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2009年02月の記事

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2009年2月23日(月) 18:27

電圧修正

 動作試験のため、24V電源の電圧底上げを行う。まずは常道で、ダイオード直列挿入により電位差を作る。だが、24.7Vあったものが23.7Vになっただけだった。3本で1Vはダイオードとしては小さく感じるが、電流が微弱だからまあこんなものだろう。
 マイナス側を9Vより小さくしたいので、これでは話が遠過ぎる。

 尾灯用ブルーLEDを入れてみる。通電の瞬間ごく弱く一瞬青く光っただけで沈黙。さすがに3V以上の電位差を稼ぎ出した。
 しかしGND基準でマイナス側の電圧を測定すると、ほぼマイナス10Vになっている。これでは不安だ。やるなら2本直列だが・・・

 思い切って、マイナス側をGNDに直結してみた。これによりFETのドライブはマイルドになる。しかしPWM周波数が50Hzしかなく、スイッチングロスは気にならない。一応プラス側12Vでドライブ出来るから、それなりの性能は出るはずだ。

 コンデンサー充電器の代わりに試験ボードに取り付ける。三端子5V出力を赤い配線で引っ張り出し、TLP250の入力端子4カ所に接触させてみる。動作は完全に期待通りとなった。各モーターに2個ずつ取り付けたハーフブリッジの、左に接触させるとモーターは回転を始める。右に接触させるとモーターは逆回転を始める。
 これをPICで操作すれば良い訳だ。

 TLP250にマイナス電位を供給しなくても大丈夫だと分かったので、配線をシンプル化する。TLP250電源のマイナス側はGNDに直結してしまう。プラス側だけまとめて、黄色い配線で引き出す。これをSUW電源のプラス12Vに接続すればいい。

 エポキシで固め、硬化中にも時々動作確認を行う。完全にOK。これで続いて制御用PICの製作に入れる。

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2009年2月22日(日) 16:55

5V系

 5Vデジタル系は、三端子レギュレーターで生成する。非常に小型なので、デジタル系ユニットそれぞれが三端子を装備する分散型とする。1個でも4個でも占有空間はほとんど変わらない。配線を引き回してサージ耐性を落とすデメリットを考えると、ICのすぐ隣に三端子を設置するメリットは遙かに大きそうだ。

 三端子は外付けコンデンサーを要するのでサイズが膨れるが、5.8V電源作成でうまく行ったコンパクト実装ならそれほど大きくならない。

 まず、入力側の足を折り曲げる。
 続いて、残った2本足(出力側)にチップコンデンサーをハンダ付け。10V10μFである。
 中央の足が共通GNDだが、これが放熱板とも一体である。そこで、折り曲げた足と放熱板の間にチップコンデンサーをハンダ付けする(入力側)。

 最後に、9.3Vのツェナダイオードをハンダ付け。これまた放熱板がGNDであることを利用し、三端子のくぼみにピタリと押し込んで実装。

 一応4個製作したが、当面3個は在庫しておく。

 Hブリッジ制御PIC用の1個に、入力側電源の配線をハンダ付け。ここに7.2Vを接続すると、左側に突き出す2本足に安定化された5Vが出力される。

 オリジナルのバトルタンクでは、8本の電池を使うがそのうち4本だけを使って5V系の電源を得ているようだ。つまりは電池の消耗に差が生じる訳で非常に気持ち悪い。しかし燃費は落ちない。三端子レギュレーターを使うと、電圧は変えられるが消費電流は変わらない。全部の電池が同じように消耗するが、「どれかの電池が切れる」までの時間はマルイの手抜き方式と変わらない。

 だとすれば、構造が単純になるマルイの手法も十分あり得る次第。ただし電圧を安定化出来ない。

 DC-DCコンバーターを使っても効率75%前後なので、7.2Vを5Vにする程度であれば燃費は大差ない。占有空間のデメリットが大きい。

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2009年2月21日(土) 18:46

動力ライン

 GNDの配線。だと思ってふと気付くと、Vcc側だった。実害は無いが黒の配線を使用してしまった。

 本当のGND側も配線する。

 PIC抜きでの動作試験に備え、配線は若干長目にしてある。
 これだけパーツがごちゃごちゃしていると、エポキシで塗り固めないと安心して運用出来ない。怖いのは短絡だけでなく埃だ。パーツの隙間に埃を抱え込みたくない。可能なら小型ファンでモーターを空冷したいが、風があると埃が非常に溜まりやすい。

 エポキシで固めると回路修正が困難になるため、その前に最低限の動作は確認しておかねばならない。

 ゲートドライバーの配線をまとめる。

 マイナス側は、足をそのまま流用して接続。プラス側は短絡しそうなので被服のある普通の配線を引き回した。
 パーツが小さいと配線の剛性が無視できない。4つのハーフブリッジの相互位置がかなりガッチリと固定されるようになった。

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2009年2月20日(金) 17:18

Hブリッジ取り付け

 Hブリッジの製作を再開。

 4個のハーフブリッジをモーターの配線にハンダ付け。Hブリッジというモノが非常に分かり易い写真だと思う。
 配線が短いため、特に固定しなくてもパーツは宙に浮く。

 ところが、車体にハメてみると配線が長過ぎる。これでは思い切り空間が無駄になる。
 少なくとも1センチほど長い。ということは、モーター配線はほぼ限界までカットせねばならないということだ。

 35分の1ではモーター&ギアボックスを車体から取り外せなかったため、配線が至難になった。それに比べると24分の1は楽勝。確実なハンダ付け作業は、それなりに面倒臭いけど。

 改造ベースとなる車体のメンテナンス性が良いと助かる。モーター配線を限界まで短く出来た。
 厚さ0.5ミリのポリカーボネイト板にエポキシで接着。組み立てベースおよび絶縁用だ。各ハーフブリッジはパーツをまとっていて、隣と短絡する恐れもある。2ミリ程度の間合いを確保した状態で接着し、短絡を防ぐ。

 電気部品だが、こうして見るとエンジンっぽい美しさを感じる。

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2009年2月19日(木) 17:18

主電源配線

 ヒューズ管の裏側は、電池ボックスの外部に端子が出る。
 電池の+端と、ヒューズの一端をハンダ付け。もう一端には銅短冊をハンダ付け。この銅板が戦車の電装系すべてのVccとなる。

 FETの足とゲート端子も、電池ボックスの外側に飛び出す。
 電池の−端と、FETソース足をハンダ付け。FETドレイン足には銅短冊をハンダ付け。この銅板が戦車の電装系すべてのGNDとなる。

 FETゲートには機械スイッチの一オレンジ配線をハンダ付け。ついでに、取り付け忘れていたツェナダイオードを付けておく。

 330Vの安全放電にはセメント抵抗を予定していた。ところが、2KΩまでしか売っていない。そこで、3ワットの大型抵抗10KΩを2本直列にする。

 いざ11ジュール電解6本を実装する時まで、抵抗の端子はフリーだ。

 機械スイッチ周りの配線は、十分シンプルにまとまった。作業にはかなり時間が掛かったが、頑張れば頑張るほど仕上がりは単純になる感じ。

written by higashino [コイルガン戦車 1/24] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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