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DCモーターを動かす回路の検討(その3) [2022年07月09日(Sat)]
暑さにくじけて滞っていたモータードライバ(DRV8835)を動かす実験の続きを書いていきます。

前回はブレッドボード上で実験していましがが、配線同士がショートしそうだったり、接触が少し怪しい部分があったりしたので、ユニバーサル基板上に配線しました。久しぶりの半田付け作業だったので油断があったのか集中力が衰えてきたのか不明ですが、MODE端子の半田付けを忘れたまま動作確認をしたところ、電流がほとんど流れないはずのVCCラインに電流が流れまくり、動作しなくなってしまいました。配線確認の重要性を再認識した瞬間でした。
20220709_DRV8835実験基板_1.JPG
20220709_DRV8835実験基板_2.JPG

大きな電流が流れるモーターへの配線も電線を2本束ねた配線としました。
基板への配線をつなげるとかなりごちゃごちゃした感じになってしまいました。基板の大きさも今回の2倍くらいにしておけば、プローブやケーブル類の配線ももう少しゆったりと配線できたかもしれません。
20220709_DRV8835実験風景.JPG

そして動作確認の続き。
まずは気になっていた2系統の出力(AOUT,BOUT))を並列で出した場合(AOUT//BOUT)と、1出力(AOUT)のみ動作した場合の違いを確認してみました。結果としてはモーター動作に違いはなく、どちらもモーターから音がするだけでした。波形を確認したところ、モーターにかかる電圧は、次の波形の赤矢印部分をみると、並列出力はAOUTのみよりも0.1V〜0.2V程度電圧が高くなっているようです。今後は並列出力で検討してゆく予定です。
20220709_波形_AOUTBOUTパラ使用.PNG
↑並列出力 AOUTのみ出力↓
20220709_波形_AOUTのみ使用.PNG

続いてモーター端子へのコンデンサ等追加によるノイズ対策効果の確認というところでしたが、オシロスコープの調子がよろしくない感じになってしまったので、今回の実験はこれにて終了。室温31度での使用が原因であればいいのですが、そうでないとなるとかなり困ってしまうところです。
20220709_オシロ表示NG_1.JPG
20220709_オシロ表示NG_2.JPG

果たしてオシロスコープは復活するのか? また次回をお楽しみに。
DCモーターを動かす回路の検討(その2) [2022年06月22日(Wed)]
モーターを動かす実験の続きを書いていきます。

次の配線で実験しました。
操作を思い出しながらKiCadで回路図を書いてみました。U1はDRV8835そのものではなく、DRV8835が載った基板(AE-DRV8835)の端子を表しています。
20220621_回路図_DRV8835実験用.png

配線の間違いがないか確認して、1.5Vと5Vの電源をつないで、SW1を押してみたものの、モーターは動きません。動かない代わりにモーターからは1kHzくらいの音がするだけです。そこでオシロスコープでモーターへ加わる波形/電圧を確認することに。
AOUT1端子とAOUT2端子の波形を確認したのが次の画像です。CH1(黄色の波形)がAOUT1端子の波形で、CH2(水色の波形)がAOUT2端子の波形です。パッシブプローブでの測定のため、CH1とCH2はそれぞれ対GND間の波形です。トリガーはAIN1端子の立ち上がりでかけました。
AOUT1端子とAOUT2端子には直流がかかる予定でしたが、なぜかパルス状の波形になっています。
20220621_波形_DRV8835経由_モーター.PNG
20220621_実験風景_負荷はモーター.JPG

波形を拡大してみると次のような状態でした。最初の100uSくらいはAOUT1-AOUT2間に1V以上の電圧がかかっていますが、その直後に極性が反転して、その後900uSほどは電圧がかからない状態でした。この波形が1秒間に900回程度の周期で繰り返されています。
20220621_波形_DRV8835経由_モーター_拡大.PNG

モーターを外して、代わりにセメント抵抗(5ohm)をつなげて確認したところ、次の波形のように期待したとおりの直流電圧がかかっていました。抵抗負荷ではDRV8835経由でも期待通りに動いているようです。
20220621_波形_DRV8835経由_抵抗負荷.PNG
20220621_実験風景_負荷はセメント抵抗.JPG

ネットで調べると、モーターなどの誘導負荷は電圧を遮断した時に逆起電圧が発生するようです。モーター内部で回転するコミテーターと呼ばれる部分に電極があたり、隣のコミテーターに移る時に逆起電圧が発生するようです。この逆起電圧がDRV8835内のMOSFETをオフにしているものと推測してます。
ちなみに、モーターと電池を直結して動かした時の波形は次のような状態でした。逆起電圧が出るタイミングはDRV8835経由の時とは異なる(遅れる)ものの出ています。
20220622_波形_モーター直結_1mS.PNG
20220622_波形_モーター直結_10mS.PNG
20220622_実験風景_モーター直結.JPG

