近況：大学のラボにて

前回の投稿から１ヶ月と半月・・・
大学の入学式も終わり、新しい生活にもだいぶ慣れてきました

で、今なにをしているかというと・・・・・・・

実は、大学のロボット研究センターでロボット製作の学生要員として仕事しまます。
そう、１年生で研究室～♪　（ラボだよ！ラボ！！）

ちなみにラボで寝泊まりしてます。週に２回ぐらいしか家に帰ってません（笑）
こんなことを言っているとすごくこき使われてるように聞こえるかもですが、好きでやってます。

ラボではロボットの製作を手伝わせる代わりに、２４時間３６５日最高の工作機器が使い放題！
例えば、旋盤、フライス盤、CNC、マシニングセンタ、レーザー加工機、etc...

まあ、マシニングセンタとかが使えるよになるのはまだまだ先ですが・・・

つまり、暇な時間は好きに「ものづくり」ができるのです。
しかも、加工機だけじゃなく物によっては製作費ももらえます


当然のことながら、秘密保持の関係で研究センターのロボットについての投稿はできません。
ですが、自分の作ったものに関してはこれからもちょくちょく上げていこうと思います。

ではまた～

ポータブル真空管アンプ２号機：製作記

初号機を制作してから早３ヶ月くらい・・・
そろそろ不満がでてきた

でかい！
熱い！
電池がすぐ切れる！

悪いことが三拍子そろってます

音質もまだ満足できない（結局３つ以上）


そこで２号機を制作することに　( ﾟДﾟﾉﾉ☆ﾊﾟﾁﾊﾟﾁﾊﾟﾁﾊﾟﾁ
まあ、当然といえば当然・・・

と、いうことで早速試作

ブレッドボードにポーン！

今回の真空管は『6DJ8』の互換球、アメリカ製の『6922』

秋葉原の「クラシックコンポーネンツ」というお店で箱無しを1000円で購入　
（店主のおじさん、いい人だった～）








＜構成＞
まだ予定ですが

• 真空管は6922を使用
• オペアンプはMUSE8920を使用　（交換可能）
• 仮想グランドICを使ってオペアンプを両電源駆動
• コンデンサ、プレート用定電流ダイオード、などパーツをソケット化、すべて交換可能にする。
• arduino化したAVRで電子ボリュームを制御　（ICはNJW1159とLM1972で検討中・・・）
• AVRはattiny861を使用
• バッテリーは18650を3本直列にして9～12.6Vで駆動
• 充電器は別。そのかわり電池交換を簡単にする
• ケーズの自作

などなど

今回はできるだけノイズを少なくすることを目標に製作します

その秘密兵器が仮想グランドICによる両電源化です

前回はYAHA式だったため単電源でしたが、両電源化することでだいぶノイズを軽減できます。

また、電源に昇圧回路を使わず、そのぶん電池の本数を増やすことで駆動時間をアップ

前回は理論上5時間で実質上3時間も持ちませんでした。

今回はその3倍！　理論上は！

電池を増やせばその分かさ張りますが、昇圧回路がなくなるので電源ノイズの心配がいりません

充電器を分離する代わりにケースから自作するので電池交換のしやすさと小型化でカバー

あと、できればattiny861のオンボード温度計を使って内部温度の監視とかもしてみたいです

＜課題＞

今一番迷っているのが真空管のヒーターをどう点火するか

1. 定電流点火すれば保護回路は必要ないが入力が11.1Vでヒーター電圧が6.3Vなので駆動時間が電池2本のときとあんまり変わらない
2. レギュレーターで6.3Vに落として定電圧点火の方が実測したところ消費電力は少なかった。しかし、定電圧であればハッシュカレント用の保護回路を入れたい
3. ステップダウンコンバータを使えば理論上は駆動時間を稼げるがノイズが心配。結果的に定電圧なので保護回路がいる

