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倒立振子 3号機 専用基板の製作 その1

倒立振子
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一応の完成を見た3号機であるが、追加、変更の末に写真のように基板はゴチャゴチャの様相で、元技術者としてはこのままでは見っとも無いので、この際、arduinoはマイコンと最小の部品だけとして他の部品とともに一枚のユニバーサル基板に統合することにした。
 便利なarduino基板ではあるが、機能を倒立振子専用にするとなれば余分な部品がスペースをとり過ぎている。それに最小構成にすれば消費電力とか制御時間とかなにか余分なご利益があるかもしれない。
 とうことで、まずはarduinoの贅肉をそぎ落とすことになるが、aitendoからタイミングよく「あちゃんでいいの」というキットが発売されているので、これを使うことにした、マイコン周りの細かな配線がかなり節約できるし、構想通りの最小構成になっている。マイコンとスケッチ書き込み用のUSB-シリアル変換基板(これは今後使い回しできる)を含めて1040円也である。今後のこともあるので3セットをゲット。
電源周りは用意しなければならないので、マイコン用の5Vと無線モジュール用の3.3Vを作成することにする。元電源はニッケル水素電池単三4本の4.8Vなので。DC-DCコンバーターが必要になる。秋月電子からMUシリーズというコンバーターを入手。始めての部品でもあるので、ブレッドボード上に試作回路を組んで実験してみた。
 まずは5V仕様のMU102からである、図のような回路を組んで負荷用に1Kの抵抗を加えて電圧を測定してみる。5.97Vを示している、3V仕様のMU101のほうは200Ω負荷にて3.97Vになっている。少し高目ではあるがひとまずこの辺りで良さそうである。
 回路の元電源MVにモーターを接続してONOFFを繰り返して二次側の電圧変動を観測してみる、こうなるとオシロが必要になるが本格的なものはとても高価で手が出ないのでarduinoを利用してPC上で疑似的に波形を読み取ることにした。この辺りはまた次回に掲載します。
 ともかく波形を観測すると二次側のコンデンサーの容量でかなり様子が違ってくる。
2枚目の画像

10μと100μを試してみたが、10μではかなり一次側の変動の影響を受ける、100μで本番は進めることに決定。
(2015年6月)
 
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