ぽんず製造所

当ブログの記事を参考にして行った事により、いかなる不都合が発生としても当方は一切の責任を負いません。全て各自の自己責任でお願いします。

ネタがない

最近は特に何もしてないです。書くネタもないので、今年咲いた秋月の彼岸花でも貼っておきます。去年買って植えたら咲いて今年も咲いたので2回目ですね。

9/12 気づいたら芽が出てました
DSC_0034

9/13 茎が伸びてる
DSC_0036

同日夜 朝と比べても伸びてきています
DSC_0043

9/14
DSC_0044

9/15 伸びるのが早いです
DSC_0048

9/16
DSC_0052

9/18 KKTと違って皮が剥けました。スルムケ! 身内ネタ失礼致しました
DSC_0071

9/19
DSC_0095
DSC_0097

9/20 そろそろ出そう
DSC_0106
DSC_0107

9/21 咲きました!
DSC_0112

9/22 それなりに咲いてきました
DSC_0121

9/24 満開です!
DSC_0135

9/28 数日後には枯れてしまいました。かなC
DSC_0143

9/29
DSC_0149

10/2 あーあ
DSC_0163

10/11 久しぶりに覗いてみると花の茎の根元からちっちゃい葉っぱがワサワサ出てきてました。かわいい。茎はまだなんか残ってます...
DSC_0208
DSC_0209


現在は茎の部分は消滅してめっちゃ葉っぱが大きくなっています。
今年もきれいな彼岸花でした。



話変わりまして某高専の文化祭に行ってきました。

Xe氏作 電気自動車...?
誘導電動機とインバータとバッテリをゴーカートに積んだそうです。試乗させてもらいましたが結構スピード出ます。3人乗っても大丈夫です。写真に写ってるのはXe氏とたまごさんです。これを3日で作ったって言うからヤバイ
DSC_0414


Xe氏作 電車...?
誘導電動機とインバータとバッテリをフレームに積んだそうです。試乗させてもらいましたが結構スピード出ます。
DSC_0417


タマゴさん作 DRSSTC
おっきいです。なんだかんだでこのサイズの稲妻を生で見るのは初めてなので興奮しました。
キーボードが用意されており誰でもテスラで演奏できるようになってました。
DSC_0410
Point Blur_20171104_142037

弾いてるのは作者本人です。テスラ作れてピアノ弾けてこの人つよい。回路構成もなかなかキチガイでなんで素子が潰れないであんなにもよく放電するのか不思議です。


ここは特等席ですね!手を伸ばせばもう放電に当たりそうな場所です。
たまごさんによる生演奏です。



ジャパリまん
焼きごて作者はセンスないさん。なんと手動フライスでこの曲線を出したらしい。頭おかしい。
DSC_0420


Xe氏作 VVVFインバータ
不調だった模様で動いていませんでした...写真撮り忘れました。

代わりと言ってはなんですが、自分もなんとなくVVVFインバータ持ってったらなんか飛び入り展示してしまいました。
DSC_0431

ぶん回してんのはできたてほやほやバーサライタです。テープではっつけてるのでいつぶっ飛んでいってもおかしくないです(危ない)
DSC_0435


そういえば加減速ボタンを作りまして適当に回して遊べるようにしました。プログラムにはとりあえずいろんなVVVFパターン入れておきました



文化祭非常に楽しかったです

VVVFインバータ作った

前から作ってみたいと思っていた三相インバータ、いわゆるVVVFインバータを作ってみました。VVVFといえば電車のあの独特な音、アレを聞きたいんです。

プリント基板発注しました。
DSC_0398
DSC_0399

黒基板いいですよね。本当はつや消し黒が良かったですがちょっと高かった。

電動機はAC200V駆動ですが、AC100Vから動かせるように倍電圧整流...ではなくPFCを搭載しました。
インバータ部はハーフブリッジドライバを使用したもので特に変わったことはないです。
制御はいろいろ応用ができるよう、基板にマイコン等は搭載せず、外部から直接三相の信号を入力するようになっています。各相に電流センサも付けたので本格的な制御とかして遊べそうです。ついでに信号入力、電流検出出力は絶縁されているので安心です。あと絶縁DCDCも積めるようになっていて、ゲトドラ用電源から制御用電源も生成できます。


