おはようございました。
私は技術士という立場上、
『やっちゃいけないことは正々堂々と言っておくべき立場』
なこともあって、敢えて職場の空気読まずに問題発言をバンバン発言します。
他人から見たらきっと、
言っても聞かない(その会社の風土では正しくても世間からすればダメなことは煩い)
見てほしくないものだけは見つけてくれるくせに、自分の仕事はしょうもないミスがたまにある(致命傷になりそうなもの以外は大体鈍感)
その癖問題がありそうな所だけは何故か嗅ぎ付けて割り込んでくる(致命傷には敏感)
そんな、嗅覚以外は大体残念なこともあって、どこの職場でも大体干されている今日この頃、いかがお過ごしでしょうか？
目の前に転がってきた仕事だけはさっさと片付けてしまうので、現場でガチンコしている職人さん意外には大体ウケが悪いという、ガッカリ状態でございます。
こんな状態になると『あいつに話したら粗捜しされる！』となるようで、基本放置プレイが始まります。
そういう干されているというか思えないような状態にあっては、私みたいな“生産的な仕事がないと生きてられない人間”にとっては地獄でしかなく、“何もせずとも金が落ちてくる(給与が支払われる)状況ほど怖いものはない”という恐怖に駆られます。
私自身も過去、優秀な後輩に依存して腐っていたことがあるのですが、そこから戻るためにかかる精神的苦痛って、半端ないんですよ。
はっきり言って、継続的に自律の努力をして、腐らないほうが楽です。
しかしこれがまた結構大変です。
金もかかるわ、情報は常に複数ソースを参照する必要があるわ、世間の多数派は大体残念側なので延々と孤独と戦わねばなりません。
だからこそ、世の中は自分で考えない側に堕ちた人間は、そのほとんどがまともな人間に戻れない訳で、これこそが失われた30年の根本たる原因でしょう。
多くの日本人は自律することを辞めたので今の惨状があるわけです。
さて、そんな訳で真面目に仕事をするので窓際族になってしまったという訳の分からない状況になってしまった私、ここぞ！とばかりに今までやった仕事の中で超絶面倒くさかった作業を半自動化しようと思い始めました。
中でも簡単に片づけられそうなものはないか？と探し始めたところ、偶々中古で校正後間もない電力計、横河電機のWT200(RS-232C付)が転がっていました。
これは何かできそう！と早速落札し、先日まで何かに使える…と遊びで購入した菊水電子工業のPIA4810+OP02-PIA(GPIBからアナログ出力を出せる玩具)と組み合わせて、効率とロードレギュレーションの測定の半自動化をしようと思い立ちました。
さて、最初は私がすでに購入して持っている、ソコソコ良さ気な電源PCR-500Mを使って、
PCR-500M(GPIBで測定データ取り出し)→DUT→電力計(WT200)→PLZ-152WA(+PIA-48140で制御)
みたいな形か、
電源→電力計(WT200)→DUT→ELS-304(GPIBで測定データ取り出し)
で攻めようか？と考えていたのですが、何やら電力計は2台目が出ていることに気づき、素直に
電源→電力計①→DUT→電力計②→PLZ-152WA(+PIA-48140で制御)
という形で進めることにしました。
うちのPCR-500Mの問題かもしれないのですが、RS-232Cで通信してると計測データのヘッダにゴミデータが出たり、うまく通信できないことがある模様。
WT200は結構古い機種なので、クレストファクターの問題があるにせよ、素直にシンプルな構成にしようと思います。
さて、PIA4810のセットアップから始めます。
この機種は純正のコンフィグレーションソフトが必要です。ノード番号と接続する機種を指定せねばそのまま使えないという、なんか微妙に面倒くさい代物だったりします。
中古品は付属CDがない！あっても年月立ったらCDは読み取れなくなる。
しかもダウンロード欄にもこれらのソフトの情報は出てきません。
しかし！計測機ドライバの欄のIVI-COM多重環境計測機ドライバというソフトの中に、必要なソフトがすべて同梱されています。
…分かりにくい…
さて、本体のコントロールボードスロットにOP02-PIAが刺さっていたので、それを利用します。
それぞれのノードに適当な機種を選択します。1つのボードにつき2ch実装されており、コマンド“VOUT”、“IOUT”で出力を決定できます。この時の指定値は選択した機種の最大出力の値に縮尺されるようです。
なので、換算の面倒くさがりな私は10V100Aの機種PAK10-100Aにしました。
それぞれの出力について注意点があるようで、IOUTについては0レベルの出力が困難で、若干出力が出る模様。また最大値も10Vを若干超える値が出ます。
そのため、それなりに精度よく操作したいならば、VOUTの出力一択です。ご注意下さい。
…分かりにくい…
…そのうえ汎用性に乏しい…
菊水電子は多少雑に使っても壊れない＆直感で簡単に使える安心感はあるものの、こういう本筋とは違うちょっとしたところが残念仕様なので、注意が必要です。
…PLZシリーズの電流モニタ出力が周波数特性酷いとか、意外と知られていない…
