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筐体に収納テスト 2種

金属筐体に組込んだ場合、PIC誤動作するとのモニター報告がありましたのでその対策の為金属筐体に組込テストを行いました。
先ずはモニター報告でHPにアップしたアルミツールを使った事例を頂きましたので追試しました。

P1270878.jpg
Amazonでアルミツールケースとして売られているものです。フレームはアルミと鉄、面の部分はプラ材にアルミメッキ?芯材は木チップ板。総金属に見えますがそうではないようです。しかし、走行充電基板を収容する用途に問題は無いと思います。電磁輻射には若干劣るかもしれませんが、中波ラジオでノイズ比較(もう一つのアルミ押し出し筐体)するとむき出しと差はあまりない様に感じました。
肝心のPIC誤動作はむき出しテスト機と同じ。
蓋をした外観

P1270875.jpg

次はジャンク箱にあった、壊れたインバータ130Wのケースを流用しました。アルミ押出材ケースで厚みもある結構しっかりしたケースで電磁遮断も申し分なしです。前パネルはステンレスパンチング板に交換。

P1270872.jpg
蓋を開けて後部から見た画像。ふたを閉めるとシールド状態になる。
P1270874.jpg
基板組立の3mmアルミ板をアルミ筐体にねじ止めし筐体に放熱が出来ます。アルミ筐体は3mmの厚さがありケース全体がヒートシンクになります。ファンレスでも行けそうです。

いずれも通常の状態でフリーズ、ハングアップなど見られませんでしたが、数アンペアの抵抗負荷をサブバッテリに繋いだり離したり、さらに接触部をゴリゴリ→ってノイズ状態を発生させると、共に動作不良、PICハングアップ状態になります。

基板、筐体、バッテリGNDのアースをポイントを変えたりしましたがいずれも改善しませんでした。

先日紹介したクランプ型ノイズフィルターをLCD&操作SWケーブルに挿入したところ共に誤動作は無くなりました。実験の条件では完璧と言えると思います。

金属筐体で電磁的にシールドされていても、入出力の配線に乗るイズ成分は防ぐことは出来ない。しかし中波ラジオで聞くノイズ量を比較するとむき出し基板よりはるかに軽減されました。

余談ですがTC10B電流制御型については発振波形がきれいな事で従来よりノイズは遥かに少ない。

今回においてはLCD&操作SW基板のI2C通信のノイズ混入誤動作が主因であると判断できます。

やわらかLANケーブルのフェライトコアノイズフィルターは秋月電子のLF102Bを2回巻きでした。2回以上は無理でLF130Bでは3回巻けます。

筐体の寸法は突起部含み アルミツールケース222*180*80 と インバータ130Wリサイクルケース145*55*155
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ノイズ対策

アースポイントについて
アルミ板に基板を取付する形でHPの記事は記載しています。
プリント配線基板PWBTC10B-PWB_Rev03までアルミ板とPWB GNDは絶縁状態です。
ノイズ対策にはやはりどこをアースポイントとするかでノイズ量が変化するはずです。PIC誤動作をやはり重点に考えるとPIC16F1705の14番GNDに近い点とアルミ板を接続するのが教科書的であると思います。

tc10b_gnd1280.jpg
ワッシャーを入れてワッシャーと部品側GNDパターンを半田付けします。ワッシャーは丸端子をカットして使用しました。PIC誤動作対策、I2C通信エラー対策にも必須事項と思われます。
中波ラジヲを近くに置きノイズを聞きながらアースポイントを探っても変化が見分けられる程効果の違いは確認で出来ません。電磁対策は基板を金属筐体に入れ先日のフェライトコアノイズフィルターを使用するなどの対策が有効です。
先日の通信に影響するノイズは線路に乗るものであってアースポイントの対策は外部輻射対策(電磁輻射)ですので、意味合いが異なると思います。
いずれの対策も常識的な対策である事に間違いはないと思います。

事実ハングアップ状況は
フェライトコアによる対策で劇的に減少しています。

ただ、ノイズ解析について私にはよくわかりません。

以上の対策で大幅にフリーズはほぼなくなると思われますが、懸念されることはプログラム暴走による充電停止しない状況に陥った対策をどうするかです。TC10Bでは回路変更、使用PIC変更する以外対策はとれないと思われます。

設置直後は充電状態のLCD表示に時々注意してモニターし、正常動作を確認ください。ハングアップしている時はLCDバックライトがどのSWを押しても点灯せず、表示が更新されません。この時はリセットが必要です。
また、エンジン停止後LCDモニター表示がメイン、サブ共に電圧表示になっているか確認してください。

今回は教訓として次回の開発に生かしたいと思います。
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LCD通信(i2c)エラーにフェライココアノイズフィルター

