วีดีโอ

フィードバック抵抗は分圧比を変えず高抵抗にすると効率も上がり、安い抵抗が使えると思います

以下インターリーブ型昇圧チョッパに使用したプログラムです int fpwm = 50.0; //キロヘルツ float Vfb, e, e_old, u, pwm; float S, S_old; float dt = 0.0004; float r0 = 10.0; //目標値電圧 float r = 1023 * r0 / 30; //目標値正規化 float Kp = 2.0; float Ki = 5.0; unsigned long previousMillis = 0; const unsigned long controlCycle = 400; // 制御周期 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(9, OUTPUT); pinMode(10, OUTPUT); TCCR1A = (1 << WGM11) | (1 << COM1A1) | (1 << COM1B1) | (1 << COM1B0); //フェーズコレクトPWM,非反転 TCCR1B = (1 << WGM13) | (1 << CS10); //フェーズコレクトPWM,プリスケーラ1 ICR1 = 16000 / (2 * fpwm); // pwm周波数設定 e = u = 0; } void loop() { unsigned long currentMillis = micros(); // 制御周期400µsごとに制御を実行 if (currentMillis - previousMillis >= controlCycle) { previousMillis = currentMillis; Vfb = analogRead(A0); e = r - Vfb; S = integ(e, e_old, S_old, dt); if(S >= ICR1/Ki)S = ICR1/Ki; u = Kp * e + Ki * S; S_old = S; e_old = e; pwm = constrain(u, 0, 0.8 * ICR1); OCR1A = pwm; OCR1B = ICR1 - pwm; } } float integ(float y_in, float y_old, float S_old, float dt) { float S_out = S_old + (y_in + y_old) * dt / 2.0; return S_out; }

以下最終的なプログラムとなっています。 動画内で触れるのを忘れてましたがPythonのプログラムも後ろにつけておきます。Pythonに関してはコピペしただけなので解説は難しいかも… const int x7 = A1; // センサー入力 const int x6 = 9; // PWM出力 float x1, x2, x3, x3_old, x4, x5, x8, x9; float r, t, dt; float Kp, Ki, Kd; unsigned long previousMicros = 0; const unsigned long interval = 3000; // 制御周期3ms void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(x7, INPUT); pinMode(x6, OUTPUT); t = x3_old = x4 = x9 = 0; // 初期化 r = 2.5; // 目標値 Kp = 1.0; // 比例ゲイン Ki = 0.0; // 積分ゲイン Kd = 0.0; // 微分ゲイン dt = 0.003; // 制御周期 // スタート信号を待つ while (Serial.available() == 0) { // 何もせず待機 } // スタート信号を受信 if (Serial.read() == 'S') { Serial.println("Start received"); } } void loop() { unsigned long currentMicros = micros(); // 3ミリ秒ごとに処理を実行 if (currentMicros - previousMicros >= interval) { previousMicros = currentMicros; x1 = r; x2 = x1 - x9; x3 = x2 * 100.0 * (255.0 / 500.0); // x2のままでは小さすぎる x4 = Kp * x3 + Ki * integ(x3,x3_old,x4,dt) + Kd * diff(x3,x3_old,dt); // PI制御 x3_old = x3; x5 = limit(x4, 0, 255); analogWrite(x6, x5); // 制御入力 // x6 → RC回路 → x7 x8 = analogRead(x7); // センサー x9 = x8 * (5.0 / 1023.0); t += dt; Serial.print(t * 1000); // tをミリ秒に変換して出力 Serial.print(","); Serial.print(x8); Serial.print(","); Serial.print(x4); Serial.print(","); Serial.println(x5); } } float limit(float x, float min, float max) { if (x < min) return min; if (x > max) return max; return x; } float integ(float y_in, float y_old, float S_old, float dt) { float S_out = S_old + (y_in + y_old) * dt / 2.0; return S_out; } float diff(float y_in, float y_old, float dt){ float Diff = (y_in - y_old) / dt; return Diff; } ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- #ここから先パイソン import serial import pandas as pd import time # シリアルポートとボーレートの設定 (ポートは環境に合わせて変更してください) ser = serial.Serial('COM1', 9600) # シリアル通信が始まるまで少し待機 time.sleep(2) # Arduinoのリセット待ち # Arduinoにスタート信号を送る ser.write(b'S') # 'S'を送信 # データを格納するリスト data_list = [] while True: if ser.in_waiting > 0: # シリアルポートから1行読み取り line = ser.readline().decode('utf-8').rstrip() # 読み取ったデータをコンマ区切りで分割 data = line.split(",") # データが要素を持っているか確認 if len(data) == 4: try: t = float(data[0]) x8 = float(data[1]) x4 = float(data[2]) x5 = float(data[3]) print(f"t: {t}, x8: {x8}, x4: {x4}, x5: {x5}") # データをリストに追加 data_list.append([t, (x8/1023)*5, x4, x5]) # ループを終了する条件 if t >= 300: break except ValueError: print("データの変換に失敗しました:", data) # データの確認 print("データリスト:", data_list) # データをDataFrameに変換 df = pd.DataFrame(data_list, columns=['t', 'x8', 'x4', 'x5']) # データフレームの確認 print("データフレーム:") print(df.head()) # Excelファイルに保存 保存したいパスを指定 try: df.to_excel(r'F:\フォルダ1\フォルダ2\エクセル.xlsx', index=False, engine='openpyxl') print("データがExcelファイルに保存されました。") except Exception as e: print(f"エラー: {e}")

