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OG-3 スピナーⅡ 制作メモ


共用回路図 共用基板図 追加基板取り付け 新共用回路図 OG3回路図 追加基板部品側 ダイオード追加 全体 動作動画 動作説明書 ケース入り
  • 発想 2021年11月10日
    • OG-4が動いたので以前に動かしたOG-3も OG-4の基板で動かしてみたい思った。

  • 構想 2021年11月10日
    • ある程度 OG-4の基板でも動かせるように回路を考えていたので、ハード的には組み立てるだけ。
      回路図基板図ガーバーファイルは共通で、部品表がOG3専用になるだろう。
    • 2021年11月27日

      OG4のプログラムと同じ様に 、各動作の動きを少し変えて、 自動的に速度を変えて行き、この動作を永久に続ける動きにしたい。
      そして、スイッチが押されたら各動作から抜けて、ステップ動作に移行したい。


  • 実装についての考え
    • 11月10日

      ソケットは当然GT管ソケットで、K0移動は無しとする。
      プログラムは以前のOG3を変更するか、今のOG4を変更するか、検討が必要。 どちらにしても、ハード的に動けば プログラム変更は大変では無いと思う。

  • 現状
    • 11月10日

      基板を組始めたが、デカトロン基板のSMDまで取り付けた。
      今日はここまで

    • 11月11日

      デカトロン基板の1/2W、1/4のスルーホール抵抗は取り付けた。 GT管ソケットは取り付けたが、配線が面倒なのでまだ
      今日はここまで

    • 11月12日

      GT管ソケットの配線をした。線がくるくる巻いてしまって恰好が悪い。
      制御基板を組始めたが、8ピンのSMDを取り付けただけ。
      今日はここまで

    • 11月13日

      制御基板の組み立ては終わった。動作の確認はしていない。プログラムも書き込んでいない
      今日はここまで

    • 11月14日

      制御基板の電圧の確認はした。5Vと220Vと440Vが出ている。
      プログラムはOG4を元にOG3のプロジェクトを作った。
      G3の動作を追加したプログラムを作り、書き込んだ。 デカトロン基板と接続すると点灯して、点灯箇所は動くが、思った様に動いてくれない。 移動が速いと、何となく正常動作みたいだが、遅い時は順番に進まなかったり、戻ったりして、おかしな動きになる。
      今日はここまで

    • 11月16日
      不具合状況を調べた。
      ・電源ON時、スイッチを押して、回転動作にして調べた。
      1. スイッチを短く押して、1ステップづつ進めた時、30回進むと一つ戻る。
        多分 ソフトだろう。元のソフトがOG4なので1周が30ステップになっていたので、 それがそのまま残っているのだろう。40ステップにする必要が有る。
      2. 時計方向は 途中でG1とG2の間で行き来していて先に進まなくなる。

      ・電源ON時、スイッチを押差内で、振り子動作にして調べた。
      1. 一周しないで途中で動きが遅くなって止まる。
        多分 ソフトだろう。元のソフトがOG4なので1周が30ステップになっていたので、 それがそのまま残っているのだろう。40ステップにする必要が有る。
      2. 反時計方向は移動するが、時計方向は 途中でG1とG2の間で行き来していて先に進まなくなる。

      ・回転動作も、振り子動作も 同じ様な不具合に思える。
      1. ソフトの問題で、一周が40ステップになっていない事。
      2. 時計方向は 途中で止まってしまう。ソフトか、ハードか、わからない。

      今日はここまで

    • 11月17日

      1周は40ステップにした。
      時計方向が途中で止まる件は、原因はわからないが、 ガイド(G1,G3)の点灯時間が長いと次のガイド(G2)に行かないでカソードに戻ってしまう感じ
      試しに以前のOG3のプログラム(ガイドの点灯時間が短い物で カソードのみ点灯に見えるもの)と同じ動作にしたら、 CWもCCWも動いている感じ。 ステップ数が違うのでちょっとおかしな感じはあるが、振り子動作で無い 回転動作は動いている。

      G2に移らないで、Kに移動すると言う事は Kの方が放電しやすいと言う事になる。 物理的な位置か? 電気的な電圧か? 
      G1が点灯している時も Kには少し電流が流れているみたい。K0の青色LEDがG1(G3)の時も 薄く点灯している事からわかる。その他 Kの方が放電しやすくなるのではないか。 でも、G2は0Vなので、カソードより50V以上低いはず。なぜ?

