A's LabⅡ

アスラボと読みます。ロボトレースやマイクロマウスの大会に向けて、機体の構造設計・回路設計・基板設計・プログラミングを中心に行っています。趣味のパワーエレクトロニクス系では、テスラコイルやコイルガンなどを製作・評価・改善を繰り返しています。興味を持って頂ければ幸いです。アドバイスや感想などございましたらコメント欄にお願いします。

August 2015

ラジオの音量制限(感度調整)スイッチをつけてみた。

今はロボトレースの全日本大会に向けてEagle(基板CAD)で回路のを設計しているところですが、祖母からラジオの音量調節つまみがいいところに合わないということで、何とかならないかと依頼がありました。祖母は朝早くに起きて朝食の支度をするのですが、その時ラジオをつけるそうです。その音量がうまいこと合わせられずに、同じ部屋で寝ている祖父を起こしてしまうとのことです。その程度の回路変更なら1時間もあればできますね。それでは作業に掛かりましょう。

ラジオの分解前の写真は撮り損ねました。
DSC_0544
結構年季が入っています。
DSC_0545
ここがバリコンを回しながら現在どの周波数をピックアップしているのかを示すバーを同時に動かせる機構です。まさか糸とプーリーで同期させていたとは・・・
CM0nZk2VAAAm4G6
そして今回いじるのは音量調節用の可変抵抗部分です。この可変抵抗の最大抵抗値を変えれば解決するのですが、同じ可変抵抗は中々見つからないのと、コスト的にもいい方法とは言えません。可変抵抗は理論上、0Ωから定格の最大の値まで可変できるようになっています。しかし、抵抗値は0オームにすると増幅度が波状してしまうので、大体のものには保護抵抗がつけられています。この写真にその保護抵抗があるのですがわかりますか?

CM0naAkUkAABsxn
ぐっと拡大して[332]と書いてあるチップの部品、これが保護抵抗です。332という数字はSMD抵抗の抵抗値の記載の仕方で、3.3kΩを表しています。上の2桁が数字を表し、最後の1桁で10の何乗かを記載しています。この場合、33と10^2なので3300Ω、つまり3.3kΩです。この記載方法にも様々な例外があるので一応実測しておくことをおすすめします。その抵抗と直列に黄土色のチップ部品が付いていますが、これは直流カット用のコンデンサですかね。コンデンサの方には数値は記載されていません。実測するしか静電容量を調べる方法はありませんが、今回はどうでもいいので無視します。このチップ抵抗の値を変えてやれば音量のリミットを変えることができます。なお、抵抗値を低くしすぎて壊れたとしても、当方は責任を負いませんので予めご理解ください。ということで、このていこうと並列に2.2kΩの抵抗を挟んでみました。すると若干音量が上がったことがわかったので、このチップ抵抗を外して10kΩの抵抗を繋げたところ、最大音量を下げることに成功しました。でも寝室にはまだ音量が大きい気がするので、100kΩでいい感じに。どうせなら音量のリミットは大きい方と小さい方両方切り替えられたらいいですよね。ということで、常時100kΩの抵抗をつないだ状態にしておき、スイッチの操作で100kΩと並列に4.7kΩの抵抗をつなげられたら切り替えられるということ。それでは早速チップ抵抗のストックを確認します。

CM3RQZ8UEAEGZJV
見つかりました。しかし大きさは若干違いますが、載せれないことはないのでそのまま使います。因みに元々基板に載っていた方のチップ部品の大きさは、横が1.6mmで縦が0.8mmです。米粒が大きく感じる大きさですね。そしてストックのチップ部品の大きさは横3.1mm、横1.55mmの大きさです。無理やりハンダ付けします。
CM3RPxWU8AAPdxe
こんな感じにつけました。スイッチの部分の取り付けは場所がなかったのでリード線が長くなってしまいましたが、なるべく短くしないとノイズが乗ってしまいます。この長さでも少しノイズが乗りました。
DSC_0559
ケースの加工は面倒だったのでハンダゴテでケースを溶かして場所を作ります。面倒なのでね。

そしてケースをはめてネジを閉めて完成です。簡単でしたね。

こちらが動作確認の動画です。1年前までは簡単にVineの動画が直接貼れたのですが、今やってみたらできなくなってたのでリンクにしておきます。

動画ではON/OFFにしか聞こえませんが、 しっかり音量の制限がかけられています。

それではまた。

草の根大会2015に(一応)参加しました。

試験が終わった(二重の意味)ので7月19日に行われた草の根大会について書こうと思います。

テストもそうですが、今回の大会は本当にやらかしました。今までは大体徹夜する勢いでやればなんとかるものだったのですが、今回はなんとかならない事案が発生してしまいまして・・・
ロボトレースの大会で優勝を何度もしている人達の中で、私はライントレースのコートに機体を置きに行っただけです。はい。 金沢まで行ってプログラムの間に合わなかったハードを置きに行きました。

