METEX P-10 改造記  

                                               
                                           2012.11.17

  秋月電子で販売されている、テスター 
METEX の P-10 がRS232対応に改造
  できることを知り、私もやってみました。

  
  (1) ハード改造

      テスターで使用しているLSIは、FS9721_LP3でした。

      「P-10 RS232」 で検索すると色々出てきます。  
       先人(さん)は、こんなかんじで使っています。
       (回路図が明らかに間違っているのもありました)
      
      フォトカプラーは、PC817を使用1しているケースが多いようです。
      R4の値は、さまざまでした。(1kΩ〜220Ω)

      PC817 : 推奨動作電流(If)は、20mA(?)
            順電圧(20mAで)1.2V
            Rise Time   3ms(Vce=2V、Ic=2mA、Rl=200Ω)
            Fall Time   4ms(Vce=2V、Ic=2mA、Rl=200Ω)

      手元には フォトカプラー TLP596、TLP512 がありました。
      TLP596: フォトMOS FETを使用しています。
           PC817と性能は、同じ様にみえます。
           推奨動作電流(If)は、15mA。
           順電圧(10mAで)1.15V。
           スイッチング時間(100%->10%,0%->90%) 2mS

      TLP512: 受光側は、フォトダイオード+トランジスタ
           推奨動作電流(If)は、16mA(?)
           順電圧(16mAで)1.65V。  (大きい!)
           伝送遅延時間(5V->1.5V、0V->1.5V) 0.8μS (速いです)

               
      まずTLP596を使いバラックで組んでみました。
      パソコンにはには、FT232RLで接続。
      あっさり動いて、なーんだ て感じでしたが・・・・・。
      
      実装は、生基板にフォトカプラーとSWを実装して、テスターの真ん中の床下に。

      しかし、今ひとつ安定に、通信できません。   データが時々化けます。
   
      又電池電圧低下時に、全く通信できない状態です。


       色々調べた結果。

       ・PC817、TLP596 は、それほど高速には動かない。
       ・データスートのスピードを出すためには、発光側に電流(If)をかなり(15mA程度)流さないと、ダメ。
       ・テスター電池の電圧低下で、フォトカプラーのledの電流の低下が激しい。
       ・受光側も電流を流せば、感度(変換効率)が上がる。

        改造して、動いた、完動した、感動した、と喜んでいて、いざロガーとして
        使用し、テスターが動いている(電池が未だOK)うちに、通信でデータが化けて
        記録されていない! という
悲劇がおきることも考えられます。
        WEB上で、電池電圧の低下での動作に触れていたのはありませんでした。
        未だ試していないのか、PC817では、問題にならないのか。
       ・テスターは、2.4Vまで動作します。少なくとも、この電圧まで、余裕で通信が可能
        である必要があります。

       まずP-10を使用せず、フォトカプラ単独で試験しました。
       P-10の代わりに、AVRマイコンからデータを出し、フォトカプラ単独で試験しました。

       
Attiny2323を使用した、p-10の代用ファーム (ボーレート別に、HEXファイルがあります。)
          P-10とは、無関係のデータを出します。余裕がない場合、化けやすいデータです。
          Teratermの16進表示で確認できます。
       
        電源電圧を下げながら、とこまでデータが化けないか試験しました。
        データが化けたら、R4を小さくして、結果を見ました。
        ボーレートを上げて、どこまで余裕があるか調べました。
        ロジアナの敷居電圧を変えて、データの変化を見れば、余裕がどの程度あるか分かります。
        余裕が無い場合、敷居電圧を変えるとデータがコロコロ代わります。

     発信器とオシロがあれば、伝送波形を見て、テストすることも可能と思います。  

     TLP596では、R4を小さくしても、芳しく無いので、TLP512に変えました。

     バッファー追加 と フォトカプラーの変更
     TLP512は、内蔵の発光ダイオードの順電圧が大きい(1.5V)ので、電池電圧に低下で電流の低下が
     大きい。2.4Vで、okに成る電流では、新品の電池で、テスターのLSIが(電流流しすぎで)壊れる心配
     もあるので TR1石で、バッファーを作り、これでフォトカプラーをドライブすることにしました。
        

