroさんは質問サイト(Yahoo知恵袋とかOkwave)で回答されている方でしょうか。

私はYahoo知恵袋とOkwaveの両方に出没しています。
Yahoo知恵袋 http://my.chiebukuro.yahoo.co.jp/my/myspace_ansdetail.php?writer=okwave_inara1
Okwave(教えてGoo) http://sanwa.okwave.jp/profile/answer/history/u984874.html#tabs

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2012/12/12 (Wed) 19:24

わざわざシミュレーションされるなんて凄いですね!
以前、某社のVHSビデオデッキを分解した際、0.47Fのコンデンサに直列で、470Ωの抵抗が入っていたのを見たことがあります。
(昔の記憶で、もしかしたら3V系だったかもしれませんが…)
スタンバイ電源が供給されていましたので、ビデオデッキのコンセントはそう頻繁に抜かないだろうと言う考え方で、充電時間はあまり考慮しない設計なのかなと当時は感じました。

セレクタの使用頻度にもよるでしょうが、完全放電されている事の方が少ないと考えるのなら、以外に問題にならないのかもしれませんね。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/13 (Thu) 06:44

シミュレーションは、添付図のような充電回路部分だけです。R1を変えたときの、電気二重層キャパシタの電圧変化と充電電流(D1の電流)の変化を、R1を変えたときに調べてみました。ダイオード電流を200mA以下に抑えるには、R1を25Ω以上にする必要がありますが、そうすると4Vまで充電するのに1分以上かかってしまいそうです。

ダイオードに1N4007を使って、R1=5Ωとすれば、最大電流を1Aくらいまで流せますが、それでも、4Vまで充電するのに20秒かかってしまいます。

定電流充電にすればもっと短時間で充電できると思いますが(1A充電で4Vまで6秒)、回路が複雑になってしまいます。

VHSビデオの0.47Fと470Ωの組み合わせだと500秒かかりますね。


Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/21 (Fri) 18:20

今日、秋月でLED付のプッシュスイッチ(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04075/)を買ってきました。角型でLED付のもありますが、四角形はケース加工が面倒なので、ドリルとリーマだけでできる丸穴で済むスイッチにしました。明日から年末年始休暇なので完成させたいと思います。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/23 (Sun) 17:42

セレクタをプッラスチックケースに入れました。
プッシュスイッチ(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04075/)を押すと、押したボタンが青く点灯します。このLEDの輝度が意外に明るかったので、電流制限抵抗は3.3kΩとしました。LEDは4個のうち1個しか点灯しないので、電流制限抵抗は1本だけで、スイッチ付近で空中配線しています。

hiroさんのアドバイス通り、スイッチ部の電源電圧は5Vから取っているので、電源OFF時にスイッチを操作しても、状態は変わらず、消費電流も増加しません。


電気二重層キャパシタの充電部には抵抗を入れていません。ACアダプタは秋月の5V・3Aのもの(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02191/)を使ってテストしましたが、ちゃんと動作します。DCプラグを抜いても状態が保持されています。

まだラベルを貼っておらず、1番のスイッチと1番のRCAコネクタの位置だけ仮テープを貼った状態です。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/23 (Sun) 18:39

基板裏面の最終的な写真です。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/30 (Sun) 09:27

最近書き込みがないので、年末年始で不在かと思ってましたが、製作されていたの
ですね。

RCAジャックが金メッキですね。私が使ったのはここ
(http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?cid=3407)の1個32円の安
物です。RCAはビデオ信号用の端子にも使われているので数MHzくらいまでは大丈夫
だと思いますが、DC伝送についてはよく分かりません。挿しっぱなしなら問題ない
と思いますが、あまり抜き挿しすると、中心導体側の接触不良がよく起こります
(安物だからだと思いますが)。

私は金属ケースの加工は得意ではありません。角穴はハンドニプラ
(http://www.hozan.co.jp/catalog/Metal_Working_Tools/K88.htm)でやってます
が、薄板しか使えないですし、切り口が厚さ方向に波打ったりしてきれいに仕上が
りません。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/30 (Sun) 10:23

inara1さん、ご無沙汰しました。
金属ケースの加工は手間がかかりますが楽しくもあります。
私は今回の連作にこのケースを使っています。
http://www.takachi-el.co.jp/data/pdf/01-71.pdf
見栄えはいいのですがプラスチックなので、アルミの箱に組んでから入れていま
す。
前後のパネルは1mm厚のアルミで硬くはないのですが、ドリルとリーマー、ハンド
ニプラ、それにヤスリが頼りです。
ハンドニプラは四十数年前の少年時代に買ったものをしまってありました。今年に
なってHAMにカムバックし、知見も技術も当時のままの浦島太郎でごそごそやって
います。

