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動かない原因はたくさんありますが、ほとんど解決できます。困難の原因は追求が合理的な手順によっていない点ですね。最初のポイントは、動く部分と動かない部分を切り分けることです。パソコン、ＯＳ、ケーブル、ソフト、GID-ADC本体、センサー、どれが動いていてどれが動いていないのか？
完成品で提供したものは必ず出荷試験されているのでたいていは大丈夫です。キットから組み立てたものなら、取り付け、極性、はんだ付けの不良と短絡、これらに気をつければほとんどが動きます。
部品の取り付けミスは、部品配置図とにらめっこ。絶対に間違い無しが確信できるのならば、はんだ付けを半田ごてで再加熱してください。特にDB25と基板の接続個所ははんだが少なすぎる不良が多いようです。たいていは再検査で動くようになるはずです。 それでも動かなければデバッグを開始します。
回路図にはこちらで測定した電圧が書き込んであるので、その電圧をテスターで確認しましょう。電源レギュレーターの周囲電圧が大事です。
それでも駄目なら、MAX186周辺信号のオシロスコープでの観察、RS232C信号線の手動による制御と制御結果の確認とひろがっていきます。チャレンジしてみる価値は絶対にあると確信しますし、これこそがＧＩＤ−ＡＤＣの提供目的なのです。
PC/ATはCOMポートにDB9のコネクタ、プリンタポートにDB25を採用しているので、DB25にGID-ADCを接続しても動きません、変換コネクタが必要です。プリンタポートに接続してもパソコンやGID-ADCが壊れないように設計されていますが、注意はしてください。
シリアルポートが使えない設定になっていることがあります。利用可能かどうかを確認してください。ノートパソコンや一部のデスクトップではCOMポートが内蔵モデムや赤外線ポートに割り当てられていて、外部コネクタが使える状態になっていないことがあります。どうしてもCOMポート＝２の設定で動かなかったので調査してみたらパソコンのCOMポート番号が１と３に設定されていたという報告もありましたし、同じCOM１や２でも標準の状態でないことも有ります。があります。どちらもハイパーターミナルなど一般的な通信ソフトで確認できます。
- 使用したいCOMポートに外部モデムを接続して動作させる方法
- クロスケーブルを使ってほかのパソコンと接続してみる
マザーボードのBIOS設定でCOMポートがディゼーブルになっていることもあります。 これらのマシン固有の問題にはこちらでは対処不可能なので、ユーザーが自力で解決するしかありません。が、ほとんどの場合パソコンのマニュアルをよく読めば解決できます。 最近のパソコン、特にショップ製のAT互換機ではコネクタにポート番号を書いていないものをよく見かけます。接続するたびにどのポートだったか悩むよりも、ポート番号をケースにマジックで書いてしまいましょう。
標準の割り当て状態
ポート アドレス ＰＣ／ＡＴ COM1 ３Ｆ８ COM2 ２F８
GID-ADC付属のサンプルプログラムの中からお好みのものを使ってください、確実に動きます。「動作がおかしくなったら再起動！」、パソコンはまず壊れないので、どんどん実験しましょう。
- ＤＯＳ版ソフトとwindows版ソフトを交互に使う場合にはかならず一度マシンを再起動してください。
- COMポート番号を間違えると動かないので注意！
- シリアルマウスを接続しているポートを指定するとマウスが使用不可能になります。
GID-ADCが動作することを確認してからセンサの動作試験をしましょう。
GID-ADCの動作確認１：
1.5Vの乾電池をアナログ入力とグランド間に接続して確認する方法です。乾電池なら安全に試験できます。
GID-ADCの動作確認２：
