2007.11.03 シャシーダイナモの要件定義


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電気入門 11月3日(土)まとめ

1.作製したい物

マイコン搭載のミニ四駆
ミニ四駆を作成するにあたり、測定環境が必要 → シャーシダイナモを利用

2.シャーシダイナモの要件定義

  • タコメーター≒速度計
  • トルク
  • 距離センサーの構成
  • 温度計(測定対象:室温、モーター、電池)
  • 加速度
  • 時間軸
  • 電圧
  • 電流
  • 風洞測定
※グラフ化できるものはPC(エクセル?)でグラフ化する。

3.測定方法

測定要素 測定方法
電圧 3.5Vをそのまま5.0VのA/D変換へ入力
電流 シャント抵抗の両端をオペアンプに入力しその出力をA/D変換へ入力する。部品はサンプル品を利用する
速度 AB相パルスの入力ポートへ
温度 基準となる抵抗と可変抵抗を直列に接続して分圧で測定(OPアンプ+A/D変換)
加速度(≒トルク) F(トルク) = m(質量) × α(加速度)

4.シャシーダイナモドラムの重さの補正方法

  • 動摩擦
ドラムにプーリーを付け、そのプーリーから重りをたらし、基準となる1G(9.8m/s^2)から測定値を引く、それが動摩擦(損失)となる。
  • 速度に比例した摩擦
基準となるモーター(トルク定数を測っておく)直結して測定する。電流を調整するものが必要となる → 電流ドライバ

5.メモ

  • 速度センサ用にエンコーダが必要
  • エンコーダは出力が3回路ある→パルスのはずみで回転数決める
  • モーターは80℃以上になると磁力が弱くなり、直らない
  • リチウム電池:一気に電力上げると発火する。
  • ニッケル電池:一気に電力上げても発火しない。
  • 加速度≒トルク
  • F(トルク) = m(質量) × α(加速度)
  • mα(加速度) + 1/2mV^2(速度) + hw(位置エネルギー)
  • ミニ四駆の重さを測る物が必要 → 料理用の計りで可能

6.次回(11/10)までの課題

  • 以下の要件を満たすマイコンを選定してくる。
   32ビット
   A/D変換用に5ポート(精度は重視しない、電圧、電流に関しては細かく取りたい)
   AB相入力(エンコーダ)が1個以上必要
   ICEが入手し易い、デバックがし易い(デバッグ環境はgdbを利用?)。
   RAMの容量が多い
  • グラフを描く方法を考えてくる。
  • 古典力学について各自自習(高校物理程度)