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2020年9月29日(火) 21:47

残弾数管理

 メカボックスを取り付けると、基板との間合いは1ミリ未満しかない。本当に、ギリギリだ。

 セミオートスイッチは、ほぼ最短距離でセット可能。配線にやや余裕を持たせてあるが、それでもコンパクトに収まった。このスイッチが外れるとセミオートの停止タイミングが不明となり、フルオートになってしまう。ある程度の時間が経過してもスイッチ入力が無い場合は通電を停止するようにしているので発射されるのは数発だが、回避したいトラブルには違いない。

 この配線引き回しとコネクターならば、外れる心配は小さい。

 なお、基板左に2センチ角ほどの空き地が残っているが、ここは将来メインカメラの取り付け台座を設置する可能性が高い。

 メカボックス取り付け時に、モーター脇の突起が配線と干渉すると判明。突起のことを、すっかり忘れていた。

 配線が邪魔にならないよう、引き回しを変更しハンダ付けし直す。
 こういう些細な修正が、使い勝手を大きく向上させる。メカボックス・ステーに4つの基板を取り付け、1つの電源を取り付け、配線が這い回るようになったが、分解組み立ての容易さは殆ど影響を受けていない。

 実は、1つ上の写真との間に、1年ぐらい経過している。

 搭載するラジコン戦車に不具合が発覚し、ハードを作り直す一環として制御基板も一部修正することになった。通信用のSPIを3線から4線に増やし、こちらからも情報を送り返せるようにする。
 具体的に送り返したい情報は、残弾数だ。発射弾数の管理は、セミオートやバーストの制御も行っているこの基板で行うのが最も正確。その正確な数字を、ラジコン戦車側に送り返す。

written by higashino [ラジコン用エアガン] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2019年10月27日(日) 23:59

主砲制御PIC基板

 主砲制御PICの基板を、組み立てる。パスコンが多いように見えるが、PIC電源ではなくスイッチ入力に付けてある。

 2つ並んだボタンは、赤がBB弾をチャンバーにロードするため。白が、残弾リセット。対岸に、LEDが設置されている。
 ボタン左の3ピンは、電源入力。12Vと7.2VとGNDである。

 左下の3ピンは、SPI接続用。メインPICから、キー入力を受け取り、残弾数を送り出す。

 2ピンは、セミオートスイッチ接続用。極性は無いが、抜けるとマズいので脱落防止にコネクターを使っている。

 3つのサブ基板から伸びている配線を、基板裏にハンダ付け。

 コネクター化しなくても分解は可能なので、配線を直結している。全部コネクターにした方が分解し易いのは確かだが、製作の手間が必要だし余計な空間を消費するし信頼性は低下する。分解メンテに必須ではないコネクター化は、回避する。

 この時点で、黄色の12Vを誤配線してしまった。電源入力ではなく、SPIの方にハンダ付けしてしまった。

 12Vを正しい位置にハンダ付けしようとしたら、配線長が足りなくなった。これは、想定外。若干の余裕を見て長めにしたはずが、なぜかギリギリだった。

 根元からハンダ付けし直すのも案外手間なので、継ぎ足す。
 いちおう無難に、設置完了。

 コネクターは、このタイプが圧倒的に使い勝手が良い。抜き挿しが容易で、脱落防止性も充分。太目の配線も使用可能で、結構な大電流まで対応可能。更に、メスコネクター組み立ての難易度が低い。

written by higashino [ラジコン用エアガン] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2019年10月26日(土) 20:57

主砲制御PIC

 配下が製作できたら、頭のPICである。
 メインPICからのSPI送信を、17〜19番ピンで受け取る。バトルタンク改造時に実感したが、機能を拡張していると当初は予定していなかった入力を読みたくなる。だったら最初から、すべてのPICに受信内容を丸ごと送信しておいた方が早い。もちろん受信感度など付随情報は別で、あくまで人間が操作した内容だけである。

 10&11番ピンは、I2C接続用。通常はデバッグ用のLCDを接続するが、本走行時は何も接続しない。オプション端子に近い。
 16番ピンはスイッチ入力で、押すと電動マガジンを低速駆動させる。BB弾を装填後、初弾をチャンバーまで送り込むのに使う。
 14番ピンは悩んだ機能で、やはりスイッチ入力。押すと、残弾カウンターをリセットする(250発を想定)。そして残弾カウンターが初期値の場合、7番ピンを使ってLEDを点灯させる。
 バトルタンクでは、残弾カウントを受信機側で行っていた。しかしSタンクでは、3点バーストやフルオートの実装を視野に入れている。この場合、カウントは車載側でないと困難だ。

 BB弾の補充後、手動でスイッチを押してカウンターを250に戻す。戻ったら、LEDが点灯する。そのような運用を考えている。
 とうぜんカウンターを送信側に送り返さねば、手元で確認できない。カメラ映像に合成というのは、映像を表示させないと使えないし
Jeston Nano を動作させないと使えない。カウンター値は、SPIでメインPICに送り返すことになる。

