Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

Hyper-Gテスター動作確認法①

Hyper-G基板を完成し、次にどうすれば良いか情報がなく困ってるAさんの為に動作確認法を解説しなければなりません。

【構内風景】
テスターでHyper-G動作確認できますよと言った物の、『Aさんが簡単に』の枕詞を付けると、方法論を最初から構築するしかなく面倒な作業になりました。


1.非通電試験
1-1.テスター動作確認
最初に基板非通電状態で、半田付け忘れや不完全による導通不良がないか、半田ブリッジによるショートがないかを確認します。 テスターは抵抗計モード(Ω)で使います。

テスターを抵抗計モードにして表示確認します。 筆者テスターは単位がMΩ(百万Ω)表示はO.L(Open Load)開放になります、メーカーにより表示法が異なります。 次にプロープ同士を接続して表示が0Ωになれば、テスターは正常で試験開始できます。


1-2.電源-GND抵抗値計測試験
プローブを電源入力(ポリスイッチリード線)とGND端子(ソルダーウィッグ)に接続して計測します。 筆者はプロープにワニ口クリップを半田付けして使用してます。

計測結果は21.6kΩでした、電源電圧、CH数の仕様に係らず正しく配線されてれば必ず22kΩ前後になります。 ただし逆は真ならず、22kΩなら全てOKではありません。

入力回路トランジスタベース、オペアンプ3番ピンと5番ピン、計3ヶ所で電源とGNDが66(33+33)kΩで接続されてるので、その1/3約22kΩになります。


①約22kΩより計測結果が高い場合:
上記6本の抵抗のどこかが半田付け不良です。 オープン箇所を発見し補修後再確認してください。
②計測結果が約22kΩの場合:
先へ進んでください。
③約22kΩより計測結果が低い場合:
どこかに配線不良があります、上記6本の抵抗が33kΩ(橙色帯3本が並んでます)である事を確認してください。 OKなら先へ進みます、原因究明は別の試験で行います。
④計測結果が0Ωの場合: 
電源とGNDが基板内で必ずショートしてます。 電流容量強化部の半田ブリッジ、糸引き半田ヒゲ等、ショート部を発見し補修後再確認してください。


1-3.GND導通試験
GND配線が正しい事をポイントを絞って確認します。

GND端子と以下4点の導通試験(抵抗値計測)を行います。
①下CHトランジスタ2SC1815エミッタリード線
②上CHトランジスタ2SC1815エミッタリード線
③NJM2403D4番ピン(IC端子計測)
④LM358N4番ピン(IC端子計測)

①の試験中です、0Ω(導通)と表示されればOKです。 それ以外の計測結果はGND端子から該当箇所間に半田付け不良がありますので、発見し補修後再確認してください。


1-4.電源導通試験
電源配線が正しい事をポイントを絞って確認します。

電源端子と以下4点の導通試験(抵抗値計測)を行います。
①下CHトランジスタ2SA1359エミッタジャンパー線
②上CHトランジスタ2SA1359エミッタジャンパー線
③NJM2403D8番ピン(IC端子計測)
④LM358N8番ピン(IC端子計測)

①の試験中です、0Ωまたは0.1Ωと表示されればOKです。 ポリスイッチは微少抵抗値があり、筆者テスターでは0Ωと0.1Ωがパラパラします。 それ以外の計測結果は電源端子から該当箇所間に半田付け不良がありますので、発見し補修後再確認してください。


GND導通試験、電源導通試験で補修を行った場合は、再度電源-GND抵抗値計測試験を行ってください。 約22kΩであれば少し安心、低い場合は確実に配線ミスが残ってますが通電試験で発見しますので先へ進んでください。


2.通電試験
2-1.使用配線
ここからはビニール被覆線の配線を伴う作業です。 作例の2CH仕様は電源入力に最大2.4A、電源出力に最大1.2A流れます、最初に配線電流容量の解説をします。