まだ、ステップダウンコンバータ式を試していないので実験してうまく行ったら使う方向です

そして、第二の課題は真空管の発熱

前回はケースをアルミ製のものにしたこと以外、排熱には気を使っていませんでした

しかし、実際使っていて30分もコートのポケットに入れておくと、自動販売機で買った『あたたか～い』飲み物なみに熱くたってました　←これ相当熱いです

こればっかりはケースの設計で何とかするしかありません・・・

第三の課題はボリュームIC

以前から使おうと思っていたNJW1159が音量の変更時にクリックノイズが入るのです

LM11972なら平気とデータシートに書いてありますが・・・

こちらも試してから決めます

とまあ、いまはこんな感じです

つらつらとお目汚しすみませんでした

それでは完成をお楽しみに！

水中ロボット：ボルボット

前回の投稿から1ヶ月以上開けましたが、決して遊んでいたわけではありません。
ロボット作ったりアンプ作ったり忙しかったのです。　←俗にこれを遊びと言います。

今回は水中実験に成功したブラシレスモータを積んだロボットを紹介します。
と、いっても私は電装担当なので機構系の説明は適当です。すみません。

名前は『ボルボット』
由来「ボール型ロボット」→略して「ボルボット」
深い意味はありません


スペック
大きさ　　 ：直径30ｃｍの球+α
重量　　　 ：約8kg
MPU　　　 ：ATmega644p
バッテリー：完全密封鉛蓄電池 12V８Aｈ
出来るコト：水中で動きまわる。以上！
センサ　   ：加速度センサ、ジャイロセンサ
（積んでるだけ～）


＜特徴とか＞

• 球体なので水の抵抗が少ない（と、思う・・・）
• 平面移動用に2個、上下移動用に2個。あわせて4つのブラシレスモータを搭載
• ブラシレスモータの正逆転が切り替え可能
• 有線にて操作
• 全面がアクリルのため中が見える

＜構造＞


中層に1枚のアクリル板があり、そこにモータ、バッテリ、などを取り付けています

そこにフランジ付きのアクリル半球を上下から２つ挟んで球にしています

フランジとアクリル板の間にはゴム板を切り抜いて作った自作Oリングをはさんでいます

さらにそれらをアクリルの円盤で挟み込みます
円盤にはネジ穴があり、挟み込んだあとにネジを閉めて密閉します


さらにさらにゴムとアクリルの間にグリスを塗ると完璧に防水できます。
水深3メートルくらいまでなら余裕で・・・

ブラシレスモータの取り付けはこんな感じ
『ブラシレスモーターを水中に入れてみた 』で出てきた激安モータですｗ

＜システム＞

リモコン操作なのでシステムは単純です
3軸の加速度センサとジャイロセンサを積んでいますが、積んでいるだけで使ってません




構成はこんな感じ
コアのATmega644Pをarduino ISPでarduino化してます

リモコンに加速度センサと可変抵抗を積んでおり、某Willリモコンのように傾きに応じてロボットを操作します

可変抵抗はモータの回転速度のリミッターを調整するのに使います
（リミッター解除！とか出来ますが多分アンプが焼けます）

通信は有線ですがケーブルが10ｍなので、念のためTTLをADM3202ANを使ってCMOSレベルに上げてから送ってます

（クリックで拡大）



そして、今回の目玉がこちら！

見た目はリレーがたくさん乗ったただの基板ですが・・・

その能力はなんと！『ブラシレスモータの逆回転』を可能にします

ブラシレスには電源コードが３本あり、逆回転させたいときはこのうち２本を入れ替えろ。と、どこかのサイトで見たので、リレーとマイコンを組み合わせて無理やり実現させました








いちおう回路図らしきものを

これをアンプとモーターの間に挟むだけの簡単なお仕事

最後にコントローラらしきものを
そう、これがコントローラです。

ブレッドボードそのまま
プロトタイピング感がたまらない！
使いにくい！

ではまた！

arduinoで電子ボリューム（NJW1159）を使う

真空管アンプ2号機の製作の前に・・・
「今度のアンプは電子ボリュームにしよう！」と思い立って買ったNJW1159Dの存在を思い出し、とりあえずいじってみました。

相変わらず買ってから使い方を探す。悪い癖ではありますがいい勉強にはなってますｗ




←秋月で売っている電子ボリュームNJW1159


＜ICの説明＞
・３線シリアル通信でボリュームを左右別々に0 ～ -95dBまでの範囲で操作。
・ピップセレクトによりを最大で４つのICを同時に使用可能。
・出力端子を二種類持ち、内蔵のアンプもしくは外部アンプを接続して使用する。
・正負両電源が必要。±4.5Vから動作。