ひとつ教えてください。
電気二重層コンデンサーですが、基板には載せたものの試運転が完了するまではと
思って繋いではいません。
ダイオードを通して5V電源と並列に入れればよいのですよね。ダイオードは
1S2076Aが手持ちにありますが、それでよいでしょうか。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2012/12/30 (Sun) 13:38

前後のパネルだけアルミなんですね。
私の場合、丸穴は電動ドリルで中心にΦ3mmの穴を開け、その後、ドリルの先端をリーマに取り替えて大きな穴にしていますが、微妙に位置がずれます。ちゃんとしたボール盤を使ってドリルが動かないようにしないとダメなのでしょう。

角穴加工も、のこぎり歯を平行に動かせるような電動ソーを使えば、短時間できれいに加工できるのでしょうが、ボール盤も電動ソーもありません。

電気二重層コンデンサはここ(http://bbs3.fc2.com//bbs/img/_454800/454703/full/454703_1354426728.jpg)の回路図にあるように、5V電源→ダイオード→電気二重層コンデンサ→GNDというふうに直列に接続してください。

電気二重層コンデンサが空のときにスイッチを入れると、ダイオードに大電流が流れますが、1N4148の最大電流は0.5A(1秒間)、1S2076Aは1A(1秒間)のようです(http://akizukidenshi.com/download/1S2076A.pdf)。

さきほど、電気二重層コンデンサにどれくらいの電流が流れているか測定してみました。基板の配線を外すのは面倒だったので、5V電源に1Ωの抵抗を入れて、その両端の電圧の変化をオシロで見てみました。電気二重層コンデンサを10Ωの抵抗で放電させ空にした常態で5V電源を入れたとき、過渡的に最大0.5Aくらいの電流が流れているようです。1Aを超える電流ではないので、1N4148でも1S2076Aでも問題ないと思います。

四十数年前が少年時代ということは私より10年くらい先輩ですね。私が中学生の頃、親しい友人がアマチュア無線をやっていました(何とTS520Xを持っていた)。その友人の影響で電子回路の世界に興味を持ち、その方面の仕事をするようになりました(今は回路の仕事ではないです)。当時の我が家は貧乏だったので無線など夢物語でした。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2012/12/30 (Sun) 14:22

> 5V電源→ダイオード→電気二重層コンデンサ→GNDというふうに直列に接続してください。
了解です。「電源とコンデンサが並列」の意味で前述しました。

無線の免許は昭和42年、中学生のときでした。真空管の「9R-59D」「TX-88D」をキットで作りました。
その後は文系の道で、「その方面」を専門的に勉強したことはありません。inara1さん、質問サイトなどでお見受けします。理論に裏打ちされた実践的アドバイスは勉強になります。

この年になってようやく、工具や部品にいくらかお金を使えるようになりました。ありあわせのもので悪戦苦闘した子供の頃を思い出しています。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2013/01/02 (Wed) 07:58

今日、質問サイトでオーディオセレクタの質問(http://sanwa.okwave.jp/qa7871643.html)。
があったので、ここを紹介しました。

その質問で引用している質問は私が回答したもの(2年前)ですが、そこで紹介した回路で、実際にセレクタを作った方がいらっしゃいます(http://blogs.yahoo.co.jp/jn1hre/1320426.html#1320426)。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2013/01/10 (Thu) 12:01

inara1 さん

年末年始と野暮用続きで気付けば皆様完成されていたのですね!

> シミュレーションは、添付図のような充電部分だけ
確かに、必要なブロックを最小限にすればシミュレーションも簡単ですね。

ESRの存在自体、すっかり失念しておりました。
確かに電気二重層はESRが高めですから、電源が極端に貧弱でなければ、充電電流
まで考慮しなくても良かったのかもしれませんね。
それにしても、VTRの充電回路は謎ですね(笑)
回路構成上、充電中であっても動作には影響が無い訳ですから、恐らく一定時間以
上通電後に規定のバックアップ時間が満足できれば良かったのでしょうね。
それと、もしかしたらですが、電源への負担を考慮しなくても良い程回路ブロック
としての電流を下げたかったのかも知れませんね。

とてもコンパクトに仕上がっており一つ手元にあっても良いかなと思えてきまし
た。

一つ気になったのですが、同時押しのタイミングで2つのリレーが動く事はありま
せんか?


