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2017年11月9日(木) 21:46

2パターンあり

 重量低速のコイルガンとも言えるパイルバンカーであり、想定するプロジェクタイルの速度は秒速10メートルのオーダーである。試験中は、それより低速を測定する場合が多くなるだろう。
 速度の計測は、2点間を通過する時刻の差によって行う。秒速数メートルしか無い動きを計測するとなれば、通常の弾速測定器のように2点間の距離を30〜50センチも確保するのは長過ぎる。空中に弾道を描く場合なら落下量が大きいし、何らかのレール上を滑走させるなら摩擦により減速が大きい。
 だから今回の速度計は、2点間の距離を3センチ程度にする予定だ。距離が短いと、精度を確保するのが困難になる。しかし、どちらが速いかという比較をメインに考えれば、それほど問題ではない。

 計測対象のプロジェクタイルは、長さ4センチと測定2点間より長い。
 つまり、1つ目の測定点のレーザーを遮蔽し、その遮蔽が終了する前に2つ目の測定点のレーザーを遮蔽することになる。そうではなくても相対的にプロジェクタイルが長いので、センサー1つに注目した場合にレーザー受光→遮光→受光という変化を見るのではない。
 レーザー受光→遮光という変化だけを見る。プロジェクタイルが球体ではなく円柱なので、横から眺めると直方形となる。だから、レーザー位置による測定変動は余り気にしなくて良い。

 そうなると、フォトトランジスターがレーザーを受光している状態から受光していない状態へ移行する瞬間を、いかに「シャープに」捉えられるかがキーである。
 フォトトランジスターの電流は、抵抗によって電圧変換し、PICの入力端子に接続する。その方式は、2通り考えられる。抵抗がローサイドの TYPE-A と、抵抗がハイサイドの TYPE-B だ。TYPE-A では、レーザーが受光されるとPICへの入力電圧は高くなる。一方の TYPE-B では、レーザーが受光されるとPICへの入力電圧は低くなる。
 レーザー受光→遮光という変化が生じた場合、TYPE-A はPIC入力がH→Lと変化する。TYPE-B では、PIC入力がL→Hと変化する。ソフト的には TYPE-B が分かり易いが、性能面ではどうだろうか?

 PICの入力端子にも静電容量があるため、H→Lは電荷の引き抜きであり、L→Hは電荷の充填である。FETのゲートドライブで散々経験したが、電荷の引き抜きは電荷の充填より遥かに大変である。どっちも同じ抵抗を介しての電荷移動のはずなのに、現実にはゲートドライブとは、いかに電荷の引き抜きを高速で行うかが問題となる。
 つまり、L→Hという変化を発生させる方が、性能的に望ましいと考えられる。
 設計は、TYPE-B を採用すべきだ。
 蛇足だが、抵抗の値が大きくなるとセンサーの反応速度が落ちるのは、抵抗を介してPIC入力端子の静電容量を抜き差しするためである。

written by higashino [マルチローター] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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