＜arduinoとの接続＞
NJW1159は３線シリアル通信なのでボリュームを操作します。なのでarduinoではSPIを使います。

arduino---NJW1159 (ピン番号)
   13-----CLOCK (14) 
   11-----DATA  (13) 
   10-----LACTH (15) 

arduinoに２つのタクトスイッチをつなぎ、5番ピンがアップ、4番ピンがダウンです。

今回はテストなので内蔵のアンプを使用しています。また、入出力には1uFのコンデンサを挟みます。

両電源が必要なので今回は外部電源を用意、10V出して、抵抗とコンデンサで仮想ＧＮＤを作ってarduinoと共有させます。


＜サンプルコード＞

#include 
/*
NJW1159 | arduino
CLOCK   |  13
DATA    |  11
LACTH   |  10
*/


void setup(){
 pinMode(4,INPUT);  //ボリューム操作用ピン設定
 pinMode(5,INPUT);  
 
     SPI.begin() ;                        // ＳＰＩを行う為の初期化
     SPI.setBitOrder(MSBFIRST) ;          // ビットオーダー
     SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV16);// クロック(CLK)をシステムクロックの1/4で使用(16MHz/8)
     SPI.setDataMode(SPI_MODE2) ;         // クロック極性０(LOW)　クロック位相１()
     delay(1000) ;  
}

int i = 128;

void loop(){
  byte valR,valL;

  if(digitalRead(5)==HIGH) i -=1;          //ボリュームを上げる
  else if(digitalRead(4) == HIGH) i +=1;   //ボリュームを下げる
  i = constrain(i,0,128);

  digitalWrite(10,LOW);                    //右側ボリューム
  SPI.transfer(i);
  SPI.transfer(B00000000);
  digitalWrite(10,HIGH);
  
  delay(10);
  digitalWrite(10,LOW);                    //左側ボリューム
  SPI.transfer(i);
  SPI.transfer(B00010000);
  digitalWrite(10,HIGH);
   
  delay(50);
}

＜動画＞

＜使用感＞
ブレッドボードで使用した限りではしっかりと音量調整できていました。ただ、少しノイズがのってしまっていました。おそらく基板にしっかりと半田付けすればなくなると思います。


追記：
内部アンプを使用した際にはノイズはほぼありませんが、外部アンプを使おうとすると音量の変更時にクリックノイズが入ります。

ブラシレスモーターを水中に入れてみた

水中ロボットの大会に参加することになった今日この頃。

水中でも使えるアクチュエータを探していたら『ブラシレスモーターなら部分的に防水するだけでいける』というような記事を見つけたので実際に実験して見ました。

最後の方はなんだか洗濯機みたいになってますｗ


動画では端子の部分にビニールテープを巻いただけで、特別な防水加工はしていません。
（もちろん、この端子部分は水につけていません！）

そもそも、普通のモーター（ブラシ付き）が水中で使えない原因はブラシ部分が露出しているため、モーター内に水が入ると、ブラシ間がショートしていまうからです。

また、モーター内を油などの絶縁のもので満たすことも考えられますが、この方法ではブラシ間で放電が起こりブラシが溶けてしまいます。この現象を利用しているのが、『放電加工』というもので・・・

と、いうことはショートの原因になるブラシがないモーター、つまり『ブラシレスモーター』を使えば水中でも大丈夫ということです。なんと単純な！

ちなみに制御はプロポではなく、arduinoにブラシレスアンプをつないでやってます。

消費電流は空気中・無負荷で１Aくらいですが、水中だと同じ無負荷でも４A以上流れます・・・　(゜_゜>)　コワー

使用したブラシレスモーターはラジコン飛行機用のE-MAX CF2822 1200KV /17A4A
１個７８０円という脅威の低価格！（なんだかこのブログお金の話しばかりしている気がする・・・）