      動作的な確認をしたいので、現在の K0-G1on-G2on-G3on-K1 の4ステップで次のKに行く流れを、 K0-G1on-G1&G2on-G2on-G2&G3on-G3on-K1 の6ステップで次のKに行く流れにしたらどうなるのだろうか? 現在も細かく見れば6ステップなのだが、本当にG1&G2onからKに戻るのか、 ステップ間の時間を長くしてを確認したい。
      -->ステップ間を長くしたら正常な順番で移動していく。 但し、2つ点灯時の前から点灯しているガイド(例えば、G1とG2の時のG1)の点灯の仕方が面白い。 2つになった始めは、ガイドピン全体でなく真ん中あたりからじわっと全体に広がる感じで光る。 目で見てわかる速度で広がる。でも動作的におかしい事はない。

      動作確認の為に6ステップにしたが、これからの全体動作も6ステップで考えた方がスッキリする。 点灯も問題無いので、6ステップで進めて問題は無いように思えるが、回転速度が上がった時にどうなるだろう。 今は、スイッチの連続押して程度の移動速度までしか見ていない。

    • 11月18日

      KからKを6ステップで移動する様にして、1周は60ステップにした回転テストを行った。 点灯箇所の移動も方向を指示するのではなく、位置を指示する事にした。ステッピングモータの駆動と同じで 脱調をしなければ、論理的に位置がわかる事になる。
      -->1ステップ1mSで動いた。CWもCCWも動いた。
      ※仮にタイマー割込み周期を半分にして、500uSでも動作する事は確認した。 但し、これをやると他のタイマーを使っている所がおかしくなるかもしれないので、動作確認をしたら、元に戻した。

      今日はここまで

    • 11月19日

      最終的な動作としては、尺取虫動作、振り子動作、回転動作、ステップ動作、の4種類を考えている。
      ステップ動作と回転動作は確認出来たので、振り子動作と尺取虫動作を確認したい。 尺取虫動作はまだ作っていないので振り子動作から確認を進めたい。
      -->まだ うまく動いていない。プログラムの修正が悪いのか、OG3の動作的に出来ないのかがまだわからない

      尺取虫動作を作った。
      -->大体動いているみたい。しかし、一周すると止まってしまう。
      それと点灯箇所が暗い所が有る。(これはしようがないかも....。)

      今日はここまで

    • 11月20日

      尺取虫動作の不具合で止まってしまう所は直した。
      点灯箇所が暗い所が有るのは、今の所このままとする。

      電源ON時、K0にしたい。 リセットスイッチでは無理でも、電源ON時ならば、ハードで出来ると思う。 G3-0(7ピン)を直接他のG3に繋げないで、 ダイオードを介して(G3-0から他のG3に電流が流れる向き)接続し、 G3-0が電源ON時に数秒間0Vに引っ張っておく。 こうすれば電源ONでG3-0が点火され、それが消える時にK0が引火されるハズ。 部品追加は (FET2SK4150,秋月で10個で250円+抵抗470kΩ+コンデンサ10uF+ ダイオード1SS355+ダイオード1N4007)になる。

      まだ、振り子動作が出来ていないが、今日はここまで

    • 11月21日

      振り子動作のおかしな所は直した。
      微妙に速度変化がちょっとおかしいが追々直す事にする。今の所このままとする。

      電源ON時にK0を点灯する回路は出来た。昨日の部品の内470kΩを68kΩに変更した。 470kΩだとG3-0が点灯している時間が長すぎた。

      回路を文章で書くと、
      1. G3-0は他のG3とダイオード(1N4007)で、G3-0からほかのG3に電流が流れる様に繋ぐ。
      2. FET(2SK4150)のソースとゲートの間に抵抗(68kΩ)を付ける。
      3. FETのゲートにコンデンサ(10uF)の片足を付ける。
      4. コンデンサのもう一つの足は+5V電源に繋げる。
      5. デイオード(1SS355)をコンデンサと並列に、ゲートから+5Vに電流が流れる様に付ける。
      6. ドレインをG3-0に繋ぐ
      7. ソースをGND(0V)に繋ぐ
      となる。
      現在はバラックで配線をしているが、ユニバーサル基板に組んで、取り付ける事になると思う。

      後は 各4つの動作をEEPROMの値で変更したいので、EEPROMの値で動作を変える所と、 EEPROMの値を変更して、保存する所を作る必要が有る。

    • 11月23日

      電源ON時にK0に移動する回路は、ユニバーサル基板に組んで、取り付けた。

      各4つの動作をEEPROMの値で変更する事にした。
      LED点滅の後、スイッチが押されていると、EEPROMの値を変える動作にした。 その変更する動作では 動作モードの変更と保存をする。設定されている動作モードにより LEDの点滅を変える。(点灯時間と回数で判別)
      ステップモード:点灯時間が「長、短、長、短......」
      回転動作モード:点灯時間が「長、短、短、長、短、短......」
      振り子動作モード:点灯時間が「長、短、短、短、長、短、短、短......」
      尺取虫動作モード:点灯時間が「長、短、短、短、短、長、短、短、短、短......」
      短くスイッチを押した時は、動作モードを進めていく。
      長くスイッチを押した時は、今の動作モードを保存した、この変更の動作から抜ける。

