ぽんず製造所

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3レベルVVVFインバータを作った

Twitter上で最近またVVVFインバータを作るのが流行っているようでしたので、自分もインバータを作ってみました。他の方は2レベルを作っていたので、自分は3レベルインバータで対抗しました。

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個人での3レベルインバータの作成例が見つからずいろいろわからなかったので、とりあえず試作ということで手探り状態(?)での制作となりました。
そんなわけで基板の無駄が多く、また別基板があったりしてキレイに収まってません。
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真ん中がメインのインバータ基板です。左が倍電圧整流回路で、コンセントから141Vと282Vを生成します。右が制御用のマイコンボード(Nucleo)といつもの操作ボタン。

後ろ側
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回路構成はT-NPCです。
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とある人から大量に絶縁DC-DCコンバータを頂いたので使ってみようということで贅沢に使っています(でも絶縁電源使わなくても作れるし、使いたかっただけ感...)。絶縁DCDCとゲートドライバ付きフォトカプラ(TLP250H)でパワー部と制御部は完全に絶縁されています。やっぱりこの方式だとGDTやブートストラップ方式と違って楽にゲートドライブできていいですね。

基板についているICはマイコン(PIC16F18325)です。禁止入力保護、相補波形生成、デッドタイム生成を行っています。制御ソフトのミスによる回路の破壊防止と、ソフトの単純化・軽量化が目的です。
パワー素子が無駄に強いのを使っているのはそれしかなかったから。スペック不足で飛ばすよりはいいかな...。

あと一番やべーのが、スナバあたりの設計がよくわからなかったので、スナバレスにしている(になっている)ところです。素子のターンオフをめっちゃ遅くして過電圧の発生を抑えています。
ちなみに緑のスナバコンっぽいのはスナバコンとして機能してません


東武30000系風のデータを作って回してみました。
非同期の周波数が上がる直前の捻れるような音が好きです。


オシロの下の黄色と青の波形が相電圧、上の紫が線間電圧(オシロ内で計算)です
ちゃんと3レベルやろ?

というわけで3レベルVVVFインバータを作ることが出来ました。次作るとしたらもうちょっと綺麗にまとめて作れたらいいなと思います。続きを読む

WS2812Bを使った3*3*3フルカラーLEDキューブ

LEDキューブを作るとなると、単色ならまだしも、通常の4端子RGB LEDだと配線が面倒なことになってしまいます。
そこで登場するのがWS2812Bです。WS2812Bはデータを送って点灯できるマイコン内蔵型のフルカラーLEDです。デイジーチェーンで接続できるので複数のLEDを1本の信号線で制御することができます。つまりこいつを使うと配線が非常に楽にできるわけです。(WS2812Bの使い方や詳細は他所をご覧ください...)
今回はそのWS2812Bを使ってLEDキューブを作ってみました。
WS2812Bをキューブに使ったらどんな感じになるのか、表面実装タイプのLEDでもいい感じに見えるのかなど、試験的に作ってみた側面が大きいです。

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USB電源で駆動でき小型で手軽に動かせます。


回路自体はこんなに簡単です。
マイコンにWS2812を繋げてるだけです。あと電源とか。
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マイコンはPIC16F1705です。WS2812B系のLEDはデータ波形生成がチョット大変ですが、PIC16F1705のペリフェラルを使うことで簡単に生成できます。詳細はこちらをご覧ください。
表示させたいデータを適当に作ってSPIにぶん投げたら点灯できます。


特に書くこともないので制作風景を載せておきます。

スズメッキ線にLEDを直接はんだ付けしていきます。
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3枚(?)作ったら試験点灯をさせてみます。
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点かなくて草
どうにもWS2812B系はハンダの熱に弱いらしく壊れてしまうようです。熱でパッケージが膨張して中のボンディングワイヤが切れるらしい。まぁ今回はずいぶん前に買った在庫品や中古品を使ったというのもありそうです。
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壊れているLEDを交換し全点灯したら
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立体的に組み上げていきます。ちなみにここでもハンダするのでLED壊れました ブチギレ
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点いた。
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ちなみにここまでで10個くらいLED壊しました。半田鏝の温度低めに設定してたのに。クソLEDだな
なおめんどくさかったのでLEDにパスコンは付けてないです、皆さんは付けましょうね(

マイコンを載せたりする基板は目立たないようにマジックで黒く塗りました。
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LEDと各部品をはんだ付けしました。あとケースと合体用のアクリル部品とかも付けた。
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ケースは黒のスモークアクリルを切り出し、アクリル用の接着剤を使って箱状にしました。
接着下手クソなのでズレました。下手クソ具合は完成写真でもよくわかります、接着面が汚いです。
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USBコネクタ用の切り欠きとか。
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ケースと基板を合体して完成。黒スモークアクリルのおかげで、点灯してないときは黒い謎の箱、点灯するとLEDが浮き出てきていい感じです。
あっあとアクリルに反射してLEDの数が少ない割にいっぱい点灯してるように見えていいね(?)


