最終更新: 2006/05/22(Mon)22:36

自作と修理を愛するブログ。トイラジ、電子工作、ボルティー、NucleusCMS 、いろいろゴソゴソやってます
3Dプリンター / 3Dスキャナーも -kyu-

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200508/0400:47

DDコンの完成

DC-DC コンバータ
これが製作したDC-DCコンバータです。
外側の赤い線が降圧した出力、真中の赤い線が入力です。
ユニバーサル基板への実装はあきらめましたので、結構コンパクトになりました。

車体に載せる前に、ドライバとDDコンを含めて全体を仮配線して動作チェックしました。

・・・動きません。

テスタであたってみると、モータへの出力電圧がほとんど出ていません。2Vくらいでしょうか。

よくよく実体配線図と実物をくらべてみると、なんと2種類のトランジスタを取り違えて配線してしまっていることが判明しました。2SA1887のあるべきところに2SC5000をつけてしまっています。
リカバリーが大変です。まいったなぁ。

200508/0200:03

モータドライバ基板完成

どうにか完成したようです。
モータドライバ実装面
実装面

モータドライバパターン面
パターン(?)面

モータドライバ側面
側面

配線チェックをしていないのでちゃんと動作するかどうかはわかりませんが、ひとまずできました。
ここのところ下手な図ばっかりだったので、たまには写真を載せたかったというのが正直なところです。でもはんだ付けもへたくそですね(^^;)

ポイントは、側面から見た写真のとおり、ダイオードをトランジスタの足の下に配置したこと。これで長さ方向は格段に小さくなりました。

200507/2712:32

モータドライバの実体配線図(その2)

先日作成した実体配線図のままではサイズが大きくなりすぎることがわかったため、新たにかき直しました。いろいろなツールを試してみたのですが、どうにも使い勝手がよろしくないので、仕事で使っている機械系CADでかいてしまいました。
DXFをラスタファイルに変換できればいいのですが、いろいろ面倒そうだったので、PrintScreenでコピーしたイメージをWeb用お絵かきソフトでリライトしました。
モータドライバ実体配線図
前回のものと比較するとわかるのですが、入力信号の抵抗値は5.1kに変更しました。実は購入ミスで、4.7kのほうがいいと思われます。
ダイオードがかなり大きいので、トランジスタより外側に配置しました。トランジスタは足を曲げるので、デッドスペースを有効利用しようという魂胆です。

200507/2423:33

DC-DCコンバータの組立

配線をはじめました。まだ公開できるレベルではありませんので写真はナシです。
仮配線で単四アルカリ×4本をつないでみたところ、ちゃんと3.6Vの電圧が出ていました。ちょっと感動。
ユニバーサル基板に実装しているのですが、トランジスタと電解コンデンサが大きいので、スペース的にちょっと厳しいかもしれません。

200507/2323:08

部品到着

サトー電気に発注していた部品が届きました。思ったよりも早かったです。
部品代合計1638円、送料140円、通販手数料210円で合計1988円でした。差額は現金で返金されました。

手配した部品表です。

品名型式数量単価小計
トランジスタ2SA18872136.5273
2SC1815431.5126
2SC45492105210
2SC50002126252
ショットキーダイオード2GWJ42463252
ツェナーダイオードRD4.3EB22142
抵抗 1/4w150Ω210.521
180Ω310.531.5
1kΩ510.552.5
5.1kΩ210.521
8.2kΩ210.521
ケミコン1000μF35V18484
セラコン0.1μF50V22142
スライドスイッチ小型3p16363
中型3P16363
ユニバーサル基板ICB-28818484
合計1638
200507/2300:02

モータドライバ実体配線図

回路図からいきなり配線できればいいのですが、わたしにはそんな腕はありません。そこで実体配線図をかいてみることにします。
今回使用する部品で一番大きいのは2SA1887/2SC500です。データシートによると下図のようなものです。
2SA1887外観

ドライバはもともとの電池ボックスのあった場所に取り付ける予定です。いわゆる単三電池は直径φ14.5、高さ50.5なので、基板の幅は最大29mmにおさめなければなりません。必然的に、ドライバのトランジスタは横に2つ並べるような形になります。もちろん立体的に配置すればその限りではないのですが、放熱を考慮してヒートシンクは車体下面に平につけたいからです。

試行錯誤してこのような配置になりました。
モータドライバ実体配線図

ちなみにダイオードは2GWJ42です。
ヒートシンクはトランジスタの平らな面につけますから、この配線図はパターン面から見た図ということになります。

200507/1918:26

モータドライバ

まずはここから。

おもちゃ病院『ゼンマイ』

ボランティアでおもちゃの修理をされている「おもちゃの病院」です。文章も平易で読みやすく、好感度大です。久しぶりに「人に伝えるための文章」の書き方というものを再認識しました。

こちらのサイトは特に電子電気関連の資料が充実しています。おそらく担当の方が電気畑のひとなのでしょう。
「リモコン・ラジコンなど動くおもちゃ」にモータドライブ回路例やTX-2/RX-2を使ったTAIYO-R/Cの回路図があります。このモータドライブ回路を参考にすることにしました。

リレーチューンと同様に、プラズマダッシュの定格4.2Aがドライブできることを目標に設定します。

トランジスタを選定するのに便利なのが東芝セミコンダクタのサイト。そしてこの道では有名なサイト 電子工作の実験室トランジスタ回路の基本設計法をもとにトランジスタ回路を設計しました。

ちなみに、HブリッヂならFETのほうが簡単だよという声が周囲から聞こえてきました。またはモータドライバ用の専用モジュールを使うとか。でも、電気シロウトには辛いのですよ。

できあがった回路図がこれです。
モータドライバ回路図
メインのトランジスタは2SA1887と2SC5000です。TAIYO零戦クラブで紹介されています。空モノはバックはしないのでドライブ回路は違いますが、定格10A以上で重量と大きさの両面から2SC5000がお勧めとのこと。2SA1887は2SC5000のコンプリメンタルです。これらのトランジスタにあわせて、ちょこちょこと計算しました。

200507/1912:43

DC-DCコンバーター

基板に供給する電圧を3.6Vに降圧する回路を考えました。
とはいっても電気シロウトの自分ですから、ひたすらググるしかありません。そこで見つけたのがこちらです。

電子回路で遊ぼう!

「電源回路」の「DCDCコンバータ設計入門」で、有益なPDFが公開されています。ツェナーダイオードとトランジスタを使う安定化回路tip1c2a.pdfを参考にさせていただきました。

この情報に基づいて設計したのが以下の回路図です。
DC-DCコンバータ回路図
3.6Vで1Aの出力を想定しています。
セラコンはツェナーダイオードのノイズ対策のつもりですが、ならばツェナーダイオードの隣にするべきでしょうか。ケミコン1000μFは、モーターによる急な大電流の消費対策。R6の1kはブリーダー抵抗ですが、値がこれでよいのかはなんともいえません。このあたりはやってみて修正ですね。

なお、さすがにお絵かきソフトでは辛かったので、この図面は水魚堂の回路図エディタ「BSch3V ver0.26b」を使って作成しました。

部品はサトー電気で仕入れることにしました。共立では後述するモータドライバ用のトランジスタが見つかりませんでした。ほかの部品屋さんもあたってみたのですが、確実に手に入りそうだったのがこちらです。
通信販売は銀行振り込み不可なので郵便局から郵便振替で送金しました。部品代の他に、雑費+手数料+送料で510円かかります。納期は10日~2週間程度のようです。月末には手元に届くでしょうか。

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