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自動車メーカーの元エンジン設計者。15年の職務経験から機械設計の技術を伝授します。仕事などのご依頼は下のお問い合わせボタンからご連絡下さい。

電動ガンにMOSFETを付けてみる、ついでにヒューズとT型コネクタも付けてみる。(MOSFET、ヒューズ、ハンダ)

前回まででMOSFETの原理と簡単な実装回路のおさらいができたので今回は、実際に電動ガンに取り付けていきます。

[st-card myclass=”” id=”2204″ label=”” pc_height=”” name=”” bgcolor=”” color=”” fontawesome=”” readmore=”off” thumbnail=”on” type=””]

題材はXCORTECH XET304μ MOSFETをPTS masadaに付けていきます。

ちょっと希少な機種であるPTS masadaを題材に選んでしまいましたが基本的にどれでも一緒です。

まずは取り付けるMOSFETを見ていきましょう。

目次

MOSFETの実物を見てみる

XCORTECH XET304μ MOSFETを見ていきましょう。

・XCORTECH XET304μ MOSFET
大きさ、価格の安さ、最大電力30V/200Aでバランス的に良いと思います。これより小さいと耐久性?で大きいと邪魔だと思います。

created by Rinker
エクスコーテック(X Cortech)

では回路全体像から(自分で調べただけなので間違いの可能性大)

自分の調査ではMOSFETが並列に2個、保護用のコンデンサ、複数の抵抗、複数のSBDで構成されていると思ったのですが、読者の方から基盤のM-Fは何らかのトランジスタでU1は何らかのICではないかと教えて頂きました。

私は専門が機械(+制御)だったので読者の方に教えて頂いた内容が正しいと思います(もし良かったら教えて下さい)。

前回の個人的に考えた回路図を載せます。

基本的には上の回路図同様にMOSFETの何かしらの保護回路がついていることが基本だと思います(読者の方のアドバイスによると私の好きなjコンデンサを使った保護回路は付いていない可能性が高いようです)。

しかしながらMOSFET2個や私にはよくわからない電子部品が付いていることからもっと複雑なことをやっているのだと思います(高度なことを期待したい)。

カタログには30Vと書いてありますね。最大電流は200Aと書いてありますがたぶん最大電圧と最大電流が同時に流れたら壊れます。

読者の方から使用範囲についてアドバイスを頂いたところ半分の15V/100Aが無難とのことです(超感謝)。

アドバイスの詳細はコメントを頂いたので興味がある方は非常に参考になると思います(私と違って電気実装のプロだった方だと思います)。

個人的に機械設計者の感覚だと安全率1.2〜1.5倍が多いのです。ただ今回のような対象品の負荷が明確でない状態では半分で使うのが無難だと私も思います。

私が使うバッテリーはリポの7.4Vで、満充電時が8.4V程度なので電圧は全然、大丈夫です。

電流に関してはモーターの負荷で変わるので、しっかり計算しないとわかりませんがおそらく大丈夫でしょう。

MOSFETを取り付ける準備

実際に取り付けるにあたって必要なのは

[st-mybox title=”MOSFET取り付けに必要な道具” fontawesome=”” color=”#757575″ bordercolor=”#f3f3f3″ bgcolor=”#fffabe” borderwidth=”0″ borderradius=”5″ titleweight=”bold” fontsize=”” myclass=”st-mybox-class” margin=”25px 0 25px 0″]

ハンダごて

ハンダごての台

ツールクリップ

ハンダ

信号線(ゲート用)

入出力配線(ドレイン、ソース用)

[/st-mybox]