GID-ADCの±5V出力端子から抵抗で分圧してアナログ入力に与える方法もあります。これが一番安全です。応用として、Tx'(TTL)出力端子の電圧を分圧してアナログ入力に接続する方法もあります。この方法では、ＴＸ端子の動作確認もできます。出荷試験はこの方法です。
★試験はGID-ADCの入力許容電圧（±5V）を越えないことをテスターで確認してから接続すること！
★±12Vでは確実にMAX186を壊します
乾電池など安定な電圧を測定しているのに数mV〜数10mVのノイズを観察することがあります。
GID-ADCに使われているMAX186というアナログ・デジタル・コンバータは毎秒133ｋ回の変換性能があります。その間に８ビットの制御信号と12ビットの出力が出てくるので、アナログデータの取得はおよそ300万分の1秒ぐらいの短い時間で入力を観察しているのです。
最低でも3MHzのアナログ入力帯域と想像されます。（MAX186のデータシート（P8)には入力トラッキング回路は4.5MHzの小信号帯域巾を持つと記載があります）
3MHzと言えば短波ですから強力な放送電波の領域です。この空中を飛び交う放送電波は10cmも電線が露出（１本でもループでも）していれば10mVぐらいの電圧を生み出します。入力端子、センサの接続部は短くきれいに、さらに入力には保護を兼ねてCRを入れて必要十分な帯域を通す努力が必要です。
対策：
- GID-ADCのRS232Cコネクタと、アナログ入力コネクタの間をジャンパ線でつないで接地
- 入力コネクタへの電線（入力端子と接地端子）、またはセンサや接続相手の間に隙間がある
- それでも雑音が減らないのなら入力端子にCRを付けることをお勧めします
2001/09/05
Windows98などで動かしていると、たいていはちゃんと測定するのだが、１００に１つぐらい大きな誤差測定の記録が残ることがあります。これはGID-ADCの測定中にWindowsの内部割込みがおき、GID-ADCの内部電源が不安定になっている事が原因になっていることが多い。
組み立て説明書では内部電源に並列に30μFぐらいのコンデンサをつけるように指示していますが、根本的対策はGID-ADCへ外部から６V以上の電圧を与えれば解消します。
上のトレースはＭＡＸ１８６のＤＩＮ端子
下のトレースは電源レギュレータＩＣ(78L05)の入力端子、約１０Ｖ
ＷＩＮ９５のＤＯＳ窓でGID-ADCアプリケーションを動作させているとＰＣ内部でシステム割り込みが発生し、クロックが不安定な状態でペンティアム１５０ＭＨｚのマシンだと１３〜１５ｍ秒停止する。
ＣＬＩで割り込みを禁止してもよいが、システムクロックが遅れる問題が発生する。デジタルオシロのようなソフトであればＣＬＩで時間分解能を保ち、後で時計を回復すれば回避できます。
デジタルオシロのソフトウェアはC++クラスライブラリ(GIDADC。CPP、H)にある
void SetCliMode(int i = 1)
これはバースト取り込みモードのときにだけＣＬＩで割り込みを拒否しているのです。一般的に１５ｍ秒の時間誤差が許せる場合には、これは不可避です。
この電源電圧の低下はＭＡＸ１８６の動作不良となって現れ、デジタル出力を零にし、大きな変換誤差となります。
レギュレータの入力側に１μＦがついているだけなので、最低でも１０μＦ、できれば３３μＦ以上の電界コンデンサを付加すれば電源の不安定さによるノイズは無くなります。
外部にセンサをつける時にアナログ側コネクタの±８Ｖと書いてあるピンに外付けコンデンサを付加すればよいだろう。３３〜１００μＦ、１６Ｖ以上のものを２つグランドに対して取り付けます。
電源レギュレーターＩＣの入力側に接続されている電解コンデンサ／タンタルコンデンサの極性を間違えるとＧＩＤ−ＡＤＣのアナログ側に出力されている±５Ｖ電圧端子に３〜４Ｖの電圧しか出力されないことがあります。
パソコンのCOMポートの出力能力が小さすぎるときもあります。当然測定結果もおかしくなります。要確認。
ＭＡＸ１８６の入力等価回路は１６ｐＦに直列に１０ｋΩがＯＮ／ＯＦＦするような形になっています。