 テスト方法は充電モードに於いて3Ω抵抗負荷電線を接触不良を起こす状態でゴリゴリやってハングアップなどを誘発するLCD通信が異常になるかどうか。
電線に乗るノイズ除去にフェライトコアノイズフィルターを使い
安定動作を目指します
使用ケーブルは長さ2MのELECOMやわらかLANケーブルCategory6。

まず、
手持ち正体不明のトロイダルコアーを使ってみました。内径が大きいのでコネクタ付きでも通すことが出来ます。効果てきめんでした。ただ、普通の単線ツイストワイヤーのケーブルはこの様なコアを使ったフィルターを通すのは難しいと思います。柔らかいLANケーブルは撚線リッツ線の様なものと思われます。

LANケーブルでなくキャブタイヤケーブルや外皮シールドでも問題ないと思いますがシールド線を使えば電磁輻射にも効果があります。内部伝送ノイズの減少にはフェライトコアノイズフィルターを併用するのもさらなる対策になると思います。

20171026noisefilter1280.jpg
これはDCDCのインダクタコアとして使っているものです。本来の使い方です。1回通過だけでも効果は有りましたが3回通せば十分です。パッチンコア(クランプ型)なのでケーブルの太さを通す事が出来ればよい。取付場所はどこでも効果に変わりはありませんでした。
20171026noisefilter01-1280.jpg
実際に使用可能なクランプ型コアは使用するケーブルの太さ、巻き数によって決定してください。
秋月電子取扱いの中で下記のようなものが選択可能です。
5φ柔らかLANケーブルを2回以上通せるもの(8Pフラットケーブルも同じ)

LF102B 
 10φ 100円 2回通せます。これで充分と思われます。
LF1301B 13φ 150円 3回通せます。
LF130B 13φ 150円 画像のものです。巨大、オーバスペック
LF190B 19φ 300円 巨大、オーバスペック

金属筐体に実装したノイズ対策にも有効だと思われます。また、冷蔵庫などの負荷変動に対しても有効と思います。
ソフト上でのエラー処理より先にHardware対策が必要である事を改めて認識しました。

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金属ケースに収納の報告いただきました。合わせてノイズ対策も!

モニター購入頂いた福岡のNさんからの報告です。
nisisama-1280.jpg
うまくまとめられています。アルミツールケース。Amazonで売られているのと似ています。

私のエブリイに車載状態は木製のケースですが、Nさんの場合はプログラムが誤動作するケースがある様です。共同開発者のZeros氏からの情報では、時々LCD表示がフリーズする、文字が化ける、実際の電圧、電流と異なる表示になる。表示がリフレッシュされないなどの症状です。大出力時ほどこの現象は再現します。

対策は
① アルミ板と基板GND端子を接続する。
② GND端子とアルミツールケースを接続する
③ モジュラーケーブルにノイズ対策用フェライトコアを入れる(通す)

アースポイントも最良点がある様です。

金属筐体に収容した状態でデジタルテスターで電圧測定する場合にも実際の電圧より高めの表示をしたり、変動する場合があります。この対策はテスターリード線を短くする、ノイズ低減用のリングフェライトコアーに通すなど。

茨木のK氏から、ノイズによると思われるPICハングアップの異常動作の報告がありました。
katousama01.jpg 
アルミ角パイプをケースとして流用したものです。ノイズによる影響と思われる現象の報告を頂きました。
基板と角パイプケースの両方をボデーアースに繋いでから走行したところ、15分の間でしたが、まったく問題の症状が出ませんでした。
との事です。
追記 さらにテスト中、フリーズ、ハングアップ状態に。アースポイント等再検討です。
フェライトコアを使ったノイズフィルターの記事

