おはようございました。
先日重い腰を上げてやっと効率とロードレギュレーションの半自動測定化の話をした際に、
『ELS-304買った時点でできたよね？』
とうっかり気づいてしまった件について、放置もよくないので一応
電源装置PCR500Mと電子負荷装置ELS-304でも測定できるように実装する
ことにしました。
やるにあたって肝心な事をメーカーにも確認しております。
『PCR500Mの表示は最小単位が0.1だけど分解能はどうよ？』
という話です。メーカー的には
『確度としては0.1単位になるが、内部で持っている数値は実数（小数点以下5桁）で返され、分解能は、電圧が1mV、電流が1mA、電力が1mW』
とのこと、今出てる後継機(PCR500MA)も変わらないそうです。
こういうまともな質問なら個人相手でも構ってくれるのが菊水電子工業の良いところ、
ぜひ今後もよろしくお願いします。
そんな訳で、我々みたいに
『正確な値じゃなくて大雑把な参考値が欲しいなら自己責任な！！』
という輩共にとっては十分有用な様子。
さて、そんな訳で早速実装してみました。
そして、転んでもただでは起きない私、前回少々心残りだった
『25％以下の負荷領域をもうちょっと精度良く測れないものか？』
『ガチ本番はAC電圧・周波数振って測るよね？』
(本業なら温度・入力条件を振って虐め倒して変な挙動が出ないか？確認する)
という課題に対し、
前者は25％以下の負荷領域は倍の密度(半分の幅)で測る、
後者はExcelのシート上に値を入れて参照するようにする、
という手で逃げることにしました。
100点取って5分そこそこなので200点取ってもいいんだけど、この先何があるか分からないのでとりあえず実装してみようと思った次第。
(過去の実績から私が今“半分暇つぶし感覚”でやってる自宅作業は、ちょっと後にやらされる仕事であることが殆ど)
さて、ここで注意点があります。
PCR500Mのデータにはゴミが混じってるよ？という話、
こいつの吐き出す数値には垂直タブ+CRの羅列が入った後、+○.○○○○○E+○○というように、余計な制御コードを桁合わせの材料としてぶっ込んできやがります。
コイツは面倒くせぇ～！
と思ったので、素直に+の位置から後ろの文字列を強引に数値化して取り出します。
後はExcelさんがヨロシクやってくれるだろう…なんて淡い期待をしておきます。
そんな訳で実装した結果、こんな感じに仕上がりました。
' 効率測定自動化用マクロ
' PCR500M - WT200 - DUT - WT200 - PLZ152WA or ELS-304 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
If Range("E4").Value = True Then
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
End If
' ELS-304 初期設定
If Range("E7").Value = True Then
Dim ELS304 As New VisaComLib.FormattedIO488 ' 測定器の定義
Set ELS304.IO = RM.Open("GPIB0::" & Range("C7") & "::INSTR") ' GPIBアドレスの設定
ELS304.WriteString "MF1" ' フリーラン測定
ELS304.WriteString "HZ1" ' 設定周波数は60Hz
ELS304.WriteString "RC0" ' 電流の設定レンジは自動
ELS304.WriteString "RV1" ' 電圧の設定レンジは30V
' ELS304.WriteString "RV2" ' 電圧の設定レンジは4V
ELS304.WriteString "CC0" ' 初期設定は定電流モードで0A
' ELS304.WriteString "CX" & Range("G7") ' 外部制御で+10V時の最大電流値設定
End If
' 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
' 14個出力可能な個別設定は使用しない
' WT200_IN.WriteString "OF1,1,1" ' 1個目の出力は電圧
' WT200_IN.WriteString "OF2,2,1" ' 2個目の出力は電流
' WT200_IN.WriteString "OF3,3,1" ' 3個目の出力は有効電力
' WT200_IN.WriteString "OF4,0,1" ' 4個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF5,0,1" ' 5個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF6,0,1" ' 6個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF7,0,1" ' 7個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF8,0,1" ' 8個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF9,0,1" ' 9個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF10,0,1" ' 10個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF11,0,1" ' 11個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF12,0,1" ' 12個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF13,0,1" ' 13個目の出力は無し
' WT200_IN.WriteString "OF14,0,1" ' 14個目の出力は無し
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
' 14個出力可能な個別設定は使用しない
' WT200_OUT.WriteString "OF1,1,1" ' 1個目の出力は電圧
' WT200_OUT.WriteString "OF2,2,1" ' 2個目の出力は電流
