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2010年12月の記事

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2010年12月31日(金) 13:07

悩みの種は幾らでも

 メインレンズ周りの構造が決まったので、砲塔土台を考えられる。

 しかし最初から分かっていたことだが、固定方法が悩ましい。バッテリーの出し入れを考慮せねばならないのが、話を非常に厄介にしてる。
 バッテリーを車体上に設置すれば出し入れは容易で使い勝手も良くなるだろう。だが、重量物の重心を高くするのは躊躇われる。決断が難しい。

 更に、レーザーダイオードのユニットを仮置きしてみると、重複部分もまた厄介。

 メインレンズが完全なセンターではないのが困る。光ファイバーの曲率を稼ぐためだ。
 1つの制約が、別の場所に制約を波及させる。
 電源アルミアングルの尻尾を少し切るしかないか。

 新年もまだまだ悩みは尽きそうにない。

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2010年12月30日(木) 21:41

ピントリング駆動成功

 無事に硬化したところでピントリングの高さと比較すると、スペーサーが5ミリほど足りない。そこで、35ミリのスペーサーに交換。軽量化のためプラスチック製を採用。

 しかし、足枠がモーターの尻に覆い被さる状態。配線の引き出しに神経を使うが、どっちみち配線をハンダ付けする際はレーザーヘッドごと取り外さないと作業不可能。

 駆動モーターと高さを合わせると、それでも2ミリほど低い。
 駆動ギアは固定ネジの尻までヤスリで削ってギリギリ低くしたので、これ以上はどうにもならない。

 そこでスペーサーの足にワッシャーを入れると、ピタリ最適な高さになった。

 ところが、今度は主ギアが途中で引っ掛かって回転出来ない。スペーサーが僅かに傾いて、主ギアの位置がシフトしたようだ。
 ワッシャーをスペーサーの上部に入れれば解決するが、ネジ止め作業が厄介になる。結局ワッシャーに3ミリドリルを貫通させてネジ山を潰し、単なる2ミリスペーサーとして使うことで妥協した。

 余ったオートウェルドで、防塵筐体にシャフトを通す穴の隙間を埋めてある。

 駆動モーターの位置を現物合わせして、最適なギア噛み合わせ状態でオートウェルド接着。写真では隠れているが、ワッシャーがスペーサー上部に挟まっている。
 最終的にスペーサー37ミリの結論になったが、これで問題なくピントリングは可動範囲全体を上下出来る。

 駆動モーターをもっと左に設置したくてもスペーサーにぶつかり、もっと右に設置したくても光ファイバーの通り道を考慮せねばならない。猛烈に厄介で、この半端な設置位置もまた選択の余地が全くない。

 ピントリングは相当に重いが、モーターにエネループ1本を接続するだけで全範囲回転出来た。この場合は秒速2〜3ミリという旋回速度だが、本番では5VをPWMしてもっと強力に駆動予定なので問題無さそうだ。
 レーザーのピント調整機構は紆余曲折を経て大変な苦労をしたが、その甲斐はあっていい感じの仕上がりになったと思う。

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2010年12月29日(水) 21:36

主ギア設置

 上部を接着。

 シャフトは3ミリ穴ではなぜかキツくて回らないので、4ミリ穴に拡張した。

 2ミリネジを立てる穴が2つとも塞がったので、中央に新しく穴を1つ開けた。

 これでサンドイッチは合計3カ所でネジ止めされる。
 その上でスペーサー4カ所による固定が重なる。

 主ギアがスムーズに回る位置に、現物合わせでオートウェルド接着。

 土台が平らではないとか、バッテリーを避けねばならないとか、あれこれ制約がある。このいびつな設置角度が、ほぼ唯一の解。

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2010年12月28日(火) 21:36

主ギア誘導輪の下部

 厚さ2ミリのポリカーボネイト板から大きめに板を切り出し、直径6ミリと3ミリの穴を開ける。
 今回取り付ける2個の誘導輪は、シャフトを短くカットしておく。

 これだけでは1個分のパーツにしかならないので、慌てて追加で切り出す。

 下部軸受けはシャフトが短いので、小さな穴無し板で塞いでベアリングをハメておく。

 更に大雑把に現物合わせして、はみ出し部分を切り落とす。
 積層板の方に2つ開いてる穴の一方はどうも誘導輪と接触しそうなので、改めて棒ヤスリを使い少し広げた。
 何度も組み立てたりバラしたりしながら、作業を進めている。

 下部軸受けを正式にアクリダインで接着。

 主ギアの動きをチェックすると、スリットの上端に貼り付くような位置関係で最もいい感じ。そこで、厚さ1ミリのポリカーボネイト板から小片を切り出して、円周10カ所に接着。

 わざわざ5ミリ幅のスリットになるよう苦労して3枚合板を作ったのに、これなら最初から2ミリ板を2枚重ねにするだけで良かったかのようにも思える。
 だが、このあたりの厚みは0.1ミリ単位でキツくも緩くもなる微妙なものがあって、一概に正解を出せない。個人DIYでは、既製品のサイズでやりくりするしかない。

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2010年12月27日(月) 21:51

焦点確認

 割れたチョークコイルを合体させた方の10アンペア電源が、ちゃんと駆動した。やはり、廃棄した前電源は壊れていたようだ。

 電流制限抵抗の両側に0.37Vの電位差が発生し、7アンペア半ほど流れている。レーザーダイオードの順方向電圧が1.7Vしかなく、予想より0.1V小さいので調整に注意する。室温ほぼ摂氏10度。
 18アンペア側を単独で動作させると0.2V程度だったので、0.3V近辺まで半固定抵抗を調整する。

 レーザーダイオードの電流は温度の影響が大きいので、今後いろいろな状況で測定を繰り返さねばならない。特性を把握してから、最終的な調整を行う。

 レーザーヘッドとレーザーダイオードを久しぶりに光ファイバーで接続し、18アンペア側電源だけ入れる。しかしレーザー発振していないようだ。
 両方の電源を入れると、レーザー発振した。18アンペア側の電位差が0.02〜0.03V低下し、4並列なのでほぼ1アンペア分減少した。

 ここに温度の影響も加わるので、本稼働時の最適な設定は悩ましい。いっそのことマトモに定電流回路を作った方が楽にも感じるが、適切なDC-DCコンバーターを入手するのが難しい。

 天井に照射されたレーザーのパターンを見ながら、焦点位置を確認。

 当初予定のままでOKとの結論に至り、ピントリング筒をオートウェルドで接着する。

 筒も途中でねじ込み式になっているが、この部分は緩まなければいいので30分硬化エポキシを使う。
 これで、レーザーヘッドと光学系は密閉された。気密までは至らないものの、埃に悩まされる可能性は少なくなった。

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