いったん変換が終了すると１６ｐＦに蓄積されていた電荷が無くなっているので、入力に電圧があると１０ｋΩを介して再充電 が発生し、電流が流れることになります。
低消費電力型のセンサモジュールでは低速ＯＰアンプを使っています。たとえば１０００ｍＶの出力電圧が出ていれば１６ｐＦ＋１０ｋΩに見える負荷を与えても問題無いと考えられるかもしれません。
しかし、１０ｍ秒ごとにデータを読み出せば、１回目は正常であっても、２回目の変換までにはＯＰアンプの負帰還で放電され た電荷を回復しようとして１００Ｈｚ応答程度のバウンスがあります。たとえばＯＰアンプのこの周波数帯域の出力抵抗が５０Ω だとしても、５ｍＶぐらいの（５０Ωと１０ｋΩの比）読み取り誤差が出てきます。
ＯＰアンプはＮＦにより見かけの周波数特性は改善されていますが動的な安定性はそれほど良いものではありません。ＯＰアンプを変えるのが難しいときには、以下の対策を施します。
☆ アナログ入力と並列に１６ｐＦの１０００倍ぐらいの容量を並列にしてバッファの役割をさせる。１０００倍ならば１６ｎ Ｆ＝０．０１６μＦです。だいたい０．０１〜０．１μＦでいいでしょう。
☆ ただしセンサモジュールなどできあいのＯＰアンプ出力へ直接にコンデンサを並列にすると、ＯＰアンプの負荷が容量性になり発振しやすくなります。モジュールから１〜１０ｋΩの直列抵抗を介して上記のコンデンサを充電して電圧を測定します。
これで変換誤差が０．１％ぐらいにおさまります。
抵抗と容量の値は周波数特性とトレードになります。
☆ １０ｋΩ、 ０．１μＦでは−３ｄＢの点は１５９Ｈ、毎秒１回測定ぐらいなら問題になりません。
☆ １ｋΩ、０．０１μＦにすれば１５．９ｋＨｚになるのでGID-ADCの実用最高変換速度で使ってもOKです。
ダイオードの両端電圧などを測定する場合には特に容量を並列にする必要はありません。しかし一般的に言って直列抵抗とコンデンサ をつけておくことはノイズ対策や異常電圧の保護のために有効と思われます。
これら対策でどれぐらいの変換精度がえられるか？ 組み立て試験した数十台の実験では±１ｍＶの変換誤差で納まります。±１ｍＶにおさまらなければどこかがおかしいと思っていいでしょう。
空中には電波が飛び交っています。その電波による起電力は１ｍあたり１００mVぐらいのものなので、１０ｃｍの空中配線をするだけで１０ｍVぐらいのノイズが乗ります。ADC全体としては毎秒１回とか非常に低速の変換でもADCは瞬間的な電圧を小さなコンデンサに記憶してからその電圧を変換するので非常に高周波特性が良いものなのです。
ダイオード温度計のようにセンサーに供給される電圧や抵抗値が変換結果に影響するようなセンサは電源レギュレータICの出力電圧の精度が影響します。
センサ出力にノイズが多いなどの理由で変換誤差が残るようでも、平均を取る対策を施す前になるべくノイズを減らすべく努力してから平均する手法を取るようにするべきです。
ＲＳ２３２Ｃの電源を使っているので信号線の設定をしてから即時に変換を開始してもたいていは問題ありませんが、内部電圧が安定するまで１秒ほど待ってから変換を開始したほうがいいでしょう。この時間は電源部に付加したコンデンサ容量の大きさによって変わります。
熱伝対や微小電圧を増幅するアンプを接続するとき、アンプの定常状態の出力が±５Vに収まっているだけでは安心できません。
電源を入れた瞬間、熱伝対がはずれたときなど、いかなる状態でも±５Vまたは０〜５Vの範囲に収まっていなければADC−ICを壊してしまいます。
対策はアンプ側から大きな電圧が加わらないようにするか、大きな電圧が出てもＧＩＤ−ＡＤＣのアナログ入力からＧＩＤ−ＡＤＣの電源に電流が回りこまないようにします。
対策１：
アンプの電源をGID-ADCユニットの±５Vから取ることです。そうすればいかなるときにも過電圧にはなりません。RS232Cだけからの電流でたりないときにはGID-ADCの±８〜１２と書いてある外部電源入出力のピンに外部電源を用意します。そうすれば内部で±５Vの３０ｍＡぐらいなら取り出せるでしょう。
