【パワーメーター】3DP 2台体制で試作加速<針メータ、Crankエンコーダ>

8月5,6日のMFT2017までに、試作するモノたくさんあります。ここ2ヶ月実験ばかりやってきたので、モノ不足となってました。3DPで大物プリントすると10時間とか消費するので、2台体制で試作を加速します。

2台目は、3D SystemsのCube 2’nd generation です。信州MAKERS立ち上げのお祝いに友人から頂いた3DPです。友人は新しモノ好きで、3DPがブームになった2013年に十数万円で購入したみたいですが、ほとんど使ってない極上品です。
私もHIC TOP PRUSAの面倒見で、Cube全く使ってなかったのですが、MFT2017の納期が厳しくなってきたので慌てて設置して動作試験しました。

CUBEシリーズはクローズマシンで、フィラメントもカセット入り、ソフトも専用、ファイルも専用フォーマットと今どき全くはやらない仕様の3DPです。しかも、アプリをダウンロードするサイトが3DP不況で2015に閉鎖してしまって、アクティべーションもできなくなってます。中古で買った人は、大損する機種です。アプリを入手するために、3D systemsにメールしたら
早速案内が帰ってきました。ここにダウンロードファイルがあるそうです。
https://prod.cubify.com/support/cube2/downloads
ダウンロードして、ソフト開くとお子さま向けソフトのような単純な仕様のソフトでした。何も考えずにすぐプリントできるというコンセプトだと思います。設定がほとんどありません。
Simplify 3Dを使っていると面くらいます。

例によって、アオンドロイドのロボットの頭だけプリントしてみました。結構速いプリント速度でした。中身がすかすかの設定でした。こんなすかすかで造形したことがありません。

仕上がりは、

仕上がりは、まあ中くらいレベルでした。凹凸は小さいですが、
ときどき大きな段差がでます。私は、なめらかさを重要視しない使い方ですので、強度的な面が心配です。
●MyPowerMeterにおいて3DPで試作するモノ
①クランクエンコーダー
1:エンコーダホイール
2:クランク取り付けアーム
3:ホールセンサ取り付け台座
②アナログ針式パワーメーター
4:ケース
5:針
6:文字盤
7:ケースアタッチメント
③CPUケース
8:サドル下取り付け蓋
9:ケース

●クランクエンコーダ ホール素子磁気エンコーダ式検討
GearToothセンサが歯先との距離が近すぎて、フレームのたわみがノイズになってしまうので、この方式をやめて、ホールセンサで磁気エンコーダホイールを読み取る方式にしました。
ホール素子も距離が2ミリと近すぎるのですが、強力な磁石で
磁界をあたえると飽和状態になって保持されます。逆性磁極が近づけば逆性で飽和するそうです。
http://jiki-sensor.com/qa/qa110809.html
この現象を利用すると20ミリ離れていてもホールセンサで認識ができることが判りました。

ホール素子は秋月のOH182というGearToothセンサを購入しました。アンプ付ですが出力電圧差が入力5Vで0.4vと0.8vしか差がでませんのでコンパレータをかます必要があるそうですが、部品を増やすのが手間、スペース、コストの無駄なので、センサからそのままCPUのAD変換ピンに突っ込んで電圧測定して磁気の有無をセンシングすることにしました。
これで動作実験できたので、エンコーダ設計始めました。

左クランクの裏側にネオジ磁石円盤φ10を24個並べてNSNSと極を交互に並べればセンサを通過するごとに電位差が生じますので、1周24個の矩形波が得られるはずです。検出距離が20ミリ前後あるのでフレームのたわみ振動でも大丈夫だと思います。ほこり、水にも強いので、実使用で使える可能性があります。

●以後
さらに、6分力計のMz部以下のフォースプレート部の3Dプリントが残っていて、組み立ててからさらに改良をしていかなければならないので、6月末で、パワーメーターは、MFT2017展示レベルに到達していなければならないという日程になってます。今回は、パワー精度はいまいちですが、面白さをアピールする展示でいこうかと思います。精度が必要ならPowerTapをお使いになることをお薦めします。

 

 

 


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