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2010年4月24日 (土)

PSD GP2Y0A21YKの電源回りを調べる(その2)

ロボット作ろう・シェーキー製作記

前の続きです。

■ハッキリしないこと その2
「平均電流 30mA」だけど、どんな電流の平均なの?

つまり、このセンサはどんな風な電気の使い方をするのか、ということです。
ほぼ一定の電流を常時消費するのでしょうか? はたまた、パルス的に電流を消費し、その平均が30mAなんでしょうか? パルス的に電流を消費するなら、そのピーク電流はいかほどなんでしょうか?

■実験方法:
PSDの電源に1オームの抵抗を入れ、この両端の電圧をオシロで読み、電流の時間変化を観察する

Dscn0606

■結果:
まずは全体が見渡せる波形写真を。電源は安定化電源から5Vを供給しています。電圧軸100mV/div時間軸10ms/divです。

Dscn0600

これを見ると、40msくらいで一計測周期になっているのがわかります。また、細かいパルス状に電流を消費、それ以外の部分ではほぼ電流0です。1オームの抵抗両端のピーク電圧は220mVくらいなので、ピーク電流はI=E/R=220mV/1=220mAという計算になります。

結構ピーク電流は食ってますね。時間軸を200us/divに広げるとこんな感じです。パルス状に大きな電流を消費し、それ以外はほとんど電流を消費しないという、かなりエキセントリックな電気の使い方です。普通のアナログ回路の発想で電源を設計するとちょっと危険かもしれません。

Dscn0603

細かく測定すると、パルス幅が128us、繰り返し周期が1024usくらいです。デューティが1/8となり、大雑把に(測定周期に休止期間がありますが、それは無視するとして)平均電流を計算すると、220mA/8で、27.5mAということになります。これはデータシートの値とそこそこ合致しますね。
この測定では回路に1オームの抵抗が入っているので、5V直接なら、もう少し電流は流れているはずです。

これからわかることは、14個のPSDを使うと、短い時間ですが、3A近いパルス電流が流れる可能性がある、ということです。素子ごとに10uFの電解コンデンサを入れるようデータシートに指示がありますが、元々の電源も余裕のあるものが必要なようです。

幸い、電源ラインのノイズはPSDの精度にあまり影響を及ぼさないのは「その1」でわかっています。しかし、その電源を、他のセンサやADの参照電圧に使うのは考えものです。

PSDはセンサなどとは別の電源ラインから給電した方が安心のようですね。モーター電源を別にするような感じだと思います。

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