玄箱の計画停電対策(1)

東北関東大震災の影響で、最近計画停電がありますが、停電で常時ONにしている玄箱がバシッと落ちてしまうとそれだけでもショックなのに、停電が終わっても玄箱は電気が落ちたまま、自動的に復旧しません。まわりに誰か居ればスイッチをワンプッシュするだけで良いのですが、わざわざ頼むのも面倒。
ということで、電源が復旧したら自動的に電源ボタンをONするための工作をしました。




  1. やりたいこと
    停電から復旧したら、一呼吸おいて電源ボタンを押す動作(電源ボタンの回路を閉)をするだけです。本当はUPSのように、電源が落ちた瞬間からshutdown完了するまでバッテリ駆動するようなのも考えて見たいのですが、今はとりあえず落ちたら立ち上がるところまでです。

    非常に単純な動作ですが、機械的にボタンをプチッと押すのは精度的に不安だし、玄箱自体を開け閉めする際の邪魔にならないように綺麗に作るのが難しそう(面倒くさい)なので、電気的にタイマーを組み合わせて作ることにしました。

    機能としては、こんな波形を作りたいわけです。
    d0222779_20121894.jpg


    • 電源復帰とともにタイマー1が起動、1秒後に玄箱の電源スイッチの回路を閉する
    • 玄箱電源スイッチを閉でタイマー2起動、0.5秒で電源スイッチの回路を開にする

    たったこれだけです。
    でも、コストを抑えたいのでスイッチの開閉は安いメカニカルの小型リレー、タイマー1、タイマー2は単純なCR遅延回路で作ることにしました。



  2. 仕様検討
    一応作る前に5分くらい(!)は考えたんですが、遅れてONになるだけなら何も考えることは無いのですが、一応その後OFFにするという、2アクションあるので、状態遷移を考えると、CR遅延回路だけで作ろうと思うと結構面倒です。(やり始めて気が付いた‥‥)

    状態遷移としては、
    電源ボタンON待機状態->電源ボタンON中->電源ボタンOFF(定常状態)
    とループは無いので複雑なところは有りません。ただ上記の3つの状態を2つの独立したタイマーで作る上で、それぞれのタイマーをパラレルに置くか、シリーズに置くかが考えどころでした。


    パラレル
    d0222779_20114095.jpg




    シリーズ
    d0222779_20132086.jpg




    パラレルの方がタイマー自体は簡単ですが、タイマー1とタイマー2の出力をJKフリップフロップ(双安定マルチバイブレータ)が要るなぁと考え、面倒ということだけで(^^;、シリーズにしようと決めました。



  3. 製作!
    昔電子工作やっていたこともあって、たまたま手元にいくつかパーツがあったので、それらを使ってユニバーサルボードにC、R、Trを差し込んで回路を作って行きます。(超行き当たりばったりデス)

    タイマー1の出力からタイマー2をシリーズにつなげるところで苦戦。アナログ回路は面倒だなぁ、と久々に実感(しばらくデジタルばっかりだったもんで‥‥)
    タイマー2をタイマー1につなげると、タイマー1が動かなくなったり(トランジスタ回路はインピーダンス低いし)、電圧がなだらかな曲線なもんだから、入力電圧が変動すると時間がまちまちになる様子。

    結局タイマー1の出力からタイマー2のCR遅延回路を駆動するのを早々と断念し、タイマー2は面倒だけど単安定マルチバイブレータ回路にすることにした。最初からフリップフロップにしておけば良かったんだけどな。これだと出力もH/Lはっきりしているし、電圧による変動も少ない。

    単安定マルチバイブレータを使った回路(不採用だけど)

    d0222779_20254986.jpg



    一応思ったとおりの動作はするんだけど、致命的な問題が有りました。てっきり忘れてましたが、単安定でもマルチバイブレータ回路は初期値が確定しないんでしたよね。
    このため、何度か動かしていると、タイマー1で1秒後にONする前に既にタイマー2の初期値がONとなっていたり、ある時はなっていなかったり。これじゃぁ使えないよな。
    d0222779_20323382.jpg


    折角マルチバイブレータのところまでトランジスタで作ったし、パラレルにタイマーを配置しようかとも考えたけど、たまたま部品入れにNE555が1個だけあったので、これを使って足掻いてみる。これだとトランジスタで作った単安定マルチバイブレータのように、初期値がまちまちということも無いし、トリガーのインピーダンスも高いし、うまくいきそう。

    早速実験してみた。

    d0222779_20385471.jpg

    d0222779_20391257.jpg

    結果、期待通りの動作でした。

    結局タイマー1はトランジスタとCRの典型的な遅延回路、タイマー2は邪道にも(?)タイマーICを使ってしまって、何となくパッチワーク的な回路でイマイチ美しく無いのですが、まぁそんなこだわるモノでもないし、早く作っておきたいので、これで良いかと。

    まだ回路図に起こしていないので、続きは次回。


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by tkn384 | 2011-03-30 20:09 | 電子工作


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