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2024年01月の記事

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2024年1月31日(水) 20:57

ゲートドライブ基板増産

 2セット目も同じピンアサインでコネクターを取り付け、動作確認。

 無事に、2セットのFETユニットが完成。

 続いて、ゲートドライバー基板を増産する。

 コネクターが少し斜めに付いてしまった。基板の穴に存在する僅かなアソビで、こうなることもある。実用上の問題はない。

 既存基板を見ながら、同じように組み立てて行く。

 見本が見易い状態だと、作業が捗る。

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2024年1月30日(火) 21:08

FET組み立て成功

 パスコン付き電源線を、ハンダ付け。

 作業中に爪楊枝3本を並べて下に押し込み、2ミリ以上の間隔を確保。FETの足が細いので1ミリでも配線を短くしたい気分だが、短絡リスクを減らす方を優先。
 大電流だからこそ、短絡に怯えずに済むことを最優先させる。

 2セット組み立てると、配線だけで膨大になる。

 本番で配線をどう這わせるかのイメージまでしっかり持っておかないと、いろいろ無理が生じるだろう。

 10ピンコネクターに配線し、熱収縮チューブで保護する前に動作確認する。もう1組作るから、この時点でピンアサインが間違っていないことを確認せねばならない。

 無事にモーターは回転し、正常に組み上がったと確認できた。

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2024年1月29日(月) 20:43

FET組み合わせ

 FETユニット正式版を、2セット同時に製作する。

 合計12個のFETだが、6個ずつ足を折り曲げてからプルダウン抵抗51KΩをハンダ付け。

 最終的な実装をイメージし、中央部に信号線を通す。

 大量の配線が中央部に集結するため、実装幅に余裕を持たせるのが安全と判断。FET間を少し狭くした。

 数が多いと、単純作業も面倒臭い。

 10色セットを使い、10本の信号線が区別し易くする。2つのユニットは左右対称に組むので、配線の向きに要注意である。

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2024年1月28日(日) 21:36

パスコン付き電源線

 記憶がまだある程度残っているうちに、モータードライバー2系統を組み上げることにする。まずは、FETユニットからだ。
 組み立てが最も面倒臭いのが、パスコン。見落としていて不本意なFETユニットを組んでしまった反省から、l真っ先に作り始める。

 台にマスキングテープを輪にして粘着を確保し、そこにチップコンを整列させる。爪楊枝を冶具に使い、直線確保。試作の場合は後から追加したので十分な数を確保できず妥協したが、今回はしっかり30並列にする。
 この時点で乱れない整列状態にしておかないと、以降の作業が崩壊する。チップ型を整列して置くのは、非常に神経を使う苦しい作業だ。

 取り外さずに、片面先行して配線に直接ハンダ付けしてしまう。ちょいと博打だ。

 2組に必要な4本の電源線すべて、先端のシリコン被覆を剥がしてハンダメッキで整えておく。

 コイルガンを作りたいだけなら、ハンドガンあるいはライフルタイプで作ればそれでいい。しかし自分は、ラジコンに武装として積むのに興味がある。単にラジコンカーにコイルガンを合体させれば済むものではなく、システムとして使い勝手良くまとめるのは難しい。その難しいものを自作で頑張る過程が非常に面白い。
 そしてコイルガンの機能性能が重要なのと同等に、ラジコンカーとしての機能性能も重要だ。走行用モーターのドライバーは、妥協なく仕上げたい。

 どうやら賭けには勝ったようで、イメージ通りのパスコン付き電源線が2組仕上がった。

 短絡が発生していないことをテスターで確認し、念のため静電容量も測定。問題無し。

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2024年1月27日(土) 19:04

走行用モーター選定

 540以上のパワーが出るクラスのドローン用モーターは、回転軸が5ミリだったりする。簡単に540の代わりにできない。
 クローラー向きとされるアウトランナーモーターもあるが、センサーの取り付けに難がある。筐体が回転するのはまだ良いとして、モーターの尻部分は回転しないタイプでないとセンサー取り付けに困る。
 なかなか適切なモーターが見つからない。

 結論として、CRAWLMASTER BL の 1800KV を選択。

・3相10極12スロット
 正弦波5周期で1回転なので、磁気角30度ごとに処理できる。これなら、1万回転がギリギリで実用になる。超低速も14極ほどではないがスムーズだと期待できる。トルクは14極に劣るが、540以上は出るようだ。

・インランナーである
 カー用の540同様に、筐体が回転しない。それだけ実装の融通が効く。

 欠点として、モーター尻が密閉されていて、改造しないとセンサーが取り付けできない。メンテを考慮して尻が取り外し可能なので、改造は可能な可能性が高い。ただし内部写真は無いので、実際には改造困難な構造というリスクはある。だが総合的に判断して、欲しいスペックがバランス良く実現されており、リスクはあっても買いと判断した。
 スペックがマイナーで代替品が無いのは怖いが、ブラシレスモーターは寿命が長くそう故障するものでもない。

 方針が決まったので、重要事項を確認しておく。正弦波を発生させるための演算に必要な時間である。

 正弦波だけならテーブル引くだけだが、振幅を変えるため32ビット乗算やっている。dsPIC は16ビットなので、32ビット乗算には時間が掛かる。どれぐらい?
 タイマーでは安定して200カウントちょうど。角度センサー読み取りと一緒だと、10倍以上になる。計算自体は、3μ秒以下しか掛かっていない。正弦波は3系統あるので、32ビット乗算は1μ秒のオーダーで可能ということだ。

 時間カウントは左の数字で、右は単なるカウンター。ループが回っていることを確認するために表示させている。

 期待より遥かに高速であり、処理時間の問題は全くない。
 これならオープンループ制御の時間も含め、秒間1万回の処理が余裕で可能。当初の構想通りに進められる。
 処理頻度のボトルネックは角度センサーで、値の更新頻度が秒間1万回より少し速い程度なので、これ以上高頻度での処理は意味がない。

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