ということで、これからこの逆起電圧対策をしていきます。続きはまた次回ということでお楽しみにー。
DCモーターを動かす回路の検討 [2022年06月11日(Sat)]
久しぶりに電気関係ネタです。
昨年から作っているピンボール風のゲーム機を改造する合間の気分転換用として、久々に電車のおもちゃを動かそうと準備してます。一昨年あたりにMOSFETを使ってモーターの電源をオンオフする回路を作ったのですが、どうせ動かすのなら前進だけでなく後ろにも動かしたいと考えていました。MOSFETを4つ使ったHブリッジ構成で前にも後ろにも動かすことができるはずですが、1.5Vというモーターの電源電圧で動作させるにはマイナス電源が必要そうだったりと少し複雑な回路になりそうだったので、もう少しらくができるデバイスがないかと探していたら、秋月電子で売っているモータードライバ基板が使えそうだったので買ってみました。
20220611_モータードライバ_1.JPG
20220611_モータードライバ_2.JPG

DRV8835というTIのチップを使用していて、データシートによるとモーター用の電圧は0Vから11Vまで対応していて1.5Vのモーターも動かせそうです。まずは手軽に配線ということで、端子の接触抵抗に注意しながらブレッドボード上に配線してみました。
20220611_モータードライバ_3.JPG

続きはまた次回ということでお楽しみにー。
木材の穴あけ治具(今回も木工ネタです) [2022年05月14日(Sat)]
2021年の初夏から始めたゲーム機の作製で、木材に穴をあける機会が増えましたが、板を垂直に組みたい部分が垂直にならないことが多々あります。板を直角にカットする時の精度も傾く要因ですが、それ以外にも、木材同士を組む時に使う木ネジの傾斜も要因の一つであると考え、いかに木ネジ用の下穴を垂直にあけることができるか検討してます。今回はそんなネタです。

ボール盤などの機械があればだいぶ精度が上がると思われますが、ボール盤の購入には何となく踏み切れない状態です。また、もし購入したとしても、大きな板の中央部など、穴あけ場所によっては対応できない場面もあります。他にもドリルスタンドやドリルガイドと呼ばれる穴あけアダプタも使ってみましたが、細い材木に使う場合は、固定する台座が必要になったりと、個人的にはうまく使いこなせていない状態です。(これはこれで斜めの穴あけなどには威力を発揮しますが。)
1_木材の穴あけ.JPG
 ↑垂直に開けられたように見えても、ネジをつけてみると意外と曲がってささっているものです。

そこでちょっとした治具の作製を思いつき、手持ちの檜材で下穴用のドリルが通る穴をあけて使ってみました。この基準となる穴を垂直にあけるのは卵が先かニワトリが先かという問題がありますが、なるべく垂直を狙ってあけて、スコヤを使って直角になっているか確認し、直角にならない角度分は治具の木材を削るという原始的な方法で対応しました。さっそく試しにこの治具を使って穴あけをしてみると、穴あけの精度がかなり高まった感じがしました。しかし、しばらく使っていると、この治具自身がドリルで削れてしまい、次第に斜めの穴あけが増えてしまいました。

2_檜材の治具.JPG
 ↑上側の小さな木が穴あけ治具(檜で作製)です。すでに穴の部分がだいぶ広がっています。

そこでもっと堅さをということで、ホームセンターで売っていた4種類の堅そうな木材(メープル、ホワイトオーク、チェリー、ウォールナット)を買ってみました。現在はとりあえずメープルを使っていますが、檜材よりはだいぶ長持ちしそうです。(理想は堅い金属で治具を作ることですが、作る手間を考えると躊躇してしまう...)
3_4種類の木材で作製.JPG
 ↑4種類の木で作ってみました。
4_メープルの治具.JPG
 ↑しばらくはメープルを使ってみます。


今回も電気を使わないネタになってしまいました。しばらく木工ネタ路線になるかもしれませんが次回をお楽しみに。
季節は春に [2022年04月17日(Sun)]
久しぶりの更新となりました。
こちら長野市は昼と夜の寒暖差や天候による日々の寒暖差が大きな日が続いていますが、皆さまの地域ではいかがでしょうか?
公園の桜も先週満開になったと思ったら、既に散り始めていますが、遠くから眺める分にはまだまだ満開気分です。
20220417_ブログup用_桜の花.JPG

クラブ員の家の工作環境でも、ようやく手がかじかむことなく木を切ったり穴をあけたりと工作できるようになりました。
冬の間に忘れかけていた木を切る感覚を思い出しつつ、工具類を置く場所を作ってみました。
パイプラックの端に木の板を引っかけて、工具のサイズに合わせて穴をあけた木片をボンドでペタペタ貼っただけですが、多少は工具を探す時間が短くなったかな?という感じです。
20220417_工具ホルダー作製1.JPG
20220417_工具ホルダー作製2.JPG

もう少し整理整頓したいところです。
20220417_工具ホルダー作製3.JPG

また、出展を予定していた、「第51回うえだこどもまつり」ですが、上田地域の新型コロナウイルス感染警戒レベルが下がらないため、5/5から秋頃に開催時期が延期になりました。新しい情報が入り次第案内しますのでお楽しみに。