次に電力計WT200の接続です。最大ボーレートが9600bpsなのですが、この速度で通信をしていると、データがうまく出力されないときがあり、たまに通信エラーが出ます。素直に4800bpsで進めましょう。
こういう罠を平気でぶっ込んでくる辺り、さすがは横河電機といったところ…
そしてこれらをExcelのVBAで実装してゆきます。RS-232Cが2ch以上あるので、いつものEasy-Commを使うのはちょっと面倒です。そのため、素直にVISA COMでの実装をしてゆきます。
今時の業界標準はコレなので、合わせてみようと持った次第。
そんな訳でこんな感じで実装してみました。汚いExcel VBAソースですがご容赦を…
Option Explicit
' 効率測定自動化用マクロ
' PCR500M - WT200 - DUT - WT200 - PLZ152WA or ELS-304(負荷量はアナログ制御) の組み合わせ
' 効率を100％負荷から0％負荷まで1％毎に計測してゆく
Dim RunFlag As Boolean ' 動作中はTrueとなるフラグ
' スタートボタンクリック時のプログラム
Sub btnStart_Click()
Dim Rdata As String ' 受信データ文字列
Dim Counter As Long ' データカウンタ
Dim WT_ReadErrorFlag As Boolean ' WT200の計測ミス時のフラグ
Counter = 0
' ２重起動の防止
If RunFlag Then Exit Sub
RunFlag = True ' 動作中フラグをセット
' GPIB 初期設定
Dim RM As New VisaComLib.ResourceManager ' リソースマネージャーの定義
' PIA4801初期設定
Dim PIA4810 As New VisaComLib.FormattedIO488 ' 測定器の定義
Set PIA4810.IO = RM.Open("GPIB0::" & Range("C4") & "::INSTR") ' GPIBアドレスの設定
PIA4810.WriteString "NODE1" ' NODE1 を選択
PIA4810.WriteString "CH1" ' CH1 を選択
PIA4810.WriteString "VSET0" ' 出力は0V
' WT200 電源側 初期設定
If Range("E3").Value = True Then
Dim WT200_IN As New VisaComLib.FormattedIO488 ' 測定器の定義
Set WT200_IN.IO = RM.Open("ASRL" & Range("C3") & "::INSTR") ' COMポートアドレスの設定
WT200_IN.WriteString "DL0" ' ターミネータをCR+LFに設定
WT200_IN.WriteString "DS1" ' 表示は5桁に設定
WT200_IN.WriteString "H0" ' 出力にヘッダをつけない
WT200_IN.WriteString "FL1" ' 周波数判定用のフィルタはONに設定
WT200_IN.WriteString "AA1" ' 電流をオートレンジに設定
WT200_IN.WriteString "AV1" ' 電圧をオートレンジに設定
WT200_IN.WriteString "AC1" ' 平均化回数を8回に設定
WT200_IN.WriteString "AG1" ' 平均化を有効に設定
WT200_IN.WriteString "AT0" ' 平均化を指数化平均演算に設定
WT200_IN.WriteString "DA1" ' ディスプレイAを電圧に設定
WT200_IN.WriteString "DB2" ' ディスプレイBを電流に設定
WT200_IN.WriteString "DC3" ' ディスプレイCを電力に設定
WT200_IN.WriteString "HD0" ' 出力データはサンプルレートで更新
WT200_IN.WriteString "MN0" ' 出力データはRMS＝実効値に設定
WT200_IN.WriteString "OFD0" ' 通信出力は通常測定用初期設定
End If
' WT200 電子負荷側 初期設定
If Range("E6").Value = True Then
Dim WT200_OUT As New VisaComLib.FormattedIO488 ' 測定器の定義
Set WT200_OUT.IO = RM.Open("ASRL" & Range("C6") & "::INSTR") ' COMポートアドレスの設定
WT200_OUT.WriteString "DL0" ' ターミネータをCR+LFに設定
WT200_OUT.WriteString "DS1" ' 表示は5桁に設定
WT200_OUT.WriteString "H0" ' 出力にヘッダをつけない
WT200_OUT.WriteString "FL1" ' 周波数判定用のフィルタはONに設定
WT200_OUT.WriteString "AA1" ' 電流をオートレンジに設定
WT200_OUT.WriteString "AV1" ' 電圧をオートレンジに設定