これで事足りると思います。

それぞれのおすすめを紹介します。

ハンダごてはできれば次のような温度調整機能が付いているものをお勧めします。

安いのだとコテの温度が低すぎてなかなかハンダが溶けなくて時間がかかったり、逆に熱すぎるとMOSFETが壊れます。

ハンダの融点が180〜300℃くらいなのでコテを基盤に長くつけるとMNOSFETがすぐ壊れます。

MOSFETの限界温度は150℃くらいなので本当にすぐ静かに壊れます。

私もそれで壊しているので気を付けた方が良いと思います。

・ハンダゴテ
筆者が使ってるコテ。温度調整機能付きでたぶん一番安いと思います。

・ハンダゴテ台
ハンダごてを置く台があると便利というか必須です。

・ハンダゴテ、台座セット
コテ、台がない方はセットがおススメです(どちらも必ず使う)。

次にツールクリップです。

ほぼ必須です。

MOSFETの半田付けは、スピード勝負なので如何に自分がやりやすい環境を作るかが勝負です。

クリップは、3つあれば十分です。

私のはクリップが4つ付いていますが3つまでしか使ったことがありません。逆にクリップが邪魔です。

・ツールクリップ
無いと作業が不可能に近です。クリップは多いと邪魔です(2つでも良いかも)。

ハンダはなるだけ融点が低いのが良いのですが、なんでも大丈夫です。

鉛フリーは融点が高いので環境を気にしなければ鉛入りが作業しやすいと思います。

次に信号線と入出力配線です。

信号線(ゲート線)はとりあえず電気が通ればなんでも良いので細くて安いのを選んでます。

私は、エーモンの0.75sqの配線を使ってますがちょっと太いので芯線を半分切っています。

また信号線が新たに増えて配線の隙間を圧迫するのでなるだけ細いのが良いと思います。

・エーモン 0.5sq配線
おすすめは、0.5sqの配線です。みんなの味方エーモンです。

入出力配線はそのままでも大丈夫です。

折角なので私、はいつも1.25sqのテフロンとシリコン配線に変えちゃいます。

テフロンコードは硬くて丈夫なのでモーターとMOSFETに繋ぐのに使って、バッテリーとの接続はバッテリー空間を活かすために柔らかいシリコンコードを使っています。

最初はバッテリーもテフロンコードを使っていたのですが硬すぎてバッテリーをつけるのがかなりめんどくさいです。

ちなみに銀メッキの配線にすると通電効率が上がるのですがコストパフォーマンスがあまり良く無いので銅メッキを使っています。

・1.25sq FEPテフロン線
硬くて丈夫ですが作業はやりにくいです。2022年からは使っていない。

・イーグル模型 シリコン銀コードセット(赤、青、黒の各60Cm) 16G(1.25sq)
価格は高いのですが気に入って使ってます。一個買えば電動ガンの場合、2台分の配線はあります。

この道具であまり器用な方ではない私が、高確率でMOSFET設置に成功しているのでたぶん大丈夫です。

実際にMOSFETを付けてみる

まず下準備としてメカボは全部バラしておいてスイッチに信号線を取り付けます。

スイッチもバラしておきます。

一応、そのままでもできるのですがしくじるとスイッチが樹脂なので溶けます。

長さはスイッチからバッテリーの距離を参考にしてください。

手で掴んでる2本の黒い線が信号線です。

+とか−は無いので気にしなくて良いです。

次はモーターへ入力するための配線をつくります。純正のままならそのままでも長さが足りていれば大丈夫です。

これは、簡単で配線を切って110型のファストン端子をつけるだけです。

ここでテフロン線などを使う方は+と−がわかるようにしておきましょう。私は、赤と黒の熱収縮チューブを被せます。

またバッテリーとの配線もシリコンケーブルを適当な長さに2本切っておけば大丈夫です。

いよいよMOSFETに各線を繋げます。

ここでMOSFETの説明書をよく読んどいてください。

配線を間違えると悲惨です。

間違いに通電前に気づけば直せますが通電したらMOSFETが壊れます。

まず私はモーターの配線から始めます。

モーター配線の被覆を向いて芯線を出してくの字に曲げます。

くの字をMOSFETの穴に引っ掛けます。(XCORTEC XET304μ MOSFETで説明してます。異なる製品では付け方が異なるかもしれません)

MOSFETはクリップに付けておきます。

ハンダごては私の場合は350℃に設定して十分に温めてから使います。くの字のところにハンダを溶かして落とす感じでつけます。

ここで注意なのですが全ての配線を冷まさないで(休ませないで)連続で半田付けを絶対にやらないでください。

熱で壊れます。

めんどくさくても一箇所やったら一呼吸おいてやってください。

私は一個、これで壊しました。

同様に信号線とバッテリー配線をそれぞれ半田付けします。

信号線はどっちでも大丈夫(極性を気にしなくて良い)なので配線の通しやすいように取り付けます。

そうすると次の写真の様になります。

熱収縮チューブをつける前に余計なハンダやはみ出た芯線をニッパーで切って形を整えます。

反対側

ハンダ付けがかなり下手くそで見せるのが恥ずかしいのですがこのレベルでも大丈夫だという証明です(最低限度見本ですがちゃんと動いてます)。

これでMOSFETの取り付けは終わりました。

記事投稿後に読者の方からハンダ付けのアドバイスを頂きました(超感謝)。

ハンダ付けのコツとしてはコテの温度を高めにして素早くハンダを流し込むと良いようです。ケーブル類も予め予備ハンダを付けておき配線をラジオぺペンチでくの字に曲げて基盤の穴に通すと良いようです。

