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2009年07月の記事

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2009年7月31日(金) 21:00

修理が成功し

 言うまでもなく、壊れたのがツェナダイオード1個だけだったのかどうかは分からない。故障してもそのパーツが短絡状態になるとは限らず、実際に動かすまでは直ったかどうか不明。

 まずは、ハンダを外した多数の配線を元通りにする面倒な作業が続く。こうして手術は終了したが患者が目を覚ますかどうか?

 砲架弾倉ユニットを合体させ、ラジコン送信機のスイッチを入れる。戦車本体の電源も入れると、以前と変わらず起動輪は回転しスティック操作に応じて正常に回転数が変化する。
 復活した。手術は成功したようだ。

 引き続き、コンデンサー充電器に大容量バッファーを追加する。フィルムコンデンサーとしてはかなり大型の、耐圧400Vで4.7μFというスペックだ。
 設置場所にあてがい、配線の向きと長さを決める。

 コンデンサー充電器の単体作動を行うので、走行系PICからの停止信号線は外したままにしてある。このコイルガン戦車にユニットをフル装備し全配線を接続すると、送信機の電源が入っていない場合コンデンサー充電器は動作しないように設計されている。

 受信機の出すパルスは全チャンネルとも、どこかのPICがまず受け取る。サーボ等に直結されるチャンネルはない。
 送信機の電源が入っていないと受信機がパルスを出さず、それをPICが認識して周辺装置の状態を安全側にキープする。送信機の電源を入れ忘れたまま戦車のスイッチを入れても、暴走しない。

 フィルムコンデンサーの配線をハンダ付け。

 コンデンサー充電器と接続する配線が少し浮いているので、メインコンデンサーと干渉するかもしれない。配線をピッタリと床に這わせるには、フィルムコンデンサーを斜めにせねばならない。その状態でエポキシで固めるのが良いだろう。

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2009年7月30日(木) 21:31

破損パーツ交換

 壊れたツェナダイオードを壊して除去。このツェナを交換しようとするとチップコンデンサーまで例外なく外れてしまい結局両方とも交換する羽目になる。

 もちろん、全体を接着していたアラルダイトからして破壊せねばならない。10円20円のパーツを交換するにも手間が掛かり過ぎていて、これじゃ保護素子の意味がないと思えて来る。
 ただ、三端子レギュレーターまで壊れたら身にまとう大量のツェナもろとも作り直しになるのはほぼ確実で、保護素子のおかげで交換の手間が相対的には大幅に減ったのは確かである。

 車体内部のパーツが減った隙に、スプリング交換を進める。

 2カ所のスプリングを1カ所に引っ掛けることで、砲口端ハイサイド放電素子との接触を避けるようにした。

 ツェナとコンデンサーの交換終了。やや膨れ気味の仕上がりだが、実装上のハンデではない。
 配線をつないだままの作業なので大変だった。一度エポキシで固めたパーツは著しくハンダの乗りが悪くなり、見た目より遙かに時間を浪費する。

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2009年7月29日(水) 21:15

スプリング製造

この前は3番目のスプリングだけ換装したが、この際車体前方のスプリングを大幅に入れ替えて固くする。

 一番前のスプリングだけ外径4ミリで元から非常に固くなっている。それだけは換装しない。
 それ以外は外径5ミリが大半で、線径は0.5ミリ。外径5ミリのスプリングでは更に太いものが売っていないため、スプリング自体をこれ以上強くできない。そうなると、全長を短くするしかない。
 しかし、弾性限界を超えてスプリングが引き延ばされると劣化してしまう。一番右の長いスプリングは50ミリだが、118ミリ以上に引き伸ばすなとの注意書きがある。2.3倍あたりが限度であり、伸びが2倍強までに収まるようなギリギリ短いスプリングを用意せねばならない。

 50ミリの長いスプリングを適切な長さに切断し、両端を折り曲げてそれっぽくオリジナルに似た形状に仕立てる。オリジナルより少しだけ短い互換スプリングが完成。車体のスプリングは位置によって微妙に異なるスプリングが配置され、場合によっては既存スプリングの位置を変えるだけで流用出来るものもある。

 これは、1500pFの小容量タイミングコンデンサーで駆動したコンデンサー充電器のコイル電流の変化である。
 電流検出抵抗の両端の電位差をオシロで表示させている。MC34063は電位差0.3Vで電流制限が発動するが、せいぜい0.1V強しか流れていない。つまり、かなりコイルのキャパな無駄になっている。充電ワット数が小さい訳だ。
 電流検出抵抗の基準点はGNDと異なるせいか、せっかくオシロが2つのチャンネルを使えるにも関わらずこの電圧変動とコイル出力電圧を同時モニター出来ない。1チャンネルだけ順番に使ってのモニターだ。更に、電流検出抵抗にプローブを付けるのは問題があるようでコンデンサー充電器がしばしば停止してしまう。