WT200_OUT.WriteString "AC1" ' 平均化回数を8回に設定
WT200_OUT.WriteString "AG1" ' 平均化を有効に設定
WT200_OUT.WriteString "AT0" ' 平均化を指数化平均演算に設定
WT200_OUT.WriteString "DA1" ' ディスプレイAを電圧に設定
WT200_OUT.WriteString "DB2" ' ディスプレイBを電流に設定
WT200_OUT.WriteString "DC3" ' ディスプレイCを電力に設定
WT200_OUT.WriteString "HD0" ' 出力データはサンプルレートで更新
WT200_OUT.WriteString "MN0" ' 出力データはRMS＝実効値に設定
WT200_OUT.WriteString "OFD0" ' 通信出力は通常測定用初期設定
End If
If Range("E5").Value = True Then
' PCR500M 初期設定
Dim PCR500M As New VisaComLib.FormattedIO488 ' 測定器の定義
Set PCR500M.IO = RM.Open("ASRL" & Range("C5") & "::INSTR") ' COMポートアドレス設定
PCR500M.WriteString "OUTP:COUP AC" ' カップリングAC設定
PCR500M.WriteString "CURR 2.5" ' AC2.5Aでリミットをかける
PCR500M.WriteString "FREQ 60" ' 周波数は60Hz
PCR500M.WriteString "VOLT 100" ' AC電圧は100V
PCR500M.WriteString "VOLT:OFFS 0" ' DC電圧は0V
PCR500M.WriteString "VOLT:RANG:AUTO" ' 電圧レンジは自動に設定
PCR500M.WriteString "OUTP 1" ' 出力ON
Application.Wait [NOW()] + 500 / 86400000 ' 出力安定までの待ち時間 500ms
End If
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "SW1" ' 負荷ON
Application.Wait [NOW()] + 500 / 86400000 ' 出力安定までの待ち時間 500ms
End If
' 取得データのタイトルを書く
' 入力のデータ
Range("A9") = "取得回数" ' Aは取得回数を記載
Range("B9") = "時間" ' Bは時間を記載
If Range("E3").Value = True Then
Range("C9") = "入力電圧" ' Cは電圧を記載
Range("D9") = "入力電流" ' Dは電流を記載
Range("E9") = "入力電力" ' Eは電流を記載
Range("F9") = "入力周波数" ' Fは電流を記載
End If
' 出力のデータ
If Range("E6").Value = True Then
Range("H9") = "出力電圧" ' Hは電圧を記載
Range("I9") = "出力電流" ' Iは電流を記載
Range("J9") = "出力電力" ' Jは電流を記載
Range("K9") = "出力周波数" ' Kは電流を記載
End If
' いきなり最大負荷なので、最初は電力計のオートレンジを安定させる
PIA4810.WriteString "VSET10" '10V出力
Application.Wait [NOW()] + 3000 / 86400000 ' 数値安定までの待ち時間 3000ms
For Counter = 0 To Range("G2")
DoEvents
PIA4810.WriteString "VSET" & Round((10 - Counter * 10 / Range("G2")), 1) '(10-カウンタの値×10÷測定点数)V出力
Application.Wait [NOW()] + 7000 / 86400000 ' 出力安定までの待ち時間 7000ms
Range("A10").Offset(Counter, 0) = Counter ' 取得回数の書き出し
' WT200入力側からのデータ読み出し
If Range("E3").Value = True Then
WT_ReadErrorFlag = False
Do
DoEvents
If WT_ReadErrorFlag = True Then
Application.Wait [NOW()] + 1000 / 86400000 ' 読み込みエラーで戻ってきた場合は待ち時間 1000ms 待って再取得
WT_ReadErrorFlag = False
End If
WT200_IN.WriteString "OD" ' WT200入力側測定値の問い合わせ