      結果は、劇的に改善
      電圧2.1Vで、38400bpiの通信でもOKになりました。しかも電流は、それほど流さなくても。
      まあ 38400bpiで動く必要はありませんが、4800bpiですら駄目だったのだから、
      余裕たっぷりです。

      最終回路です。

      

      (注)TRのバッファは、TLP596でも効果はありましたが、電圧低下で通信不能に。

 

基板は改造で、少しごちゃごちゃに。

(この写真は、最終状態では、ありません)

 この後 R5、R6 を追加

 
薄くする為、基板に穴を開けて、部品を
落とし込んでいる。
 
 SWを左にすると、RS232機能が動作します。  
横から見ると、薄いのがわかります。  
     
     
基板は、右端にサイズをあわせて、
ピッタリ入るようになっています。

ケースを閉める際は、基板の表面を
絶縁する必要があります。

ラップフィルムで、絶縁しました。

 
 電池端子から、電源を取るのはまずいです。

 電池が一晩で無くなります。

 SWを通った後からとります。

 赤線、黒線は、電子ブザーの配線。
 
テスターの側面に穴を開けて、ピンフレーム
SWを出しています。

隙がピッタリしてないのは、ネジで止めていないから。
 

     

 

 FT232RLを接続して、パソコンに

 蓋は、目障りな 秋月の宣伝があるので、 紙やすりで削ってしまいました。
 テープでマスクして削りました。

 ヤスリが細かすぎたか、テカリが出て
 今ひとつ。

               

  電池の消費

    RL44の容量は、100mha程度だそうです。

    P-10は改造前で、1.7mA消費しました。  改造後でも、殆ど増加していないはずです。
    信号出力は、断続的ですから。

    長時間の使用には、RL44のでは少なすぎるので、単4電池から供給しました。電池に、ケーブルを(禁断の)半田付けです。
    ラップフィルムで絶縁して、右側の格納しました。    
    
    テスターリードは、収納していなかったので、不便は感じません。

(2)  ソフトウエア


    (1) PCソフト

       先人が、便利なのを作ってくれています。  
         http://www.ts-software-jp.net/products/tsdmmview.html       パソコンを使ったロガー

         http://www1.whi.m-net.ne.jp/ken-yama/ELEC/Wens20T.htm  データフォーマットの説明が参考になる


    (2) パソコン無しのデータロガー

 実験基板でSDカードへ記録  
LCD追加しました。

パソコンのモニターが全く必要なくなります。

それまでは、最初だけパソコンでモニターしていました。
 
P-10(モード)場合
最初の状態
fno=は、SDカードに記録する
ファイル番号
 
6ch ADロガーの初期状態です。

fnoも表示されます。

 
P-10 の ログ中の状態

hh:mm:ss と 測定の値です。
 
6ch ADロガーは、5ch分表示されます。  


        web上で見つからなかったの、作ってみました。  SDカードに記録します。
        以前6chのデータロガー(電圧のみ)に組み込みました。 
        今までの6chロガーの欠点は、そのまま受け継いでいます。
       
        回路図
          P-10データロガーへの切り替えは、PB0(14pin)をLレベルにして、起動することです。
          P-10ロガー専用なら、PB0をGNDに接続するのが楽です。
          LED表示は、未だ機能していません。
          P-10のロガーだけなら、PC0〜PC5、21ピンの配線は、省略できます。
          パソコンのモニター不要なら、PD2,PD3は、省略できます。
        回路図 2012.11.19
             1WLCDの出力追加しました

        ファーム
          ・未だ細かい見直しをしていません。とりあえず、電圧、電流、抵抗値は、記録できています。
          ・ Ωは、@ で代用しています。 ( 12.7K@は、12.7KΩのこと)
        ファーム 2012.11.21
            ・1WLCDの出力追加しました。(16x2のLCD)
            ・確認LEDの操作追加しました。

    使用例

       @)サーミスターの抵抗値の変化です。

        指てつまんで温度を上げ、暫くして指を放しました。 温度により、抵抗値が変化しています。

        

            



      A ニッケル水素電池の放電です

          電圧がマイナスなのは、テスターリードの接続ミス。

          


            

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