詳細はコメント欄にありますので興味がある方は参考にしてみて下さい。

ついでにヒューズとコネクタの取り付けの紹介をします。

ヒューズの設置とT型コネクターの取り付け

ヒューズの設置

まずはヒューズの設置をします。

ヒューズは管ヒューズでもブレードヒューズやヒューズホルダなどを使っても良いのですが、紹介するのはたぶん一番コンパクトで安い方法だと思います。

まず低背ブレードヒューズを使います。

・低背ヒューズ  30A. 10個セット
下の商品のようなセットは必要なく使うA(電動ガンだと30Aくらい)のヒューズを個別で買っても良いかと思います。

次はファストン端子110型です。

これは金メッキ仕様もありますが少ししか通電抵抗が変わらないと思うのでお好みで選べば良いと思います。

まあ、金メッキでも200円しません。

・110型ファストン端子セット
特にこだわる必要はないような気がします。

後は電工ペンチがあれば良いです。

紹介する製品よりも安い電工ペンチもあるのですが安いと動きが悪かったり、精度がイマイチだったりしますので少しお金を出した方が良いと思います。

なくてもラジオペンチで付けられますがおすすめはしません。

・フジ矢 万能電工ペンチ
そこそこ安い割に使いやすく頑丈です。さらに敢えて大きいのが使いやすいです。

ここから作業です。

まずMOSFETから出ているバッテリー側の+の配線を適当な長さで切ります。

切った配線から芯線を向いて写真のようにファストン端子を圧着します。

後はヒューズを挟み込みます。+の配線の向きは違い違いにしておくと便利です。

もう一方

真ん中に−配線を通して熱収縮チューブで固めて終わりです。

かなり小さいと思います。

T型コネクタの取り付け

次はバッテリーとの接続のためのT型コネクタを取り付けます。

私が使っているT型コネクタは次のです。特に他の種類のメスのT型コネクタにつかないことはありませんでした(硬いことはある)。

・T型コネクタセット
安くてたくさん入っていて気に入ってます。私の使用範囲ではトラブルはありません。

作業に入ります。

まず両配線の芯線を出して予備ハンダをつけます。

ちょっとで大丈夫です。写真が信号線ですいません。

次にT型コネクタの配線取り付け部に予備ハンダをつけます。電極の向きとハンダをつける方向に注意して下さい。予備ハンダが付いたら配線を乗せるようにコネクタと接触させハンダゴテを当てれば綺麗につきます。

後は熱収縮チューブ被せて終わりです。ちなみに私の熱収縮チューブのサイズを紹介します。大きすぎるとコネクタと配線が固定されなくて小さすぎるとコネクタに対してチューブが通りません。

直径15mmの2:1収縮なら大丈夫です。

・熱収縮チューブ
このサイズがT型コネクタにピッタリでした。

そうするとこんな感じになります。熱収縮チューブで配線が保護できるのとバッテリーと繋ぐ時の滑り止めになって具合が良いです。

+と−の間の部分はチューブが冷める前にラジオペンチで潰しておくと写真のようになります。

・ラジオペンチ
高価なモノは必要ないと思いますが、安すぎるのと小さすぎるのは使いづらいです。

まとめと今後の展望

まとめです。

別に仕組みを知らなくても説明書通りに付ければ大丈夫です。

ただしMOSFETの熱管理だけは注意してください。

本当にすぐ壊れます。

ハンダをつけるときは素早くやって、配線のハンダ付けは1箇所ずつゆっくりやってください。

手で触れらないぐらいの熱さになると、もうヤバい領域に入ってます。

まあ壊しても1000円でリカバリーできるし不安ならできる人やショップに頼んでも良いかもしれません。

ただいくら取るのか分かりませんが自分でやった方が速くて安いと思います。

ちなみに執筆時点での筆者の電装系カスタムはこれで全部、紹介してしまいました。

今後の展望ですが実は汎用マイコン(アルディノ、ラズパイ)を使って自作FCUを作ろうと思います。

それもあって自分の調査がてら長々とMOSFETについて説明してきました。

MOSFETを使ってトリガー連動電動マガジンやモーターブレーキ回路などつくろうと考えています。

なのでカスタムを考えるシリーズ続きので良かったらお付き合いください。

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この記事を書いた人

自動車メーカーの元エンジン設計者。15年の職務経験から機械設計の技術を伝授します。

コメント

コメント一覧 (9件)