CKNBhWUUwAAYyhP
ロボトレースのルールとして、持ち時間3分の間で3走まで走らせることができるので、私はその3分間を語る時間に使おうということになりました。そもそもモーターのパラメータを全て抜いた機体を堂々とエントリーして堂々と置きに来る人は私だけでしたね。勿論この大会に間に合わなかった人は友人にも何人かいるのですが、自分の出番30分前までハンダごてを握って完成させる人もいて、ここで差が出るんだなぁと痛切に感じていました。当の私は前日の夜まではデバッグを頑張っていたものの、モータにエンコーダをつけるという一番大切なことをしていなかったせいで、Kp,Ki,Kdの調整以前の問題だということに草の根に向かう電車の中で気づきました。
CKOtc9mUkAA72Sj
傍から見たら変な光景だったでしょうね。通報はされませんでした。モータのギア比を上げればPWMのduty比に大体比例してモータが回転してくれるのですが、私のギア比はトルクは低くても速度を出そうと低すぎるギア比に設定していました。なので適当にdutyで制御しようとしても動かないんです。Lineを読もうとするところまではいきましたが、結局は思いっきり動いてしまうのでマイコンが制御しきれずコースアウト。思いっきり動くということは基準値を下げてやれば・・・次は動かない。一応大会の会場でも粘ったのですが、ここは清く諦めてマイクを持とうという結論に至りました。何がいけないのか、ハードをどうやってプログラムをどうすればいいのかというのは大体考えがまとまっているので、次に出る大会では加減速付きの機体を走らせられたなと思います。でもこの機体は速さを追求するのではなく、次に制作する機体をどれだけのレベルまで持っていけるかというところに重点をおいているので、色々なデバイスを搭載して様々な制御を学ぶための機体にしました。

そして今回マイクロマウス競技の最上位レベルの走りを見させていただきました。この走りを見るためだけでも今回現場に来て良かったなというレベルでした。
草の根大会の動画はYouTubeにあげられていたのでそちらを見てみましょう。

早送りしてるんじゃないの?ってくらい早いんです。今回の大会はこれの実物が見れただけで価値のある時間でした。ロボトレースとマイクロマウスの大会は、1年に10箇所ほどで行われるようで、次に出場する大会には今回できなかった機体を改良して、適切な場所で加減速ができる機体にして出場したいと思います。そして全国大会ではプリント基板を使用した機体の製作を予定しています。それも先輩たちのを模倣では面白みに欠けますよね。機体が同じだとプログラムの勝負になってしまい、とても上位レベルまでのプログラムができる気がしません。色々と新しいアイディアをテスト期間中に考えていたので、取り敢えずはそれらのアイディアを試したいと思っています。(できる気がしないんですが)。この前の合宿で習った言葉で置き換えると巨人の肩の上に乗る矮人ですね。

【おまけ】
テスト期間でやったことといえば上記のロボトレースの大会に出場(笑)したことくらいなのですが、少し大きな買い物をしていたことを思い出しました”大きな”とは金銭的に大きいのではなく、重量的に大きなものです。

まずは直流安定化電源装置。
CJeWh7eUEAA5Nbe
これは今まで使ってたものです。使ってたといっても2回ほどしか使ってませんが。電流が最大40A流れるのに、カレントリミッターが付いてないんですよ。危なっかしくてとても扱えたもんじゃない。普段は写真の右に写りこんでる方の電源装置を使っています。これは父が高校生の時に自作したもので、数十年経った今でも私が使っています。こちらは1.6Aのカレントリミット固定なので弱電の工作には最適だったのですが、どうしてもこれら二つの中間のスペックはないものかと思ってしまいますよね。30V以上10Aほど出力できてリミッターを可変できるものが・・・
CJeRRx_UcAAUk1-
ヤフオクで探したらありました。確か2700円だったと思います。ちなみにMAX40Aの電源は千円台でした。まあ値段はどうでもいいのですが、この電源がとても優秀で驚きました。電圧つまみは多回転で微調整が容易にでき、電流調整つまみは一回転でととても扱いやすい。更にOVPの調節つまみを回せば37V~0Vまでの出力電圧の制限がかけられます。例えば、5V以上掛けてはいけない回路に低圧からゆっくり電圧を上げたいときってありますよね。そういう時はOVPを5Vに設定すれば、5V以上まで電圧の調整つまみを回すと電源スイッチ(ブレーカー)が勝手に落ちるようになっています。これで安全に試験できるわけですね。良くできた電源です。
CJeJPBVUcAEGsUm
一応カレントリミットが動作してるかも確認しました。完動品でした。

次の大きな買い物は電解コンデンサとパワーIGBTモジュールです。
CI00TdsVAAA9qub
真ん中に大きさ比較としてArduinoを置いてあります。IGBTは1.2kV300A定格のもので、電解コンデンサの方は400V2700uFだったかな。この電解コンデンサ1つ100円だったので衝動買いしたのですが、翌々考えてみたらこの静電容量でこの大きさだと使う機会がほとんどないような・・・って感じです。IGBTの方は大型テスラのバス電圧を616Vの設計で製作するときに使います。ここまでくるとそろそろ怖いですね。感電したら指が吹っ飛びそうです。感電するような設計にしなければ何の問題もない話です。(某電気柵のようなry)

ここからは買い物ではないのですが、少し驚いた電卓の進化を目撃したお話です。
CLnYLM1UYAEF4Vi

CLnYLxlVEAATpCf
右が工業高校で愛用していたもの。
左が大学で使うということで購入したもの。
なんとなんとドット表示じゃなくなってたんですよ。数字は明朝体で書かれ、英語だけでなく漢字まで表示できるようになっていました。四則演算や行列計算は勿論のこと、ちょうど確率・統計の講義で習っていた正規分布やポアソン分布などの計算も一発で出来てしまって、もうこれさえあれば手計算要らないなって感じです。

ここからはほんとどうでもいいようなおまけです。CLumwGgUsAA2q8R
初めてうちの近くのド〇キーホーテに昨日入ってみたのですが、中々イカしてるUSBがありまして。写真のように端子がむき出しのデザイン。あとは言いたいことを察してください。

CLunovRVEAEcjdm
 これもド〇キーホーテで見つけたものです。このクッションをパソコンにUSB接続すると、クッションを殴るとエンターが押されるというスグレモノ。プログラミング捗っちゃいますね。

それではまた1ヶ月後。進捗がよければ月2の更新にもなるかもです。
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