まずはインバータ部だけ作ってみてテストしてみます。
素子は裏につけるようになっています。
DSC_0234
DSC_0240

まぁもちろん死ぬわけ(原因不明
死んだ素子は足を曲げておくとわかりやすいです
DSC_0401

素子が悪そうなのでいろいろな素子で試してみてるところです。
DSC_0231

時間がなかったので結局IGBT使ってゴリ押しすることにしました......
DSC_0233

無事に動いてくれましたのでPFC部も作ってフラックス洗浄しました。PFCはNCP1654を使用したものです。
DSC_0384

基板の下に放熱器と称したアルミ板をくっつけ、その下にインレット、ヒューズ、スイッチ、ゲート用電源を載せて完成です。いろいろ雑ですがもう本当に時間がなかった
DSC_0392

素子はほぼ発熱しないのでこの程度のアルミ板でも十分のようです。

制御には最初PICマイコンを使おうと思っていましたが、処理能力が足りなかったのでMbedを使うことにしました。初めての32bitマイコン、初めてのMbedでしたが、1日で基本的なことが覚えられたのでMbedは素晴らしいと思います。
なおボードはぐり氏設計のLPCXpresso11U68互換ボードです。設計ミスがあるということで安く頂きました。
DSC_0402


そんなわけで動作確認です。
E231系の墜落インバータにしてるつもりです。

DSC_0379


1パルスモードに移行するときにガタンという振動が出てしまうのでその直前までの回転数までにしています。この振動は今後の課題ですね。
文化祭で展示するために急いで作ってなんとか回すことが出来て良かったです。暇があればもうちょっといろいろなところを改善したいです。

1石お手軽誘導加熱

Twitter上で誘導加熱が流行って(?)いたので自分も作ってみました。

DSC_0014

1石で動作する回路です。
IHクッキングヒーターや炊飯器、電子レンジのインバータなど、わりと身近にある家電に使われてる方式だったりします。

缶に水入れて沸騰させてみました。



電源には24Vの電源装置を使っています。本当はAC100V突っ込みたかったのですが、高耐圧な素子がなくて今のところ24Vで我慢しているところです。


基本的な回路図です。

1石共振

L1が加熱コイル、C1が共振コンデンサ、M1がメインのスイッチング素子です。
回路の簡単さでは自信があります。将来保護機能などの拡張も楽にできるようになっています。

まず、「動作開始」と書いてある電源から一瞬電圧が出力されると、回路が動作し始めます。※一瞬(1usくらい?)じゃないと動作おかしくなるかも。
その先にあるORが1になると、さらにその先の「A」の回路に入力されます。この回路はパルスの立ち上がりエッジを検出する回路で、連続的に1が入力されても一瞬だけ1を出力してくれます。

赤:ORの出力(A回路の入力)
緑:A回路の出力
A回路


Aの回路の先にはSR-FFがあります。Sに1の信号が入力されるのでQが1、そしてMOSFETがONになります。そしてL1に電流が流れ始めます。
この時、MOSFETのドレインの電圧は(理想では)0Vです。ドレインの横にある分圧回路で分圧されたあと、コンパレータに入力されます。
そういえばこの分圧回路はあんまり分圧の意味をなしていません、どちらかと言うと高電圧が入力された場合にはダイオードを通ってクランプされるような動作をします。
話を戻しますと、コンパレータの-には分圧された0V、+に基準用の電圧がかかるのでコンパレータの出力は1となり、ORに入力されます。
今度は「B」の回路を見てみましょう。ORの出力が1のとき、50kΩの抵抗を通ってじわじわと1000pFのコンデンサに充電されていきます。電圧が上がっていき、しばらくするとその先にあるSR-FFの閾値に到達し、Rが1と判定されるのでQが0になり、素子がOFFになります。
つまり50kΩと1000pFの大きさで素子をONしている期間を決定しています。
(ちなみにこの時Aの回路は一瞬だけ1になるのでORの出力が1でもAの出力は0になっています)