  • エアガンのメカ、電気回路が好きなお節介じじいです。

    「電動ガン」「MOSFET」「スイッチ」等で画像検索していたら、気になる回路図が・・・
    「XCORTECH XET304μ MOSFET」の写真の注釈が・・・

    で貴殿のブログを拝見させていただいております。

    例外はありますが、大体、プリント基板上の「Q」は単体のトランジスタやFETの、「U」は、IC等の連番の頭文字?です。
    したがって写真の「M・F」のチップ部品はトランジスタ、「U1」は、何らかのICだと思われます。
    その形のコンデンサ、抵抗は見かけたことがないのです。
    (既に現役を退いているので間違っていたらすいません。)

    それとその回路図では、コンデンサーによってDC(直流)がカットされるので動きません。
    コンデンサーの容量によっては、ほんの一瞬、FETのゲートがONするだけです。

    「間違えを読者様に教えていただき修正しました。」とのことですが、何か意思疎通が上手くいってないように思われます。

    • ガナさん様

      コメントありがとうございます(ブログを見て頂きありがとうございます)。

      プリント基板の電子デバイスはデバイスの型番からネットで調べてみました。しかしながら当方は機械設計(エンジン)がメインでその制御に必要な制御ロジック(ブロック線図)までしか組んでいなく電子基盤の実装は見ていただけなのでガナさんのおっしゃていることが正しいと思います。

      また回路図に関しては個人的なイメージで半導体デバイスは過剰な電圧、電流に弱い、熱に弱いイメージがあったので何かしらの保護回路(スナバ、ローパス)が必要かと思いRC回路を付け足したつもりなのですがRとCが逆、そもそもの取り付け位置を間違えていることに気付きました。

      なので記事の内容を再度、考えているところです。

      貴重なアドバイスをありがとうございます。

      余談ですがエンジンは大きな熱、振動などを外部に与えるのでエンジン付近に電子デバイス(センサー含む)を付ける場合にデバイス保護(物理的な保護)にものすごく苦労しました。なので過電圧、過電流だけでなく物理的にも物凄く気を使わないといけないという意識があります。

  • 再び、エアガンのメカ、電気回路が好きなお節介じじいです。

    当方のコメントに対応ありがとうございます。
    いきなりですが、回路図は修正前の方がMOSFETの接続は正しいと思われます。

    「XCORTECH XET304μ MOSFET」写真(他のウエッブサイトも参照)を拝見した限り、

    ★基板上にコンデンサは載ってません。流石、中国製。

    MOSは、表記の型番で検索しても今のところデーターシートが見つからず規格が不明。
    30V/200Aということは、1chip/100Aでしょうがカタログの最良値そのまま記載している
    だけでしょう。ですので、半分に見積もった15V/100以下で使用した方が無難ですね。
    電動ガンでは、十分でしょう。安いですし。

    モノが無いので写真のみで判断した限り、POWER(大電流)ラインは、

    [V+]–[U1]電源[+]–[D2]カソード——————————-モーター[+]
    [D2]アノード–[MOS1][MOS2]ドレイン–モーター[-]
    [V-]–[U1]電源[- ]——————–[MOS1][MOS2]ソース

    と判断できますが、コントロール側の配線パターンが写真のみではむつかしい。

    トランジスタの1端子が[V-]に接続されているようですので
    MOSFETのゲートoff用の為でしょうか?
    (入力容量Cissに溜まった電荷をゲートを[V-](GND)にショートして放電する)

    [V+]–トリガー(SW+)
    トリガー(SW-)–(TRIGGER)[U1]入力
    [U1]出力(正)–[R1(202)]——–[MOS1][MOS2]ゲート  
    [U1]出力(負)–[Q3]Trベース]
    [Q3]Trコレクタ]–[MOS1][MOS2]ゲート  
    [V-]———————[Q3]Trエミッタ]