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充電電流、電圧などの充電条件の設定の仕方

車載後の待機状態では1行目"S 12.5V" 2行目"M 12.6V"の様に表示されます。この時に

SW3を押しながらリセットSWを押すとジョウケンと表示されます。SW3を離すと充電電流の設定から充電電圧などのj設定が出来る様になります。

SW2,SW3でアップダウンし条件変更するときはSW1の長押しでブザー音を確認ください。


以下はプログラム説明書の一部抜粋です。

1 簡易的に充電条件だけ設定、変更する。
 サブバッテリ端子に12V電源(10V~15.0V可変電源)→簡易的に9V乾電池
2 充電条件設定の開始
 LCDに一行目”ジョウケン ”が表示される。
3 最大充電電流の設定
 SW3のスイッチを離すとLCD一行目に”SUBMAX C”、二行目に”  10.0 A ”と表示される。
アップ(SW2)/ダウン(SW3)スイッチで充電電流を設定する。
SW1を長押しするとブザーが鳴り、保存を知らせる。変更が不要な場合は短押しする。
4 最大充電電圧の設定
 LCD一行目に”SUBMAX V”、二行目に”  14.0 V ”と表示される。
アップ(SW2)/ダウン(SW3)スイッチで最大充電電圧を設定する。
SW1を長押しするとブザーが鳴り、保存を知らせる。変更が不要な場合は短押しする。
5 サブバッテリー減電圧警報電圧の設定
 LCD一行目に”S ケイホウ V”、二行目に”  12.0 V ”と表示される。
この電圧は10秒間の警報とLoad Offの電圧。
以下の操作は前項と同じ
6 サブバッテリー接続ケーブル抵抗値の設定
 LCD一行目に”ケーブル R” 二行目に” 0040mΩ ”と表示される。
接続ケーブルの抵抗値による充電電流の低下を補正するために
以下の操作は前項と同じ
7 メインバッテリー電圧の警報電圧の設定(=遮断電圧)
 LCD一行目に”M ケイホウ V”、二行目に”  12.0 V ”と表示される。
充電時の最低電圧と供用
以下の操作は前項と同じ
8 充電時の最低電圧の設定
 LCD一行目に”ECO V  ”、二行目に”  12.7 V ”と表示される。
充電時に設定可能とし、車の充電制御の機能を妨害しない。
以下の操作は前項と同じ
9 クイック充電の停止電圧
 LCD一行目に”クイック SV”、二行目に”  12.2 V ”と表示される。
クイック充電の最大充電電流はエンジン起動時の1/2とし、1Aで充電を終了する。(案未定)
以下の操作は前項と同じ
10 フラシュメモリー保存
前項の変更がある場合メモリーに保存される。
再起動しなくても設定は有効となる。
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| 電流制御昇圧型走行充電 | 15:40 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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ボード単体動作テスト。PICが動作しているか?簡単テスト

9V乾電池でテストする方法
P1000696.jpg 
画像の様にサブバッテリ+とアース間に9V 006Pなどを繋いでください。メインは繋がなくても良い。ボードの較正、マニュアルモードは実行出来ませんが表示の確認PICマイコンの一部の動作確認、充電条件の確認設定が出来る様になります。

この状態で表示は1行目に"S 9.0V" 2行目に"M 0.3V" と表示されました。M 0.3Vは逆方向漏れ電流がある為で、異常ではありません。サブバッテリ電圧が9Vですので警報ブザーが鳴り続けます。抜いても良いのですが条件設定の時は繋いでください。リセットを繰り返すと電池の消耗が早くなります。100Ωくらいの電流制限抵抗を入れると良い。

SW3を押しながらリセットSWを押すとジョウケンと表示されます。SW3を離すと充電電流の設定から充電電圧などのj設定が出来る様になります。

SW2,SW3でアップダウンし条件変更するときはSW1の長押しでブザー音を確認ください。

メインだけ繋いでも表示しない、電源入らないのはPICマイコンなどの電源をサブバッテリーから取っている為です。メインから取ると待機時メインバッテリの暗電流となる為です。

上記9Vの乾電池では10mA程度消費され、操作中はLEDが点灯しますのでさらに数ミリアンペア増加します。LCD表示は正常動作時には "S 9.0V" という風に表示されます。2行目には"M 0.0V"のはずですが漏れ電流により"M 0.3V"とか表示されます。
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| 電流制御昇圧型走行充電 | 16:48 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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表示ユニット

Aqm0802A_Rev03_1280.jpg

Elecrow発注日含め、6日で到着しました。今までの最短記録です。先回10日もかかったのでちょっとクレームを言いましたが、その反動かな?(ANA貨物便?です)

左側の4面割付した切り出し前のPWB。
右上が秋月の(タカチ)ケース45*25*65 1個当たり115円。
右下がAmazonから購入の中華ミニケース60*36*25 1個当たり137円。

Amazon中華品ケースの方が小型で収まりも良く、デザイン的にも良いと思っています。内部の基板取付用スタッドは削り取る。タカチより柔らかく加工性が良い。値段が中華品なのに高いし、8個セットになる。が送料無料で10日くらいかかる。

タカチのケースはデザインは良いが少々厚み(高さ)が少なく基板取付に苦労する。肉厚があり過ぎてSWが押しづらい。中華品より値段が安い。けれど今回の使い方ではほぼ、中華品に負けた。

今回入荷したPWBには表示部、SW部の穴開け用の目印を作って有り簡単正確に穴あけが出来ます。

ケーブルはLANケーブルと8P30㎝ケーブルどっちも使えます。

生基板領布再開しました。右下左側にカットしたものですが、指定も可能です。
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| 電流制御昇圧型走行充電 | 23:27 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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