これで水中ロボットを作っていこうと思います。

自作：ポータブル真空管アンプ 初号機

aitendoで売っている真空管でポータブル真空管アンプを作ってみました。

『液晶工房』が一度閉店して、そのあと『aitendo.cc』として復活！その時にお店に行ったら中国製の６N2（１２AX7の互換球）が売ってました。それも１本５００円！

そのときは真空管もアンプも全然興味なかったのですが
「受験勉強の息抜き（ただの現実逃避）に、これでポタアンでも作るか！」と即購入・・・

果ては勉強そっちのけで三日間徹夜で製作とかやってたので親に取り上げられる始末　orz
しかし、なんとか受験もケリがついて、アンプも無事完成したので紹介します。

大きさは７０×３２×１００mmのポケットサイズ！　　　　　　　　　↑デカイよ・・・

中身はこんなかんじ　
左の写真で右上が真空管、下の赤いのがバッテリー、とてもカオスです。

構成としてはLi-ionバッテリーを２つの昇圧回路でヒーター用6.3Vとアンプ用12Vに昇圧して動かしています。ちなみにアンプはYAHA式

また、ヒーターは低電圧駆動ですが、こちらのページをもとに保護回路を追加してます。

充電器も内蔵しているので5VのACアダプタで充電も可能！

更に、アダプタを挿すと内部のリレーが切り替わって、バッテリーをアンプ回路から切り離すので、充電中でも起動できる！


ただ、満充電には７時間くらいかかります・・・
しかも、ACアダプタのノイズがひどい・・・



バッテリーはULTRAFIREのBRC18650 3000mAhを使用。理論上は5時間持ちます。

昇圧回路は秋月キット→昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ５～２５Ｖ可変出力電源モジュール組立キット
この回路は電源電圧が可変しても出力電圧が可変しないのでバッテリー駆動には向いています。

そして、充電回路はスイッチサイエンス→小型のリチウムイオン電池充電器
2個あるボリュームは左がマスターVR、右がバランスVRです。
左の写真が起動直後。赤と青の両方のLEDがついています。赤いLEDはヒーター保護回路のインジケータで、左の写真の用に赤いLEDが消えたら準備完了ということです。

本来YAHAアンプでは増幅率の低い真空管（6DJ8や12AU7など）を使いますが、これに使われている6N2は増幅率が100程度。なので、マスターVRを小さくすることが多く、その際左右のバランスが崩れるので仕方なくバランスVRをつけています。

回路図はこちら

アキバ初め

年明け初の秋葉原に行って来た。

お目当てはaitendo.ccの福袋～

















↑その中身がこちら
iPodDockコネクタ基板、液晶×３枚、CMOSカメラモジュール、モーター、etc...


一番のお目当てはこのiPodDockコネクタ基板。ちゃっかりaitendoのキャラクターの『シシちゃん』が入ってる（笑）

これが入っていた秘密プレゼント。でも、何の基板かわからない・・・
どうも1月上旬発売の新商品らしい



こちらは若松通商の５Fで見つけた７セグの蛍光表示管。７セグだけど、これでも立派な真空管の仲間。
某シュタインズ・ゲートで有名になった『ニキシー管』の次世代種に当たるもので、消費電力もニキシー管より格段に少ない。
ただ、皆がニキシー管に求めてる「温かみのある光」というのは無い・・・

最初はニキシー管が欲しかったが、１本９００円
そう考えると『ダイバージェンスメーター』とかいくらかかってるんだろ・・・
ちなみに、これは４本セットで７２０円！

時間があれば、これで時計を作る予定

はじめまして

基本的には私の趣味で作ったものを書いていこうと思います。
主に、arduino、電子工作、真空管アンプ、自転車などをテーマに投稿する予定です。

どうぞ、よろしくお願いします！