科学好き者の日々

11月29日に行われる「第十回火星ローバーコンテスト」の試走会がありました。
本番と同じ技術コースを使って、自作ローバーの性能を確認するというものです。

遠く福岡から参加された方もいましたが、地元の小中学生が主体です。

参加資格は小中学生ですが、小さな子に操縦の楽しさを味わってもらうデモ機も用意されていて、たくさんの子どもたちが体験していきました。



さて、俺のは？　あえなく２台ともコースをクリアできません。



１号機は自走式です。大会規定では無線部門または有線部門となっているので、自走式は参加資格がありません。でも、自走式は面白いと思うのでつくってみました。
斜度２０度の山？を登ることができません。この自走式は加速度センサーにより姿勢をみて、倒れる前に後退するようにしています。それが仇となって急な斜面を登れないのです。
もう少し急な設定にしないといけないようです。



２号機は赤外線リモコン式です。無線ですが電波ではないのでラジコンとはいえないかな？
これは、３０ｍｍの段差を登ることができません。タイヤが小さいのと前輪のみの駆動なので、押しあがるパワーが足りないようです。
赤外線リモコンがきぼーるのアトリウムのように明るいところで、正常動作するか心配だったのですが、数ｍの範囲ならOKのようです。

次回の試走会は10月12日です。改良しなくてはね。。。。。

前にリチウムイオン電池の充電器をつくりました。

その時の充電電流は0.7Cだったのですが、やはり1Cにしたくなりました。

1000÷充電電流が充電電流を決めている抵抗値になります。
容量が700ｍAHなので1000÷700で1.429ｋオームの抵抗ということになります。

さてこの半端な数値の抵抗をどうやってつくりましょう。

抵抗はE12系列（１と１０の間を等比級数としたもの。1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2、10）程度しか持っていません。これらを組み合わせることになります。
１ｋと470オームを直列にして1.47ｋとするか、並列にして作るかですが、直列にする場所がないので並列とします。

並列にした時の抵抗値は各々の値をA,BとしたときにA*B/（A+B）で計算できます。

エクセルでA*B/（A+B）の式を書いておきます。A,Bは２つのセル番地です。
たとえばAにE12系列の値を入力します。この場合は1.5ｋ以上ですね。

ツールからゴールシークを選びます（2003のとき、2007ではデータ　What-If分析からゴールシーク）
数式入力セルにA*B/（A+B）の式が入っているセル、目標値に1.429、変化させるセルにBの値を入れているセルを指定してOKを押すと計算を始めます。

1.5のとき30.19
1.8のとき6.93
2.2のとき4.07
2.7のとき3.0
3.3のとき2.52

で結局2.2ｋと3.9ｋ(4.07)オームとしました。

２つのスイッチのどちらかが押されているかを知るのにアナログ電圧の変化で知る必要がありました。通常は各スイッチをマイコンのデジタルポートにつないで、入力値が０か１かで判断するのですが、これではポートを2つ使います。ポートの余裕がなく、マイコンはPICの12F675でADコンバータは使えるので、アナログ的に判断することにしました。

スイッチが両方とも押されていないときは２V、片方が押されているときは１V、他方が押されているときは３Vの電圧が出てほしいのです。

「簡単だよね」
図のように、１０ｋオームの抵抗３つと６ｋオームの抵抗を直列につないで、分圧するだけです。電源電圧は３．６Vです。


「ありゃー?　だめだね」

よく考えたら、スイッチが解放のとき流れる電流は3.6V/(6+10+10+10）ｋオームなのにスイッチが押されると3.6V/(6+10+10）ｋオームとなってしまうのですね。
ということは、下の図のように未知の抵抗X,Y,Zとして計算しなければいけないのですね。（一番下の抵抗は10ｋオームとしておく）



3.6/（X+Y+Z+10)*（Z+10)＝2
3.6/（X+Z+10)*（Z+10)＝3
3.6/（X+Y+10)*（10)＝1

ということで、X=6.5k、Y=19.5ｋ、Z=22.5ｋとなりました。

やれやれ。。。。。

グラフィックイコライザーもどきを作ってみました。

グラフィックイコライザーは帯域を分割して、各帯域ごとにゲインを変えることのできるアンプですね。通常はゲインの調整に直線ボリュームを使っているので、その位置でどういう特性になるのかが分かるので「グラフィック」といっているのでしょうか？

グラフィックイコライザーは、むしろ音質が劣化してしまうので、オーディオマニアは使わないようです。
今回の目的は周囲雑音が入っている音声を聞きやすくしたいというので、まあ音質の劣化はそれほど問題にはなりません。というかもともとの音声がそれほどいい音ではないのです。

オペアンプで中心周波数の異なるバンドパスフィルターを作って、各出力をボリュームで可変にしておいて、加算します。

オペアンプはLM833を使いました。オーディオアンプは定番のLM386です。
帯域は5チャンネルに分割します。最も簡単な入力に微分回路、帰還部に積分回路としたバンドパスフィルターです。

直線ボリュームは穴加工が面倒なので、通常のボリュームにしました。（それでグラフィックイコライザーもどき）
ケースは100円ショップの食品用プラスチックケースです。やはり見栄えはよくないですねぇ。
電源はUSB端子から５Vをもらうことにして、USBのAコネクタをつけています。電流は２０ｍA程度です。

特性を以下のグラフに示します。



だんだん高域が落ちてくるのはコンデンサーの容量が小さくなるからですね。実用的には問題なさそうなので、補正はしませんでした。
中心４ｋをもう少し低域側に寄せたいのですが、適当なコンデンサが手持ちにありませんでした。

まあ、使ってみると雑音の中の音声が少し聞きやすくはなるかな？位です。
気休め程度ですが、長く聞いていても疲れないような気がします。

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ボランティアの仲間の方が、近くの小学校で開かれる観望会に出席されるというのを聞きつけて、ご一緒させて頂くことにしました。



なかなか暗くなりません。またあいにく雲もかかっています。
「もしみえなければどうするんだろう。。。。」ちょっと心配になります。

幸い、子どもたちが集まったころは雲も切れて、東に木星が見えました。
ガリレオ衛星も見えます。

「北天の宝石」と呼ばれるはくちょう座の二重星アルビレオも初めて見せていただきました。
大きい望遠鏡でしたので、意外と離れて見え、びっくりでした。

空が明るくて、裸眼では5個くらいの星しか見えないのは残念ですね。

フェニックス・マーズ・ランダーが「火星に氷発見！」に続いてついに分析手法で水を確認したようですね。

CNNニュース

NASAのサイト

次は有機物の探索をするようです。DNAまではまだ遠そうですね。。。。



ブログの更新1か月近く休んでしまったら、スポンサーの記事が載るようになってしまいました。

ちょっとあわてて、記事を書いています。少々忙しかったのと、体調もいま一つだったのでしばらくお休みをしていました。

またすこしずつ書いていきたいと思っておりますので、よろしくお願いします。

かきかけ