/*　4bitの方　*/ // 入力ピンの定義 const int inbit0 = 2; const int inbit1 = 3; const int inbit2 = 4; const int inbit3 = 5; //MSB const int set = 13; //2の補数設定用 const int inputPins[5] = {inbit0, inbit1, inbit2, inbit3, set}; // 出力ピンの定義 //1の位 const int outbit0 = 6;//a1 const int outbit1 = 7; const int outbit2 = 8; const int outbit3 = 9; const int outbit4 = 10; const int outbit5 = 11; const int outbit6 = 12;//g1 //10の位 const int outbit7 = A0;//a10 const int outbit8 = A1; const int outbit9 = A2; const int outbit10 = A3; const int outbit11 = A4; const int outbit12 = 0; const int outbit13 = 1;//g10 const int outputPins1[7] = {outbit0, outbit1, outbit2, outbit3, outbit4, outbit5, outbit6}; const int outputPins10[7] = {outbit7, outbit8, outbit9, outbit10, outbit11, outbit12, outbit13}; void setup() { // 入力用ピンを設定 for(int i = 0; i < 5; i++){ pinMode(inputPins[i],INPUT); } // 出力用ピンを設定 for(int i = 0; i < 7; i++){ pinMode(outputPins1[i],OUTPUT); } for(int i = 0; i < 7; i++){ pinMode(outputPins10[i],OUTPUT); } } void loop() { // numberに4bitの値を入力 uint8_t number = 0; number |= digitalRead(inbit0) << 0; number |= digitalRead(inbit1) << 1; number |= digitalRead(inbit2) << 2; number |= digitalRead(inbit3) << 3; if(digitalRead(set) & digitalRead(inbit3)) number = ~number + 1; //if(digitalRead(inbit3)) number = ~number + 1; // 数値をBCDに変換 uint16_t bcd = toBCD(number); uint8_t X = get7SegmentValue(bcd & 0x0F); //1の位の4bitから7segの7bit uint8_t Y = get7SegmentValue((bcd >> 4) & 0x0F); //10の位の4bitから7segの7bit if(digitalRead(set) & digitalRead(inbit3)) Y = 0x40; //if(digitalRead(inbit3)) Y = 0x40; for(int i = 0; i < 7; i++){ digitalWrite(outputPins1[i],(X >> i) & 0x01); //1の位出力 digitalWrite(outputPins10[i],(Y >> i) & 0x01); //10の位出力 } delay(10); // 10ミリ秒待つ } // BCDに変換する関数 uint8_t toBCD(uint8_t num) { uint8_t tens = (num / 10) << 4; uint8_t ones = num % 10; return tens | ones; } // 0~9までの値を7セグ用信号に変換する関数 uint8_t get7SegmentValue(uint8_t input) { // 4ビットの入力値に基づく7セグメントディスプレイの値 switch (input) { case 0: return 0x3F; // abcdef case 1: return 0b00000110; // bc case 2: return 0x5B; // abdeg case 3: return 0x4F; // abcdg case 4: return 0x66; // bcfg case 5: return 0x6D; // acdfg case 6: return 0x7D; // acdefg case 7: return 0x07; // abc case 8: return 0x7F; // abcdefg case 9: return 0x6F; // abcdfg default: return 0x00; // 不正な入力の場合 } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /*　8bitの方　*/ const int in0 = 2; const int in1 = 3; const int in2 = 4; const int in3 = 5; const int in4 = 6; const int in5 = 7; const int in6 = 8; const int in7 = 9; //MSB const int in8 = 10; //2の補数判定 const int inputPins[9] = {in0, in1, in2, in3, in4, in5, in6, in7, in8}; const int out0 = 11; //1の位 const int out1 = 12; //10の位 const int out2 = 13; //100の位 const int out3 = A1; //マイナスを表示用 const int clock = A0; const int outputPins[5] = {out0, out1, out2, out3, clock}; void setup(){ for (int i = 0; i < 9; i++) { pinMode(inputPins[i], INPUT); } for (int i = 0; i < 5; i++) { pinMode(outputPins[i], OUTPUT); } } void loop(){ uint8_t number = 0, number2 = 0; for (int i = 0; i < 8; i++) { //numberに値を格納 number |= digitalRead(inputPins[i]) << i; } number2 = number; if(digitalRead(in8) & ((number>>7) & 0x01)) number = ~number + 1; //2の補数対応 in8 = 1の時 uint16_t bcd = toBCD(number); //BCDに変換 uint8_t X = 0, Y = 0, Z = 0; X = get7SegmentValue(bcd & 0x0F); //1の位 0gfedcbaの順で格納されている Y = get7SegmentValue((bcd >> 4) & 0x0F); //10の位 Z = get7SegmentValue((bcd >> 8) & 0x0F); //100の位 for(int i = 0; i < 7; i++){ //シフトレジスタへの格納 digitalWrite(out0, (X >> i) & 0x01); digitalWrite(out1, (Y >> i) & 0x01); digitalWrite(out2, (Z >> i) & 0x01); if(digitalRead(in8) & ((number2>>7) & 0x01)) digitalWrite(out3,1); else digitalWrite(out3,0); digitalWrite(clock,0); for(int j=0;j<100;j++); digitalWrite(clock,1); for(int j=0;j<100;j++); } delay(50); } uint16_t toBCD(uint8_t num){ uint16_t hun = (num / 100) << 8; uint8_t ten = ((num / 10) % 10) << 4; uint8_t one = (num % 10); return hun | ten | one; } uint8_t get7SegmentValue(uint8_t input) { // 4ビットの入力値に基づく7セグメントディスプレイの値 switch (input) { case 0: return 0x3F; // abcdef case 1: return 0b00000110; // bc case 2: return 0x5B; // abdeg case 3: return 0x4F; // abcdg case 4: return 0x66; // bcfg case 5: return 0x6D; // acdfg case 6: return 0x7D; // acdefg case 7: return 0x07; // abc case 8: return 0x7F; // abcdefg case 9: return 0x6F; // abcdfg default: return 0x00; // 不正な入力の場合 } }

