なるほど、そういうことか

今日はリモートワークで在宅でした。いつものように起きた朝、始業前に少し時間があったので、日曜の最後の謎解きをしていました。

その謎とは、デジタル遅延タイマーの15秒のカウントが過ぎた後に、なぜか2秒ほどモーターが止まらないという現象のことです。直前のブログなので再掲はしません。


まず、謎現象の確認の第一歩として、問題ないと思いつつも、改めてデジタル遅延タイマーの出力(load)を確認してみました。
追加したモーター停止回路は、デジタル遅延タイマーの出力がONからOFFに変わったときに0Vパルスを生成するつもりで作っています。なので、そもそもその源の出力波形がおかしくないのかということから確認しておこうということです。

下の図で青でハッチングしているところが、モーター停止の追加機能に関わるところです。一番上の蛇の頭っぽいところが遅延タイマーの出力で、それが追加回路への入力の最上部となります。


ソレノイドを繋いでいる①と同じところなので、ソレノイドのところにオシロ付きマルチメータを繋いで確認です。


それで、やってみた結果がこちら。


この動画にあるように、14.9秒までは12Vに張り付いていて、15秒が経過した直後、即座に0Vに落ちています。


この時間軸レンジだとよくわかりませんが、0Vに落ちる時間はほとんど0でした(msオーダー)。
そもそものタイマー停止後の出力に、ソレノイドの駆動はできない程度の弱い電圧が少しだけ残っていて、フォトカプラをONにしてしまっているのではないかとちょっと疑っていたのですが、そうではないですね。


ということで、次に追加回路の入力部の②を計ってみました。下図の②です。


抵抗の足にプローブを挟んで、オシロ観測用に信号を取り出します。


で、計ってみた結果がこちら。


15秒が経過したところは、左からちょうど3div目のところです。そこで即座に0Vに落ちるのではなく、4Vくらいまで落ちてから0Vに漸近していっていました。

あれ？ん？‥‥‥そうか‥‥なるほど、そういうことか‥‥波形を見て謎が氷解しました。

そういえば、似たようなことを以前にも考えていました。このブログで書いた前からあるワンショット回路の方の電源OFF直後のコンデンサ放電が原因ですね。そのブログ中のこの絵です。

新しく作った回路単体では問題が発生しなかったのは、この以前からの回路とは繋がっていなかったからでした。

この前のブログのときは、右側の抵抗の6Vの電位差がトランジスタのベース・エミッタ間を逆電位にしてしまうことを問題視していたのですが、今回悪さをしていたはこの左側の抵抗の電位差の方です。

少し違うのは、放電経路が22kΩ抵抗と22kΩ抵抗の直列ではなく、[22kΩと22kΩの並列]と22kΩの直列になっているところです。以下のように、追加回路の入力部にも電流が流れるようになったためです。


[22kΩと22kΩの並列]は11kΩとなるため、11kΩと22kΩの直列接続で分圧され、左側の抵抗の両端＝追加回路入力部の電位差が4Vになっていたのでした。その後にこのループで放電されて0Vに漸近するというわけです。


原因がはっきりしてスッキリしました。工夫すれば即座に0Vになるように回路を変更することもできると思いますが、15秒というのも大体の値であって、それが2秒程度伸びたところで何の問題もないので、このままでいいでしょう。

何か不安定になっているとかを気にしたのですが、当たり前の現象であることがはっきりしたので、電気系の改良はこれで良しとします。

《つづく》