マイコン
太陽電池もLEDもワンチップ・マイコンで自由自在!
マルツオンラインでは、特集企画に添った学習実験が行える学習基板として2機種の製品を発売します。
■マイクロチップ製dsPIC33FJ16GS502搭載の制御マイコン基板
ディジタル・パワー制御 ベース・ボード MPMDP33-BASE
■新日本無線のNJW4800を使用したパワーモジュール
2A出力ハーフ・ブリッジ パワー・ボード MPM4800-PM
※写真はベースボードとパワーボード2枚を組合せたものです。
協賛：マイクロチップ テクノロジー ジャパン（株）、新日本無線（株）、CQ出版（株）
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ディジタル・パワー制御ベースボード
価格：￥8,553(税別)
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2A出力ハーフ・ブリッジ・パワーボード
価格：￥1,886(税別)
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●LED調光制御の実験ムービー
ディジタル・パワー制御ボードを使って、パワーLEDの調光制御を行ったようすです。PWM制御で輝度をコントロールした場合と、電流で輝度をコントロールした場合の違いがわかります。
●3相ブラシレス・モータの実験ムービー
ディジタル・パワー制御ボードを使って、3相ブラシレス・モータを回す実験です。出力する正弦波の周波数を変化させ、回転数を制御します。
●ステレオD級アンプの実験ムービー
ディジタル・パワー制御ボードでステレオのD級アンプを構成し、実際にスピーカから音を出してみます。ディジタル処理によるイコライザ機能も付けて、音がどのように変わるかも聞き比べてみます。
●太陽光パネルの発電特性を見る実験ムービー
ディジタル・パワー制御ボードを定電圧・定電流出力で動作させ、太陽電池パネルの発電特性を調べる実験のようすです。出力電圧と電流のデータは、RS-232C経由でパソコンに送ります。
●定電流・定電圧DC-DCコンバータとPC連携の実験ムービー
ディジタル・パワー制御ボードで、定電流・定電圧出力のDC-DCコンバータを構成しています。負荷電流が大きくなると、定電圧から定電流に切り替わるようすがわかります。また、PCを使って外部から出力電圧や電流を設定してみます。
ディジタル・パワー制御ボードのココがすごい！
●LED調光やDC-DCコンバータ、モータ制御、D級アンプ、蓄電池充電も自由自在
●心臓部にマイクロチップ社のdsPICマイコンを使用
●コンパクトなパワー・ボード
●アナログ入力部の構成を自在に変えられる
●豊富なチェック・ピンとワンタッチ端子台を装備
●ディジタルならではのユーザ・インターフェース
LED調光やDC-DCコンバータ、モータ制御、D級アンプ、蓄電池充電も自由自在
ディジタル・パワー制御ボードは、制御部であるベースボードと、実際に負荷を駆動するパワーボードの二つに分かれています。
パワー・ボード一つで、LEDの調光制御や定電圧・定電流のDC-DCコンバータの実験、鉛蓄電池の充電制御の実験ができます。パワー・ボードを二つ用意すれば、モータの制御やD級アンプの実験もできます。パワー・ボードは取り外し可能になっているので、パワー・ボードを自作の機器に移植したり、逆にオリジナルのパワー・ボードをベース・ボードに搭載することもできます。
心臓部にマイクロチップ社のdsPICマイコンを使用
ベース・ボードの心臓部になるマイコンには、マイクロチップ社のdsPICマイコン dsPIC33FJ16GS502を採用しています。
このマイコンはSMPS(Switched-Mode Power Supply)やディジタル・パワー変換用途などに向けたもので、スイッチング動作に必要な機能が強化されています。
A-Dコンバータは分解能10ビット、サンプリング・レート4MSPSで、常に変化するアナログ信号をきめ細かに取り込むことができます。また、PWM出力は最小分解能1.04nsで、高速・高分解能のスイッチングが可能です。
これらの高速な周辺機能をまとめるCPUコアも高速です。処理性能は最大40MIPSで、DSP機能も備えることから、複雑が演算が必要になるディジタル制御にも威力を発揮します。
コンパクトなパワー・ボード
パワー・ボードは、スイッチング素子のほか、出力電流検出回路やLCフィルタをまとめた、コンパクトなモジュールになっています。
スイッチング素子には、新日本無線のNJW4800を使用しています。NチャネルMOSFETによるハーフ・ブリッジ回路やゲート・ドライバ、デッド・タイム生成、保護回路などをワンチップにまとめたICで、マイコン等からPWM信号を加えるだけで駆動できる便利なICです。
パワー・ボードからは、LCフィルタで平滑したDC出力のほか、スピーカ駆動用のオーディオ出力、フィルタを通さない生のスイッチング出力を取り出せます。単なるスイッチング回路にとどまらず、DC-DCコンバータやD級アンプなど、いろいろなアプリケーションへの応用が可能です。
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アナログ入力部の構成を自在に変えられる
ベース・ボードのアナログ入力は2チャネルあります。これらの入力は外部からのDC信号のほか、オーディオ信号やサーミスタ入力、ボード上の可変抵抗入力など、いろいろな入力に切り替えて使うことができます。
ゲインは1倍または10倍をジャンパで設定できるようになっています。また、任意のゲインに改造できるよう、ゲイン設定抵抗はリード部品を使用しています。
豊富なチェック・ピンとワンタッチ端子台を装備
ディジタル・パワー制御ボードは、実際に動かして動作を確かめることを目的に開発しました。
各部の信号がどうなっているのか、プログラムを変えたらどうなるのか、細かなところまで動作を確かめられるよう、チェック・ピンをたくさん用意しました。
オシロスコープのプローブを接続して、すぐに波形観測ができます。
アナログ入出力には、接続しやすいようにワンタッチ端子台を使用しています。
コネクタなどを用意しなくても、電線を簡単に接続できます。
ディジタルならではのユーザ・インターフェース
ディジタル制御のメリットの一つは、部品変更なしで動作パラメータを簡単に変えられることです。
また、回路の動作状態はほとんどマイコンに取り込まれるため、細かな状態確認ができます。
ベース・ボードには、これらのパラメータ変更や状態確認用にタクト・スイッチを三つ、16文字×2行のキャラクタ液晶モジュールを一つ備えています。
出力電圧や電流などのパラメータを直感的に操作できるよう、可変抵抗も二つ備えています。可変抵抗は、操作しやすいつまみ付きタイプです。
PCや外部機器との連携が簡単にできるのも、ディジタル制御のメリットです。
ベース・ボードには、通信用のRS-232Cインターフェースも1チャネル用意しました。