    [R1(202)]は、ゲートに対して抵抗2KΩでは大き過ぎないかと思ったら、
    片側が[V-]に接続されているようにみえ、[MOS1][MOS2]ゲートのパターンラインが
    [R1(202)]下を通っているようにみえます。

    [V+]–トリガー(SW+)
    トリガー(SW-)–(TRIGGER)[U1]入力
    [U1]出力(正)–[R1(202)+]——————–[MOS1][MOS2]ゲート  
    [U1]出力(負)—————[Q3]Trベース]
    [Q3]Trコレクタ]–[MOS1][MOS2]ゲート  
    [V-]———————[R1(202)-]–[Q3]Trエミッタ]

    でしょうか? これ以上は、現物を見ないとわかりません。

    [U1]はおそらく「SOT-23-6」パッケージ(外形)のゲートドライバICでしょう。

    MOSゲート保護の抵抗もツェナーダイオードも無い。流石、中国製。

    ★「MOSFETの出力容量を表していると思います。」違います。容量がデカすぎます。

    今回の回路図は、申し訳ありませんが、不味いです。

    回路図は修正前の方がMOSFETの接続は正しいと思われます。
    モーターに並列にダイオード・コンデンサは正しい接続ですが
    今回の回路図ではおかしいです。

    大電流が流れるラインにスイッチ付けたらMOSFETの意味がありません。
    元電源オフのでしたら意味があるかもしれませんが。
    電池機器はある程度の期間使わない時には電池を必ず抜くべきです。
    大体電池端子の劣化・腐食は、電源オフに関わらず電池を入れっぱなしでおこります。
    (電気は流れてないはずなのに)

    パワーライン(電源・大電流・大電圧)とコントロールライン(小電流・小電圧)と分けましょう。

    MOSFETのD-S保護ダイオードは普通は付けませんトランジスタなら必要ですが。
    なぜかというと回路図のMOSFETのパターンにしっかり寄生ダイオードを
    お書きなっていらしゃる様にMOSFETは構造上、
    D-S間に寄生ダイオード(ボディダイオード・内蔵ダイオード等呼ばれる)が生成されます。
    このダイオードの耐圧電圧・電流は、そのMOSFETと大体おなじです。
    (たまに元のMOSFETの1/2の耐圧だったりするのでデーターシートは必須です。)

    今回の回路図のMOSFET周りの保護コンデンサは要りません。
    誤動作をするようになりかねません。

    MOSFET(MOSに限らず、半導体素子にはには、寄生容量が存在します)には、

    入力容量Ciss = ゲートソース間容量Cgs + ゲートドレイン間容量Cgd
    出力容量Coss = ドレインソース間容量Cds + ゲートドレイン間容量Cgd
    帰還容量Crss = ゲートドレイン間容量Cgd

    があり、大電流タイプは肥大化します。

    増幅回路(アンプ等)や高速スイッチング回路(電源やロジック回路)ではこいつに苦労します。

    ほぼ単純なスイッチ回路である、電動ガンMOSFETスイッチでは、
    ほとんど気にしなくいいのですが。
    特に入力容量Cissを増やしても動作が鈍くなるだけです。

    大体の自作や安いMOSFETスイッチでは抵抗3本で済ませている様です。
    ゲートに接続する分圧[+]抵抗[R1](3K~50KΩ程度)
    ゲートに接続する分圧[-]抵抗[R2](500~3KΩ程度)
    ゲートに接続する保護抵抗 [R3](100~500Ω程度)
    (オマケとしてスイッチ保護?抵抗 [R4](0~100Ω程度)無くてもいい)

    [V+]—————-([R4+])–[R1+]
    トリガー(SW+)–([R4-])
    トリガー(SW-)————[R1-][R2+][R3]—MOSFETゲート★注意
    [V-]——————————-[R2-]

    ★注意:トリガーオンの時、分圧電圧がMOSFET完全オン電圧になるように
    トリガーオフの時、分圧電圧がMOSFET完全オフ電圧になるように
    [R1][R2]を設定する。

    ★抵抗[Rx+]等+/-は端子のどちらか一方に接続、符号無しは直列に接続。

    POWER(大電流)ラインは、上記と同じです。(MOSFETは、許容範囲なら1個でもいい)

