モーターが停止するようになりました、が、しかし‥‥

今日は、太田市で旧車やスーパーカーのイベントが予定されていた(ネットで見つけた)のですが、雨天順延になったようで家にいました。まあ、梅雨入りしたところなので、仕方がないですね。

それで、Moddoreのモーターが回りっぱなし問題を改善する改良の続きをやりました。

まず、昨日作ったデジタル遅延タイマーの出力がOFFになったときにモーターを止める信号を出す回路の動作確認からです。

その追加回路だけを切り出すと、回路図はこんな感じです。

このinのところに、デジタル遅延タイマーの出力を繋ぎます。出力中は上側が12Vになり、OFFになると0V(開放)になるということです。(正確には、アースを共通化できない都合からフォトカプラを挟んでいます。)

そして、このoutをDPDTリレーであるモータードライバーのモーター停止信号SW2に繋ぎます。0V(2V以下)に落とすと回っているモーターが停止する仕様です。


したがって、inが12Vから0Vに変わったタイミングで、outを0Vに落とすような回路が作りたい回路です。上の回路図はそうしたくて考えたものです。

考えた回路の挙動は以下の通りです。

(1) まず、電源が入っていない状態から、電源スイッチを入れたときです。


電源を入れた直後は、コンデンサは導通と等価になるため、V1とV2は同電位で10kΩと22kΩの直列の抵抗で分圧された電圧になるはずです。そこからコンデンサがすぐに充電されていき、V1は12Vへ、V2は0Vに漸近していくこととなります。
outは、V2が一定の電圧以上あるときに、右のトランジスタが導通状態になって0Vになり、0Vに近付くと12Vになるはずです。

それをグラフで描くとこういう感じですね。


実際に作った基板で、この想定通りに動作しているかどうか確認してみました。電子部品の足を挟むことができるプローブを使って、回路図のV1のところとV2のところの電圧波形を直接観測です。


黄色のV1の波形がこちら。

立ち上がりの電圧値が想定とちょっと違いますが、波形は思った通りの形をしています。
〔後日追記〕よく考えたら、右トランジスタのベース→エミッタを通る経路にも電流が流れますね。なので、V2とアースとの間の抵抗値は22kΩ並列なので11kΩになるはずなので、6V強に分圧されることになります。で、実際にそうだったということですね。ちょっとスッキリ。

緑のV2の波形がこちら。

こちらも同じです。

そしてoutがこちら。

最初は電源が入っていないので0Vで、その後のV2が一定電圧以上ある間も0Vで、最後にV2が十分小さくなったときに12Vになっていて想定通りです。

(2) 次に、この電源を入れた状態から、inが12Vになった(デジタル遅延タイマーが出力ONになった)ときです。

inに電圧が印加されると、左のトランジスタが通電状態となり、V1が即座に0Vになります。
V2は元々0Vだったので変化なし。outはV2の電圧が0Vのままなので、12Vのまま変化なしです。


実基板で確認しても、その通りになっていました。

(3) 最後にいよいよ肝心のinが12Vから0V(開放)になったときです。

これは(1)の電源を最初に入れたときの挙動に似たものになります。
違いは、outが12Vから始まるところですね。
inに印加されていた電圧がなくなると、左のトランジスタの通電(上から下のコレクタ→エミッタ)がなくなります。すると、0VだったV1とV2が瞬時に赤線経路で分圧された電位になり、それぞれ12Vと0Vに漸近していくことになります。


（正確には、こちらのモードを先に考えて回路を考えて、電源を入れたときの挙動に問題ないか後で確認したら、ほとんど同じじゃんと気が付いたという順番なのですが、わかり易くするため、こういう順で書いています。）

実際に作った基板で確認してみると、V1とV2は、(1)と同じになりました。
outも想定通りの波形になりました。


ということで、(1)〜(3)の確認で追加回路単体での動作はほぼ想定通りのものと確認できました。

問題なさそうだったので、Moddoreのコントローラボックスに組み込む作業に移りました。

久々に蓋を開けます。


まずは蓋だけひっくり返してそばに置いて、

中間層を外しました。


この赤丸の底の隙間に、追加回路を突っ込むつもりです。


この追加回路基板は、今までの基板とこんな感じで接続します。〔この辺り後から追記〕


デジタル遅延タイマー出力を繋いだフォトカプラの出力部からリード線を引っ張り出さないといけません。上の図でいうと水色の線で描いたものです。
そこが最大の難関なのですが、とにかくやってみます。

まず頑張ってこの基板を引っ剥がします。


線が繋がっていてどうにも作業ができないところは、一旦切ったりして、なんとか基板を引っ張り出しました。


信号を取り出すところは、このフォトカプラの4番ピンのところです。


裏から見ると、ここかここのどちらかです。


どちらも隙間がほとんどないので、両方のはんだをはんだ吸い取り器でとって、リード線を挿し込める方を探って、なんとか刺さりました。


刺さってしまえばこっちのもの。はんだ付けして信号を引っ張り出すことができました。


表から見るとこの白い線です。

線がぐちゃぐちゃすぎ。配線は適当でいいだろうと完全になめていたので、ぐちゃぐちゃスパゲッティです。ちゃんと設計しましょう。メンテ性最悪‥‥。

基板を元に戻して、追加基板も貼り付けて、基板間の配線をしていきます。


ここまでくれば、切ってしまった線を接続し直したりして、蓋を閉めてコントローラの改良はなんとか終了できました。

で、動かしてみた様子がこちら。


トリガーボタンを押して5秒後に順回転開始、その15秒後に順回転停止です。
確かにちゃんと止まるようになったのですが、なぜか15秒後のさらに2秒後くらいに止まっているように見えます。

う〜む‥‥‥なんでだろ～!??

今日は時間切れで、この謎の解明ができていません。なんだろう‥‥。

途中でソレノイドの短絡していたところの絶縁をやり直したりもしたのですが、やっぱりなんかおかしいようなので、これもチェック必要そうです。


今日修理完了できるかと思っていたんですが、ちょっと終わりませんでした。

《つづく》