うえだこどもまつりのページ
http://comich.net/kodomo/

延期の案内(上田市のページ)
https://www.city.ueda.nagano.jp/soshiki/shogaku/62214.html
ラジオの修理 [2022年02月11日(Fri)]
時の流れはとどまることなく、気がつけば1月も過ぎて2月も中旬になりつつあります。
ということで久しぶりのしばらく投稿を休んでいましたが、更新していきます。
そして遅ればせながら今年もよろしくお願いします。

わくわく実験day 1月の回も新型コロナウイルス感染拡大防止措置の影響により中止となりイベントネタがないので、今回はクラブ員手持ちのラジオをネタに書いてみます。

20200209_ラジオ分解修理_01.jpg
このラジオを買ったのが1990年頃で30年以上経つためか、ボリュームのガリにより音が急に変化したり、電池を押さえるスポンジが溶けたりしてます。電解コンデンサも弱っているかもしれません。
またアルカリ電池の液漏れによりマイナス極側がダメージを受け、マイナス極につながっている銅箔テープが腐食により断線してしまいました。SW、MW、FMともに受信はできるのですが、感度でも上がらないかなー?という軽い感じでこの部分を修理してみることにしました。

銅箔が腐食した部分
20200209_ラジオ分解修理_02.jpg

電池のマイナス極側はこの銅箔テープを介して、表側カバー内側に貼ってあるりん青銅板のような色の板2枚と、裏側カバー内側にある板1枚に接触する構造になっています。

表側カバー内側
20200209_ラジオ分解修理_04.jpg
裏側カバー内側
20200209_ラジオ分解修理_03.jpg

今回は腐食した銅箔テープをはがせる範囲ではがして、手持ちの銅箔テープを貼り、カバー側の板についた酸化物のような残渣をカッターナイフで削り落としました。

銅箔テープ交換後
20200209_ラジオ分解修理_05.jpg
20200209_ラジオ分解修理_06.jpg

組み立てて動作を確認したところ、FMの受信感度があがりました。修理前は外に出ないと受信できなかった局も室内で受信できたりし、感覚的には3dB以上あがった感じです。グランド側もアンテナとして重要な役目を持っていることを実感した日でした。


今後のわくわく実験dayの情報など入手でき次第案内しますので、お楽しみに。
新年のご挨拶 [2021年01月05日(Tue)]
あけましておめでとうございます。
今年もよろしくお願いします。

年末に実験エリアや部品類の片付けをしているとMAX30102というチップを使った小さな基板が出てきました。2019年の夏にメイカーフェア東京へ見学に出かけた時に、隣の会場でもイベントが開催されていて、そこで買った基板でした。
20210105_MAX30102_PulseOxilator_1.jpg

調べてみると脈拍や血中酸素濃度を非接触で測定できるチップのようでした。githubに置いてあるライブラリなどを流用して、ソフトウェアの素人でも何となくそれっぽい数値が読み出せるようになりましたが、本当に測定できているの?みたいな脈拍が表示されることもあったりして、なかなか奥が深く遊べるデバイスでした。また進展があったら書き込みます。
20210105_MAX30102_PulseOxilator_2.jpg

そして話は変わり、1/10(日)は「わくわく実験day 1月の回」です。長野市若穂にあるWakaho-Meワカホーム(長野市若穂保科2886-1)で開催します。参加希望者は事前にLINEやfacebookのメッセンジャー、イベントページのコメント欄に希望人数を書いて連絡をしてください。
https://www.facebook.com/events/2839245182971665/

今年も新型コロナを意識しつつ、できることをやっていきたいと思います。
台風19号被災地支援してきました [2019年10月25日(Fri)]
先の台風19号で、長野県ではいくつかの箇所で千曲川の堤防が決壊しましたが、近くにある長野市穂保(ほやす)地区でも大きく堤防が決壊し、多くの家屋などが水没しました。
テレビで新幹線の車両が水没した様子をご覧になった方も多いと思います。私もあの様子はとてもショッキングでした。

72070973_10156759493511247_2024333088649117696_n.jpg
水没した新幹線車輌 撮影:澤本研究員
 
15日からは、ずっとボランティアとして避難所運営のお手伝いをしていましたが、水没していた道路の復旧も進んできたため、ながの電気クラブでは23日、様々な物資を持って地域を回り被災された方に直接、必要物品を配ってきました。
今、地域ではまだまだ、土のう袋とブルーシートの要望が圧倒的に多く、用意した7200枚ほどの土のう袋は一日経たずに配布し終えてしまいました。
また、その他、掃除用タオル、ゴム手袋、マスクなど掃除に使うものの他、歯ブラシやティッシュペーパーもたくさん配ってきました。

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道路はほぼ通れるようになったのですが、街のあちらこちらには被災で発生した廃棄物が集積されており、まだまだ復興の先は長いと感じざるを得ませんでした。

IMG_20191022_163130984.jpg

また、地域にある大きな公園「赤沼公園」には、まさに膨大な量の廃棄物が集積されていて、自衛隊がその処理にあたっていました。
IMG_20191022_170305017.jpg

被災された方が元の生活に戻るまでは相当な時間が必要と思います。
ながの電気クラブでも、今後も必要な支援を続けていきたいと思います。
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