' WT200_OUT.WriteString "OF3,3,1" ' 3個目の出力は有効電力
' WT200_OUT.WriteString "OF4,0,1" ' 4個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF5,0,1" ' 5個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF6,0,1" ' 6個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF7,0,1" ' 7個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF8,0,1" ' 8個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF9,0,1" ' 9個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF10,0,1" ' 10個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF11,0,1" ' 11個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF12,0,1" ' 12個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF13,0,1" ' 13個目の出力は無し
' WT200_OUT.WriteString "OF14,0,1" ' 14個目の出力は無し
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 " & Round(Range("G6"), 1) ' 周波数は G6 の値
PCR500M.WriteString "VOLT " & Round(Range("G5"), 1) ' AC電圧は G5 の値
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(コマンド応答は330ms)
End If
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "CC" & Round(Range("G7"), 2) ' 指定された最大負荷での起動
ELS304.WriteString "SW1" ' 負荷ON
' 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
Application.Wait [NOW()] + 3000 / 86400000 ' 出力安定までの待ち時間 3000ms
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は電力を記載
Range("F9") = "入力周波数" ' Fは周波数を記載
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は電力を記載
Range("K9") = "出力周波数" ' Kは電流を記載
End If
If Range("E5").Value = True Then
' PCR500Mの状態
Range("M9") = "PCR500M電圧" ' Mは電圧を記載
Range("N9") = "PCR500M電流" ' Nは電流を記載
Range("O9") = "PCR500M電力" ' Oは電力を記載
Range("P9") = "PCR500M力率" ' Pは力率を記載
End If
If Range("E7").Value = True Then
' ELS-304のデータ
Range("R9") = "ELS-304電圧" ' Rは電圧を記載
Range("S9") = "ELS-304電流" ' Sは電流を記載
Range("T9") = "ELS-304電力" ' Tは電力を記載
End If
If Range("E4").Value = True Then
' 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
End If
For Counter = 0 To Range("G2")
DoEvents
If Counter <= (Range("G2") / 1.25 * 0.75) Then
' 25%以上負荷の領域は最大間隔での測定
If Range("E4").Value = True Then
' (10-カウンタの値×10÷(測定点数÷1.25))V出力
PIA4810.WriteString "VSET" & Round((10 - Counter * 10 / (Range("G2") / 1.25)), 2)
End If
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "CC" & Round((Range("G7") * (1 - Counter / (Range("G2") / 1.25))), 2)
End If
Else
' 25%未満負荷の領域は最大間隔の半分の間隔での測定
If Range("E4").Value = True Then
'(10-カウンタの値×10÷(測定点数÷1.25))V出力
PIA4810.WriteString "VSET" & Round((10 - Counter * 10 / (Range("G2") / 1.25) + (Counter - (Range("G2") / 1.25 * 0.75)) / 2 * 10 / (Range("G2") / 1.25)), 2)
End If
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "CC" & Round((Range("G7") * ((1 - Counter / (Range("G2") / 1.25)) + (Counter - (Range("G2") / 1.25 * 0.75)) / 2 / (Range("G2") / 1.25))), 2)
End If
End If
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
If Range("E5").Value = True Then
' ここにPCR500Mからの計測データ取得
