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ソアリングの魅力

模型のグライダーを楽しみ続けて45年以上
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バッテリーパックの製作が終わって友人の所へ発送しました。

 

電話で色々と話を聞いているうちにバランサーのコネクターを利用して電池の電圧をモニターできる事を理解していなかったことがわかりました。

 

飛行中には使えませんが、何かトラブルがあったり、飛行前に電池の状態をある程度把握できるようにデジタルマルチメーター(テスター)を使って電圧が確認できるようにアダプターを作りました。

 

 

2セルのバッテリーパックの個々のセル電圧や直列接続の電圧をバランサーコネクターを使って測れるようにしました。

 

受信機につないで動作中でもバッテリーパック単体でも測れるようにしています。

 

中央近くに見えている黒のジャンパーコネクター はバッテリー単体時に少し負荷をかけられるようにしています。

 

負荷をかけた状態でないと電池の電圧の評価はできませんので。

 

 

動作中の電圧が簡単にモニターできれば便利です。

 

またテスターに最大値、最小値の測定機能があればバタフライ作動時のように複数のサーボが同時に動いたときに瞬間的にどのくらい電圧降下が起きるのかも測定できるようになります。

 

うまくいけば2セルのどちらかが劣化していることを知る手掛かりになることも考えられます。

 

1セルの電圧、黒白に接続すれば他方の電圧が図れます。

 

 

直列接続時の電圧

 

 

 

 

黒いジャンパーコネクターを水色の抵抗側に移動すると負荷がかかるようになります。

 

 

 

次は以前から相談を受けていたのですが、機体の回収、捜索時に使用しているリモコールの音量の増大についての実験です。

 

ご承知の通りリモコールは送信機からの信号の変化や送信機からの信号の途絶の際に機体に装着した発音体から音を発して機体の回収、発見の手助けをするものです。

 

スロープソアリングでは強風下で風の音や草や笹、ススキなどが風にゆすられて発する雑音で聞き取れないことが多く発見を困難にしています。

 

現在すでにかなり大音量の圧電ブザーを利用して大きな音量ではありますが、さらに音量を増大できないかという要望もあり確認用の回路を作ってみました。

 

更にこれまで入手していた圧電ブザーが製造終了になって入手できないこと、代替品がかなり高価なこともあって、他の発音体で代用できるものがないかという問題も含めて圧電ブザーではないマグネチック発音体を使用した回路も考えてみました。

 

 

ブルーの発音体が圧電ブザー、黒がマグネチック発音体です。

 

大きな違いは圧電ブザーは固有振動数で発音しますので電圧を加えるだけでいいのですが、マグネチックの方は発音体の共振周波数の信号を作って供給しなければならないという点です。

 

従って圧電ブザーは音色は変えられません。

マグネチックは音色が変えられます。 ただし周波数を変えて音響としての共振点から外れると極端に音圧が下がってしまします。

 

通常は受信機の電源で鳴らしますので5~7Vくらいの電圧でしょう。

 

そこで回路の製作に当たって次のことを考慮して回路を設計しました。

 

1 圧電ブザー

  第一に駆動電圧を高くする。

  第二に連続音と断続音の2種類にしてどちら

  が聞き取りやすいか比較検討できるようにす

  る。

 

2 マグネチック

  第一に駆動電圧をできるだけ高くしてみる

  第二に連続音と断続音を比較評価できる

  第三に共振点近くで各個体の共振点に合わせ

  られるよう周波数の調整ができる

 

以上を目標にしてみました。

 

部品のカタログ上は

 

圧電ブザーは3.5kHzが固有振動数でした。

マグネチックは1.5kHzが共振点でした。 

 

 

周波数の違いは人の耳の周波数特性にどう影響するかも検討事項の一つです。

 

例えば発音体単体では3.5kHzの方が人間の耳には聞こえやすいとしても、風音や雑音の中では1.5kHzの方が認識しやすいかもしれません。

 

実際に聞いてみてどれが一番いいのかを判断することで実験します。

 

圧電ブザーの音圧はカタログ値が前方1mの距離で90dB

 

マグネチックの音圧はカタログ値が前方10cmで104dBでした。

 

圧電ブザーの駆動電圧は12V

マグネチックは15V

 

断続音は3~4Hz

 

に設定しています。

 

駆動電圧を同じにできないのは最大定格が違うためです。

 

こちらが圧電ブザー

 

 

