ぽんず製造所

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電光掲示板を作った

完全な思いつきで、単色の横64x縦16の簡易的な電光掲示板を作ろうと思います。
まずは8x8のマトリクスLEDを4つ並べて16x16のマトリクスを作ります。これハンダするのめっちゃ疲れる
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とりあえず動作確認です。
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当たり前ですがダイナミック点灯です。LED自体は74HC595を使って表示していて、NucleoからSPIでデータを送っています。
写真下側の595は列を駆動していて、右側のは行を駆動します。ただし行には最大2.5Aくらい流れるのでMOSFETでドライブしています。

同時にソフトウェアの方もちまちま作っていきます。
モノクロビットマップで画像データを作ってマイコンに入れて表示してみました。
(最終的に横64になる予定なので64pxで画像を作っています)
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(実は2列おかしい)

うまくいっているようなので、さらにこれを3枚作ります。1枚でメッチャ辛かったのに+3枚はヤベかったよ
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アルミアングルを切り出してフレームとして4枚合体します。その後黒スモークアクリルを取り付けて見やすくします。
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ちゃんとした制御基板も作ります。メインマイコンは11U35です。
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これでハード的には完成です。
ソフトの方は、SDカードに入れておいたフォントファイルを読み込んで表示できるようになりました。動画内ではただフォントデータを表示しているだけです。

フォントは東雲フォントを使用させていただきました。ちなみに元のフォントファイルはマイコンでは処理しにくい形だったので、スクリプトで変換してからSDカードに入れています。

あとはもうプログラムをゴリゴリ書いたら完成です。

なんか動画だとチラついて見にくいですが実際は普通に見えます。
表示したい文字を書いたテキストファイルをSDカードに保存するだけでその文字を表示することが出来ます。ついでにモノクロビットマップファイルも表示できる機能もあります。

という感じです。いい感じの締めも思いつかないので以上です。

回生型コイルガン-グリップ部制作とマガジン試作

グリップ部を作っていきます。

アルミ板を切り出しました。
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トリガ用のアクリル部品も作っていきます。削るのめんどくさすぎやろ
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その他アクリルとかも切り出してトリガ用のスイッチとか用意して
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完成です(適当)

なんとなくトリガが光ります。
使ったスイッチの押し心地が好きすぎてトリガに直接使ってしまったのでほとんどストロークがないです。
角を丸くしたおかげで持ち心地は悪くないです。



次にマガジンを試作してみました。試作ってことでやすりがけもしてないです。基本構造は先駆者様のパクリです。

今回初めてアクリル接着剤というものを使ってみたのですが、思ってたより頑丈に接着できて良いですね。
バネは0.9mmのピアノ線をペンチで曲げて作りましたがちょっと強すぎかもしれません。
基本的には動作OKという感じでしたが色々な改良点が見つかりました。まぁそのための試作なので良いんだけど。

リポの設備を揃えた

タイトルのとおりです。回生型コイルガンのバッテリーにリポを使おうと思い、設備を一式揃えてみました。初期投資ってお財布に厳しいですよね。

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何が良いとかよくわからなかったんで適当に選びました。リポ本体と充電器の他、安全保護バッグみたいなものも買ってみました。これに入れておけばリポが燃えてもバッグが耐えて被害を軽減する、というものらしいですがどんなもんなんでしょうかね?バッグに頼りすぎてもアレなんで気休めということにしておきます。

充電器はAmazonで安かった物を選びました。


ACアダプタは家にあるだろーーーーとか思ってたんですが、この充電器のDCジャックが内径2.5mmのものらしく、家にあったのは2.1mmで使えませんでした...
あとなぜか液晶の保護シートが付いたまま組み立てられてました。
というわけで分解して、DCジャックを2.1mmの物に交換し、保護シートも剥がしておきました。

