Top > DTMF送信機キット(省電力化実験)

DTMF送信機

DTMF送信機キット(省電力化実験)

本ページの内容は、第三ロットで標準対応となりました。

概要

DTMF送信機キットは電池駆動が可能な様に・・・と書いていたが、実際には省電力が結構高かった。(ごめん。)この記事では、この電力消費を極力最小限に抑えるための実験を行なってみることにしました。

以下の内容はVer1.02で対応されております。また、マイコンソフトウェアも1.2で対応済みです。

目的のDTMF周波数

697〜1633Hzである。

問題の回路

大きく分けて二つに的を絞る

音声モニター回路

NJM386を使用している。これは、最大800mWの出力を持つ立派なオーディオICである。5Vで稼動させたとすれば、160mAの電流を必要とする。電池駆動であれば、1桁は落としたい所。

圧電ブザーを使う作戦

LED

通常LEDは20mAぐらいの電流を必要とする。

でも探せばあるもので、共立電子でもっといいのをみっけた。

  • シャープ製。LED 3φ 赤/GL3PR8 (-)

    [砲弾型]3φ 発光色赤 8mcd 1.9V 5mA お買い得なLEDの100個パック売りです。1260円。

  • 緑はないなぁ。。。20mAクラスですねぇ。

    LED 3φ 緑 100個入/GL3KG8 (-)

    [砲弾型]3φ 発光色緑 30mcd 2.1V 20mA お買い得なLEDの100個パック売りです。1260円。

  • とりあえず、DTMF送信機キットのR2,R3の抵抗値を1kオームに変更するとOK。
  • 若干暗めになります。(出荷時には200オームが付いています。)
  • こうすると、LED1本あたり3mAの電流となります。200オームだと14mA流れています。ありゃ。ちょっと流しすぎてたかな。第二ロットではこのR2,R3を1kオームに変更しておきます。

実験

理想的な状態

携帯電話のスピーカから出てくる音を拾ってみた

  • さすがに綺麗だ^^;;

モニター回路その1

モニター回路として圧電ブザーを使ってみた。まずは単純な回路構成で、抵抗1kオーム+圧電ブザーのみで行ってみた。

  • 音がちいさい。んー。
  • ハンドマイクでその音を拾ってみたが、NG。

モニター回路その2

その1にさらにトランジスタ(2SC1815)を使ってみた。エミッタをグランドに接続し、PICからのPWM出力に1kオームの抵抗を介してトランジスタのベースに接続。 コレクタに圧電素子を接続し、5Vに接続してみた。

  • んー音が割れて使い物にならない。

なーんかもっといいのないかなぁ。とおもったら、 こんなのみっけ!

CM8685 D級アンプ!

  • データシート
  • 本家サイト
  • なんと5Wのアンプ。
  • 乾電池2本でがんがんなるだと
  • 2〜5Vまでうごくとよ!
  • 8PinDIPだぞよ!(CM8685EP)
  • え?製造中止??売って無いじゃん。(。_゜)〃ドテ!

お?こんなのどうかな。

低電圧1.2Wオーディオアンプ[鉛F]/HT82V739-DIP-A (-)

LM833N

NJM4580D NJM4580DD

っていうか、本当にNJM386じゃだめなん?

なにはともあれ、やってみるべ。

消費電流測定

電源として、1.5V 4本と直列につないだ。これで6Vとなり、若干電圧が高いのでダイオードを1本直列に接続した。

音量は最大にして実験を行った。

電源入力端(待機時)LED消灯11mA
電源入力端(PowerON時)緑LED ON14mA
電源入力端(DTMF送信時)緑赤LED ON60mA

待機電力内訳

NJM3863mA
PIC16F88+周辺8mA

PIC,AMPをはずしても1mA流れてる。プルアップ抵抗だね。

PIC8mAの詳細

  • PowerDown中 5mA @FOSC=20MHz
  • PortBプルアップ2mA

    (20kオームプルアップ×8本) =0.25mA×8=2mA

    その他のプルアップ抵抗等

    =>妥当な値ですね。

エネループを使った場合、この電池は容量は、2000mAh

  • 使用しないで何日持つか

    2000mAh / 11mA = 181時間 = 7.5日

    これは一度も使わなかった場合なので、これよりは短くなる計算である。

総評

  • LEDに直列に接続する抵抗値を変えるぐらいで、7日程度の電池持続を実現できそうだ。但しこれは目安の値なので、実際の使用環境によって左右されると思われる。

    スイッチなどを設けて、長時間使用しない場合にはOFFにしておく事をお勧めします。これで、単三×4本の駆動は問題無い事が解かりました。


気になる現象その1

  • PICのみの消費電流測定中にある操作を行うと、消費電流がもっと下がって、3mA程度になる。 =>PICソフトウェアの改善を行えば、もっと低消費電流となるか? どの処理をおこなうと、電力が増えるのか?
    RBIE = 1;
    これは、PortBのレベル変動が起きたら割り込みを行うかどうかを指示する処理。 sleep にする前に、割り込みフラグを初期化しなければならない様だ。初期化しないと、直ぐに通常モードにもどる。 以下を追加した。
    INTCON	= 0x00;

=>無事 PIC待機電力は 3mAとなった!

気になる現象その2

  • NJM386アンプの待機電力として3mA流れている。気に入らない! 動いても無いくせに! 止まれこいつ!

=>Try NJM386のPin8をGNDに落とすと 音声MUTEがかかるとデータシートに書かれている。ためしにトライしてみた。確かに音はでなくなるが、消費電流にはちっとも変化せず。

=>電源を切るしかないの?? 386アンプの電源をPICでON/OFFさせる?ハード改造必要かなぁ・・・ ==>NJM386のデータシートをみたら、以下のように書かれていた。

無負荷時電流が少ない。(3mA)

なんと! 使っても無いのに・・・3mA流れちゃうという規格のようだ。(ノ_<。)うっうっうっ となると、これを回避するためには、PICでNJM386のVCCをON/OFFできるようにすることが必要ということだ。 ついでに、LM386では、

無負荷時電流が少ない。(4mA)

なんだそうだ。(T_T) ウルウル


アンプIC入れ替えようかな。最近のアンプICはチップイネーブル端子がついていて、uA程度の消費電流にすることができるんだってさー。んー 386アンプは有名だが、こんなところで落っこちるとは・・・トホホホホ。


最新待機電力

合計6mA
PIC3mA
NJM3863mA

アンプを入れ替えればuAになれるね。そうすれば、回路全体の消費電力が 3mA となるね。んー♪いいかんじー♪ 次のロットでは アンプICを入れ替えようかな。


Reload     Front page List of pages Search Recent changes Backup   Help   RSS of recent changes
Last-modified: Tue, 27 Dec 2016 01:32:52 HADT (998d)