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2013年2月

2013年2月23日 (土)

CFRP

日々、CFRPなんてものと付き合っているのだけれど。
こいつが電気関連と、えらく相性が悪く、悪戦苦闘の日々。
金属とプラスチックの、ダメなところだけ集めた感じ。

まず、強度と剛性の比率が悪すぎる。
確かに強度はすごい、強度は。
引っ張りだけね。
折れたりはしないのだけれど、グニャグニャだ。

逆に、必要な剛性をもつほどの厚さの板は、とてつもない強度だ。
で重さは、アルミとさほど変わらなかったり。

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導体とも絶縁体ともいえない、微妙な感じも厳しい。

接点などに対し、ちゃんと絶縁しないと危険なくらいは抵抗値が低いのだけれど、積極的に電流を流せるほど抵抗が低くないし、金属との接触抵抗は非常に大きい。(数~数十Ω)

ショート事故の時、接触部分のほうがヒューズよりもかなり抵抗値が大きいので、電力用の安全装置が利きにくい。
そのときカーボンの部分はともかく樹脂部分が熱に弱く、接触部分の発熱で樹脂が発火発煙し、広範囲にダメージが及ぶ。

導電体として、せいぜいシールド効果を期待するくらいなのだけれど、それ自体に良好なアースが取れない(異方性もある)ので、あまり意味はないかも。

電気が流れるのか、流れないのか、はっきりして欲しいものだが。

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材料として、強度は鉄以上なのだけれど、やっぱりプラスチックなので、意外に簡単に削れて粉になってしまう。

この粉が、また厄介なもので、まずは導電性がある上に、粉自体は硬い(研磨されない)カーボンなので、せまいところに入り込み、研磨剤のように相手をどんどん削ってしまう。
電気接点の天敵だ。

電気以前に、この粉、体に非常に悪そうだ。

作業していると露出している肌がちくちくする。
人によっては、アレルギーのように一面発疹したりする。
防塵マスクをしても、防ぎきれている感じがしない。

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基本的に金属素材との共用は色々難しい。
熱膨張率とか色々。

特にねじ要素との相性が悪いのはつらいところ。
基本プラスチックなのでねじを切れない。
ねじをきりたいならば、予め金属部分を仕込んで成型し、そこを機械加工する。
形を作ってしまってからでは、どうにもならない。

圧縮せん断には強度がないので、ボルトナットなどで締め付けると、どんどん座屈してつぶれてしまう。


CFRPの基本は、すべて接着で組み立てるのが理にかなっているようだ。
しかしあとで分解できるようにしたいとか、金属加工部品と組み合わせて使いたいなど、ねじの要望は強い。


で、なんとかねじを使おうとして、CFRP側にはプレートナットがよく使われている。
それでも座屈して強く締め付けられないので、緩まないようにセルフロックナットのプレートナットをリベット止めしている。
そのため、締め付けトルク管理もできない。どこもオーバートルク気味だ。

セルフロック相手なので、鉄ねじがデフォルトで、やわらかいブラスねじが使えない。
で、セルフロックでない普通のねじ部分にも鉄ねじが使われてしまって、ねじ山の痛みが早い。

普通はセルフロックナットなんて、激しい温度サイクルのところとかに仕方なく使うものであって、デフォルトがこれって言うのは、なんか間違っているよなあ...
M2のセルフロックナットなんて、どうなのこれ...

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CFRPは、大雑把に言えば、カーボンクロス(プリプレグ)を型紙に合わせ切り抜いて、それを型に貼り込んで何枚も積層し、釜で加熱して成型(硬化)した後に、端の余分な部分を切り取って完成する。

工程を見ると、金属のような 鋳造、プレス、切削、研磨というものとはかけ離れている。
どちらかというと、縫製品に近い感じがする。

電気を中途半端に通す縫製品のようなもので、電気や他の機械要素との相性の悪さはどうしようもないところ。
何でもかんでもCFRPってのは、無理な話なんだよなあ。


話題性、という意味では価値があるのかもしれないけど...

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2013年2月19日 (火)

バックアップ電源の切り替え

以前にも書いたけれど、通常の電源Vcc端子にバックアップ電源を供給する場合の、電源ソースの切り替えについて。
そう、STM32L151の話。

ふとしたことで、このための専用ICがあることに気づいた。
シンプルなところで、TPS2112とか。

2つある入力のどちらか電圧の高い方が供給される。
特定の条件で固定にもなるようだ。
どちらもMOS-FETのスイッチなのだけれど、片方はn、もう片方はpチャネルになっていて、消費電力とON抵抗のバランスが変えてあったりとか。
片方はバッテリ、片方はDC入力、みたいな想定か。

