2015-01-24

ミニ四駆ラジコン3号機の基板設計

基板設計ができました。一晩寝かして明日検図します(笑)

2015-01-19

ミニ四駆ラジコン3号機回路図

回路図というほどのものでもないけど、とりあえず描きました。

ミニ四駆ラジコン3号機回路図

BLE Nanoに搭載されているLDO(TLV70433DBVR-ND)は出力150mAで、ドロップアウトがIout=100mA時に850(typ)〜1100(max)mVとけっこうでかいです。3.7VのLiPoバッテリーを使うので、ドロップアウトはあまりとれません。また、距離センサを搭載した場合、そちらに数十mAは取られます。そのため、ベース基板にLDOを設けました。
採用したLDOは、たまたま在庫があったTC1262-3.3VDB。出力500mAで、ドロップアウトはIout=100mA時に60(typ)〜130(max)mV。Iout=500mA時でも350(typ)〜650(max)mVです。そのかわりちょっとパッケージが大きい(SOT-223)ですが。

2015-01-17

まずは2Dのスケッチ

ロボット製作

いまいち3DCADの感覚がつかめず、まずは方眼紙に2Dのスケッチを描いてイメージをまとめる。

2015-01-07

3Dプリンタと3DCADについて

ロボット製作

ミニ四駆ラジコン3号機では3Dプリンタによるシャーシ製作を検討しています。

3Dプリンタ出力サービスと自家用3Dプリンタ

近ごろでは、ダヴィンチやSCOOVOやCubeXといった、廉価な既製品の自家用3Dプリンタがありますし、atomやPRN3Dといった組み立てキットにも魅力があります。しかし、今回は3Dプリンタ出力サービスを利用しようと思います。その理由は次の通りです。

3Dプリンタ自体が目的ではない。(プリンタのお守りに手を取られたくない。)
そう頻繁に造形するわけでもなく、一晩で試作したいほど急ぎの用途でもない。
自家用よりも出力サービスのほうがはるかに高精度。(ガタガタ積層じゃない。)

3Dプリンタ出力サービスには、DMM.make(国内最大手)やShapeways(海外最大手)があります。今回は国内サービスで送料無料なDMM.makeを利用することにしましょう。

3DCAD

3Dデータの作成に用いるソフトには、大きく分けて3DCADソフトと3DCGソフトがあります。前者は機械などの幾何学的な造形向き、後者はフィギュアなどのフリーフォームな造形向きと言えます。今回はミニ四駆のシャーシという機械部品を製作するのですから、3DCADを用いることにします。3DCADソフトと3DCGソフトには次のようなものがあります。

Autodesk 123D Design　無償の3DCAD。DMM.makeのサイトにチュートリアルあり。ごくごくシンプルなUIで初心者向きぽい。
DesignSpark Mechanical　無償の3DCAD。RSコンポーネンツが提供。123D Designよりは本格的ぽいUI。
SolidWorks　業務用3DCAD。シェアが高く情報も豊富。とはいえ個人の趣味ではちょっと手が出ない。
Rhinoceros　業務用3DCAD。フリーフォームのモデリングに特化し、工業デザインなどで使われる。
Shade　3DCGソフト。まあ個人でも買えるお値段。フィギュア作るならこっち。DMM.makeのサイトにチュートリアルあり。
Photoshop CC　フォトショでも3Dモデリングできるらしい。知らんけど。

今回は、Autodesk 123D DesignとDesignSpark Mechanicalを候補とします。

データ形式

3Dデータのファイル形式には色々なものがありますが、STLというのが標準的です。

素材

一般的な自家用3Dプリンタでは素材はABS樹脂かPLA樹脂ですが、DMM.makeではじつにざまざまな素材が選べます。

ナイロン(ポリアミド)　耐熱性と靱性(粘り強さ)に優れた樹脂。安価。
ABSライク　強度と剛性(変形しにくさ)に優れた樹脂。「ライク」ってことはABS樹脂そのものではない？
アクリル樹脂　なめらかな造形ができるので、模型やフィギュアに向く。
その他の非金属系(石膏、ゴム風)　フィギュア向け。機械には向かない。
金属系(チタン、マルエージング鋼、ニッケル合金)　強度は抜群だけど、ミニ四駆に使うには重すぎる。そもそもすこぶる高価。
貴金属系(銀、金、白金)　アクセサリー向けなのでアウトオブ眼中。

余談ながら、自家用3Dプリンタで一般的なABS樹脂かPLA樹脂に関していうと、

ABS樹脂　成形温度高く、熱変成で失敗しやすい。強度に優れる。加工性良い。塗装しやすい。臭い。
PLA樹脂　成型温度低く、熱変成小さい。熱に弱い。硬くて削りにくい。塗料の乗りが悪い。香ばしい。

今回は、ナイロン、ABSライク、アクリルを候補とします。
ちなみに、通常のミニ四駆のシャーシはABS樹脂でできています。同じプラスチックのように見えて、ボディのポリスチレンよりずっと硬いのは削ってみれば分かります(^^)

2015-01-05

ミニ四駆のギアについて

ロボット製作

ミニ四駆ラジコン3号機のギアボックス設計を検討します。

ギアのバリエーション

ミニ四駆のギアはけっこうバリエーションが複雑です。タミヤのサイトに下記のような表があります。

S2シャーシのギア

今回、ベース車両とするソニックセイバープレミアムは、S2シャーシで、キット付属のギア(超速ギア)は下記の構成となっています。

ピニオン：紫ピニオン(8T)
カウンターギア：G17水色 (24T/22T)
スパーギア：G18黄色 (26T)
ギア比 = 26T/22T * 24T/8T = 3.545:1

自作ギアボックスのギア検討

あまり複雑なギアボックスにしたくないので、カウンターギアは噛まさず、ピニオンとスパーギアのみの構成とします。しかし、上記のキット付属のギアを使うとギア比が 26T/8T = 3.25:1 と高速すぎるギアになってしまいます。ミニ四駆ラジコン2号機ではモータドライバのドライブ能力の関係上、ギア比 3.545:1ですらちょっと始動トルクが苦しい感じでした。そこで別のギアを使うことにします。入手の容易なミニ四駆用ギアとしては以下のものがあります。

このいずれにも含まれる G6黄緑というスパーギアは30Tです。これとキット付属の紫ピニオン(8T)を組み合わせると、30T/8T = 3.75:1 とまずまずのギア比となります。これを採用することにしましょう。