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。

コイルガン

2014年最終記事

今年も残すところ1時間となりました。今年、皆さんはいかがでしたでしょうか。
私は色々と大変でしたが充実した1年でした。
テスラコイルもとても安定して動作させることができるようになり、学校のひと部屋貰えて思いっきり研究でき、某賞では最優秀賞を取ることができました。本当にありがたかった出来事です。

それと何より大学に合格できたことですね。ネットに学校名を上げることはできませんが、とても名誉なところに入れて嬉しいばかりです。この大学に入れたのも、日々楽しんでmaker活動に励んでいたからだと思います。Twitterを見てると大学に入ると電子工作をきっぱりやめてしまう人が多いようですね。私は今後も続けていきたいと思っていますが、 勉強の方もあるので今までのようには行かないかもしれません。まあ勉強の方を最優先にして行きたいと思います。

現在製作中の物としてはトリオテスラの製作です。3台のテスラコイルから放電で音楽を奏で、3重奏で演奏できるようなものです。これは課題研究の発表で、特別枠として全校生徒の前で発表予定です。もしかすると無線電力送電の方でやってくれと言われるかもしれないので、このテスラコイルが出せるかはわかりませんが、このテスラコイルを作るのは前からの夢だったので作ってしまいたい製作物です。実家でなら最高出力で演奏できますので。
B5LhvFICIAEQehU
3台巻くのは大変ですね。小さいもので1時間半かかりました。1500回巻を手で巻いていくわけです。電動ドリルをくっつけて巻こうと最初は思っていたのですが、空回りがひどいので結局手で全部巻きました。

DSCN0334
前回一番大きいコイルはニス塗りしたので、今回は小さいコイルにニス塗りしました。輝いてますね。放電に期待したいです。

B5ivKlpCMAErU-4
それと一番大変なのが土台のデザインを考えることですね。なるべく安く、高級感を出してということをコンセプトとして、テスラの1次コイルの渦電流で電力を持っていかれないように考慮して設計しなければなりません。今のところ1台辺り700円でできそうな計算です。学校からつや消しブラックのラッカースプレーを貰えたりしてるので、結構安く出来そうな感じです。

B6J4lVPCQAA9QRl
そしてテスラコイルの心臓部、演算回路です。スティーブ氏と過去の自分の回路を参考に、配置はwata氏の回路を参考に設計しました。右下にはaitendoの激安トランス製作キットで製作するGDTが乗るような設計になっているので、ハーフブリッジならこの基板1枚とパワー回路だけで動作できるようになっています。フルブリッジ用のGDT基板とインタラプタ部分を光ファイバーケーブルにしてノイズを抑止するための接続回路と、突入電流防止回路が必要です。それは来年作っていこうと思います。今回初めての基板の業者発注してみようかと思っています。海外に発注するのでレートがなにより心配ですね。$1 120円とかやってられませんよw10*10cmに収めて10枚$21くらいになる見積です。約2600円程

それからクリスマスプレゼントには丸鋸盤を購入しました。DSCN0345
基板とかアクリルとか木材関係を中心に使っていきます。

B57Z3lUCcAIvgNu
土台と1次コイルの固定用の部品を切り出しました。塩化ビニルパイプを真っ二つにするなんて金のこでは無理ですよね。

B5_4CMyCcAAwrPk
これは5000円もする刃です。超硬丸鋸刃というものです。金属やカーボングラスなどが切断できます。しかし、丸鋸の直径が小さいのと刃の部分が短いということもあり、木材に関しては初期装備の方が切断スピードが速かったりします。

なお、プリント基板のカットにはこちらのダイヤモンド丸鋸刃が最適です。上の刃ではうまいこと切れませんでした。
B6FkVQCCcAAvSy5
 手始めにアルミアングルを切断してみました。いやー余裕でしたね。しかも加工精度がとてもいい。金のこでチマチマ切ってた頃の自分に貸してやりたいです。

それから丸鋸は直線加工しかできないものだと思われがちですが、実は円盤も作れるんですよ。
DSCN0363
DSCN0359
こんな感じですね。ちょっとした角は粉にして丸く整形することができます。
B6F__9KCUAEKWdi
これらはトロイドの固定に使用します。肝心のトロイドは製作はしてあるものの写真を撮り忘れたので今はありません。

それからコイルガンの方はあまり進捗ありませんね。
B495fNRCIAAsEuC
一応アルミ缶は両面貫通いきました。
左上に見えるのが弾速計です。これで効率を高精度に計算できます。弾を飛ばして飛距離で計算する方法があるようですが、それは打ち出す角度によって大きく変わってきてしまうので、そんな方法で得られたデータは宛になりません。