対策２：
アンプの出力からＧＩＤ−ＡＤＣのアナログ入力に直接配線しないで、１〜１０ｋΩの直列抵抗をいれて、ＧＩＤ−ＡＤＣのアナログ入力ピンの処で１００ｐ〜０．１μＦのコンデンサでシャント（アースに落とす）します。ノイズ抑制とアンプの発振防止の効果もあります。
2001/2/20
- 抵抗値 できるだけ余裕を持つべきです、毎秒１００変換未満なら １００ｋΩでも良い
- コンデンサの種類 直列抵抗１０ｋΩまでは安いセラミックでOK、１００ｋΩは品質の良いセラミック、１MΩ以上は絶縁抵抗の大きいフィルム系にしましょう。
- 周波数特性とのバランス 100Hzなら 10m秒の時定数なので100kΩでは0.1μF以下と計算します
- 精度とのバランス 毎秒８０００変換で６MΩに見えるので、このとき100kΩでは1.7%の誤差
- ＃＃＃＃ 毎秒８００変換で６０MΩに見えるので、このとき100kΩでは0.17%の誤差
- 概算ですが、どっちみち誤差の無い測定はありません。以下に表としてあげておきます
と言う訳で、目的により限界や最適地が異なるので、安全の上からは直列抵抗、並列容量は大きめにしましょう。
一般的な波形を観察するための値
データ/毎秒 直列抵抗 並列容量 F@-3dB <100 100kΩ 0.1μF 159Hz 100〜1000 100kΩ 0.01μF 1591Hz 〜10k 10kΩ 0.01μF 15.9kHz 精密な観測値（±１LSB）が欲しいとき
データ/毎秒 サンプル間隔 直列抵抗 並列容量 F@-3dB 1 1000m sec <100kΩ <1.51μF 15.9Hz 10 100m sec <100kΩ <0.15μF 159Hz 100 10m sec <100kΩ <0.015μF 1591Hz 漠然と波形を見るときの周波数応答から計算した値で、抵抗値も容量値もこの表以上であればかなりの安全性がある 急に電圧が(0→1V)に立ちあがったとして測定時間間隔内に±１LSBに追いつくための値 E(t) = (1-e^(-t/(CR))) 0.999=E(t) では CR=0.1455 となる
抵抗値も容量値もこの表以下であれば±1LSBの精度が満足される
2000/06/20
GID-ADCのアナログ入力はIC内臓保護以外の対策をしてありません。アナログ回路の試験をしている最中に±１５Vの電源に触れたりすると確実に壊れます。
←アナログ入力に+20Vを接続しMAX186のパッケージが爆発した。
テスターやデジタルオシロなどとして使用する場合には、入力に１０〜１００ｋΩの直列抵抗を入れるなどの対策を取りましょう。どれぐらいの直列抵抗、またはダイオード保護を回路にすればよいか研究のしどころと言えます。
−１２Vを与えて破壊した経験では、入力が負電源の−５Vと短絡し、おまけに負電源側の電源レギュレータも壊れてしまいました。これはほんの短時間におきます。＋電源側でも同じ事が起きます。
2001/02/26
測定周期が早くないときは入力に安全抵抗を入れても、MAX１８６などの消費電流がほとんどゼロに近いので、入力からの流れこみ電流で内部電圧が５Vを超える可能性があります。GID-ADCをRS232Cからの電力だけで動かしているときでも、±の外部電源をつないで動作させても、この限界があります。
±の外部電源をつないでいるときは、内部±５Vに４．７ｋΩをグランドとの間につないで約１mAの電流を消費させると、入力からの流れこみ電流を総和して1mAまで許容するようになります。１ｃｈだけが問題になり１００ｋΩを保護抵抗にしている場合では100Vの過電圧まで耐えることができる計算になります。
こういう、余計に消費させる抵抗のことをブリーダ抵抗と言いますが、ひとつの案としてお知らせします。（不明点は問い合わせてください）
2001/03/07
