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概要:XBee によるリアルタイム温度測定記録を公開している。直近一日の軒下の気温を示す。リスト表示 Meas.txt を更新するにはF5キーを押下してください。測定時刻は年月日時刻の 最新順になっている。プログラムおよびハードの改変中は測定結果が更新されません。 エンドデバイスの XBee よりの,API モードのパケットを受信後,USB ポートを介して 開始日時,秒単位の現在時刻と経過時間を表示しつつ測定結果を取得します。取得はカレンダクロックに同期し,周期 1 - 60 分が 選択できます。Slip21 は Windows XP SP3以降で動作します。XPの場合は別途,.NET Framework 4 以降が必要です。マイクロ ソフトからダウンロードできます。1GB のメモリが要件となっていますが,連続運用は 400MHz,384MBの LAN 上で 動作させており,古いPCでも支障はありません。HTTPD も同一サーバ上です。LAN 運用なら HTTPD は必要ありません。

XBee: 秋月2.54mmピッチ変換基板改造 2015-02-14

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ルータ用に秋月の「XBee用2.54mmピッチ変換基板」を購入していたけれど,エンドデバイスに転用する事とした。 秋月の製品には,回路図を含めた資料が添付されていて便利だ。当該の回路図を眺めていたらレギュレータが邪魔になる。エンド デバイスには自作の DC/DC コンバータを搭載して 3V3 を供給するからだ。レギュレータを取り外したいが,面実装 SOP のチップ 部品をハンドルするスキルがない。レギュレータを取り付けたまま,パターンをカットする事にした。

基板のパターンを見ると,参考になる。コネクタ端子のランドを単に丸にしていない。端子を GND で囲める裏面はピンごとに ループを形成している。ビアは 6.5mm ピッチだ。しかし,パターンを詳細に観察すると,Digi International の設計基準から 逸脱している事に留意した方がいいかもしれない。チップアンテナの場合,1番および20番ピンの前方の PWB にはパターンが 禁止されている (p15)。外部アンテナもしくは Whip アンテナタイプの XBee でないと,公称性能を確保できない恐れがある。

The Wire Whip Antenna should be straight and perpendicular to the ground plane and/or chassis. It should reside above or away from any metal objects like batteries, tall electrolytic capacitors or metal enclosures. If the antenna is bent to fit into a tight space, it should be bent so that as much of the antenna as possible is away from metal. Caution should be used when bending the antenna, since this will weaken the solder joint where the antenna connects to the module. Antenna elements radiate perpendicular to the direction they point. Thus a vertical antenna emits across the horizon.

Chip Antennas should not have any ground planes or metal objects above or below the module at the antenna location. For best results the module should be in a plastic enclosure, instead of metal one. It should be placed at the edge of the PCB to which it is mounted. The ground, power and signal planes should be vacant immediately below the antenna section (See drawing for recommended keepout area).


レギュレータの出力をカットして CN1 と CN2 の1番ピンをジャンパ接続すればいいが,その場合,レギュレータに3V3 が印加される ので無負荷時でもわずかに公称 10uA の消費電流が発生する。温度計は長期に渡り測定するので,できるだけ電池の損耗は避けたい。 レギュレータの入力線のカットも必要になる。CN1 および CN2 の8番ピンはNCなので,これを使えば,レギュレータの入力線の カットが避けられる。回路図だと,両者の8番ピンは接続されていないが,実際のパターンは接続されている。

実装レギュレータと LED の消費電流

レギュレータのレギュレーション程度と実際の消費 電流を知るために LED 負荷におけるレギュレーション特性を自製低電圧発生器,DSOおよび2台の DMM を用いて測定した。

写真に示すようなプローブを取り付けるために,10P のヘッダ CN1 の1番ピンと10番ピンを半田付けした。CN2 の1番ピン穴に出力 電圧測定用のチェックピンを半田付けしている。


入力電圧測定: DSO TDS2002,50ms/div,CH1
電流測定: DMM PC510
出力電圧: DMM P-16

Regulation Characteristics 2015/2/13
Vin [V]I [uA]Vout [V]
5.0015943.304
4.5215943.305
4.0015933.305
3.5215933.304
3.4015923.300
3.3015423.246
3.2014223.126
3.0012032.906
2.507652.464
2.00275.81.949
1.509.51.476
1.305.91.285
入力電圧 1.3V から 5V の入力範囲で測定し,以下に示す測定結果を得た。定電圧発生器の多回転トリマを回し,DSO のカーソルに 合わせた。これは DSO のカーソル分解能の制限によるものである。入力電圧 3.30V 以下は 500mV/div レンジである。微小電流域 での電圧ドロップはわずか 0.1V に過ぎない。入力 3.3V 以下は LED の電流を測っているようなものだ。LED の電流制限抵抗 1kΩ の両端電圧を測れば簡単に LED 駆動電流がわかるが,アキシャル部品のようにするわけにいかない。本チップ抵抗器は 1608 (1.6x0.8 mm)のサイズしかない。秋月のデータシートによれば,このサイズでも 100mW 以上あるらしい。LED が点灯する 閾値は 1.56V であった。

実装レギュレータ単体の消費電流

秋月のデータシートにあるように,JP1のパッドをカッタで切断した。パターンを切るとき,少し緊張というか罪悪感を感じる。カッタナイフの先端を折って,新しくして切り込んだら,簡単に切断された。PWB の箔の厚みとか剥離強度が昔の基準とは,ずいぶん異なるのだろうか。以前はVカットのようにしないと,切断できなかった。前項と同様に定電圧発生器の電圧を変化させ,レギューレータの消費電流を DMM により測定した。グラフの入力電圧の単位はVで,出力の消費電流単位はuAである。測定グラフ Regulator Comsumption を別ページに示す。やはり,3V3 近傍の出力は不安定になっている。アナログ信号への影響を考慮すると,使用しなくてもレギュレータへは給電しない方が賢明だろう。

結論

参考

XBee 用2.54mmピッチ変換基板



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