おぉ！素早いアップデート！ 某メーカーも見習えばよい。

7セグLEDでバイナリ数を表示できるようになったら色々使い道ありそう。

片側の極性はクリップ歪み、もう片側の極性では折り返す形の歪みなのが興味深いです。

音いいですか？

振幅を入力より小さくしたい場合私は反転増幅にしてしまいますが 反転増幅にしなかったのはなぜですか？

とても希少貴重なTH-camです。

±電源にすればカップリングコンデンサー外せるでしょ。

頭おかしい(褒めてます)中国にオペアンプのサイズになったこれみたいなのか売ってたけどクソ高かった記憶がある。

R18ってダンピングファクタ悪化させませんか？

期待age Xアカウントもあったら教えてください！

非常に良い動画でした。　　回路の基本が分かっていらっしゃるのでしたら、今の時代、どこから拾ってきても良いと思います。　　むりしてゼロから作ると、ここまでの回路をイメージするのは、結構大変です。　　誰かが似たような物を作っていますから、分析して使うべきです。　　　動画内の説明も必要十分で良かったですよ。　　これだけ回路の中身を推測できれば問題ないと思いました。　　 また、シュミレータとオシロで確認できるのでしたらこれを改造して改善しても良いし、何でも作れますね。　　 今回のテーマ、面白かったです、これ見て真似も出来そうで良かったです。　　似たような動画、期待したいです。

面白いです。今後もアナログ回路の投稿をする予定があったら嬉しいです！

ダイオードでなくトランジスタを使った理由の所で飲んでいたコーヒー吹いてしまった。

面白かったです！スピーカー選定の動画もこれから投稿されるのであれば見てみたいです

電源電圧に対してどの程度の振幅まで歪まずに出力出来ますか？ 私の予想ではカップリング前で上が電源電圧より1.2ｖ程度低く 下はグランドより0.6ｖ程度高いぐらいと予想しています

基板上での工作、作るのは大変ですが、出来たときは感動しますよね。　　しかし、ユニバーサル基板の半田面はごちゃごちゃするのですごく労力がいります。　　　デジタルよりアナログ、トランジスタの方がお得意なかたに感じました。　　アイデアは良いですね。　　真理値表から論理式が出せるのでしたら、もう一歩ですよ、というのも、押しボタンスイッチが付いてますから、押すたびに、状態を1→2→3と変えられれば完璧ですよね^^ 　まあ、それには結構な回路をさらに足す必要がありますが回路の作り方はいくつも方法はあるかと思いました。　　 立派な回路追加だとまた更に大変なので、簡易的なものでも何か足すと機能アップで良いかと思います。。 ここまで苦労されて作った物ってまだ持っていらしたら、これの改造動画を作って、そうなるよう改造した、動画を作っても良いかなと思いました。 余計なことかもしれませんが、NANDはTrとRで作るより74HC00を使えば、もう少し回路面積を少なく出来たかもしれませんね、まあ手元に無かったからでしょうけど。　　２段の回路基板になってしまうのは、部品点数も多いですし、かなり作るのが大変だったと推測します。