    さて、ここで問題なのは、分圧[-]抵抗[R2]です。
    トリガーオンの時、[V+]がかかります。
    抵抗値が低いと当然電流が多くなり良くないのですが、
    抵抗値を大きくとると入力容量Cissに溜まった電荷がMOSFET完全オフ電圧になるまで
    時間がかかるのです。
    大体の自作や安いMOSFETスイッチではトレードオフというか割り切って
    設定しているわけです。

    「XCORTECH XET304μ MOSFET」のトランジスタが
    (入力容量Cissに溜まった電荷をゲートを[V-](GND)にショートして放電する)
    と考察したのはこのためですが、「M・F」のチップ部品の形状はトランジスタはもちろん
    ダイオード、小信号MOSFET等様々なパッケージがあり特定できません。

    *蛇足
    半田付けのお話は、概ね正しのですが、「MOSFETの限界温度(動作)」と「半田付け温度」は別物です。でないとリフロー(表面実装半田付け装置)で生産できません。

    「MOSFETの半田付けは、スピード勝負」経験上、全く正しいのですが、コテの温度は高めにして半田を「付ける」のではなく、「流し込む」ギリギリがよいのです。
    この「流し込む」場合、基板、接続する部品またはケーブルが同じ温度になるように
    コテをあてなくてはならず苦労します。
    ケーブル等も先に予備半田しておきます。固くなるので曲げる時はラジオペンチ必須です。

    あとフラックス入り半田であっても、
    フラックス(液体のやつを薄く塗った方が)を使った方が効率がいいです。

    *さらに蛇足
    貴殿の「電動ガンのSBD(ショットキーバリアダイオード)」の考察で
    「漏れ電流IRの増加でますます温度が上がるという悪循環になるとSBDは壊れます。」
    は経験上でしょうか?
    確かにその理由で壊れるのも事実ですが、私の経験では直流モータ回路では、
    耐電圧を越えた場合が多いです。(ダイオード、MOSFET、トランジスタ、IC等)
    これは、「DCモーターの逆起電力」だけでなく、モーターのコイル
    自己誘導作用で発生する電圧を考えていなかったためでこれを考慮すると
    ややこしいことになるのと電動ガンのバッテリー電圧からあまり考えず
    耐圧を少し大き目して逃れましょう。

    貴殿は専門が機械(+制御)だったそうで、私は機械系はNCをいじったくらいで
    もうラダー図も忘れていますが、電動ガンのメカboxを見ると
    「もう少しどうにかんらなかったのか?」と思ってしまいます。

    当方、歳が歳のお座敷シューターにもかかわらず、
    昔取ったなんとやらでお節介させて頂きました。
    貴殿の考察は基本を考えるのにためになります。

    • ガナさん様

      大変、貴重な多くのアドバイスをありがとうございます。

      Xcortechの基盤の解析は私にはよくわからないので深入りするのを辞めてみました。また回路図は考え直してみました。

      SBDの熱に関してですが私はエンジン設計者でSBDに限らず半導体素子は熱と振動で壊れていくのをよく経験しましたので熱に敏感になってました。特に厳しいのがエンジンの燃料インジェクターでした(他のソレノイドも同じ)。

      コイルの自己誘導、共振による高い電圧や外部要因のサージ電圧などの対策は電装部門やサプライヤーさんが対策済みで私の手元にくる段階ではあまり気にしていませんでした。

      電動ガンの機構に関しては量産性、コストなどを考えると妥当な気がします(気なるところは確かにある)。ガナさん様が触れたNC工作機械は数ある機械の中でも最高峰に精密かつ高価格なモノなので比較するとショボく見えるのはやむなしだと思います(NC工作機械は機械の王様という認識)。

      私の今後の展望ですがマイコン(ラズパイ、アルディノ)を使って自分で制御回路を作る予定ですので良かったらアドバイス下さい。

      ちなみに自分の専門は機械、エンジン設計で電気はメカトロ制御の論理設計(ラプラス変換で式を立てたりブロック線図、応答曲線のボード線図を書くまで)くらいまでが業務範囲で実際の基盤設計、回路設計(E-CAD)は電装部門だったので未知の領域です(大学の電気工学で終わりなので実装ができない)。

      よっておかしなところが散見されるかもしれませんが暖かく見守っていただけると幸いです(電装分野は自分と読者の方が共に勉強していくイメージ)。

  • 度々、失礼します。(ちょっと手が空いたもので)