良いインテリアが出来て良かったです。

NT京都2019に出展してきました

今年もNT京都に行ってきました。
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行きはぐり氏と一緒に一旦新幹線で浜松へ。
静岡といえばさわやかということで食べに行きました。
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初めて食べましたがめっちゃうまい!これはまた食べたくなりますわ

その後R氏と合流。
Rがコイルガンをかっこよく撮ってくれました。
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いいなぁカメラ



翌日、車でNT京都会場へ。
NT前夜祭では爆光会や演奏会をしました。
爆光会では、自分の300WLED投光器やよしひさ氏のLEDライト、FET_EL氏の街路灯が屋上で光ってました
街路灯とかなんなんって感じだし緑に光ってるしおかしい(褒め言葉)
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採光窓から爆光を入れて点滅させて迷惑かける遊びしてました すいません

(ぐり氏撮影)

演奏会は会場に集っていた自作楽器で演奏してみたというものです。
集まった楽器は
テスラコイル・電磁接触器ドラム(domino氏)、トイピアノ(ゆー氏)、HDD6台(Tomorrow氏)、HDD3台(たんく氏)、ブラシレスモータ(HanDen氏)、鍵盤ハーモニカ(ねずみ氏)、VVVFインバータ(自分、FET_EL氏(三相誘導電動機提供))
です。
これはすごかった




さて当日は普通に出展してました。
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自分はレールガン、コイルガン、LED投光器を展示していましたが、コイルガンが一番人気でした。
かっこいい!って言ってくれて嬉しかったです。コイルガンを見るためにNTに来たって人が何人もいてびっくりしました。ホントに嬉しすぎます。
あと自作レールガンを持ってきて見せてくれた中学生君見てますか?見た感じは悪くなさそうですし良い感じなのでそのまま頑張ってほしいです

DJ⑨氏がコイルガンを持ってR氏が良い感じに撮ったやつ。かけぇ...
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他の方の展示は忙しかったのであまり見れなくてちょっと残念感(チラチラ見てたのでまぁ...
自分の隣で展示していた海苔巻氏の超電導体は見れました。
よくテレビとかで見るやつですが実物を見ると不思議で面白かったです。


それと突如yasu氏が現れてエグゾーストキャノンを見せてもらいました。
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やべえ.....これが実物...!!!ほんとにかっこいい


後夜祭では超電導実験に使っていた液体窒素のあまりを処分するために爆発させたりしてました。
お湯にエキチぶっこむとこうなるみたいです。爆発後の煙がしばらく漂ってて雲海みたいで美しい...
あとは一度溶かしたアイスをエキチで瞬間冷凍して口溶けの良いアイスを作ったりしていました。たしかになんかちょっと違う感じがしました。
こういうバカなことを出来るのはNT京都ならではです。とてもいい経験になりました。




翌日は名古屋で観光をしました。
リニア鉄道館。
鉄道の仕組みや構造についてわかりやすく解説されていました。実物があるのが良いですね。
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中部国際空港。航空オタではないのでよくわかりませんが、ちょっと珍しいらしいドリームリフターという飛行機が2機もいました。飛行機の羽などを運ぶ飛行機らしいです。こんな形でよく飛ぶわなぁ
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で、”偶然にも”離陸する瞬間を見ることができました。詳しくないとは言えうれしかったです。
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写真はぐり氏撮影。
自分のスマホカメラじゃダメだわぁ


帰りの新幹線では録るのが難しいらしいVVVF音を録音することに成功。電磁波マイク、いわゆるモハラジオ録音です。
とはいえVVVF以外のノイズがバリバリでなんかよくわからん感じになってる。もっと録りやすい席もあると思います。



という感じ今年のNT京都は終了。今年はいろいろ濃かった気がします。楽しかったです。
来場者の方、出展者の方、お世話してくれた方、そして一緒に行動したぐり氏R氏、ありがとうございました。