駆動電圧5Vと12Vの連続音

駆動電圧5Vと12Vの断続音

 

の4通りが比較できます。

 

マグネチック発音体は駆動電圧15Vの連続音と断続音が比較できます。

 

 

白いノブのトリマー抵抗は周波数調整用です。

 

緑色の正方形の基板は昇圧用のDC-DCコンバーターICです。

 

このICで受信機の電池の電圧をそれぞれの電圧に昇圧しています。

 

どの条件が良いかが決まったら最終的な回路を設計して作ることになりますが、 基板の大きさや部品点数を考えるとディスクリート部品でハードウェアのみで製作するよりPICマイコンやアルディーノの小型のモデルを使用した方が速くて楽かもしれません。

 

方法が確定したらどの方式にするか具体的な検討をしたいと思います。 

 

ちなみに消費電流を測ってみたのですが

 

圧電ブザーはおよそ70mA

マグネチックは180mA

 

でした。

 

マグネチックは構造がスピーカーと同じようなものです。

 

発音体の筐体やその他の音響上の条件で1.5kHz近辺に共振点があるようです。

バッテリーパックが完成しましたので、放電試験を行いました。

 

試験に先立ち、バランサーコネクターを接続するため接続用の道具を作りました。

 

私の充電器は4種類を一度に充放電試験できるタイプのため2~6セル用のバランサー接続用では3つしか手持ちがありません。

 

そんなに複雑なものではありませんので、ユニバーサル基板の小さいものを使って作りました。

 

 

 

一つで2パック接続できます。

 

これを2つ使って4パック同時に放電試験をしました。

 

 

LiFeは放電終止が定格で2Vですが、深い放電はセルを痛めるためこの充放電器では5.6Vが放電終止になっています。

 

どれもほぼ同じ程度の放電容量で終わりましたので、充電しなおして保存モードで放電させて送るつもりでした。

 

ところがLiFeは充電後の電圧が低くなり、放電せずに保存モードが終了しました。

 

この状態で友人のところに送りました。

 

これでバッテリーパックの製作は完了です。

パックを組む準備が整いましたのでこれからスポット溶接で端子板を取り付け、パックを作ります。

 

 

 

バッテリーの準備です。

 

 

先ず2つのセルを直列に接続するためのタブを溶接します。

 

動かないようにマスキングテープで仮に固定しています。

 

動画で撮りました。

 

 

 

 

次は+極と-極のタブの溶接ですが、すでに直列に接続されていますのでショートしないように細心の注意を払って行いました。

 

先ず+極からです。

 

ニッケルのタブが動かないようにマスキングテープで仮固定です。

 

 

溶接が終ったら+極の配線を先に済ませて、ショートしないように熱収縮チューブを被せてしまいます。

 

配線は受信機電源用とバランサー用の2本です。

 

 

 

次は-極です。

 

 

これにも熱収縮チューブを被せます。

 

最後はバランサー用の中間タップです。

 

 

ハンダ付けの後でホットボンドでリード線を固定します。

 

受信機用の配線の信号用の白コードは接続しませんのでこれもホットボンドで固定してしまいます。

 

2本のリード線は引き出し口に全体を保護するよう熱収縮チューブを被せています。

 

バッテリーの上下にオーバルのセパレーターを貼って端子部を保護します。

 

 

 

 

リード線の引き出し方向を決めてリード線を固定したら全体を熱収縮チューブで覆って完成です。

 

 

 

 

NiMH電池を電源にすることが多かったのですがメモリー効果など実用面で面倒なことが多く、早くリチュームイオン系に移行したかったのです。

 

ですがスロープソアリングなどではLiPo電池の使用が発火の危険性が高いため禁止されたり自主規制で使えないことが多くあります。

 

LiFe電池は安全性の高い電池として認識されていますので、今回このLiFeで受信機用電源を作りました。

 

またグライダーの胴体はスケール機を除くと無線機の搭載スペースが限られるため大型の電池は搭載できません。

 

1次電池のリチューム電池のCR123Aという大きさの規格で充電式のLiFe電池が手に入りますのでそれを利用しました。

 

セルの大きさは直径17mm、長さ35mmです。

 

細長い胴体にはこの電池をサイドバイサイドではなくタンデム(1列)に配置して同じようにパックを組んでいます。

 

今回は千葉の友人に送るため少し数を作ります。

 

フル充電して容量の確認を行ってから送るつもりです。