何でも実習生の実習日誌

電子工作、模型スチームエンジン工作など、何でも工作が大好きです。
手持ちの工作機械は卓上ボール盤だけ、全て手作りです。

先日の過大な測定結は短絡電流だったかもしれない・・・・

2016-07-28 16:45:39 | エンジン工作

2016/07/27(水曜日) 曇り


去る7月4日に行ったV型2気筒複動式スチームエンジンの発電電力による
パワーチェックでは負荷抵抗1Ωに対して1.63Aもの電流を供給するという
強力なパワーを示した。
これは電力にすると2.7Wに相当する強大なものだ。
しかし、その時点のエンジン回転数は15.8回転/秒(発電機回転数は3倍の
47.4回転/秒)とかなりの低速でこんな大きな出力が出るわけがないのだが・・・
その時は嬉しさのあまり、大型V2エンジン(ボア18mm ストローク20mm)は
大したものだ、とぬか喜びをしてしまった。

どうしてこんな低速回転であんな大きなパワーを記録したのか原因を調べてみたが、
わからなかった。
その時の発電機(小型DCモーター)の動作状態はかなり劣化していたことがわかった
ばかりである。
(発電機としての回転数が高速になると出力が上昇しなくなり、逆に低下することもあった。
 原因としては整流子が摩耗して表面が荒れてブラシが飛び跳ねて密着しなくなるのだろう。)
これは出力増加になるよりは逆に減少する要因のはずだ。
結局は、あのとき何であれほどのパワーを記録したかは不明のままだった。

ところが、今朝、食事中にふとこんな考えが浮かんだ。

「もしかすると、電流計に直列に入れたつもりの負荷抵抗がショートされて発電機の
 短絡電流を測ったんではないだろうか?」

「ぼーっとして何を考えてるの? しっかり食事をしなさい!」とお代官。

「へーい、ガッテンだ!」

食事を早々に済ませて再実験のために工作場を準備した。


新しい発電機の取り付け。
今までの発電機(モーターA)は分解してしまったので今回からがモーターCを使うことうした。
(モーターBとCは全く同じものだった。)



整流子火花消去用に0.1μFのコンデンサを取り付けた。(効果のほどは不明)



プーリー軸との結合にはフレキシブルジョイントが必要だ。 (真っすぐに結合するのはとても難しい。)



自作のフレキシブルジョイントはガタが大きくて回転力のロスは多いだろうがスムーズに回ってくれる。



新しい発電機をテスト台に取り付けた。



ボイラーやテスターなどを取り付けてテストを始めた。
今回は負荷抵抗を短絡して電流を計るので(負荷抵抗値×電流値=電圧値)の方式は使えない。
テスターを1台増やして発電機の端子電圧を測定した。



エンジンの回転数をプーリーで3倍に増速して発電機を回した。
エンジンは蒸気圧0.04Mpa(0.4気圧)ばかりで回転を始めた。

発電機負荷は短絡(ショート)状態なのでエンジンは重そうに回転している。
回転数が徐々に上がり、発電電流も大きくなっていき、最大では

    エンジン回転数:14.5回転/秒
    (発電機回転数:43.5回転/秒)
      供給蒸気圧:0.08Mpa(0.8気圧)
       発電電流:3A
    発電機端子電圧:286mV(0.28V)
      *発電電力:0.84W

になった。

その時の様子を動画でご覧ください。





発電機の負荷が短絡状態では2、3Aの電流が計測されることがわかった。
先日のテスト時は1.6Aばかりだったが、これはその時に取り付けられていた
発電機が劣化していたためだろう。
1Ωの負荷に1.6Aが流れているとばかり思ったが、多分負荷をショートしたときの
電流を計っていたのだろう。

負荷がなぜショート状態になったかは分からないが、多分テスターの接続ミスだろう。
(オイらはそそっかしいからね・・・・・)

