2012年6月11日月曜日

回路シミュレータ LTSPICE

クラブのA井さんが会社で使用しているテスターの導通チェッカーの音が小さいのでもっと大きい音が出る導通チェッカーを作れないかと依頼を受けました。手持ちにピエゾのブザーがあるのだけど、導通部分にはあまり電流流さないで、ブザー大きな音を出すためにちょっと大きな電流流せる回路の設計を始めました。

手持ちにあるNPNトランジスター2N3904とN-MOSFETの2N7000を使って回路を作ろうと思っているのだけど、抵抗の定数の計算のためにフリーソフトのLTSPICEを初めて使ってみました。1時間程度で簡単に回路を書き、ブザーに48mA流せる回路ができました。これでフリーなんだからすごいよね。





下が回路図。上がいくるかの点の電圧と電流値になります。

2012年6月10日日曜日

CDI開発(5) BTDC点火の必要性

BTDC (Before Top Dead Center ) 上死点前にプラグを点火する必要があるのは、プラグをスパークしてシリンダー内の混合気に着火しても完全に混合気が燃焼して圧力を出し、ピストンを押すには時間がかかります。そのため低速では5度程度上死点前での点火でよいのですが、高速回転になるともっと早く点火する必要があります。



ところで、2サイクルのエンジンには「パワーの谷」があるとのことですが、現在市場に出回っているRCEXLなどでも、パワーの谷を考慮しているものを見たことがありません。 効果ありそうだけど、どうやってパワーを測定すればよいのかな?




CDI開発(4) ロジアナでタイミング測定

今日はRCEXLのシミュレータを接続して、実際にどれだけディレー計算ができているか測定してみました。

トリガーとなるのはマグネットがHESから抜けるBDTC28度。ここからディレーをかけてCDIへスパークします。前に掲載したグラフのとおり、419rpm~1600rpmまではBTDC5度、1600rpm~4000rpmまではBTDC5度~28度のリニア、4000rpm以上はBDTC28度(遅延なし)となります。また、400rpm以下では固定で9.6msのディレーをかけています。(ここだけ信号パターンもちょっと変えてあります。)結果としては、想定どおりのディレーがかかっているようです。

Probe00 : HESからの信号入力(今回はRCEXLのシミュレータ使用)信号の立ち上がりがマグネットがHESを抜けたところBTDC28度です。

Probe01 : CDIへの出力信号。立下りでスパークします。

290rpm(固定で9.6msディレー)


1660rpm

2230rpm

3360rpm(もう4000rpmに近いのでディレーは小さく88us)

4680rpm(すでに4000rpmを超えているのでディレーは0。でもプログラム遅れで8us)
テスト環境(大きいボードがロジアナ、真ん中の小さいボードがタイマーボード、右の小さいボードはRCEXLのシミュレータとタコメータ)



2012年6月2日土曜日

CDI開発(3) 進角が変わる!

先週テストしたときにはロジックでは進角計算がちゃんとされていることを確認したのだけど、点火タイミングがぜんぜん変化しませんでしが、今日デバックし てみてHV(高圧回路)のスパーク点火のためのサイリスタのON/OFFのロジックが逆になっていたのがわかり、修正してテストしたところ進角が変わるの がタイミングライトで確認できました。

高速(4000rpm以上)で28度進角、アイドリング以下(今回1400rpm)で5度の進角の設定でその間をリニアに変更するのですが、シ ミュレータのモータをブラシレスに変更しても2000rpmまでしか回転が下がりません。それ以下だと止まってしまうので、その範囲でのテストですが、 15度くらい進角が動くので正しく制御されいるかと思います。ちゃんとマーキングして角度を測るべきなんでしょうが、どうもモーターの回転が安定しませ ん。低速だとこんなものなのかな?

後はアメリカからの改造キットを待って、ASPの4c-91を改造して実機テストです。

それにしてもタイミングライト助かりました!

2012年5月22日火曜日

CDI開発(2) スパーク!

