Cool Face

2023年10月13日　カテゴリー：修理・改造・解析

• ペルチェ素子
  ペルチェ素子の加熱と冷却を入れ替えるには、電流の向きを逆にする必要があります。MOSFETのスイッチを4つ使って反転させる…などと考えていると、モーター制御の仕組みに似ていることに気が付き、TB67H450モータドライバモジュールを利用することにしました。TB67H450には定電流制御機能というのがありますが、この機能は無効にしてマイコンのPWMで電流を制御しています。急な電流の切替はノイズの元になりそうなので、設定温度に近づくとパワーを弱めるようになっています。また、消費電流が1Aだと使えるパワーサプライが限られてしまうので、500mAに消費電流を抑えるジャンパーを設けてあります。
  


• 温度センサ
  最初はケースとトランジスタ2個の全てに温度センサLM61CIZを使うようにしていましたが、どうも温度変化に対する反応が遅いようだったので、トランジスタについては超薄型サーミスタ（103JT-025）に変更しました。SEMITEC社のサーミスタ製品情報ページに組み合わせる抵抗（R16、R17）の計算方法が掲載されており、この抵抗とサーミスタをマイコンのADCに接続して温度を計算します。以前製作したBright MuffのようにADCを高速に設定し、ADC完了割り込みのタイミングで発生するノイズを可聴域外になるようにしています。
  


• ゲルマニウムトランジスタ
  温度センサを取り付けるのにちょうどよさそうな放熱器付きAC128Kというのが販売されていたので、最初はこれをいくつか買ってみましたが、どれもリーク電流が多く大ハズレでした。選別するのが嫌になったので、桜屋電機店にあった低リーク電流の2N404を使うことにしました。これに放熱用シリコン接着剤でペルチェ素子やサーミスタを取り付けています。
  
  Q1はhFE62 リーク電流113uA、Q2はhFE83 リーク電流33uAです（約21℃での値）。音色変化が大きくなることを狙って、敢えて初段のトランジスタにリーク電流が多い方を使っています。
  


• 電源部
  デジタル側の消費電力が大きくノイズが心配だったので、最初は手持ちにあった絶縁型DC-DCコンバータMIWI06-24S05を使っていました。絶縁型とはいえどこかにグラウンドを接続する必要があるわけですが、どこに接続してもノイズが消えない状態になっていました。そこで絶縁型ではないLXDC55使用DC-DCコンバータに変更した所、ノイズは問題ないレベルになりました。絶縁型DC-DCコンバータはそれ自体のノイズがあるということなので、使いどころが難しいとわかりました。