結局、この大型V2エンジンと小型ボイラーの組み合わせでは0.8Wがせいぜいだ
ということがわかった。

思えば工作を始めたばかりの頃は出力が0.5Wを超えたといって大喜びしていたもの
だが、最近は2Wを目指しているんだからずいぶんと進歩(?)したものだ。

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小型DCモーターを分解してみました

2016-07-23 16:44:37 | エンジン工作
2016/07/23(土曜日) 曇り


このところ工作もちょっと中だるみだ。
あれもやりたい、これも試したい、と思うことはあるがなかなか手がだせない。
暑いからかな?
いや、今日はとても涼しくて工作にはもってこいだ、と作業場を準備したがのだが
やっぱり何だか面倒になってしまった。
そこで先日発電性能をチェックした小型DCモーターを机の上で分解して内部の
様子を見てみることにした。
発電性能チェックで異常?が見つかったモーターA。 これから分解してみる。



ケースの4か所の爪で後ろ蓋を固定している。 その爪をこじって引き起こして外す。



中から現れた電機子と界磁のマグネット。 電機子は3極かと思っていたら5極だった。



分解したモーター。



整流子は大分荒れている。





ブラシはあまり減っていない。



普通は整流子よりもブラシの方が減るもんだけど、これは整流子が凄く減って荒れている。
ブラシが固いのかな?
色は真っ黒ではなく何だか銅色をしている。
その部分を取り外して硬さを調べてみた。

ブラシは銅色をしていて固そうだったが、ペンチで挟んでみると脆く崩れた。 
カーボンに何かを混ぜて固めたんだな。 指で摘まんだら真っ黒になったからカーボンには違いないと思う。



この整流子の荒れようではまともな動作はできないはずだ。



次に一応正常と思われるモーターCを分解してみた。





これは3極モーターだった。



整流子は荒れてはいない。 まだそんなに回していないから当たり前だけど・・・・・





ブラシもきれいだ。



だけど整流子とブラシの接触面のカーブがおかしい。
普通は回転方向にすり減って整流子を挟むように湾曲すると思うのだが、このブラシは軸方向に湾曲している。
取付ミスかな?と思ったけど、ブラシはきちんと固定されていて間違いはない。




ブラシの面を削って整流子にピタッと接触するように直そうとしたが、バネに固定された小さな部品なので
うまく修正することはできなかった。
無理をするとブラシを押し当てるバネが伸びてしまうのでまずい。
このままで組み立て直した。



こんなモーターでも回転バランスを調整しているようだ。 電機子の一部を削ってあった。




モーターAは乾電池式の電動ドライバーに使われていたもので新品ドライバとして
800円ぐらいで売られていたものだ。
モーターCは秋葉原の部品屋で200円ぐらいで買ってきたものだ。
こんな安いものでも案外しっかりと作ってある。
電機子の回転バランスがとってあるとは意外だった。
界磁用に取り付けてあるマグネットは相当強力で組み立てるときに電機子が強く吸い付けられて
なかなかうまくいかなかった。
(メーカーは治具を使って組み立てるんだろうな・・・)





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プリンターが言うことを聞いてくれた

2016-07-16 15:01:54 | 電子工作
2016/07/16(土曜日) 雨のち曇り


先日から骨董品のワンボードマイコンに壊れかかったプリンターを接続しようと
工作を続けいる。
インターフェース基板の工作も終わり、接続コードも出来上がった。
わくわくしながらプリンターをつないでマイコンにプログラムを打ち込んで
動かして動かしてみた。
ところがプリンターはピクリともしない。
おかしいなぁ・・・何か反応があってもいいのに。
データー取込信号のタイミングを変えたり、プログラムを修正したりしてやっと
反応するようになってきた。
そして何だかめちゃくちゃな文字だけど印刷するようになってきた。
でも、これじゃ使い物にならない。
こちらが指定した内容を正しく印字してくれなくては・・・・・
理屈ではこれでちゃんと動くはずなんだけどなぁ。