赤:ORの出力(B回路の入力)
緑:B回路の出力
B回路


素子がOFFになるとL1の電流も途切れたいところですが、そういうわけにはいかず、かわりにC1へ電流が流れていきます。これでなんとなくL1とC1で共振します。
この時はD電圧は高電圧になってるので、コンパレータは出力0となり、Aの回路もBの回路も出力0なので、SR-FFは変わらず素子はOFFのままです。

L1とC1が共振するとなんかしらんが勢いで勝手にドレイン電圧が0Vまで戻ってくる点があります。
この0Vになった瞬間、コンパレータが1となり、SR-FFが1、そしてMOSFETがONになります。
このようにして発振が続いていきます。

そして注目してもらいたいのが素子のON/OFF時のドレイン電圧です。
ターンオフ時はC1に充電される時間があるため、いきなりドレイン電圧が上がることはなく、0Vから徐々に電圧が上がっていきます。その後、共振で0Vまで戻ってきます。今度はこの点で素子をONにします。
要するにうまいことZVS動作をしていて素子のスイッチング損失がほとんどゼロにできるんです。考えた人頭いいですよね...

赤:ドレイン電圧
緑:ゲート電圧
zvs


「動作開始」は一瞬電圧を出力します。こいつがないと発振が開始しません。
コンパレータの基準用電源はZVSタイミングの調整と、MOSFETのRdsやIGBTのVce_Satの対策みたいなものです。
分圧後のコンパレータへの入力なんですが、寄生容量のせいでなんか遅れ気味になっちゃうみたいです...。自分のやつはこれが逆にいい感じの動作をしてくれててZVSタイミングを調整できます。でも寄生容量利用するとか気持ちわりぃよね

素子のON時間の設定はBの回路の抵抗値で調整できるのでここを半固定抵抗またはボリュームにして出力の調整をすることが出来ます。B回路の後ろにコンパレータくっつけても良いかもしれません。
ただしあんまりON時間を短くしすぎると周波数が高くなったり、電流があまり流れなくなってドレイン電圧が0Vまで戻ってこなくて発振が止まっちゃったりするので注意です。

また、上記の回路はすごく基本的な部分だけの回路図なので何の機能もついていません。過電圧・過電流検出回路をつけたり、動作/停止の制御もできると良いかもしれませんね。
あと回路図上ではゲートドライバも省略してるので実際作る時は付けましょう。


自分は上記の制御回路をPICマイコン内に組み込んで簡単に仕上げました。IH本体の回路は中でロジック回路組むモジュールとコンパレータと周辺回路で完結してるので、マイコン的お仕事は動作開始のパルスを出すことしかしていません。

DSC_0012


この回路はZVS動作できるのが良いところですが、自分のは発熱が結構あるのでうまくZVS出来てないのかもしれないです。オシロで見た感じはまぁZVSどうなになってる気がするんですけどねぇ...。ON抵抗で普通に発熱してるだけかもしれないです。わかんないです。

黃:ゲート
青:D電圧
紫:D電流

077

なんか電流波形がひどいね
とりあえず簡単に作れたので満足しています。




===追記===
回路いじってたらもうちょっと簡単にできました。
基本構造は同じです。試作してないのでわかりませんが動きそうな気がします。
OR(A1)の後ろ~バッファ(A2)の間の部分で、立ち上がりエッジ検出とON時間のタイマーを兼ねました。真ん中の10kΩの抵抗(R2)を調整すれば出力可変(ON時間可変)できるはずです。
RS-FFが消えたのは大きいと思います。マイコンに組んだとしても外付け部品が少なくなるのは嬉しいことです。