      プログラムは作ってビルド出来たが、まだ、書き込んでいない。
      今日はここまで

    • 11月24日

      共用の制御部回路図の見た目上の不具合が有ったので修正した。 見た目上のクロスポイントが接続に見ててしまっていた。ネットリスト上では問題がなかったので基板に不具合は無かった。

      プログラムを書き込み、電源ON時にスイッチを押している時の動作は確認した。OK。

      ステップで動かした時、振り子動作の時、たまにK0に飛ぶ時が有る。 電源ONでG3-0からK0にする回路を付ける前に、有ったかどうかハッキリしないが、無かった様な気がする。
      K3の手前のG3の点灯時間が長いと、K0の飛ぶ確率が高い。なぜ?
      他のOG3(以前のOG3スピナーで使っている管)に交換すると、電源ONでG3-0からK0になる機能がダメ。 ステップは動作する。なぜ?
      この機能は諦めた方が良いのか?
      -->この機能の接続を外し、基板を外した。G3-0からほかのG3へのダイオード(1N4007)は付けたまま。
      これで、ステップで途中の位置からK0の飛ぶ事は無くなった。回転も、振り子動作も、尺取虫も正常。
      もう一つのOG3ではこの機能が動かないので、電源ONでK0にするのをあきらめるか?、 或いは、OG4等でやったK0の位置をフォトカプラで検出する方式にするか? フォトカプラの方式は現在では入力ビットが足りないので、簡単には出来ないが、 現在のリセット端子を入力ビットにすれば フォトカプラの信号を読むことは出来るだろう。 その場合、プログラム書き込み時に、フォトカプラの信号が入るとまずいので  スイッチ、またはジャンパーピンが必要になる。当然リセットスイッチは外す事になる。

    • 11月25日

      リセット端子をPB5で入力使おうと思ったが、一度リセット端子を入力ビット(出力でも同じ)にすると ISPで書き込みが出来なくなる。高圧プログラミングが出来れば良いのだが、その書き込み機を持っていないし、 これだけの為に買うつもりもない(現在は)。 始めから考えるならば、入出力の本数の多い物(足ピンの多い物、2313とか)にする方が、コスト的にも楽。 なので今回はリセットをPB5にするのは諦める。 各動作は 電源ONで点灯した所(K?)を0と考えて動作が始まる事になる。

      ステップで動かした時、振り子動作の時、たまにK0に飛ぶ問題は、追加したハードに問題があるみたいなので そこをもう少し突っ込む事にする。ノイズかな?、そこの端子の放電特性かな?
      -->ノイズとして、フィルターを付ける事にする。 68kΩと10uFが直接FETのゲートに繋がっているが、途中にRC(10kΩと0.1uF)を付ける事にする。 抵抗が直列に入り、コンデンサが対GNDに入る。これでどうだろう。
      -->今の所、飛ばずに順調に動いている。良しとする。全体を見る

      他のOG3(以前のOG3スピナーで使っている管)に交換すると、 電源ONでG3-0からK0になる機能が動かない件は わからない。
      -->その管のG3-0の機能がダメなのではないか。と言う事にして後は考えない。

    • 2021年11月27日

      各動作の動きを少し変えて、自動的に速度を変えて行き、この動作を永久に続ける動きにしたい。
      そして、スイッチが押されたら各動作から抜けて、ステップ動作に移行したい。 -->ソースを変更してビルドは出来た。書き込んだ。動作OK
         振り子動作の時、たまにK0に飛ぶが、このままにする。(今は対策が見つからない)

    • 2021年11月29日

      各動作内で速度を変える時間は、大体2秒に変更した。
      各動作からステップ動作に移行した時とステップ動作で方向を変えた後、 一つ進める時(短くスイッチを押した時)に反対方向になったり、進まなかったりする件修正した。

    • 2021年12月1日

      A106とOG8を抜かした回路図に書き換えた。 部品表も作った。
      組立時は、ソケットのピン番号と基板の位置が一致しないので、線材で接続する事になる。
      その時、G3-0とG3の接続はソケットのピン間をダイオード(1N4007)で繋ぐこととする。
      また、電源ON時にK0点灯になる様な回路を追加したので、その部分は別基板(ユニバーサル基板)で 組み立てて線材で配線を行う。

    • 2021年12月8日

      回転動作、振り子動作、尺取虫動作の動画

    • 2021年12月9日

      簡単な動作説明書を書いた。

    • 2022年3月26日

      ケース(キャンドゥの1BOX)に入れた。 Z562Sとは取り付け方法を変更して、本体はケースに下側から固定する事にした。蓋に当たるアクリルはまだ無い。

  • 参考資料
    • 部品表
      ガーバーファイル
      基板に関してはこのガーバーファイルファイルを直接使う事は止めてください。
      なお、基板(生基板)は 現在の手持ち分に限り 無料で差上げます。
      こちらの連絡先へメールをお送り下さい。

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