daruma さん

素敵なセレクターですね。ケースの使い方等も参考になりました。
さて、バックアップ回路ですが、リレー(フォト-MOS)も含めて電気二重層コンデ
ンサとパラレルに接続されているのではないですか?
バックアップが必要なのは、74HC175とそれのリセット用のプルアップ抵抗だけで
す。
各基板からその部分だけを分離させて電気二重層コンデンサに接続し、その他の5V
は、電気二重層コンデンサ手前ダイオードのアノード側から接続して下さい。

電圧降下はシリコンダイオードの順方向電圧降下0.6Vな筈です。0.8Vと少し大きい
のは総電流が大きいせいでしょうか・・・?
上記対策で74HC175だけにすれば、解決する筈です。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2013/01/10 (Thu) 17:35

hiroさん初めまして。

> バックアップが必要なのは、74HC175とそれのリセット用のプルアップ抵抗だ


はい、それは承知なんですが、書きましたように
>>電気二重層コンデンサは電源基板に置き各回路基板は電源供給を一箇所に
していますから、74HC175まわりだけバックアップするわけにもいかず、
というわけで、引き回しを変更するよりバックアップを諦めることにしようという
わけです。
「動いているシステムはよいシステム」と格言(?)にも言いますし・・・。


ブレッドボードで仮組みして納得してから本工事というのがやはり正道ですね。い
きなりとりかかっての設計変更は後悔先にたたずだと反省しております。「完成目
指して突撃」ではなく「急がば回れ」だと。


Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2013/01/10 (Thu) 19:03

hiroさん、inara1です。
年末年始は12/20から16連休だったので進展しました。

今週から仕事が始まったのでお答えする時間がなかなか取れません。会社から投稿
するとバレるので見るだけです。

>VTRの充電回路は謎ですね
VTRは電源が入りっぱなしなので急速充電する必要がないという発想なのでしょう
か。VTRの電源は決して貧弱なはずはないので他に理由があるのかもしれません。

明後日から3連休なのでdrumaさんの回路も考えてみたいと思います。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2013/01/11 (Fri) 12:05

inara1さん,darumaです。
> 明後日から3連休なのでdarumaさんの回路も考えてみたいと思います。
選択保持にはこだわっておりません。むしろ,せっかく動作している回路に手を入
れてなにか起きても・・・という危惧でためらいがあります。なにしろ作業ミスを
いくつか乗り越えてやっとでしたから。

別なことでご相談させてください。
マイクのラインはグランドも切替の対象にしたほうがよいでしょうか?
現在は,「マイク」「スピーカー」「PTTスイッチ」ともに回路自体とグランド共
通で,フォトMOSリレーにはホット側のみ通しています。リレー出力が4回路ぶん
(4回路4接点)あるので ひとつ余っているのですが,マイクグランドをシャーシ
グランドから浮かせてホット側と並べてリレー切替したほうがよいものでしょう
か。RCAジャックはGND絶縁タイプのものを現行ではシャーシに落としていますから
浮かせることは容易です。
オーディオの世界は,単に繋がってる切れているで済まないハムやノイズ対策・音
質を左右するファクタがあるようで,よくわかりません。


「とりあえず動く」を達成したところでこのあたりが気になってきました。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2013/01/11 (Fri) 16:02

daruma さん

何か余計なおせっかいになってしまったみたいですみません。
自分もやっつけが多く、暮れに大失敗をしてリワークに明け暮れておりました。(趣味なので無問題ですが、仕事であれば大変です)

で、毎度のおせっかいですが、
グランドに関しては、出来る限り分離したほうが良い結果に繋がると思います。
今回貴殿の設計では、4→1・1→4を組み合わせて、4組の無線機とマイクをマトリクスでなく択一で切替える物でしたよね?
無線機の仕様に関しては詳しくありませんが、マイク系なら基本は分離しておいたほうが無難だと思います。
逆にロジックとなるPTTのGNDは共通で良いかもしれません。
分離した場合の心配事は、フォトMOSのFETを通過する段数が増加する事です。この点で、問題があるなら、マイク側のセレクタは共通として、リグ側を分離する事で、たとえ1段でも減らす事が出来ると思います。

後は、内部配線の取り回しによるノイズもあるかもしれませんので、多少は工夫が必要ですね。
そういった点では、分離すれば、対のHOTとCOLDをツイストする等、対策も容易かもしれません。