キャプチャ

ふぇぇずしふと

1ヶ月くらい前のことですが、フェイズシフトフルブリッジ回路の実験をしてみました。
フェイズシフトフルブリッジというのは、フルブリッジ回路のアームごとの位相をずらして出力を可変できるというものです。

1


アームの位相が同じならば負荷に電流は流れません。

2


半分ずれた時は負荷には少しの期間だけ電流が流れます。

3


完全にずれた状態、つまり普通のフルブリッジの状態では常に電流が流れます。

4

出力可変ならPWMかなんかでやればいいじゃんと思われるかもしれませんが、フェイズシフトならデューティー比を50%固定で出力可変できるので、GDTなどPWMに向いていない回路で使用できます。
あとスイッチング損失を低減できたりするみたいです。



実験風景 きたない

DSC_2066

自分がこんな回路の実験するのはもちろんテスラコイルを作るためなのでほぼテスラコイルと同じような回路構成となっています。
適当なLとCで共振回路を組み、フルブリッジで駆動します。CTで共振電流をフィードバックして動かすようになっています。


波形です。
黄色と水色が各アームの出力(というかこれはゲート波形だけど)、ピンク色が電流波形です。

これは出力小=位相がほぼ同じ時の波形です。
位相が若干ずれてる程度で電流もそれほど流れていないのがわかります。

877


そしてこちらが出力最大=位相を完全にずらした時です。
電流が先程よりかなり流れてますね。

229


そんでもって全期間?を見た波形。
黄色に対して水色がずれてるのがわかります。電流値も小~大までありますね。

391


全体図。電流値を徐々に大きくしています。

278


んでもってQCW用の波形にしてみました。若干回路の調子が悪いです...

841

でもまぁいい感じですね。
で、なんとなくこのままテスラの1次を駆動してみたら...

DFezineV0AAOsNQ

放電出ちゃった....

テスラコイルでけものフレンズの曲を演奏した

最近記事のネタもないし、紹介を忘れていた(?)動画のことでも書こうと思います。


随分前のことですが、けものフレンズOP曲の「ようこそジャパリパークへ」をテスラコイルで演奏しました。



本来NT京都の宣伝用に作った動画です。
のほほーんと適当に投稿したらけもフレブームに乗ったようでなんかメチャクチャ伸びてしまいました...こんなことならもうちょっとちゃんと作っておけばよかった...
MIDIはわいえすさんの【MIDI】ようこそジャパリパークへ(けものフレンズOP)を耳コピしてみたです。ありがとうございます。


その後セルリアンの曲も投稿してみました。



今回は前回の反省点を活かすとともに動画の最後の部分でちょっとしたテスラコイルの紹介を入れてみました。
この動画ではテスラを2本用意し、片方は普通のSSTCでメロディー、もう片方はQCWでドラム音という動作をさせています。
最後のしんざきおにいさんの曲ではQCWのほうにメロディーをやってもらい、放電に触るときだけQCWで手に放電を伸ばしてきてもらおうとか考えてたら普通の放電にあたってびっくりしました(池沼)
演奏データ作成は白河しらさんです。白河しらさんのファミコン実機音源で、けものフレンズのBGMを演奏 すごーい編を見てこれダッと思い直接お願いしてデータ頂いてしまいました...ホントすいません。ありがとうございます。

そうそう、ねとらぼさんでも取り上げてくれました。
テスラコイルの放電音で演奏する「セルリアンのテーマ」に驚きの声 これがセンボルトペンギンか…… - ねとらぼ
あと
週刊ニコニコランキング #513 -3月第1週-でジャパリパークを、
週刊ニコニコランキング #523 -5月第3週- 修正版(なんか削除されてて見れない)でセルリアンを取り上げてもらえました。
うれしいです。ご視聴ありがとうございます。
5000兆円欲しい!
Twitter
Twitterに大体います