科学好き者の日々

ＤＣモータ（マブチモータです）のコントロール基板をつくりました。

モータ２台を独立に正転・逆転させるコントローラです。

モータコントロールは東芝のＴＡー７２９１ＰというＩＣで定番のＩＣです。このＩＣは平均１Ａ、ピークで２Ａの負荷電流を流すことができます。マブチモータの一番安いＦＡ－１３０は０．５Ａですし、トルクの大きいＲＥ－２８０は０．６５Ａですので、十分使えます。

入力端子が２つあって、両方１（Ｈｉ）のときブレーキ、どちらかが１のとき正転（あるいは逆転）、両方０（Ｌｏ）のとき停止となっています。

ただ、負荷電圧（モータ電圧）は０～２０Ｖですが、ＩＣの動作電圧が４．５Ｖからです。

電源にリチウムイオン電池（３．６Ｖ）を使おうとおもっているので、そのままではＴＡー７２９１Ｐは動作しません。

しかたがないので、１．６Ｖを５Ｖに昇圧するＤＣＤＣコンバーターをつかいます。いろいろあるのですが、手持ちのセイコー電子のＳー８８２１を使います。これも６ピンのＳＯＴパッケージです。
リチウムイオン電池の充電用のＩＣ（リニアテクノロジーのＬＴＣ４０５４－４．２）と同一のユニバーサル基板への変換基板をつかいました。

コントローラはＰＩＣの１６Ｆ８８です。コントロールする信号は左右で４本あればいいので、８ピンの１２Ｆ６２９でも十分ですがほかのコントロールを予定しているので、余裕をとって１６Ｆ８８としました。

さて、出来上がった基板が下の写真です。

メールができないというので、確認にいきました。

フレッツの光でマンションタイプです。どうも接続ができていないようです。接続のＩＤと接続のパスワードを入力するのですが、間違っているというエラーになります。

ＰＰＰｏＥ接続です。通常？はルータを間に入れている例が多く、ルータにＩＤとパスワードを設定しています。
ここではＰＣ直接の接続で接続のダイヤログがでます。

いままで普通につかえていて、あるときから接続のダイヤログでＩＤとパスワードが違うとして、接続ができなくなったようです。


プロバイダーから送られてきている書類のＩＤとパスワードを入力してみます。
ん？確かにＩＤ、パスワードが違うというエラーになります。

一応ランプの点灯状態などは正常です。

何だろうなぁ。。。。
もうひとつ接続を作ってみます。。。。。駄目です。

無線ＬＡＮが内蔵されているＰＣで、無線ＬＡＮの接続がいっぱいあります。こういうマンションでは、近所の無線ＬＡＮがはいってくるのですね。
無線ＬＡＮは使っていないので、無効としておきます。

まだ、駄目です。

プロバイダーのサポートに電話しました。

最初の確認をして、コントロールパネルからネットワーク接続を選び、後から作った接続を削除しました。

なんと、接続できます。

「どこを直したの？」とその家の人に言われたのですが、こちらも釈然としません。作ったのを削除しただけなのですから。。。。

無線ＬＡＮも関係ないと思うのですがね？

ともあれ、メールの送受信の確認をしました。
ついでに、ノートパソコンなのですが、タッチパッドの誤操作をさけるためカバーをつけること、外付けのキーボードをつかったほうがいいことを伝えました。（誤入力をさけるため、ノートのキーボードは視覚障害者には位置がわかりづらい）

サポートになったのか不安です。

ニュートリノに関しての公開講座の３回目を聴講しました。これで最後です。

最初の話は「素粒子模型とニュートリノ」で物質の最小単位と思われるクオークとニュートリノで周期律表のように一定のならべかたができるという話でした。

次は「原子核の二重ベータ崩壊」で単純なベータ崩壊はしないが、同時に２つのベータ崩壊が起こる二重ベータ崩壊を起こす原子核がわずかにあり、その半減期は宇宙年齢より長い！とのことでこれは観測されているそうです。もうひとつニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の可能性があり、まだ発見されていないが、発見されればニュートリノと反ニュートリノは同じものという大発見となる
という話でした。

いやぁー、難しいが興味深い話を聞くことができました。

ニュートリノなどの振る舞いをさぐる方法が面白いですね。

さて、昨日放電が終わったリチウムイオン二次電池を充電してみます。

リチウムイオン電池の充電電圧はセルあたり最大４．２Ｖ、充電電流は１Ｃ以下とされています。
充電用のＩＣ　ＬＴＣ４０５４－４．２の仕様で充電電圧は自動的にコントロールしてくれるようです。最大充電電流は８００ｍＡです。参考回路では６００ｍＡが載っています。
この７００ｍＡＨの電池では７００ｍＡが１Ｃなので、１Ｃは可能ですが、はじめでちょっと怖いので０．７Ｃとすることにしました。
充電電流コントロールの抵抗は１０００÷充電電流できめられるようですので、１０００÷０．４９≒２ｋΩ
としました。



得られた、充電の電圧と電流のグラフです。満充電まで２時間はほぼ仕様どおりのようです。
充電中は下の写真のようにＬＥＤが点灯します。
充電完了すると消えるようなのですが、今回消えるまで確認できませんでした。次回確認するつもりです。



