電装工芸日記
- 舞台照明機器の製作とか -
タグ「電子工作」を含む投稿［111件］
ムービングライトは磁気ホールセンサを交換して治ったようです。
問題は「何故壊れたか」です。
ステッピングモーターを空回ししますと結構な電圧が発生しますので、これが回り込んだのでしょうか。
先日の故障はモータードライブICでした。これはモーターと直結されていますので、空回しによる電圧が入ってのことだと想像は出来ます。
ですが、元の電源が+24vに対し磁気ホールセンサへ行っている電圧は+5vですので途中に電圧を変換する何かは入っているハズと思われます。モーターからの電圧が直接かかるものかな？
モーターからマイナス電圧が出たならば同種のセンサもやられてしまいそうなものです。
こういった想定外動作による故障事例は資料があるようでありません。文面をよく考えてからAIさんにでも聞いてみましょう。
追記
AI/Geminiさんとやりとりしました。物理的な破損でなければ異常電圧によるのは間違いないっぽい。
電源ラインにオシロスコープにつなげて観測できる環境を作ってみます。観測された電圧によってはツェナーダイオードやTVSダイオードを追加してクリッピングすることにします。
モーターを伴う回路設計で注意すべき点を一つ勉強出来ました。スクローラーを作った時には入れていましたので、基本は大切だと改めて実感したところです。
#電子工作 #器具の修理
問題は「何故壊れたか」です。
ステッピングモーターを空回ししますと結構な電圧が発生しますので、これが回り込んだのでしょうか。
先日の故障はモータードライブICでした。これはモーターと直結されていますので、空回しによる電圧が入ってのことだと想像は出来ます。
ですが、元の電源が+24vに対し磁気ホールセンサへ行っている電圧は+5vですので途中に電圧を変換する何かは入っているハズと思われます。モーターからの電圧が直接かかるものかな？
モーターからマイナス電圧が出たならば同種のセンサもやられてしまいそうなものです。
こういった想定外動作による故障事例は資料があるようでありません。文面をよく考えてからAIさんにでも聞いてみましょう。
追記
AI/Geminiさんとやりとりしました。物理的な破損でなければ異常電圧によるのは間違いないっぽい。
電源ラインにオシロスコープにつなげて観測できる環境を作ってみます。観測された電圧によってはツェナーダイオードやTVSダイオードを追加してクリッピングすることにします。
モーターを伴う回路設計で注意すべき点を一つ勉強出来ました。スクローラーを作った時には入れていましたので、基本は大切だと改めて実感したところです。
#電子工作 #器具の修理
磁気ホールセンサには次のような種類があるそうです。
Google/AIからのコピペですが自分のメモとして転載。
１．リニアホールセンサ (リニア出力)
特徴: 磁束密度（磁石の強さ）に比例した電圧を出力。
２．デジタルホールセンサ (ホールIC)
特徴: 磁気の有無（しきい値）で出力をON/OFFする。
・片極検知（単極）: N極またはS極のどちらか一方のみを検知。
・両極検知: N極・S極両方に対応。磁極に関わらず検知。
・交番検知（ラッチ）: S極→N極、N極→S極と磁極が切り替わるたびに出力が反転。
今回の修理で用いるのは「デジタルホールセンサ：片極検知(Ｓ極)」です。
#電子工作 #器具の修理
Google/AIからのコピペですが自分のメモとして転載。
１．リニアホールセンサ (リニア出力)
特徴: 磁束密度（磁石の強さ）に比例した電圧を出力。
２．デジタルホールセンサ (ホールIC)
特徴: 磁気の有無（しきい値）で出力をON/OFFする。
・片極検知（単極）: N極またはS極のどちらか一方のみを検知。
・両極検知: N極・S極両方に対応。磁極に関わらず検知。
・交番検知（ラッチ）: S極→N極、N極→S極と磁極が切り替わるたびに出力が反転。
今回の修理で用いるのは「デジタルホールセンサ：片極検知(Ｓ極)」です。
#電子工作 #器具の修理
糸ハンダは白光(Hakko)さんの製品を使っています。長年愛用しているだけと言えばそれまでですが、伸びや馴染みが良くて使いやすいと思います。
そんな白光さんの糸ハンダですが、製品ラインナップが変わった様子。これまでは150gや300g巻きでしたが、ホームページを見ると一般向けは100m巻きか１ｍ巻きになっています。ただ、近所のホームセンターには100m巻きがありません。一般的なDIY用途なら１ｍ巻きは正解かもしれませんが私にとっては物足りません。amazonさんに以前の150g巻き製品がありましたので、とりあえずポチっときました。
ちなみにハンダコテは「FX-600」を使っています。これも白光さんの製品です。簡易的な温度調整機能が付いていますが、設定温度を高めにするとすでに付いたハンダを取るのが楽です。先端は相手物に合わせて使い分けていますが、平べったくて幅のある物が便利です。ムービングライトの修理で表面実装のICを取り外した際には幅広の先端で設定温度を高めにしたところ楽に作業が出来ました。
#電子工作
そんな白光さんの糸ハンダですが、製品ラインナップが変わった様子。これまでは150gや300g巻きでしたが、ホームページを見ると一般向けは100m巻きか１ｍ巻きになっています。ただ、近所のホームセンターには100m巻きがありません。一般的なDIY用途なら１ｍ巻きは正解かもしれませんが私にとっては物足りません。amazonさんに以前の150g巻き製品がありましたので、とりあえずポチっときました。
ちなみにハンダコテは「FX-600」を使っています。これも白光さんの製品です。簡易的な温度調整機能が付いていますが、設定温度を高めにするとすでに付いたハンダを取るのが楽です。先端は相手物に合わせて使い分けていますが、平べったくて幅のある物が便利です。ムービングライトの修理で表面実装のICを取り外した際には幅広の先端で設定温度を高めにしたところ楽に作業が出来ました。
#電子工作
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
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
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。
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
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
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
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
BTA41-600B を買ったので少しお勉強。
「カフディマー」と名を付けた超簡易調光器を作って使っています。正直に言うと、秋月さんのキットの回路を丸パクリして45mmのスライドフェーダのパターンも入れた基板を作り、ヒートシンクも入れず筐体放熱の仕様。10A制限しているためか手で持って温いくらいの温度にしかなりません。
データシート見ますと10Aでの損失発熱は10wくらい。10wなら1℃/wの熱抵抗で放熱しても+10度です。私の目安ですが1mm厚50×50mmのアルミ平板を１℃/wとしていますので数値と感覚は一応合います。
これが15wになると結構熱くなる不思議。15w以上になると積極的に逃がそうとしないと熱が溜まるようです。アルミの熱伝導率に関係するのかな？
#電子工作
「カフディマー」と名を付けた超簡易調光器を作って使っています。正直に言うと、秋月さんのキットの回路を丸パクリして45mmのスライドフェーダのパターンも入れた基板を作り、ヒートシンクも入れず筐体放熱の仕様。10A制限しているためか手で持って温いくらいの温度にしかなりません。
データシート見ますと10Aでの損失発熱は10wくらい。10wなら1℃/wの熱抵抗で放熱しても+10度です。私の目安ですが1mm厚50×50mmのアルミ平板を１℃/wとしていますので数値と感覚は一応合います。
これが15wになると結構熱くなる不思議。15w以上になると積極的に逃がそうとしないと熱が溜まるようです。アルミの熱伝導率に関係するのかな？
#電子工作