それからやたらと伸びたツイートを貼っておきますか。
bandicam 2015-01-25 23-16-47-706
”計器”を"けーき"と置き換えた既出ネタを使わせてもらうと中々伸びました。自分のフォロワー数を数人超えれました。初めてなので嬉しいです。
それとコメントも中々考えられたものいただきました。
bandicam 2015-01-25 23-17-45-169

そんなこんなやってるうちに今年ももう4分です。
年明けてからもう少し追加しようかと思います。それでは良いお年を。 
私は今から神社に行ってきますね。  

高効率コイルガンプロジェクトⅠ

私が電子考察を始めたきっかけは電飾系の工作がやりたくてなんですよ。そこから友達がニコニコ動画のレールガンを見せてきて、中学2年の私は「これ作ってみたい!」と思うようになり調べててみると中々に大変なものだと知り、関連記事に載っていたコイルガンをやってみようかと高電圧を扱う実験で一番初めに手を付けた分野がコイルガンだったのです。中学3年の時に色々と工夫を加えたコイルガンで受賞もしましたが、その当時は分かっていなかったことが多すぎました。今回は原点に戻り、あの時できなかったこと(シミュやオシロの扱い)が出来るようになってきたので、もう一度コイルガンプロジェクトを始動させようと思います。

まず最初に      ↓クリックで拡大
B3NOpVLCcAA18PM
このグラフを見て何が分かりますか? あー効率落ちちゃってるなーと理解できましたでしょうか。 モーター等の逆起電力はこの位置にフライホイールダイオードを儲けることで打ち消されるのですが、この場合、ダイオードとコイルで"ぐるぐる"と電流が流れているのがこのシミュレーションから見受けられます。コイルガンは瞬時に電流を流し、ちょうどいいところでキッパリと電流を遮断して磁気によるプロジェクタイルの引き返しを最小限に抑えなければいけません。はい、ヒントはここまで。コイルガンでの最高なスナバ回路を考えましょう。

B3JCPqVCEAEl9KM
次にやったことと言えばこんなことかな。コイルをよく見ると、前に8本、後ろに8本のUEW線が出ていることがわかります。なかなか作るの大変でしたよ。しかも綺麗に巻くにはコツが必要です。それぞれの配線が終わり、ターミナルブロック部分にピンヘッダでタップを設けました。こうすることにより コイルのインダクタンスを可変することができます。LCRメーターで測定してグラフ化すると、曲線を描いてインダクタンスが上昇していきました。また、プロジェクタイルの挿入具合でのインダクタンス変化も勿論あります。そちらもグラフ化すると2回うねる曲線を描きました。ヒントはここまで。

B3JEJ6uCEAAhnGF
昇圧は昇圧チョッパを使用。充電時間は4秒くらいかな。まあコンデンサが250Vの45Jくらいだからってこともあるんだけど。因みに今後キャパシタも可変にできるようにしようと思い製作してある。完成してるけど画像がない。しかもまだ試してないし、私が試してから画像は投稿しようかなと。

B3DpHXACAAIBlVn
これが現状。まだ調整とかできてないから今後どんどん威力が上がっていくのかと思うと楽しみ過ぎるな。因みにチップスターの厚紙はアルミ缶より格段に貫通難しいからね。


ここからはおまけ。

B2kWvrDCEAA7qtY
Ponzからの依頼のプリント基板作ったり

B2Ow30eCMAA76VZ
足が6本ある5mm砲弾型発光ダイオードが手に入ったり

 B12QoyuCEAA3Yl0
流行に乗って青色レーザー買ったり

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VU100の塩化ビニルパイプに巻いた巨大コイルのニス塗り(3度目)をしたり

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何と言ってもこれ。巨大テスラコイルの制御部。詳しいことは秘密。

今後に期待してね~ノシ

追記--2014/11/30

コメントの方で6本足発光ダイオードが気になると頂いたので詳しく書きたいと思います。
 
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6本脚があるうち、真ん中2つがGNDとなっておりました。最初分からなかったんで光ったり光らなかったりで悩まされました。Twitterは赤、青、緑の3原色がGNDも絶縁されてるものではないかと話していましたが、実際はこんな感じです。右上から時計回りに青、黄、青、赤と光っています。謎ですね・・・何に使われるものだったのでしょうか。因みにこのLEDの入手先はヤフオクです。11個60円で手に入りました。ネタとして買ったので良しとしましょう。 
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