' PCR500Mのデータには垂直タブとCRの制御コード羅列が混じるので、"+"以降を取得
PCR500M.WriteString "MEAS:VOLT:AC?" ' AC電圧の問い合わせ
Rdata = PCR500M.ReadString
Range("M10").Offset(Counter, 0) = Val(Mid(Rdata, InStr(Rdata, "+"))) ' 電圧データの書き込み
PCR500M.WriteString "MEAS:CURR:AC?" ' AC電流の問い合わせ
Rdata = PCR500M.ReadString
Range("N10").Offset(Counter, 0) = Val(Mid(Rdata, InStr(Rdata, "+"))) ' 電流データの書き込み
PCR500M.WriteString "MEAS:POW:AC?" ' AC電力の問い合わせ
Rdata = PCR500M.ReadString
Range("O10").Offset(Counter, 0) = Val(Mid(Rdata, InStr(Rdata, "+"))) ' 電力データの書き込み
PCR500M.WriteString "MEAS:POW:AC:PFAC? " ' AC力率の問い合わせ
Rdata = PCR500M.ReadString
Range("P10").Offset(Counter, 0) = Val(Mid(Rdata, InStr(Rdata, "+"))) ' 力率データの書き込み
End If
' ELS-304 のデータ採取
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "MV0" ' 電圧の問い合わせ
Rdata = ELS304.ReadString
Range("R10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電圧データの書き込み
ELS304.WriteString "MC0" ' 電流の問い合わせ
Rdata = ELS304.ReadString
Range("S10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電流データの書き込み
ELS304.WriteString "MW" ' 電力の問い合わせ
Rdata = ELS304.ReadString
Range("T10").Offset(Counter, 0) = Val(Rdata) ' 電力データの書き込み
End If
Next
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "SW0" ' ELS-304の負荷OFF
End If
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
If Range("E4").Value = True Then
PIA4810.WriteString "VSET 0" ' 電子負荷の出力最小状態
End If
' 終了処理
If Range("E5").Value = True Then
PCR500M.IO.Close
Set PCR500M = Nothing
End If
If Range("E4").Value = True Then
PIA4810.IO.Close
Set PIA4810 = 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
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.IO.Close
Set ELS304 = Nothing
End If
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
If Range("E7").Value = True Then
ELS304.WriteString "SW0" ' ELS-304の負荷OFF
ELS304.IO.Close
Set ELS304 = Nothing
End If
If Range("E4").Value = True Then
PIA4810.WriteString "VSET 0" ' 電子負荷の出力最小状態
PIA4810.IO.Close
Set PIA4810 = Nothing
End If
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
ソースがかなりごちゃごちゃしてきたので、この手の
『何も考えずにノリと勢い作ってみたけど、不満だったから後から拡張』
は、そろそろお腹一杯というところです。
逆に言えば私の限界点として、
“これぐらいの程度ならば設計なんて考えずに手だけ動かしてたらバグなしで余裕で書ける”
“御託は良いからサッサと手を動かせ！”
という事なのでしょう。
ではこの構成で電源装置と電子負荷から読み取った値をグラフ化してみます。
さて、やはりというか、
電子負荷装置で測ると電圧低下の影響がいくらか目についてしまう
のと、測定結果が荒い側面が表に出ています。
まぁ、ぶっちゃけこんなもんです。
あと気づいたのはELS-304は癖の強い機種ですが、外から制御する分には申し分ない動きをしてくれるので非常にありがたい…と思った次第。あれは間違っても手で操作するものではない…。
なんにせよこれで大体の電源の効率やロードレギュレーションの測定がチョロくなったので、久しぶりに快適な電源技術調査という名の
m9(^Д^)ﾌﾟｷﾞｬｰ
生活を楽しむことができます。
過去作った製品とかの資料も測定点数が荒くてこれで測りなおしたいのだけど、一般経路じゃ手に入れられんので残念…。
つうか、もう製品として使っていないだろうし気にしなくてもいいか…。
ってか、これやりだしたら電圧の高いPFC周りの測定やトランス・インバータ周りもやりたくなってくるな…
次は高圧の電子負荷装置か交流負荷装置か？
こうやってフラグをしっかり立てておくことにします。
PFCやトランス・インバータなんかの案件も考えている方は投げ銭（現物支給も可）もついでに考えながら私にご相談ください。(ぉぃ
ではでは、今日はココまで。
またの機会に会える事を楽しみにしています。
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