 2番ピンは、電動マガジン駆動用モーターへのPWM出力。
 3番ピンは、レーザー点滅用のPWM出力。
 4番ピンは、セミオートスイッチの入力。
 6番ピンは、電動エアガンの通電。必要周波数は低いが、セミオートスイッチの変化に応じて高速なスイッチングは実現させたい。

 19番ピンRA0だけは、ピン入力割り込みを有効にし、Hで割り込みが掛かるようにする。主処理と非同期で、SPI受信するためである。バトルタンクでは割り込みを使用しなかったが、今回は非同期でないとプログラミング困難である。割り込みを使った方が明らかにプログラムを記述し易いのに、なぜバトルタンクの時は割り込みを使用しなかったのか?
 こういう話って、忘れてんだよな。当時のソースリストを見ると、明らかに割り込みを使ったコードを試している。そのうえで、ポーリングを採用している。

 Sタンクは電動マガジンを使用したりセミ・フル切り替えを考慮しているなど、バトルタンクに比べて主砲が高機能化している。そのため、SPI受信をポーリングするのは記述が煩雑になり過ぎて現実的には不可能である。だからポーリングという選択肢は最初から存在しないが、割り込みの実行には遅延が存在する。割り込み発生から割り込みルーチンの実行開始まで、どれぐらいの時間を要するかは確認しておく必要がある。

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2019年10月25日(金) 21:14

配下の制御基板

 システム主電源スイッチの設計ミスを修正し、レーザーサイトが期待通りに機能するようになった。

 そこで、電動マガジン制御用基板を作る。

 構造は単純で、駆動用モーターをスイッチングするFETを、TLP250Hでローサイドドライブする。ここでは、スイッチングを高速に行う目的でTLP250Hを使用している。それだけでは贅沢なので、GNDの絶縁にも利用している。
 駆動用モーターは、パワー系5Vである。これに対し、制御信号はPIC直結。ノイズが回り込まないよう、分離しておく。

 FETにパワー系5Vを接続し、モーター用コネクターも伸ばす。

 TLP250Hを境に、パワー系と制御系は分離されている。

 電動エアガンの制御用基板は、更に単純だ。
 スイッチングFETが電源配線側にくっついているので、TLP250Hしか載っていない。

 スイッチング周波数は低いが、セミオート制御を的確に行うため高速性は確保したい。だからTLP250Hを使用しているし、パワー系と制御系の分離にも役立てているのは同様だ。

 実装密度は低いのだが、だったら3つではなく2つの基板に押し込めるかと言えば難しい。

 余剰の土地があることは、将来の拡張性という点で意味がある。

 基板の実装位置は他パーツとの干渉を配慮せねばならず、それが既にかなり複雑で悩ましくなっている。配線の引き回しも、一瞬の見落としで「組み立て不能」なものができてしまうので大変だ。

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2019年10月21日(月) 21:52

正常動作を確認したが

 電源修理を終えたので、レーザーサイト用電源を作り直す。
 秋月キットの中に、3V1.5Aを供給できるものがあったので、試しに使用。初期不良っぽい奴とは別メーカーの、類似品を使っている。出力電圧を、外付け抵抗で調整するのも同じだ。

 抵抗値1643Ωで、3.05V出力が得られるようになった。

 その状態でレーザーサイトを接続すると、点滅することもなく本来の力強い輝きが!

 この製品は手持ち在庫にあった訳で、最初から使っていればトラブルなど無かったのだ。20Aとかの大ワット品は無くても、このような小ワット品なら秋月でも有用なものが売られている。盲点だった。
 既にシステム電源は治っているので、後は基板上に組み立て直すだけだ。

 金属被覆抵抗の1.6KΩと43Ωを、直列接続して外付け。これで問題なく、希望の電圧が出る。

 リモート端子を使うと、OFF時の待機電流が気になる。確実に待機電流を減らすため、入力側をFETで直接スイッチングする方式。もちろん、ターンオフサージ対策に怠りはない。

 ところが、いざ動作させると衝撃の結末。何と、レーザーは弱弱しく高速点滅したのだ。症状が、改善されていない。何が問題って、DC-DC
コンバーター単独では正常にレーザーが輝いていたこと。それを、基板に実装したらおかしくなった。
 FETでスイッチングするのがマズいのか?
 そう考えてチェックしたが、FETを短絡させても症状は変わらない。

 あちこちにテスターを当てて、異常の源を探る。

 その結果、システム主電源スイッチを担うFETが発振していた。いや、発振なんて現象を起こしていないことは、初期に確認済みだけど?
 電源ON中に発熱と異臭を感じた、という話は先日書いた。もしかすると、FETが過電流とかで劣化したのか?

 いずれにしろ、システム電源周りにおいて、設計ミスか配線ミスを犯している可能性が高い。さもなければ、配線の濁流の中で、どこかが一時的に短絡し回路を破壊したのだろう。
 いい加減あの配線濁流を整理しないと、短絡の危険があることは分かっている。しかし、動作確認する前に整理するのは困難というジレンマ。

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