プログラムを細切れにして動作を確認した。
あれっ、レジスタの内容が狂っている・・・どうしてだろう?
あっ、サブルーチンを走らせたとき同じレジスタを操作している!
メインへ戻ったとき異常な動作をしてしまうんだ。
こんな事象があちこちで起きていた。
やっぱり退避するものはちゃんと手続きをしないとだめだ。
また一からやり直した。
そんなこんなで何とかここまできた。


マニュアルと首っ引きでプログラムの修正を繰り返した。
思い違いやロジックミスがいっぱいあった。

「間違ったっていいじゃないか・・・人間だもの・・・」

えへへへ・・・・





マイコンとプリンターを接続。







プログラムの修正を終えて最終チェックをするところ。




そのプリンタ動作の様子を動画でご覧ください。




(ところでこのシステム?をどうするの???)

はぁ~、どうするって別に・・・ ただ動かしてみたかっただけです。

(こんなことに手間暇かけて・・・アンタも物好きだねぇ・・・)

はい、物好きで困ったものです。 
もう一つ、困ったことができました。
このプリンタが動くことが判ったので捨てられなくなってしまいそうです。
インクが切れたら捨てようと思っていたのですが、またインクを買いに行きそうです。 困った!
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プリンターがやっと反応するようになった

2016-07-14 21:12:19 | 電子工作


雨の日の退屈しのぎに始めた電子工作(ワンボードマイコンでプリンターを動かす)も
やっと先が見えてきた。
今まで全然反応しなかったプリンターが動作するようになった。
もしかすると、何かの実験に使えるかもしれない。





セントロニクスインターフェースの接続コードを作ってマイコンとプリンターを接続した。
セントロニクスインターフェースの仕様はインターネットのサイトを検索して調べた。
その仕様に合わせてマイコンにプログラムを打ち込んで起動してみた。
最初のうちは全然動作しない。
あれこれ試行錯誤を繰り返しているうちにプリンターが反応するようになった。

その様子を動画でご覧ください。





やっと動かせるところまできた。
プリンターが動かせれば何かの実験に使えるかもしれない。
だけど、このプリンターはインク詰りや用紙が汚れるなどもう寿命がきてるから廃棄しようと
思っていたのだが、また捨てられなくなってしまった。

「ゴタゴタして、この汚い部屋はなんなの! 要らないものは捨てなさい!」

お代官にいつも叱られているけど、なかなか捨てられないんだよねぇ・・・・・
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今日は電子工作だ

2016-07-13 19:12:35 | 電子工作
2016/07/13 (水曜日) 曇り時々小雨


今日はお盆の入りだ。
お盆も暦(カレンダー)どおりで行うところや、月遅れで行うところ、旧暦で行うところなど
いろいろだが、我が家ではずーっと昔からカレンダーどおり(新暦っていうのかな?)で
お盆の行事をしている。
午前中にお墓参りして、夕方には玄関先で迎え火を焚いてご先祖さまをお迎えした。
送り日を焚いてお送りするまで、我が家でゆっくり過ごしてもらおう。

でもオイらは工作で忙しい。
過日、ワンボード・マイコン(TK-85)でインクジェットプリンターを動かす実験を
始めたがインターフェース部を工作したところで休止状態になってしまった。
インターフェースとプリンターを接続するケーブルがなかなか作る気になれなかったのだ。
このケーブルが無くてはこの先の実験ができない。
今日は意を決してケーブル作りを始めた。


インターフェース側は16ピンDIPソケットに嵌めるコネクタ。 細いビニール線を16本束ねて
半田付けする。 老眼のオイらには辛い作業だ。



昔はこんな半田付けなんてめじゃなかったのに・・・・ 歳には勝てないなぁ(しみじみ)



セントロコネクターはやりやすいから大丈夫。






テスターを使って導通テスト。



出来上がった接続ケーブル。 シールドも何もないけど大丈夫だろう。



プリンターのコネクタに嵌めてみた。



これでマイコンとプリンターが繋がった。





さぁ、いよいよテスト開始だ。
だけどマイコンはプログラムを打ち込まないと動いてくれない。
これから、ちょっとプログラムの勉強をします。



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