    投稿するとスペース省略されるのですね。変な図面?になってしまいました。

    エンジンですか、自動車のガソリン・エンジン系の仕事に組まされた事がありますが、
    二度とやりたくないないのは確かですね(笑)。

    確かに振動と熱は電気回路には鬼門です。
    当方はセンサー系からは逃げられましたが・・・。
    オルタネーターとイグニッションコイルからのノイズは如何ともしがたく・・・。
    電源をコイル・コンデンサ・サージアブソーバを通して絶縁型DC-DCに逃げました。

    その仕事の後しばらく、カーステレオは、なぜ?ちゃんと動作するのか不思議でした。

  • 「NC」機械屋さんに良く勘違いされるのを失念しておりました。
    こっちの「NC」は、多軸の工作機械のCNC(コンピュータ数値制御)ではなく、
    板金屋(設備)?の分野、三菱やオムロン等シーケンス制御(PLC)、
    所謂リレーシーケンスとか言われる分野です。

    現在では「NC」と言えばNC工作機械のCNC(コンピュータ数値制御)のことで、
    昔の「NC」は、「PLC」呼ばれているみたいですね。

    *閑話休題

    ラズパイ、アルディノですか。私の世代では無いのですが、高機能ですね。
    色々、情報も豊富です。遊ぶには最適だと思います。

    ラズパイは、初期のころは¥1万以上しなかったと記憶しております。
    現在のはwindousのエミュレータも動く(使用に耐えられるかは不明)程、高機能。
    そこまでいくとオプションの費用もバカになりません。
    電動ガンのモーター制御だけでは無くボードコンピュータとして楽しむには
    最適だと思います。

    欠点で言えば、

    ボードコンピュータなので電動ガンに組み込むにはでかい。
    (下位モデルに小型のものありますが)

    電動ガンのモーター制御だけに使うには高機能過ぎてもったいない。

    現在、品不足で高価(プラグインブラシレスモーターが買える)。

    電動ガンのモーター制御には、1chipマイコンが主に使われています。
    MICROCHIP社のPICマイコンと、ATMEL社のAVRマイコンが主流でしょう。
    確か、ATMEL社はMICROCHIP社に買収されたと思いますがマイコンは両方出荷してます。
    機能も種類もパッケージも豊富、
    高い(高性能)は要らないので1個¥500くらい物で十分でしょうか?

    欠点で言えば、

    ラズパイ、アルディノ等より情報が少ない。
    (同シリーズの1chipマイコンでも完全に同じ品番の情報が無い場合が多い)

    開発ツール(プログラム書込み機器)が必要かつ、割と高価[¥4,000~¥10,000位]

    MICROCHIP社のPICマイコンならば、退職時にガメ・・・退職時に減価償却?
    廃棄予定?だったものを多数所有しておりますが?いります?
    PIC24FJ64GB002-I/SP 28pin PDIP
    dsPIC33EP256MC502-I/SP 28pin PDIP
    PIC32MX250F128B-I/SP 28pin PDIP
    等々。
    まだありますが、パッケージが64pin TQFPとかなんで使いずらいと思います。

    それぞれ、10個程度、良く使われている[PIC16][PIC18]で無いのが何とも・・・
    それらよりも高機能なのがまた何とも・・・

    型落ちですが「pickit3」開発ツール(プログラム書込み機器)も予備が余っております。
    お暇な時にウェブで検索して情報をお集めください。

    興味があるなら、メールでも送ってください。

    話の途中で出てきた「プラグインブラシレスモーター」ですが
    「OPTION NO.1」ブラシレスモーターしかありません。
    (他のメーカーは怪しすぎる)

    ただ、これを使ってしまえば、(MOSFETスイッチは必要ですが)
    なんとなく、負けた気がします。

    基本は、東京マルイ EG-1000モーター 一択ですけど
    東京マルイ サマリウム・コバルトモーターを買うくらいなら
    コッチを選択します。(値段高いけど)

    *蛇足
    電動ガンのメカboxのことですが、構造もありますが、一番なにがイヤかというと「重い」

    ダイキャスト製なのは、我慢しても、新しいモデルのメカboxを見ても強度計算して肉抜き
    されてもおらず、角の応力集中を逃がす形状にもなっておらず、
    「これ力掛けたら折れない?」箇所を増やすという暴挙・・・・。
    製品のフィードバックがされているのか疑います。
    あえて金型をコピーしやすい様にしているのか?と思ってしまいます。
    (まあ、そのおかげで、パーツ購入には苦労しないですみますが。)

    ガスガンの出来とのレベル差(あそこまでのレベルなら値段も理解できますが。)
    に対して値段が高いと感じてしまうのです。
    (メーカーとしては、中華のコピーにも動じない程のドル箱なんでしょうか?)