さて、これで電池の準備ができました。

リチウムイオンの二次電池を秋葉原の九十九電気で購入しました。ジャンク扱いで内蔵の電池のみです。端子がそのままでていて、片側はアルミ電極のようです。容量は７００ｍＡＨだそうです。そのままでは使い辛いので、ユニバーサル基板にスイッチと端子をつけてとりつけてみました。（写真左）

また、充電器がないと使えないので、リニアテクノロジーのＬＴＣ４０５４－４．２を使い、作ってみました。（写真右）
このＬＴＣ４０５４－４．２はリニアテクノロジーから直接購入すると＄１強の価格ですが、１つしかいらないのに送料のほうが高くなってしまいます。４００円と割高ですが、送料を考えると安い国内の通販で購入しました。
ＬＴＣ４０５４－４．２はＴｈｉｎＳＯＰパッケージの５ピンのＩＣです。これはユニバーサル基板では半田付けができないので、ユニバーサル基板への変換基板を作りました。部品が１μＦのコンデンサーと充電電流コントロール抵抗、充電中表示のＬＥＤだけなので、変換基板上にすべてが収まってしまいました。

充電されているようだったので、放電特性をとってみました。



５．１オームの抵抗負荷で放電させます。大体０．７Ａで１時間で電圧が低下し始めます。７００ｍＡＨは正しいようです。過放電は禁物なので、終止電圧３Ｖ程度と思ってそれまでのデータです。
特に発熱などはないので、０．７Ａ程度で問題はなさそうです。

つづく

２８日発表のプレスリリースによると、かぐや全く順調のようですね。

月周回衛星「かぐや（SELENE）」の地形カメラによる立体視動画作成について

月周回衛星「かぐや」（SELENE）の初期機能確認状況について

一方、中国の「嫦娥（じょうが）１号」も写真を送ってきました。

中国の月探査機「嫦娥（じょうが）１号」が月の写真を送ってきました。

かぐやより高い２００ｋｍからですが、解像度はかぐやより悪いとのことですが素人目には違いはわからないですね。ただ、月のどこを撮影したのかがわかりません。横に小さくなにか書いてあるのでそこに書いてあるのかもしれませんが、読めません。

どちらにもがんばってほしいものです。

三浦折りの型紙を送っていただきました。

三浦折りとは、もともとは地図を一瞬で開いたり閉じたりできるように考案された地図の折り畳み方法ですね。
人工衛星の太陽電池パネルを開くときに用いられているといわれています。
人工衛星の太陽電池パネルは、打ち上げのロケット内では畳まれていて、軌道上で展開されるわけですが、三浦折りとしておくと早く確実に展開されるのだそうです。

また自然界にも昆虫の羽根や木の芽の中の若葉など「自然と」三浦折りになっているものがあるし、
薄膜生成時に膜の収縮時に三浦折りのパターンが自発的に形成されることがあるのだそうです。

へぇー。。。。。面白いですね。

ほかに何か応用できないでしょうか？

通常は折りたたんでおいて、必要なとき展開するものでしょうが、国旗などの旗、飛行機の羽やパラシュート、簡単なテーブルや椅子など、ちょっとダンボールで作ってみましょうかね。

折り方をフラッシュのアニメで解説しているページがあります。

千葉市科学館のリサージュ図形を見ていて、どうしてリサージュ図形になるのか分かりませんでした。

リサージュ図形は通常オシロスコープのＸ軸とＹ軸に位相の違った波形を入力したときの図形だと思っていました。
位相が同じだと単なる線にしかならないはずなのです。

変だねぇ。。。。単純に振り子になっていて、どうしてリサージュ図形になるの？

「これは、二重振り子になっているんだよ」
「えっ！」と振り子の上の方をみると天井からＶ字になった鎖の真ん中から振り子が下がっています。

「そうなのか！！」
Ｘ方向には振り子の長さだけの振動なのですが、Ｙ方向にはＶ字になった鎖分の高さ分が振り子の長さに足されるのですね。

振り子の長さをＬとし、鎖の高さ分をｌ（スモールＬ）とすると、
Ｘ方向の振り子の長さはＬｍ、Ｙ方向の振り子の長さは（Ｌ＋ｌ）ｍとなります。

振り子の周期は
（Ｇ/振り子の長さ）^1/2　　Ｇ：重力加速度
ですので、Ｘ，Ｙ方向の位置は
Ｘ＝ａ×ｓｉｎ（（Ｇ/Ｌ）^1/2×ｔ）　　ａ：Ｘ方向の振幅幅　ｔ：時刻
Ｙ＝ｂ×ｓｉｎ（（Ｇ/（Ｌ＋ｌ））^1/2×ｔ）　　ｂ：Ｙ方向の振幅幅

これをエクセルで散布図にしてみました。



これは摩擦が０の場合で、実際は磁石ペンが描画面に接触しています。従って段々振幅が小さくなってきます。
摩擦を入れ込むのは、パラメータがたくさんあってむつかしそうなので、単純に時間とともに振幅が小さくなるというモデルにしてみました。



摩擦を負にする（段々振幅が大きくなる）とすることもできます。



段々振幅が大きくなるのは、ブランコなどのように、一定の力を一定の場所で加えられているモデルですが、実際にはリサージュでみることは少ないですね。

コンピュータシミュレーションならではのモデルです。