Rdata = WT200_IN.ReadString ' 電圧データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("C10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電圧データの書き込み
Rdata = WT200_IN.ReadString ' 電流データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("D10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電流データの書き込み
Rdata = WT200_IN.ReadString ' 電力データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("E10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電力データの書き込み
Rdata = WT200_IN.ReadString ' 周波数データの取得
Range("F10").Offset(Counter, 0) = Left(Rdata, 11) ' 周波数データの書き込み
Rdata = WT200_IN.ReadString ' データ"END"の取得
Range("G10").Offset(Counter, 0) = Rdata
Loop While WT_ReadErrorFlag = True ' エラーがあったら読み込みやり直し
End If
' WT200出力側からのデータ読み出し
If Range("E6").Value = True Then
WT_ReadErrorFlag = False
Do
DoEvents
If WT_ReadErrorFlag = True Then
Application.Wait [NOW()] + 1000 / 86400000 ' 読み込みエラーで戻ってきた場合は待ち時間 1000ms 待って再取得
WT_ReadErrorFlag = False
End If
WT200_OUT.WriteString "OD" ' WT200出力側測定値の問い合わせ
Rdata = WT200_OUT.ReadString ' 電圧データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("H10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電圧データの書き込み
Rdata = WT200_OUT.ReadString ' 電流データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("I10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電流データの書き込み
Rdata = WT200_OUT.ReadString ' 電力データの取得
If Rdata Like "*999999.E+3*" Then ' Like演算子で数値エラーがが含まれているか判定する
WT_ReadErrorFlag = True ' エラー有ならフラグを立てる
End If
Range("J10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電力データの書き込み
Rdata = WT200_OUT.ReadString ' 周波数データの取得
Range("K10").Offset(Counter, 0) = Left(Rdata, 11) ' 周波数データの書き込み
Rdata = WT200_OUT.ReadString ' データ"END"の取得
Range("L10").Offset(Counter, 0) = Rdata
Loop While WT_ReadErrorFlag = True ' エラーがあったら読み込みやり直し
End If
Range("B10").Offset(Counter, 0) = Format(Now, "hh:mm:ss") ' 採取時間の書き出し
Next
If Range("E5").Value = True Then
PCR500M.WriteString "OUTP 0" ' PCR500M 出力OFF
PCR500M.WriteString "SYST:LOC" ' ローカルに戻す
End If
PIA4810.WriteString "VSET 0" ' 電子負荷の出力最小状態
' 終了処理
If Range("E5").Value = True Then
PCR500M.IO.Close
Set PCR500M = Nothing
End If
PIA4810.IO.Close
If Range("E3").Value = True Then
WT200_IN.IO.Close
Set WT200_IN = Nothing
End If
If Range("E6").Value = True Then
WT200_OUT.IO.Close