 これは電圧の立ち上がりを時間分解能アップして表示させたもの。横の方眼5つで1μ秒となる。かなり激しい変動だ。
 新オシロは以前の安物と比較にならない高品質のモニターが可能だが、高品質の代償かプローブがかなりゴツい。電流検出抵抗に取り付けるとかなりの外力を与えることになり、それがトラブルの原因になっているかもしれない。そもそも大型だ。そうなると、本来最も活躍して欲しい放電回路に取り付けるのは非常に難しい。

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2009年7月28日(火) 21:04

修理は後回し

 わざわざ電源線のハンダ付けを外し、パワーパックを取り外す。モーター換装などで何年か後には必要だろうと思っていた面倒な作業を、今年のうちにやる羽目になるとは。
 この機会に内部を清掃し、ついでにサスペンションスプリングも大幅換装したい。コンデンサー充電試験にしても、このままで行えば何かあってもパーツを壊さずに済む。

 充電器の出力バッファにフィルムコンデンサーを仮付けし、電圧計もセットして実験準備を整える。
 やたらパーツの詰め込みがキツいこのコイルガン戦車において、唯一コンデンサー充電器の脇は完全に余剰な空間がある。ここに大型のフィルムコンデンサーを設置すれば良い。

 充電器のタイミングコンデンサーを 1500pF にすると、スイッチング間隔が約60μ秒になっている。16〜17KHz
であり充電はほぼ無音。モスキート音が聞こえるなら五月蠅いかもしれない。
 新オシロスコープの動作試験も兼ねている。↓の波形は充電器の出力端子の電圧である。

 立ち上がり部分の時間軸拡大。横の方眼が0.05μ秒である。チョッパー型は、わざとサージを発生させることで高電圧を発生させる。これは、サージ発生波形そのものである。充電相手のコンデンサー電圧をサージ電圧が上回ると、出力部のダイオードが導通してコンデンサー側に電荷が流出。サージ電圧は上昇しなくなる。

 タイミングコンデンサーを以前良好だった 12000pF にすると、66ジュール充電に40秒程度を要した。一度充電するとなぜか電解コンデンサーは充電速度が上がる。2回目以降は20秒余りで充電出来るようになった。しかし、試しにフィルムコンデンサーを切り離しても充電速度が変わらない。
 だが、フィルムコンデンサーが無い場合、充電がなかなか停止しない。95%あたりまでは一気に充電されるが、残る僅かの電圧が長時間掛けてじりじりと上昇するのだ。ちょうど空間が余ってるんだし、バッファーコンデンサーを設置した方が良いだろう。

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2009年7月27日(月) 21:03

何とか削る

 まずはコンデンサー側のGND金具を処置する。

 極細1.2ミリな固定用ネジを受けるナットを2個とも外し、1.7ミリ対応のナット1個に換装。どうやら東急ハンズで入手し易いから1.2ミリを使ったようなのだが、一般的には極めて入手性が悪い。さすがに2ミリでは太過ぎるので、少しでも入手し易い1.7ミリに変えることにしたのだ。

 また、車体側のGND固定金具を削ることで、2カ所のネジのうち1カ所は消失する。そうなると、1.7ミリの方が強度も確保できる。

 ナットのハンダ付けが終わったら、近接している配線との隙間にエポキシっを流し込み、外力で短絡しないように対策。

 車体側GND金具は周囲をマスキングテープで覆い、加工屑が散逸し難いようにする。

 それでも加工自体が大変だった。というのも、金具と車体左右の高さが1ミリほどしか変わらないため、すぐにノコギリが車体と干渉してしまう。金具ではなく車体を切らないようにすれば、ノコギリは金具と平行になる。
 この手の加工では、ノコギリを斜めにして金具の一点に圧力を集中させるから切り易いのだ。金具全面に圧力が分散されてしまうと、非常に加工が遅くなる。しかも、車体側GND金具は車体との固定が弱いため余り大きな力を与えられない。不幸中の幸いは、金具が銅なのでそこそこ柔らかいということ。

 ちょこっと金具を切るだけに多大の時間を用意した後、更にあちこちの配線を外して短絡ユニットの特定を進める。

 結論は、走行制御PICだった。
 ソケット側のGNDと電源はテスターで触っても短絡していない。一方で、入力側は短絡している。つまり、三端子レギュレーターの入力側ツェナが破壊されて短絡している可能性が高い。
 これは、落雷場所からかなり離れている。ということは、7.2V電源ラインに落雷したことで全ユニットの電源入力側ツェナに高電圧が加わり、その中でたまたま一番弱かったツェナが壊れたのだと思われる。

 ツェナは1本6円だが、6円のパーツを交換するために何時間食われるのやら。潜在的被害額は3桁ぐらい多いぞ。

written by higashino [コイルガン戦車24] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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