分解したときに撮った写真です。思ったよりしっかりしていました。
IMG_-pjam3v
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DCジャック部分を改造したくない場合は秋月にあるこういう変換コネクタとか使えばいいかもしれません。
DCプラグ変換プラグ 2.1mmメス⇔2.5mmオス
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00179/

まぁこれでリポを自由に使えるようになりました。

回生型コイルガン-サブ基板

操作ボタンとディスプレイを載せたサブ基板作りました。

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ディスプレイには白のOLEDを使ってみました。
またこの基板にはトリガボタンや弾丸検出センサも接続する予定です。
メイン基板とサブ基板はUARTでデータをやり取りします。

コンデンサに貯められた電圧とエネルギーを表示してみました。

この表示は気に入ってる(けどテストだから後々変える)


ソフトウェアの方も少しずつ進めています。
今まで通電時間は定数で指定していましたが、変数で設定できるようにしたり、コイルの端から端への移動時間を測れるようにしました。

で、うまく測れるか試すために試射をしてみましたが、どうもセンサがスイッチングノイズの影響を受けて誤作動してしまうようで、正常に動作してくれませんでした。
そんなワケで、試しにマイコンの入力ピンにRCフィルタをくっつけてまた撃ってみたんですよ、

そしたら
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おわかりいただけただろうか
なんと跳弾した弾がちょうどバスとMOSFETのドレインに当たってショートしたんです...
そのMOSFETはONになっていたのでMOSFETには過電流が流れるわけで、当然素子死亡...巻き添えでゲートドライバも死亡しました...
誰かが跳弾でモニター割ってましたしちゃんと安全確保しないとだめですね

基板を修理しましてリトライすると正常に測定することができました。

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一番最初の0はエラー番号(何かエラーが発生した場合0以外の数字になる)で、その後ろの数値が測定値で、1段目の最初から1段目の終わりまでかかった時間、2段目、3段目といった具合で表示しています。
数値が小さいほどかかった時間は短い、つまり弾速が速いということになります。
画像の数値では段が上がっていくほど値が小さくなっているので、どんどん加速されてることがわかります。

そろそろコイルガンのフレーム作らないといけないけどどうも気が乗らないんだよなぁ...

回生型コイルガン-試し撃ち

3Dプリンタでコンデンサホルダーとなる部品を印刷しました。
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適当にアルミアングルでフレーム作って組み立ててみました。
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いい感じですが思ったより重かったです...

さて基板もコイルも完成したので動作試験をしてみました。
まずは単段で。
水色:ローサイドMOSFETゲート電圧
黄色:ローサイドMOSFETドレイン電流
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電流は20Aくらいです。とてもいい感じです。試作回路での試験では電流の立ち上がりが鈍ってたのに対し、今回は直線的です。加速コイルのR成分をできるだけ低くした甲斐がありました。

多段で動かしてみました。最初のパルスが1段目、次が2段目、その次が3段目といった感じです。
今回の回路では通電時間のみならず、電流量も自在に変えられるので、画像のように各段異なる電流で動作させることができます。
ちなみにこれは初段では低電流でゆっくり加速、最終段では弾が速く加速時間が稼げないので電流をたくさん流して一気に加速...なんてことができたらいいなーーと思って適当に設定したパラメータです。
RIGOL Print Screen2018-08-03 22_06_13.035

こんな感じに動作中に電流量を変える事もできます。
RIGOL Print Screen2018-08-04 2_44_16.919

紫はコンデンサ電圧です。"回生"なのにあんまり回生って感じはしないですね...
(水色は3段目MOSFETゲート(あんまり関係ない))

コンデンサ電圧が低いと回生してるのが見えてきます。
RIGOL Print Screen2018-08-03 23_28_25.424

今度は実際に撃ってみました。


動画のような感じです。
適当に設定したパラメータの割にはいきなり効率10%超えという結果を出してくれました。
実はこのコイルガンは自動で最適な通電時間を設定する学習型を前提に作ってあり、後々そのプログラムを実装したいと思います。これがうまくいったらどのくらい効率が上がるのか楽しみです。
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