これなら、ダイオードでの切り替えのような電圧降下もないし、パッケージも十分小さいし。

TPS22933なんてのもある。

12V入力、3入力自動切換、3.6Vレギュレータ入り、常時/スイッチ出力...とか必要そうな機能が全部入っている。
出力が50mAまでしか出ないけど、これ一つでもう十分な感じだ。

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2013年2月14日 (木)

ブラックボックス

ブラックボックス化、の意味で使われるものについて。

ある程度の機能を内包したものを、パッケージして、中を見なくても(見えなくして?)使えるようにしたもの、かな。

最近は、こういったものばかりを組み合わせて、機能を実現することが主流のようだ。
ここのところ付き合う人は、本当にそれでほぼすべてのものが作れると信じていたりする。

その割には行き詰っていて、途方にくれているように見えたりもするのだが。
実際のブラックボックスは、理想のブラックボックスとは違いますよ、と説明してもなかなか納得しない。
逆にこちらを論破しようとしたりするのだけれど、私を説得してどうするのだろう...?
まだまだ困り方が足らないのか、なにか信念を曲げることに抵抗があるのか...

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なぜこのような苦労しそうな人が増えているのかなあ、と思うのだけれど。
やはり”ブラックボックス”的製品が広く出回っていて、色々簡単にうまく行きそうに見えるからかな、と思ったり。
ミスミとかで扱っている機能部品やら、ソフトウエアで言えば、組み込みミドルウエアとかかな。

確かに、こういったものを利用すると、物をとりあえず形にするための時間は、大幅に短縮できる。
仕事では手放せない。

でも、仕事で使う分には、十分なマージンを確保して、オーバースペックなものを選べるから使い物になるんだよね。

残りリソースに気を使わないことで、手間を省いているから。
ぎりぎりを狙うときに、中身ブラックボックスな物を使うのは、相当しんどいか、一から作るよりかえって手間がかかるほどだ。

実際にはぎりぎり成立しない、なんてところにバランスしてたりすると、見切りも難しい。

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こういった”ブラックボックス”的機能部品は、売り物として需要があるから、作られている、ということもあるかも。

色々な製品を作るときには、当然需要がある、ありそうなものを作るのだが。
”理想的なブラックボックス”を求める人は沢山いるのだよなあ...

こういったものが氾濫するのは、当然の成り行きなのか。

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こういったところに潜む谷間に、陥らないように誘導したいのだけれど、どうすれば良いのかよく分からない。

よくできた”ブラックボックス”ほど、それに甘んじてしまい、本来進むべき道ではなく、踊り場のようなところで停滞してしまう。

たとえば、ホビー2足歩行ロボットが、なかなか進まないのも、強大な保持力をもつ専用サーボが流通しているからだと思うのだが。
複雑なシリーズリンクで四肢が構成されているから、それぞれの肢が、統合された一つのアクチュエーターとして動く必要がありそうに思える。
けれど、そういった方向へは進めないようにできているようだ。

ホビーだから、やってる人が楽しめることが唯一の目的とはいえ、次のものが見たいと思ったり。

ブラックボックスも中が見えればよいのだけれど、中が見えるのはそもそもブラックボックスじゃないか。
リファレンスとか呼ばれているものを提示して、進めていくのが良いのかなあ。

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2013年2月10日 (日)

GPSモジュール

あれこれ寄り道をしている...というかまあ、要望があってやっていることではあるのだけれど。

屋外で使うもので位置情報が欲しい、とのことで。
忙しいのだけれど、評価検討してみた。

大昔の出回り始めのGPSモジュールは...だったけど。
ふと気づくと、いまどきのモジュールは、いろいろ改善されている。
計測精度や、消費電流とか。

測位データをGoogleMapに貼り付けてみる。
うーむ。こんなレベルでとれるのか。これなら...使えるな...

ただ、静かに置いておくと安定したデータを出すようだが、動かしたりすると値がそれなりにふらつくようだ。
原理から言えば当たり前のような気もする。測位するときは停止するようにするとか。

色々妄想する。

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最近評判のいいモジュールは、なかなか安く売ってない。
と思ったら、MOUSERにはUP501が¥3000程で売られている。
これがいいかな。

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2013年2月 8日 (金)

近況

なんだかんだと積まれるままになっていた本業7つのうち、2つを退治した(かも)。
あんまり減った気がしないけど、気分はちょっと晴れやかだ。

再来週には、残りのうちの1つが自動的に終了(予定)。

まあ、始末に困るものほど最後まで残るものだが。
もはや持病のようなもので。
根治することよりも、上手く付き合っていく方法を探る方がよいのかもと思ったりとか。

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私信

Yさんへ。
連絡取りたい方があるようです。
私の知るアドレスも音信不通なもので。
よろしければ、連絡ください。

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