Set WT200_OUT = Nothing
End If
Set PIA4810 = Nothing
Set RM = Nothing
RunFlag = False ' フラグのリセット
MsgBox "終了しました"
End Sub
' ストップボタンクリックイベント
Sub btnStop_Click()
RunFlag = False
' 終了処理
If Range("E5").Value = True Then
PCR500M.WriteString "OUTP 0" ' PCR500M 出力OFF
PCR500M.WriteString "SYST:LOC" ' ローカルに戻す
PCR500M.IO.Close
Set PCR500M = Nothing
End If
If Range("E3").Value = True Then
WT200_IN.IO.Close
Set WT200_IN = Nothing
End If
If Range("E6").Value = True Then
WT200_OUT.IO.Close
Set WT200_OUT = Nothing
End If
PIA4810.WriteString "VSET 0" ' 電子負荷の出力最小状態
PIA4810.IO.Close
Set PIA4810 = Nothing
Set RM = Nothing
End Sub
' クリアボタンクリックイベント
Sub btnClear_Click()
If RunFlag Then
If MsgBox("停止してデータをクリアしてよろしいですか？", vbExclamation + vbOKCancel) = vbOK Then
Range("A9:Z65536").ClearContents
RunFlag = False
End If
Exit Sub
End If
If MsgBox("データをクリアします", vbInformation + vbOKCancel) = vbOK Then
Range("A9:Z65536").ClearContents
End If
End Sub
'----ここまで
そして適当なAC－DCコンバータの特性を測ってみます。
ちょうど秋月電子の5V2AのACアダプタ(GF12-US0520)があったので、こいつを生贄に捧げます。
そして測定した結果がこれ…。
今までの手作業では、無負荷から軽負荷の立ち上がり部分は数％刻み、中間は10％刻みぐらいで測定していました。
しかも計器のデジタル表示を目測で使用していて、手書きのメモ用紙に羅列を書き込み、後でExcelの表にする、そしてグラフ化して…という1系統1回の計測で大体合計1～3時間かかっていました。
しかも超絶面倒くさいので、やるというハードルもかなり高いです。
やる気になるまでにモチベーションをガッツリ上げてハイになる必要があるのです。
正直な話、電源インピーダンスやPSRRの測定よりもやりたくない測定でした。
しかし、この半自動化をすることによって、これでソコソコ正確な値を1％刻みぐらいでもガッツリ計測できるようになりました。しかも測定器の準備から30分ソコソコで1系統、2系統目からは15分弱で測定可能です。
しかもボタンを押したら後はコーヒータイム(緊急停止の心づもりだけしてれば良い)
※測定器のウォームアップは加味しない
今回電子負荷はPLZ-152WAやELS-304をアナログで使用しているので、最初に最大負荷電流を設定しておいて、10V出力でその負荷電流に設定してしまいます。
あとはPIA-4810を使って外部制御で1％刻みぐらいまでなら余裕をもって目標値への制御が効くので、綺麗に測定ができます。
何なら軽負荷の時はもっと細かくとってもいいかもしれません。
また、負荷を変化させた時の待ち時間を削ればもっと短くできそうですが、とりあえず安全圏の値1000msとしました。
※2023／01／15:WT200の平均化処理の都合で、待ち時間を7秒に増やしました。
仕事でもないし、大量に測定するわけでもありません。
世間の電源で癖の強い奴にあっては、安定するまで結構時間がかかるものもあります。
そんな訳で、毎回待ち時間を設定するのもどうか？と思うし、ここから削っても高々知れたもんです。とりあえずは外に待ち時間のパラメータを出さずに進めようと思います。
(と言いながら、実際は会社での仕事をこれでやる羽目になるんだろうけども…)
さて、これを見た方は気づいたかもしれません。
『少し前に電子負荷ELS-304を買ったときに、PCR-500Mと組み合わせて測定できたんじゃないの？』
と…。
『うん！それ、PIA-4810とWT200買って、VBA組んでいる後半で気づいた！』
…左遷にパワハラに、何分心に余裕がなかったんですよ…
ということで許してもらおう…。
さて、そんな訳で、
『こいつの効率や特性はどうなってんの？』
とか、現物持ってて知りたい方はご連絡ください。
勿論PC用のATX電源なんかの特性も測れます。
気が向いたらお手伝い(内職)できるかもしれません。
気が向いたら、私にご相談ください。
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