①はポイント切替/照明電源幹線に使用してる太いビニール被覆線です、被覆が厚く硬くて扱い悪いですがポイント切替時に大電流が流れるので容量5Aを使ってます。


②はHyper-G本体と高機能制御部接続用6Pフラットワイヤーで容量3Aです。 ④の容量0.8A(TOMIXフィーダー線相当)との外径差0.4mmがほぼ芯線の太さの差です。 以上の電流容量情報は電材店で確認しました。


③は従来線電源/個別照明に広く採用中の2P赤黒ビニール被覆線です。 ②③と被覆厚が同じなので、容量約1.5Aと推定してます。 1.2A仕様の電源出力に使えます。


④は通常フラットワイヤー分離コードです、柔らかく扱い易いですが容量0.8Aなので、電源入力には使えません。 電源出力使用は常時1.2Aでないので危険ではありませんが、容量不足の配線使用は発熱や電圧低下の原因となるのでお薦めできません。

基板に給電して動作確認する為、DCプラグに容量2.5A以上のビニール被覆線を半田付けします、筆者は在庫の容量5Aを使いました。 長さは完成時パワースイッチへの配線長+余裕、12cmにしました。 DCジャック配線はセンタープラス(赤線)です、逆接すると通電の瞬間にICが破損します、念の為必ずテスターで導通確認してください。 

DCジャックプラスを電源入力(ポリスイッチリード線)、マイナスをGND端子(ソルダーウィッグ)へ半田付けして準備完了です。 ここまでの手順を守ればACアダプタ挿した途端に煙が出たり、部品が壊れる事はありませんのでご安心ください。


2-2.矩形波発生回路動作確認
この試験ではテスターを直流電圧計モード(DC V)で使います。

黒プローブをGND端子、赤プローブを次の2ヶ所に接続して電圧を計測します。
①2SA1359エミッタジャンパー線、または2SC1815ベース接続33kΩ電源側。
(ワニ口クリップ接続が容易なので抵抗リード線で計測しました)
②NJM4580DD1番ピン、または1番ピンに接続された抵抗リード線。
(ワニ口クリップ接続が容易なので抵抗リード線で計測しました)

12V/3A電源接続時①計測結果は12.22Vでした。 消費電流が少ない時は基準値12Vより高く、消費電流が多くなると低くなるのが一般的ACアダプタの特性です。

②計測結果は6.2V、電源電圧の50.7%でした、電源電圧半分強になればOKです。 その背景説明の為にオシロスコープ計測波形を使います。

正常動作時はGND・電源両側に1V未満の不感帯があり、0.8V-11.6V間の矩形波が出力されており、テスター計測結果は実効値6.2Vを表示してます。 正常動作してない場合は計測結果が1V以下の低電圧または11V以上の高電圧になります。

②計測結果が電源電圧の半分強でない場合は矩形波発振回路に半田付け不良またはショートがあります。 以下のポイントから不良箇所を発見し補修後再確認してください。
①NJM4580DDの1-3番ピン。
②2番ピンからGNDに接続された0.01μF(103Z)。
③1番ピンから3番ピンに接続された33kΩ。
④1番ピンから2番ピンに接続された2.7kΩ。


作例は12V仕様なので2SA1359ベース抵抗は470Ω1/2Wです。 12V/16V兼用仕様及び16V仕様は470Ω1Wで16V電源では損失1/2W(100%)になります。 しかし短時間実験なら可能なので16V/3.75A電源の計測も行いました。

①計測結果は16.55Vでした。

②計測結果は8.36V、電源電圧の50.5%でした、電源電圧半分強は12Vと同じです。

16V電源正常動作時は0.9V-15.8V間の矩形波が出力されており、テスター計測結果は実効値8.36Vを表示してます。 正常動作してない場合の症状と対処法は12Vと同じです。


今回はここまでにします。


ではまた。

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