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CASSIOPEIA E-2000 バッテリ交換

CASSIOPEIA E-2000というのは、いわゆるPDAの一種です。
通信機能は後付けする必要がありますが、今のスマートフォンの先祖と言っていいでしょう。

5年ほど前に購入して、今まで使ってきたのですが、バッテリがダメになりました。そこで、別のバッテリに取り替えたのですが、使用時間が延びません。

そこで、色々とテストしてみました。
バッテリーの代わりに定電圧電源で動作させていたところ、3.5V程度でバッテリ残量不足の警告が出ることが判明。
Li-ionバッテリの放電終止電圧は3Vぐらいのはずなんですが…。これでは、バッテリーの能力を出し切れません。

もしかしたら、古いバッテリーの容量を記憶していて、早い段階で警告が出るようになっているのかもしれません。こういう場合、何度か充放電させ、新しいバッテリの容量を覚えさせるのが定石です。しかし、新しいバッテリは規格が異なるので、外部の充電器で充電するようにしており、その方法が使えません。一体どうしたものか…。

リニアモーター計画進行中

最初に書いておきますが、浮きません。
いわゆる鉄輪式リニアと同じで、車輪で車体を支えながら、リニアモーターで走行するタイプです。
(ここで使うのはゴムタイヤですが、車輪という意味では同じ)

とりあえず、かなり限定的なレベルで「手持ちの素材で可能かどうか」の実験を行いました。
さて、実験のために製作した「リニアモーターカー0号機」をご覧頂きましょう。

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4007UBというIC

あまりに情報が少ないので追加。まあ需要も少ないわけですが。

4007Bまたは4007UBとは、CMOSロジックICである4000Bシリーズの1つです。UBかBかはメーカーにより違いますが、中身は同じです。(というかこの製品にはUB[出力バッファなし]かB[出力バッファあり]の違いが存在しない。)4007UBはその中でも特殊で、コンプリメンタリなMOSFETが2組と、MOSFETのソース端子が引き出されたNOTが1つ含まれています。詳しくは図をご覧ください。
4007ub3.png
ご覧のように、少しずつ異なる接続のMOSFETが3組あります。
ダイオードがいっぱい付いていますね。これは、CMOS-ICのやMOSFETの構造上、意図しなくてもこのようなダイオードが出来上がります。意図して作ったMOSFETに寄生するようにくっついているので、「寄生ダイオード」と呼びます。詳しいことは、割愛。なお、基本的にこの「寄生ダイオード」には電流を流してはいけません。どうしても流すときは10mA以下にします。
それから、すべての端子にVDDを超える電圧、VSSを下回る電圧を加えてはいけません。この辺は一般的なCMOS-ICの基本ですが、ただのMOSFETの詰め合わせに見える4007UBにも適用されるので注意です。

こんなもの何に使うのか?と思われるでしょう。
実はこれ、繋ぎ方を変えれば、NOTや、2入力のNAND,NOR,AND,OR、そしてORとNAND,ANDとNORの組み合わせ、そして3入力のNAND,NOR、さらに3ステートNOTやアナログスイッチ、アナログマルチプレクサなど、さまざまなゲートにすることができるのです。応用はデータシートにもある程度載っています。実際の回路がどのように構成されるのかが分かるので、勉強にもなりますし、1個だけANDが欲しいとか、ORとNANDの組み合わせが1組欲しいという用途にも使えます。その他、工夫次第で変則的なロジックを組むことも可能です。

そんなマルチパーパスな4007UBですが、内蔵する素子数が少ないゆえに実装密度が低くなりますし、NANDならNANDのみの4011Bとか、専用のロジックICを使ったほうが手軽であるからでしょう、知名度も使用例も非常に少ないです。
しかも、ほとんどのメーカーが早々に見切りを付けて廃品種にしてしまったようで、そのせいか、データシートの等価回路図によく誤植が見受けられます。(14-2-11ピン間と7-4-9ピン間がそれぞれ繋がっているように書かれている。このPDFの3ページとか。)
廃品種といっても、共立電子などではまだ手に入ります。

以下に使用例を置いときます。
4007利用
使用例1 1つプルダウン抵抗を使った強引なのがありますが…

20110126225321bf2.png
使用例2 低消費電力の発振器

4007利用3
使用例3 低い電源電圧のロジックから高い電源電圧のロジックへの信号伝達。抵抗器の調整が必要な場合あり。入力閾値電圧も不安定になりますが、アマチュア的には十分使えます。

もちろん、空きピンを正しく処理すれば、MOSFETを単独で使うこともできますし、それを使ってA級のアナログアンプやソース側にも抵抗を入れた低消費電力のアナログアンプを作ることもできます。ただ、普通のアナログアンプなら4069UBか74HCU04を使うことをお勧めします。アマチュア的作例でアナログアンプに使う例がありますが、4007を使う意味はあんまりないです。
迷列車ならぬ迷ICで行こうシリーズがあったらこれを推薦しときます。

そういえば、昔むかしのIC(ハイブリッドICでしかもDTLとかRTLとか)は、こんな風に素子がバラバラに詰め込んであって、外部の配線でロジックゲートを構成するのが結構あったようです。

ウォシュレットのリモコン故障

電子工作というか、どっちかというと独り言。

電池切れのランプが付いてから放置していたら、電池切れランプが消灯。
電池を新品に換えてもうんともすんとも言わない。

保障も切れているので、開けてみた。
リモコン
中身は単純。半導体はLEDの他に、マイコンと、赤外LEDをドライブするMOSFET、電池の電圧を検出するIC。
マイコンから何も信号が出ていない。LEDへの出力がハイインピーダンスになっている。そもそもクロック自体が動いていない…。

電池切れランプ点灯に関わる回路(マイコンのI/Oなど)に問題があって、電池切れでその回路が動作したため周りを巻き込んで故障を引き起こしたんではなかろうかと。とにかくマイコンの故障なのでどうしようもないな。

2/22追記
「ウォシュレット リモコン 故障」で何件か検索して来た方がいるようですが、これは多いのか少ないのか…
もし同じ状況(電池切れを放置)で故障が起こっているなら設計上で何らかの問題があるのかもしれません。

フリップフロップの難しさ

研究で電子回路のシミュレーションを行っているのですが、フリップフロップの部分が上手くいかない…。
まず、先生から貰ったシミュレーション用のフリップフロップでカウンタを構成すると、うまく動作しないorz。

フリップフロップって、実は内部回路は難しいんですよね…レベルトリガ形とよばれるものは、ゲート1個分の時間遅延を上手く使って動作させているので、この遅延時間がずれると上手く動かない。マスタースレーブ形というものでは、フリップフロップを2つ内蔵して確実に動作するようにしていますが、ちょっと癖があるし、これも遅延時間が絡んでいて難しい…。

先生から貰ったフリップフロップは、内部回路をFETレベルから組み立ててあったので、シミュレーションに時間がかかる。結局、理想論理素子を用いてフリップフロップを組みなおしてみると、カウンタは動作するように。
しかし、このフリップフロップを別の回路に組み込むと…立ち上がり、立ち下りが急峻すぎてシミュレーションエラーorz。先生のだと上手くいったのに…。

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