貴殿もお気付きのように、GNDループは極めて厄介です。
防げるなら未然に芽を摘んだ方が良いかもしれません。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2013/01/11 (Fri) 22:44

darumaです。
> 何か余計なおせっかいになってしまったみたいですみません。
いえいえ、とんでもありません。私が臆病になっているのです。
> リレー基板の電源はそのままに、スイッチ基板の電源を電気二重層コンデンサと接続すれば
確かにそれなら手を出せそうです。
> マイク系なら基本は分離しておいたほうが無難だと思います。
こっちにまず取り組みます。
それがうまくいったら、
> と、改造を薦めてみるテスト(笑)
に乗ってみます。

動作テストのたび無線機に接続するのが手間なので,今日は700円のパーツキットを買ってきてLM380アンプを作ってます。回路は10分で組みあがったのですが、わるいクセでケース加工にはまっています。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2013/01/14 (Mon) 12:00

daruma さん

すみません!
多分私が回路図をよく読んでいなかった為です。
一応、参考とした回路図は
(http://bbs3.fc2.com//bbs/img/_454800/454703/full/454703_1351676975.jpg)
と貴殿の製作途中写真
(http://bbs3.fc2.com//bbs/img/_454800/454703/full/454703_1353811455.jpg)
だったのですが、よく見れば、スイッチのLED用の電源も同5Vから取得しており、
これがバックアップを妨げている原因のようです。

※「おかしなリセット」は、恐らく電源電圧が中途半端な状態にあり、リセット回
路が正しく動作できていない事に起因するものであり、HC175の故障は考えにくい
と思います。
また、1枚だけに発生しているとの事ですが、部品のばらつきによる可能性が高い
と思います。
(一応リセット回路のコンデンサと抵抗の定数を確認してみてください)

大変お手数かと思いますが、スイッチ基板の電源の取得を元に戻して(多分ピン
ヘッダの差替?)正常動作を確認された上で、次のステップに進まれるとよろしい
かと。

写真を拝見すると、スイッチの左側にダイオード風の部品があり、恐らくこちらが
4つのLEDの電流制限用のCRD(回路図の抵抗の代替)では無いかと想像できます。
こちらのアノード側(5V)をリレー基板側からの5Vと接続(現在の状態)、それ以
外を電気二重層コンデンサと接続すれば正しくバックアップできると思います。
(可能であれば、各スイッチの+側も同リレー基板からの5Vに接続すれば、電源
OFF時にボタンに触れても状態が変化しなくなります)

尚、「おかしなリセット」は電源OFF状態がバックアップ可能時間を超えている状
態で発生する可能性はありますが、初回の1回のみなのでホビーレベルでは無視し
ては如何でしょうか?
リセット回路を工夫したり、リセットICを利用すれば改善できると思われますが、
きちんとバックアップ回路が動作すれば発生確率は低そうに感じます。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - daruma

2013/01/14 (Mon) 14:35

inara1さん、アドバイスありがとうございます。
> スイッチ基板の電源の取得を元に戻して(多分ピンヘッダの差替?)正常動
作を確認
それが、元の状態でこうなのです。バックアップ経由に変更して通電してみたら
ch1がセレクトできないようになって、チェックなどしているうちに「全セレク
ト」。元の電源供給にもどしてもそのままという状況です。
> (一応リセット回路のコンデンサと抵抗の定数を確認してみてください)
テスターの読みで99.8kΩ、正常な方のは99.2kΩ。誤差の範囲かと。Cは測定でき
ませんが、0.1μFの積層セラコンのはずです。(極小文字はとても読めません)
> 初回の1回のみなのでホビーレベルでは無視しては
PTTのラインには各無線機から異なる電圧のDCが来ています。全選択の状態でス
イッチを押すと・・・ちょと怖いです。スピーカーのラインは、各無線機からス
ピーカーOUTが来ています。これらが同時に(パラで)1台のスピーカーに接続さ
れることになります。マイクのラインは、複数のマイクがいっしょにそれも複数の
無線機に繋がることになります。
瞬間的な同時ONも避けたいとON遅延にこだわったのですが、それが手動で解除する
までそのままという事態はやはり避けたいです。

というわけで、まずは正常動作を回復するのが先決と困っております。

バックアップについては、おっしゃるとおりLEDの電流制限に5.6mAのCRDを個々に
入れています。2枚で2個のLEDを点灯し続けるのはやはり大食いですよね。これ
を別供給にすればよいとはわかるのですが、そうまでしなくてもというのが正直な
ところです。せっかくご助言いただいているのにすみません。