    あまり「重い」とは関係ない愚痴になってしまいましたので悪化しないうちに
    失礼いたします。

    • なるほどPLCのことですか。私のイメージではでっかい制御盤がついている工作機械ですね。

      いずれにせよプロが使う工作機械は機械の王様だと思います。

      ラズパイ等のマイコンは自分的にはFCUの検討開発に使って制御ロジックを決めた後に汎用基盤に論理回路等の電子デバイスを使って実装用の回路を作ろうと考えています。

      流石にラズパイ等のマイコンをそのまま電動ガンに搭載するには大きすぎる、高機能すぎると思ったいます。

      OP1のブラシレスは当方も使ったことがあってブログの記事にしています。高いですけど何も考えずに組めるので楽だと思いました(これが負けた気分?)。

      最後に電動ガンのメカについてですが各部品のツメの甘さは仰る通りかと思います。ボックス本体のみならずギヤの設計や基本的で重要な位置決めなど疑問に思うポイントは多数あります。

      ただ構造的に成立していること、各部品のツメの甘さが消費者である私のようなモノでもイジる余地が数多にあると思うのでアリだと思っています(人の生命に関わる自動車のような機械では許されない)。

      良ければ今後も楽しんで頂けると幸いです。

  • 今回の回路図はもう少しでです。(上から目線?)

    貴殿の「MOSFET」関連のブログを拝見させていただきました。
    経験上、余程に苦労なさったと思われます。だからか「MOSFET」の保護が過剰です。
    「よくよく考えるとDCモーターが発生する逆起電力は瞬間的にかなり大きいのでSBD回路にも保護回路(スナバ回路)を付けた方が安全な気がします。」
    と正解と言うか、適切な方も認識していっらしゃるのに「MOSFET」の保護の方に行ってしまってます。

    前に書いたように「MOSFET」寄生ダイオードが存在しますから保護回路のSBDもとってしまいましょう。

    スナバ回路は、スイッチ、リレー、ソレノイド等の物理的に接点があるものに有効です。

    「MOSFET」はスイッチ動作させていますが物理的に接点があるわけでは無く(ゲート電圧によって)
    超高抵抗から超低抵抗に可変するボリュームの様な物とお考え下さい。

    アナログアンプ回路(増幅回路)等は、ゲート遮断電圧(超高抵抗・所謂オフ状態)から
    ゲート稼働(飽和)電圧(超低抵抗・所謂オン状態)の間を利用しています。
    (トランジスタでも同じ様なものです。)

    スナバ回路もとってしまいましょう。

    逆にDCモーターの、自己誘導、逆起電力の処理の為、SBD、スナバ回路をDCモーターに取付ましょう。

    電動ガンのモーターはオン・オフ動作で常に一定回転してないのでスナバ回路の定数が決められません。
    面倒なので抵抗を無くしてコンデンサだけにしましょう。(いい加減ですけどね)
    つまり、モーターにSBD、コンデンサを並列接続します。
    これで、モーターの自己誘導、逆起電力はモーター回路部分でルーフされます。

    そして完成、自作や売られている安いMOSFETスイッチと同じ回路となります。

    *蛇足
    実際には、「MOSFET」に限らず半導体素子をスイッチング動作させると単電源にかかわらず一瞬マイナス電位になります。
    ロジック回路等、オシロスコープで観察するとヒゲの様なものが発生のがわかります。
    経験上これは無くせません。(配線パターン、バイパスコンデンサ等、要因がわかりづらいかつ、わかっても修正不可能)
    誤動作しない程小さくさせるしかないのです。

    以上、しつこい、エアガンのメカ、電気回路が好きなお節介じじいからでした。

  • *蛇足の*蛇足

    誤解を招く恐れがあるので追記
    「一瞬マイナス電位になります。」では、必ずプラス電位がマイナス電位になるような誤解するするような書き方でした。
    そうでなく、ある程度高速ロジック回路等で、起こることですね。(発生しない回路もある)
    当方もかなり経験に偏っていますね。失礼いたしました。

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