🗐 電装工芸日記 - 舞台照明機器の製作とか -

今年は開発案件を進めたい

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 PAR缶にコネクタ類を取り付けるためのパネルを試作ってみました。
20251029173535-admin.jpg
 実際は下部に取り付けますが仮合わせです。
 曲面を取り込んで Fusion で切り出した図形を使いましたが、まぁまぁ合ってます。
 実際に取り付けて具合いをみたいですが、もう少し煮詰めてからPAR缶を切ってみます。

#器具の製作
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 ネット回線のONUを交換しました。今のところ順調に動いています。接続方式がPPPoEからIPoEになったので回線速度も上がったようです。
 ただ、NAT変換がうまくいきません。外部からのアクセスをアクセス先ポート番号をもとにLAN側の特性のサーバーに接続する変換です。
 とりあえず全部を特定のサーバーに繋ぐことは出来るのでwebサーバーやメールサーバーには行けますが、その他のサーバーにはどうしたものか。
 少し考えてみましょう。

#サーバー
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 ベルトドライブにしようと思ったのですが、安価な送りネジが見つかりました。
20251026183505-admin.jpg
 どうやら CNC加工機や 3Dプリンタで使う傾向の部品らしく、その筋で検索すると見つかるようです。
 この部品があれば機構を簡単に安く作れそうです。
 見つかったことはいいことですが、ベルトドライブの部品を発注した後にナンだよって感じです。

 モーターもそうですが、迷走しながら落としどころを見つけていくのが現実です。
 このあたりがプロかアマチュアの違いですね。

#器具の製作
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 ユニポーラのステッピングモーターもバイポーラとして使えるらしい。コイルの中間タップを無視してバイポーラに見立てるだけ。回路が少し難しくなりますが、専用のドライバICを使えば簡単です。
 以前はモーター制御の専門書を読んでもイマイチわからなかったのですが、今はすんなり理解できます。少しは進化してるのかな?
 今回は A4988 を使ってみます。定電流制御でもあるので望ましいと思われます。ICのパッケージはSOPですが、必須部品も搭載したDIP化基板があるのでこれを利用します。秋月電子さんで調べて中華電機から購入するのは反則かもしれませんが背に腹は代えられません。方や1,820円、方や248円ですから・・・。
 中華電機からは数日で届くようです。入荷したらモーター制御のテストをして基板をデザインしましょう。

 勇み足で購入したユニポーラの制御ICがお蔵入りになりそうですが、バイポーラにするとトルクと回転数が向上しますし、もっと大きなステッピングモーターはほとんどバイポーラなので、自分の標準はバイポーラしようと思います。
 ステッピングモーターを扱えれば仕掛けの幅が広がります。ラジコンサーボは簡単でいいのですが回り続ける用途には使えませんし、ステッピングモーターはトルクも位置制御もDCモーターに比べ優位性があります。得手不得手がありますので用途に合わせて選択となりますが、自分がこれほど理解できると思わなかったので勉強してしまおうと思います。
 これらの使用方法はChatGPTが詳しく説明してくれました。ある程度の知識が無いとキャッチボールになりませんが、適切な質問をすればツボどころを教えてくれます。
 つか、ChatGPTが返答までに時間を要する質問をするとなんか気持ちいい(笑

追記
 二つのコイルのセンタータップが繋がっている場合はこれを切り離さないといけません。
 35BYJ46 はこれが繋がっており、分解して配線を切ればいいのですが、分解が出来ても戻すのが難しい感じがします。
 2相励磁なら大丈夫であることを期待してユニポーラとして使うことにします。

#器具の製作 #電子工作
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 SS15の尾部ですが、操作基板が付くとそれっぽっさが増します。
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#器具の製作 #電子工作
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 SS15の内部フレームの試作です。検討用ですのでまだまだ完成には程遠いですが、こんな感じかなと。
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 Φ6mmのシャフトで繋げてみましたが強度は十分っぽいです。
 真ん中のプレートにはLED光源を搭載します。シャフトとの間にスライドブッシュを入れて動きをスムーズにし、タイミングベルトでモーター駆動するようにします。
 必要な部品をどうやって盛り込むかでしばらく悩みそうです。
 モーターとLED制御基板が入荷しました。モーターはピンアサインが不明だし、制御基板はマニュアルなどありません。想像力と度胸で試していきましょう。

