スリップリングとブラシによる給電実験 － バーサライタ時計工作２ －

２０２１／０４／１９（月曜日）　晴れ

スリップリングとブラシによって回転体に搭載されたマイコンに電力を給電する実験をした。
前回の工作ではプリント基板を円板状に加工して回転集電盤とする方法を採用したが、
円形の電極とブラシの接触では円周速度が速くて、ブラシとの接触で大きな音が発生し、
かつ摩擦も大きくて回転ムラも発生するので、今回は回転半径が小さい、スリップリング方式
を実験してみることにした。

先ず、この給電方式でマイコンが正常に動作するかを確認した。
回路の一部分だけを配線し、簡単なプログラムでＬＥＤを点滅させてみた。

電源部の配線。　ＵＳＢ供給５Ｖが給電ブラシ→スリップリング経由で回転する
マイコンに供給される。
その５Ｖを３端子レギュレータで３.３Ｖにしてマイコンと回路に供給する。


マイコンによってＯＮ，ＯＦＦ制御されるＬＥＤの配線。
今回は実験なので５個搭載されたＬＥＤの３個だけを点滅させてみる。


搭載されたＬＥＤは１個のＬＥＤの中にＲＢＧ三色の発光体が組み込まれている。
これを使えば色々な色で発光させられるはずだが？？？？？


今回の実験で使用する回転アームには５φＬＥＤを１８個取り付ける。
従ってＬＥＤを取り付けるアームは長さ（半径）が１１ｃｍにもなる。
それに対向するアームも同じく１１ｃｍでマイコンや電源部が取り付けられる。
このアームをぐるぐる回して直径２２ｃｍの円形を描くんだからバランス調整は
慎重に行わなければならない。

そこで段ボールでこんなものを作った。


それに回転アームだけを取り付けてバランス状態を確認する。


バランス調整の様子を動画でご覧ください。




回転させてみた。
マイコンは正常に動作してＬＥＤをＯＮ、ＯＦＦ制御している。



回転数２７．６／ｓｅｃ。　負荷電流（ＬＥＤ３個）は４２ｍＡばかりだ。


回転数を３３回転ぐらいにして２、３分回転させてみた。


停止させてすぐ、スリップリングとブラシに手を触れて温度を確認してみた。
かすかに温かさを感じるぐらいで問題はない。


そんな回転実験の様子を動画でご覧ください。




スリップリング＋給電ブラシによる電力供給でマイコンが正常に動作する
ことは確認できた。
また（短時間かつ軽量負荷だったけど）接触抵抗による発熱も問題ないことが
確認できた。
さぁ、次は全回路の配線だ。　ガンバローっと・・・・・