そうですか。74HC175が壊れたとは考えにくいですか。電源の接続をいじっている
うちに起きたので、さてはプラスマイナス間違えたとかで致命的なミスを犯してし
まったかと思ったのですが。
どこを疑えばよいでしょう。CやRは強いですよねえ。ダイオードも、逆方向は流さ
ないのが役目ですから、そんなことでは壊れないですよね。瞬間的に大電流が流れ
たということは考えられませんか。
小さな回路ですからもうひとつ作ったほうが手っ取り早いかなと思ったりしていま
す。74HC175だけ手持ちがありません。高いものではないのだから多めに買ってお
けばよかったです。地元ショップにはTC74HC175Aというのはあるようです。(今日
は休みで買えませんが)いま使っているのはSN74HC175Nですが、同じですか?

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2013/01/14 (Mon) 16:43

daruma さん

度々hiroです。
> 元の状態でこうなのです。
となると、正常動作していた物がおかしいわけですからやはり何か壊れていると考えるのが普通ですね。
(自分はてっきり改造後の状態でと勘違いしておりました)

誤配線での故障は今回の場合電圧も低く単電源の為、起こり難いとは思います。(壊す要素はありますが)
ただ、電源極性の反転となると何ともいえません。
昔の話ですが、中学生時代に40シリーズのC-MOSを弄っていた当時、似たような事は何度もやりましたが以外に壊れなかったのを記憶しています。

基板の入れ替えなどをされて、確実に当該スイッチ基板の不具合である事が確認できているのなら、貴殿が最初に疑ったHC175の故障が濃厚だと思います。
作業時にアースバンド等をされているかわかりませんが、もし静電気対策をとらずに素手で基板や配線に触れていたなら、この時期特に静電破壊を起こしている可能性は確かにあります。

自分の言った事をころころ変えて申し訳無いのですが、前の書き込みの時点では電源不安定状態でのリセット不具合しか想定していなかった事によるものです。

最後に、型番の頭はメーカーの記号で、後ろはパッケージを指す場合が殆んどです。
TC74HC175Aは不完全な品番です。
東芝の場合、末尾APとAFがあり、APが現在使っている物と同じDIPタイプ、AFがSOPタイプとなり、表面実装用のかなり小さいパッケージになります。
ユニバーサル基板ではDIPタイプである必要がありますので、確認後購入してください。
(型番をWEB検索すると、データシート等がヒットする可能性が高いです。参考:http://www.deliverly.net/product/datasheet/tc74hc175ap.pdf)

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - hiro

2013/01/14 (Mon) 16:52

あ、解決されましたね!

シャーシグランドは真空管時代でしょうか?
車等でも行なわれていますが、こういった機器ではあまりよろしく無いかと思います。
シャーシの電気抵抗もありますので、個別の配線が適当です。
オーディオ関連機器等では、1点アースと言う概念で、電源の基準となる0V部分とシャーシを決めた1箇所で接続する事で、ノイズ対策を兼ねます。

何より解決で良かったです。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2013/01/19 (Sat) 11:40

いつのまにか解決してましたね。

ch1がおかしいとのことですが、スイッチを押したとき、74HC175の1D(4pin)の波形が他(5,12,13pin)と同じかオシロスコープで見てみるといいかもしれません。

実は、この回路はもともと、チャタリング防止のために、4,5,12,13pinとGND間に0.1uFのコンデンサを入れていたのですが、この回路はチャタリングがあっても動作するので、部品点数削減のために、コンデンサを外しました。もしかしたら0.1uFのコンデンサを入れるとちゃんと動作するかもしれません。

このスレッドもずいぶん長くなってたので(途中に長い空白もある)、次に投稿されるときは、新規スレッドにしてはいかがでしょうか。

当方は神奈川県相模原市ですが、今週月曜に降った雪が、隣の空き地一面にまだ残ってます。

Re: 電源を切っても選択状態が保持される4chオーディオセレクタ - inara1

2013/01/19 (Sat) 20:43

darumaさんは札幌ですか。ちょうど30年前に自転車で北海道一周したとき、最初の宿泊地は北大の恵迪寮でした(学生証を見せれば100円で泊まれた)。

私は就職するまでは北陸だったので雪は知ってますが、雪のない神奈川県のほうが長くなりました。北陸でも「雪かき」と言います。天気の良い日には「屋根雪降ろし」もやりました。

この掲示板はほとんど誰も来なくていいですね。