 一日1-2時間、少しずつ進めていますが、来年の4月以降にストリートダンスの現場が続くのでそれに間に合わせられたらと思っています。

#器具の製作 #電子工作
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 ステッピングモーターを探しますとバイポーラの製品が多いようです。
 バイポーラは2つの電磁石があるイメージで、単にON/OFFするのではなく極性を反転させます。一般的にはトランジスタ/FETを4つ使うフルブリッジ回路を2セット使うので部品が多く制御の手数も多くなります。最近は便利なドライバICが入手出来ますので少ない部品でユニポーラと大差ない制御で動かせます。
 今回はユニポーラのモーターを手配しましたが、今後はバイポーラの使用を考えてみましょう。

#器具の製作 #電子工作
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 ステッピングモーターは 35BYJ46(ユニポーラ式、7.5度/STEP、85倍減速)を試すつもりです。減速が大きいので回転数が不足しそうですが、小型の割りにトルクを得られるのでいいかなと。
 制御器にはPICマイコン(とりあえず16F1823)とドライバIC(TB67S111)を用います。
 制御方法には3つあります。1相励磁方式は最も基本的な方法、2相励磁方式は高回転向きで高トルク、1-2相励磁方式はステップあたりの回転角が半分で滑らかに動き少し高トルクってイメージです。今回は高回転とトルクを重視したいので2相励磁方式かなと。

 ユニポーラ式のステッピングモーターは内部に4つの電磁石があるイメージで、これを適切な順番でON/OFFしていくと軸が回り、特定のステップままにすると強力な停止維持をします。

1相励磁方式(コイル:〇がON、×がOFF)
1ステップ目 〇×××
2ステップ目 ×〇××
3ステップ目 ××〇×
4ステップ目 ×××〇
 コイルを1個づつONにします。

2相励磁方式(コイル:〇がON、×がOFF)
1ステップ目 〇〇××
2ステップ目 ×〇〇×
3ステップ目 ××〇〇
4ステップ目 〇××〇
 コイルを2個づつONにします。
 常に2つのコイルに電流が流れますので消費電力は増えますがその分トルクも増えます。

1-2相励磁方式(コイル:〇がON、×がOFF)
1ステップ目 〇×××
2ステップ目 〇〇××
3ステップ目 ×〇××
4ステップ目 ×〇〇×
5ステップ目 ××〇×
6ステップ目 ××〇〇
7ステップ目 ×××〇
8ステップ目 〇××〇
 コイルを1個ON → 2個ONのパターンで横ズラシしていきます。
 ステップあたりの回転角が1相励磁方式や2相励磁方式の半分になります。

 PICマイコンでこのパターンを作るのですが、一定時間ごとにテーブルを参照して出力するのでどのパターンでも同様のプログラムで済みます。

 動作の詳細は「2相励磁方式」や「1-2相励磁方式」でweb検索するなりAIに聞けば詳しい情報を得られます。

#器具の製作 #電子工作
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 スライドプレートを動かすにはタイミングベルトかすべりネジを使うのが一般的だと思います。
 ただし、すべりネジはとても高価。ちょっと無理。
 ベルトかワイヤーで考えるのが良さそうです。

#器具の製作
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 SS15のレンズマウントは寸法を1mm変更したらピッタリ。高精度な対応を「ミリ単位」などと表現することがありますが、1mmを笑う者は1mmに泣くのがモノつくり。物を作る精度は最低でも0.1mm単位です。
 PARランプを取り付けるところにもプレートを入れます。レンズマウントと支柱で繋げて基礎フレームとします。支柱にブッシュを入れ、別なプレート(スライドプレート)が前後に動くようにするのが基本構造となります。レンズを動かすか光源を動かすかは状況を見てですが、レンズは重い部品ですからこれを動かすと重心が変わりすぎて使い勝手が悪くなると思われます。
 あとは、モーターでスライドプレートを動かします。これが作れなければ駄目です。モーターは35BYJ46という安価で入手性が良い製品で試してみます。減速ギア内蔵のユニポーラモーターです。12v仕様は国内でも手に入りますが、24v仕様は中華電機にありました。ポチリましたので入荷したら実験してみましょう。

#器具の製作

■思ってみた

夜になると息が白くなるようです。
冬も間近です。

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2025年10月29日(水) 17時38分46秒