一般的にはＳＷや接点をＧＮＤ側に配置します。なぜならばケーブルなどで引き回すことが多いのでノイズ面で有利になるからです。
図の５ＶはＧＩＤ−ＡＤＣの１５番ピンから出ているものを使えばＯＫ。
●ＳＷがＯＦＦ＝オープン：
アナログ入力設定がバイポーラ（±）になっていればＯＦＦのときに＋２０４７（フルスケール）になりますしユニポーラなら４０９５になります。
●ＳＷがＯＮ＝ショート：
０Ｖ近傍になります。
抵抗は２２０ｋΩぐらいがお勧め、アナログ入力に入っている０．１μＦはチャタリングとケーブルからのノイズ抑制です。
2003/11/01
ch0に1.5Vを与え、ch1に何も接続しない状態ではch1が零Vにはなりません。MAX186の入力抵抗が驚異的に高いためにプラスチックケースを伝わる漏れ電流で電圧がかかっているのです。多くのアマチュアがこの現象に驚いて連絡をしてきます。何もつないでいないと言うのは放置しているだけなので零Vを保障しないことに気がついてくれるとうれしいですね。
ＤＯＳ／ＶではＣ＋＋のライブラリでクラスをいくつもジェネレートすることによりＧＩＤ−ＡＤＣを同時に４つまで使うことができます。
ＧＩＤ−ＡＤＣを１つだけ使っているときには問題が起きないのですが、複数使って１０分に一度のデータ収集をすると、ＧＩＤの消費電力が少ない（？はっきりとは解明されていない）ためにマルチポートカードがスリープしてしまうことがあります。スリープしてしまうといっても壊れたりするのではなく、電源供給と内部ドライバが休んでしまうらしいのです。温度が30度のときに50度などの誤差を発生しました。
変換は毎秒行い、データの保存を１０分毎に行うとエラーは起きないのです。特にオートパワーダウンと書いていないマルチＩＯカードでもこの症状が起きることがあります。
この時には、１０分に一度のデータしか必要なくても毎秒一度ぐらいの変換を繰り返しておくと動いたりします。完全な原因は解明されていませんが、当方で太陽電池と池の温度を計測するための予備実験中に発見しました。
1997/8/23
ＰＣ９８、ＤＯＳ／Ｖの一部ではＷｉｎ版のソフトを動かした後にＤＯＳ窓でＤＯＳ版を動かしても零ばかりのデータが帰ってくることがあります。逆にＤＯＳ窓で動作させた後のＷｉｎ版でも同じ事がおきます。
推定ですが、Ｉ／Ｏを使うときにＯＳがＩ／Ｏを使っていることを検知し、それでたとえばＤＯＳ版が最初に使っていればＤＯＳ窓にＩ／Ｏを許可し、Ｗｉｎ版には「存在するふり」をしているものと考えられます。
この現象はシステムに関わることなのでＤＯＳ版、Ｗｉｎ版の両方を使うときにはいったんＷｉｎシステムをシャットダウンしてから再起動するしか手法が無いようなのです。ともあれ両方を同時に使うことは実験中によくあることなので気をつけてください。
さっきまで動いていたＧＩＤ−ＡＤＣが、突然動かなくなった！ 実験中にはよくある話です。
ＧＩＤ−ＡＤＣの故障、破損を疑う前に、まずパソコンとソフトの再起動、センサーの再検討などを行ってください。実は壊れてなかった、なんていうこともよくある話です。
どうやっても動かない場合は、まずＧＩＤ−ＡＤＣの電源レギュレーターＩＣの入力電圧と出力電圧、ＭＡＸ１８６のアナログ入力端子の電圧を検査します。レギュレーターの入出力が同じ電圧になっていたり、ＭＡＸ１８６のアナログ入力端子が±５Ｖのどちらかに振り切っていたら、ＧＩＤ−ＡＤＣは確実に壊れています。このとき、ダイオードが一緒に壊れていることもあるので確認してみてください。
ＧＩＤ−ＡＤＣを壊してしまったとき、何をしたら壊れたのか、なぜ壊れたかを徹底的に調査することをお勧めします。
参考→５：外部にアンプ、OPアンプを接続するとき
- 故障部品が特定できれば、連絡を頂ければ部品原価の１．５倍の価格で提供します。希望の方は必要部品と数量、できれば故障原因と実験の状況をはっきり明記してメールまたはＦＡＸで連絡をください。
- 緊急にGID-ADCを必要とするなら、HPの連絡先に電話やメイルをいただければ対応努力をします
end