プロトタイプのプログラムができたので、モータを使ったテスト環境でテストしてみたところ全然スパークしません。

デバックしようにも使用しているマイクロコントローラ(PIC8ピン)が小さくて、RS232CとかUSBとかで情報を取り出したりできないので、もう少し大きなマイクロコントローラにプログラム移植してデバック情 報をRS232Cで取り出して解析してみました。

まあ、単純なバグでプログラム先頭で定義した割り込みフラグのアドレスが間違っていました。(ロジックは正しかったので、簡単に見つけられませんでした。)

ちょうどRS232Cでのデバック環境もあるので、実際にモータ回してみて進角/遅角の計算結果をみたところ、回転数→点火進角の計算が正しいことも確認できました。修正したプログラムを実際のタイマーボードに搭載し、CDI(高圧回路)からME8プラグへ接続するとモーターの回転に合わせてスパークするのが確認できます。

 
でも、デバック用のRS232Cを入れた状態ではプログラムの遅延もあり、本当のタイミングがわかりません。やっぱりストロボライト付けてテスト必要かと。

K口さん、ストロボライトお借りできます?



さらに、ここで問題発生!

手でエンジンを掛ける際に逆回転で手を叩くというトラブルがあります。これはペラを手でフリップするスピードが遅く、BTDC(上死点)よりずっ と前で点火してしまうのが原因と思います。そのため、今回はあまりフリップ速度が遅いとスパークしないようなロジックをいれたのですが、モーターが低速で 回らない・・・ 600RPMくらいでモータが止まってしまいます。

手でフリップするのって200RPMくらいですよね? モータかギヤ変更して100~300rpmを可変できるようにしないと。田宮のギヤモーターあたりかな?


PIC16F684Aを使って、ブレッドボードにタイマーボード作ってみました。HES入力、RS232出力、それと、ICSP(マイコンのプログラムポート)

CDI開発(1)

今日はソフトウェアのテストのためのテスト環境作ってみました。
RCEXLなどの市販のソフトでは動くのだけど,私のソフトは動かない・・・さて週末はデバックかな?

実際にエンジンに取り付ける前に、モーターで磁石を回すシミュレータを作りました。
使ったのは古いGWSのブラシモータ、15Aのスピコン、ボトルのキャップ。

ボトルのキャップに磁石を貼り付け、それをHES(Hall Effect Sensor;磁気センサー)で検出します。
HESの出力を一つ目のボード(通称タイマーボード)にいれ、ここで回転数と進角/遅角を計算し、次のボード(CDIボード)に出力し、CDIボードはコンデンサーに充電して電気を使ってスパークプラグをつけます。

①タイマーボード(進角計算)、HVボード(CDI用高圧発生+コンデンサー)、ME8プラグ(グロープラグと同じサイズ)
 ②タイマーボード (ロジアナが接続できるように線を3本だしてます。)
 ③HVボード (コイル、サイリスタ、コンデンサ。CDIの基本的な回路です。)
 ④シミュレータ環境(ブラシモータ、アンプ、自作サーボテスター、2セルLipo) 金色のものは瓶のふた。
 ⑤シミュレータ環境。左にみえるのはHES(Hall Effect Sensor;磁気センサ) 瓶のふたの上に磁石が貼ってあり、それを検出します。模型エンジンはプロペラハブに磁石が埋め込んであります。

2012年5月13日日曜日

GP U-Can-Do-3D .46初飛行

やっと今週末無事初飛行~

先週のブレークインはノッキングでスピナーが滑るトラブルで苦労したけど、サンドペーパーで作った滑りどめでなんとかこれも解消。でもドラ イブワッシャーつるつるになっちゃった。このエンジンの癖もやっとわかってきて、プラグヒート無しでフルスロットルで10秒回してタンクにプレッシャかけ ると、最スローでもノッキングなく始動。

遅延のプラグヒートがあればよいのだろうけど・・・これはマイクロコントローラ、FETで自作予定。

さて、YS FZ0Sのパワー凄いです。高速で飛ばすとフラッタリング起こすようで、水平飛行でのフルスロットル厳禁です。

Great Planes U-Can-Do-3D .46
YS FZ70S
APC 13x7




2012年3月17日土曜日

電子工作(サーボテスターと液晶表示)

今日は一日雨だし、喉も痛いので部屋にこもって電子工作。喉も痛しし鼻も詰まってるのだけど、花粉じゃないよね?