NT京都2019に出展します

タイトルの通りです。
今年のNT京都にはレールガン、コイルガン、300W-LED投光器を出展予定です。

レールガン
いつものお茶の間レールガンとか言ってるやつです。実演ありです。
発射2


コイルガン
この前完成したやつです。
自由に触っていただけるようにするつもりですが、技術的問題と安全上の問題から射撃自体はできません。射撃できないだけでディスプレイの表示とかは実際と同じように動きますので雰囲気だけでも味わってほしいです。
回生型コイルガン


300W-LED投光器
ちょっと前に作ったやつです。作っただけであんまり使ってないのでおまけ出展です。
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NT京都2019は、2019/3/24(日)に西院春日幼稚園にて開催されますので是非お越しください。
詳細は公式サイトにて確認をお願いします。

回生型コイルガン-完成

回生型コイルガン

コイルガン完成しました!!!!!!

スペック------
射撃モード:単発・連射・3点バースト
出力エネルギー/速度:4~5J/約16m/s
連射速度:毎秒6発(最大)
充電速度:0.2秒(1発当たり)、1秒(最大)
充電器出力:170W
コンデンサエネルギー:162J
有効射程:5m以下
装弾数:6発
照準器:レーザーサイト
電源:リポバッテリー(4S)
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動画作ったから動作はこっち見てね


作った感想:おおむね満足、ちょっと凝りすぎたかな

動画にも書きましたが、今回のメインである回路は思ってたとおりの動作をしてくれました。素子も人為的ミスで飛ばす以外は飛ばさなかったし。
筐体に関してはひどい有様で、最初マガジンには8発入るように設計してたんんですが、8発入れるとジャムって動かないんで6発に制限したり、それでもジャムって最悪
原因は後ろ方向に斜めにいくマガジンのせいで、7発以上入れると弾が斜めになっちゃって弾が出てこないっていう。
ソレノイド周りがめんどくさいことになったのもこのせいです。
てか6発ですらジャムっててヤバイ
真っ直ぐなマガジンにしたらちゃんと動きそう(てきとう)
まぁ試作マガジン作った直後くらいから気づいてたけどもう設計変えられなかったんで続行という感じでした。

あと通電時間自動最適化は
・自動だとサンプル数の少なさ・誤差の影響から"最適"な値を見つけられなかった
・手動で最適化したほうが強い
・どうせ同じ種類の弾だから手動で十分(多くても数種類だし)
という理由で消しました。
自動最適化では撃つ数が少なくても済むようにプログラムを組んでたのですが、結局だめでした。手動では撃ちまくって良い感じの値を見つけていく感じで、自動でもそれくらいやればいいんだろうけど、それ割に合わなくね?みたいな。最近流行りの機械学習とかよくわからんけどそういうのでやったら良さそう(?)わからん。

消す前の動作風景


そういえばTwitterに投稿したらちょっとバズりまして......

動画のコメントとかでも同じだけどすごいとかかっこいいとか言ってくれる人はホントに嬉しいです(9割くらいの人はこう言ってくれてるまじ嬉しい)
こうしたら強くなるんじゃない?みたいに言ってくれる人もいるけどそれ大体考え済みで、理由があってそうしてるんだよなぁ
それとやっぱり、銃刀法やばない?な人もいたけどこの界隈じゃ慣れっこだから予想はしてたしまぁ...でも大丈夫だよって言うと理解してくれる場合が多い
でも脳死銃刀法指摘奴、テメーはダメだ
問題がないことを言っても「でも自分が危ないと思ったから違法」みたいなこと言ってる人もいて...もう話すだけ無駄だよなぁ
まぁ実際危ないしグレーなゾーンなのは変わりないのでしょうがないですよねぇ
SNSの性質上動画サイトよりも燃えやすいんですよね、こういう危険な工作の類はSNSには上げないほうがいいのかなーというのが今回の教訓です。元々アングラ感ある界隈だしな
ただ法律問題自体は大昔から議論されてるけど結論としてやっぱり合法っぽいんだよな
昔からあるコイルガンも削除されてないということは、多分問題ないんだろうなと思う
あーあと外国人からの反応も結構な数あってびっくりしました。coolって言ってくれて嬉しかった。


今回制作に協力してくださった方々ありがとうございました。
技術・部品提供:bass氏
レーザー加工:oz氏
弾制作:HidenoriOgawa氏・先崎氏
BGM:Radiobeat幹線街路直線コース
動画チェック:ぐり・R
そういやR君はデザイン絵描いてくれたけど没にしてごめん


次何作ろうかなぁ
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