2015年2月15日日曜日

MLA・磁界ループアンテナを作ろう 3

バリコンについてはなんとなくバタフライ型に固まってきました。
スプリットステータ(2連バリコン)でも良いのですがループエレメント(放射エレメント)との取り合いを考えるとバタフライに分が有るように思います。
バリコンについて気になるところはそれを動かす方法です。
電動、リモコン、は外せない条件です。ただしそのスペースや機構のためにバリコンを作る以上に労力が必要です。
JA1CXBさんのバリコンは駆動部分の方が大きくなってしまいました。
そして機構部品と云うのは作るときの精度が重要で後からの調整は不可能に近い場合が多くアマチュアの工作としては厄介です。
ジャンクのモータや模型用の歯車、プーリ、等を利用したのですが気に入ったものはできません。
当時はラジコン用のサーボモータなんて高価なのでその対象になりませんでした。
しかし時代の流れ、ロボット工作人気がサーボモータの価格をどんどん下げてくれました。
今回実験に使ったものはジャンクモータより安い¥400です。

RCサーボ(模型用サーボモータ)の実験
模型用とは云えサーボと云うだけあって動いた位置情報が操作側にフイードバックされますから
バリコンに付ければどれだけ回したか解ります。
ジャンクモータではこれを知るためにフォトカプラだのリミットSWだの大騒ぎをしました。
RCサーボは軸の回転数がバリコンとほぼ同じですから機構は簡単です。
制御に付いて調べて見ますとマイコンを使った高精度の実験例が殆どです。高精度ですがそのまま真似しても猫に小判の制御になってしまうと考えました。
MLAの場合その日の気象条件、等でバリコンの位置は微妙に変わります。使用中にも微調整が必要な場合があります。
トランシーバのSWR計を見ながら微調整ツマミを回して調整する、アナログ人間の得意とする方式は欠かせません。
明日になればその最良点も変化してしまう代物で有ることをわすれてはいけません。

アナログ的にタイマICでおなじみ 555 を使って動かす実験を始めました。
タイミングパルスとサーボホーン(軸に付いたアーム)の位置関係を調べました。
RCサーボのスペックはどのメーカもさほど違いは無さそうですがきちっと規格化されてるようでも有りません。
私の使った SG90 の場合。
カタログ上では20m/sの周期で1.5m/sのパルスをPWM端子に入れたとき中位になります。
180度動かすときのパルス幅は+90で2m/s、-90で1m/s です。
http://akizukidenshi.com/download/ds/towerpro/SG90.pdf
この規格は他社も同じようですがかなり大雑把な規格のようです。
本来の目的では±60度以内で使うコトを想定してるようです。 
内部可変抵抗の回転限界位置を超えると破損の危険が有りますから動作確認をしておく必要が有ります。
バタフライバリコンでは回転角90度ですが取り付けギヤなどを考え1/2に減速しています。
エレキジャックにRC-サーボの実験記事が有りましたのでそれを踏襲しています。
http://www.eleki-jack.com/KitsandKids2/2008/12/555rcrc_1.html
この回路で回転範囲不足が有りましたのでC1、R1を調整しています。調整にはオシロが有ると楽ですが無くても可能です。パルス幅は 2.8m/s~0.6m/s 程度に広げています。
555の計算にはとても便利なサイトが有りました。
http://www.zea.jp/audio/index.html
このサイトのこちらを参照ください。
http://www.zea.jp/audio/schematic/sc_file/018.htm

* パルス幅数値はオシロの管面から読み取ったもので正確ではありません。
* 20m/sの周期は1ユニットだけで使う時は正確である必要はありません。
* 可変抵抗やその他定数を変化せると周期やパルス幅も変わりますが今回の用途では問題ありません。実験では簡単に入手できる部品定数を使用しています。
* 1.5m/sが正しく中位になるか解りません。±60度くらいで使うコトを想定してるようです。±90度で使う時は限界位置を越えないように十分注意が必要です。限界位置を超えると機械的破損の危険が有ります。

この方式で制御盤のつまみ位置に印をつけるとかバンドごとにプリセットすることも可能に思います。
次はループアンテナ本体に付いての考察です。

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