さて、イグニションのソフトのプロトタイプもできたけど動作確認環境を作らないとテストできません。環境は円盤に磁石つけて、それをモーターで回そうと思います。回転数の制御は送信機~受信機を使えばよいのだけど、簡単に8ピンPICで作れる回路を見つけたのでそれを拝借。 ここ

最初はブレッドボードで試作、一発で動いたので転がっていた基板に半田付けしました。将来的には出力を3サーボにしてスワッシュの調整ができるようにしようと思います。80円PICに10Kのボリューム、パスコン程度なので部品代200~300円くらい。でも、ホビキンのを1000円で買った方が安いかも。




さらに、アメリカに住んでいた時に安かったので買ってあった液晶モジュールの動作を確認。これも落ちていた液晶表示ライブラリーをちこっといじって30分で完成。フィールドでのプラグヒート(12Vを使ってパルスヒート)などの表示に使おうかとおもったけど、バックライトないと昼じゃ見えないかな?5個もあるけどなんか用途考えましょう。


2012年3月12日月曜日

GASエンジンプラグ

週末のプロペラ始動で腱鞘炎ぎみです。
さて、最近のガソリンエンジンは4種類のプラグがでまわっているので整理してみましょう。


左から
①1/4 x 32 spark plug (NGK ME8) ねじ径 1/4インチ=6mm強 とても小型です。フロリダから送られてきたテストユニットにはこれが付いてました。どのエンジンで使われてるのかな?

②NGK CM6 plug ねじ径10mm よく出回っているDLEなどがこのタイプです。

③NGK BPMR6F plug ねじ径14mm でブーツキャップの入る六角部分は16mm。今使ってるMLD-28がこのプラグです。 (CHMP-RDJ7Y)

④NGK BPMR6A plug  ねじ径14mm でブーツキャップの入る六角部分は19mm。一般的な芝刈り機などのプラグです。FUJI IMVAC BT-24/34がこれを使用しています。(CHMP-RCJ6Y)



また、最近はプラグのねじ径の違う物を取り付けできるようなアダプターもあります。

①14mm to 10mm adapter
②14mm to 1/4 32 adapter
③10mm to 1/4 32 adapter
  
今週調子が悪いMELODYのCDIの話をフロリダにいるイグニション会社(CH Ignition)にメールしたら14mmのプラグは調子悪いから10mmのCM-6にした方が良いと言われました。(OS GT33もCM-6です。)

今、タイマーボード(進角制御基板)とコイルを使った高圧回路はこちらに届いているので、専用の箱と14mm→10mm変換アダプター、CM-6を送るから自分で作ったソフトを入れてテストしたらと言われました。自分で作った進角制御のソフトで飛ばすなんて怖いですよね~ せいぜい、地上でのテストくらいかな? 
 

2012年2月5日日曜日

ガソリンエンジンのイグニション進角制御

アメリカ在住していたときに一緒、大型アクロ機用に速度一定プロペラ(プロペラのピッチ制御)を一緒に作っていた仲間から、ずっと音信不通だったのに5年ぶりにメールありました。

今度はガソリンエンジンのイグニションの進角を制御するシステム(ハードウェアとソフトウェア)を作ってくれないかと。すでにアメリカに住んでいるルーマニア人が簡単なプロトタイプを作っていて、それをちゃんとしたものにしたいらしい。

市販のイグニションも回転数に合わせた進角が制御されているはずなのだけど、flyingiantsのフォーラムを読むと4000rpm以上は ちゃんと制御するものの、始動時などの低回転ではmapがちゃんと機能していないようで、カスタムのカーブを仕込んだイグニションも売られているようで す。現に友人はEvolution115cc+RCEXLイグニションでノッキングに合い、右手を骨折したとか。

私もガソリンエンジン3台保有してますが、ノッキングトラブルにあったことないですね。ガソリンのオクタン価のせいかな?

さて②、数通のメールのやりとりで仕様は理解できたので、今日あたりSkype使って仕様の確認。私の提案ではUSBでパソコンからMapをダウンロードできる機能をつけるくらい・・・

【概要】
マグネットセンサー(Hall Sensor)からの信号を元に回転数を計算して、事前にテーブルに登録した回転数に応じた進角より遅角する角度・時間を計算し、イグニションに信号を出力。

USB経由にて回転数ー進角のテーブルを更新。

2012年1月3日火曜日

北海のフォッケ

あけましておめでとうございます。

今年の年末年始は暖かかったですね~ 気温も10度くらいで、風も弱く、日差しがでると暑いくらいでした。それに、箱根駅伝も白熱しましたね。柏原君率いる東洋大が1年ぶりの優勝。強すぎです。さて、年始は駅伝を見てから飛行場に出かけました。年末年始の自主規制で400クラスの電動のみ。それでも今日は5名ほどが飛ばしてました。

さて、クラブのS藤さんが飛ばしているフォッケ。改造して胴体を長くしたと言っていましたが、「長っ鼻」っていうのはこういうことなのですね~