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電子工作やってみたよ

回路シミュレータで数学のe (ネイピア数)を導いているのをみつけました。
先日(2017年10月29日)のブログでHP電卓を使ってeを求めて見ましたが、同じ値がアナログ電子回路だけで出てくるなんてとても不思議ですね。
ただこれはあくまでシミュレータ上での動作です。
本物の回路で動作させるには疑問点がありますね。
ひとつは 無限大を使うために10kVをアンプに入れていますが、現実にはこの電圧を入力できるものは存在しないと思います。
もうひとつ べき乗器 XのY乗なんて動作するアンプは存在するのかしら。
掛け算器やlogアンプは在りますけれど、これをうまく組み合わせるとべき乗器が出来るのでしょうか。
このへん実物で動作するか、トライしてみたいですね。
数式が書いてありますが、まったく回路図と同じですね。 まあ これが本当のアナログコンピュータなのでしょう。

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この回路の出典は、 サーキットビューア(回路シミュレータの商品名称)のサンプル回路に載っていました。




わが家の庭のイチョウの木です。 本物はほぼ黄色なのに写真で見るとかなり緑色なのですね。
手入れが大変なので高さを2m位(背の高さよりちょっと高いだけ)にしたのに今は3m位に伸びてますね。
また思い切り短くしようかな。

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by telmic-gunma | 2017-11-12 22:23 | シュミレータ | Trackback | Comments(2)

10年以上むかし コッククロフト昇圧回路の動作で仲間と議論したことがあります。
段数の多いコッククロフトにおいて格段のダイオードやコンデンサーに流れる電流は一番上の段と一番下の段で違うのか、同一なのかということでした。
(段数としては 5~6段として)
わたしの直感では一番下の段は最上段の数倍流れるだろうとおもっていました。
理由は東京タワーの下側は幅が広く上に行くほど細くキャシャになっているのと同じくコッククロフトも下の回路は上段も支えなくてはならないから大きな電流が必要になるだろうと考えました。
結局その場の結論は、上も下も同一だろう、ということになりました。
理由は、一つの導体のループはどこを切っても電流は同一だ、ということでした。
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シュミレーションの精度についてコメントをいただいたことから昔のことを思い出したので回路シュミレータ(サーキットビューア)で試しました。
ダイオード 1段目の最大電流は13.2A 5段目の最大電流は10.0A 比率は1.32倍
でした。
コンデンサー1段目最大電流は60.2A 5段目の最大電流は10.8A 比率は5.57倍でした。
(この回路定数はかりの物ですので電流の絶対値は意味がありません)
コンデンサーの電流比5.57倍ありましたが、ダイオードでは電流比1.32倍と1段目が大きいことはわかりましたが、たいした違いではなかったですね。
シュミレータと現実の電流の絶対値の違いかなりあるかも知れませんが、このような高圧回路などでは、実測することは難しいですからシュミレータで類推するしかないのでしょう。
疑問に思ったことや現実には実現不可能な事をすぐ試すことが出来るシュミレータは、すばらしいですね。






by telmic-gunma | 2015-07-26 22:00 | シュミレータ | Trackback | Comments(3)

倒立振り子をPID制御でシュミレーションして見ました。
あくまで、こんな感じかなーといったところで定量的ではありません。
上の回路は バックラッシュ回路はないものです。
初期値は回路の右端の速度から角度に変換する積分器に傾きを与えておいて手を離してから制御に乗るまでを記録しました。
何とか安定するようです。

下の回路はバックラッシュ回路を付けたものです。 
バックラッシュはスパンの10%ですから現実にはありえない大きさと思います。
やはり バックラッシュが大きいと最後まで安定しませんね。
いかにバックラッシュを小さくするかが制御の要でしょうか。

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by telmic-gunma | 2015-07-01 18:48 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Trackback | Comments(0)

倒立振り子を回路シュミレータで動かすため、まず機械要素、物理要素の部分的なところを個別に回路に置き換えて行き、最後に全体をまとめるようにして見たいと思います。
まず、ソフトが移動の指示を出してからモーターが回転し振り子が床の上を動くまでの時間的、機械的なロス、バックラッシュを回路に置き換えるところをやって見ます。
回転方向がいつも同一方向に動いているだけなら関係ないですが、倒れないように、いつも前進後進を繰り返すときこのバックラッシュは、制御の安定性に大きく関係するはずです。 この前製作したビュートバランサー2のマニュアルをよく見直したら、床に接する車輪の軸の前後方向への遊びが0.5mm以下になるようにすると書かれていました。
ここを見落として3mmぐらいのガタのまま動作させたので不安定だったのですね。
最初バックラッシュの動作を理解していなかったのでとんちんかんなことをやっていたのですが、
1、入力と出力の動作はある位置的な遅れをもって平行に動作する。
2、動作が折り返すところでは、入力が出力を逆方向にリードするまで、出力は停止する。
この条件を満たす回路として下記のになりました。
ツェナーで遅れ分の電圧を出しています。この電圧を変えれば自由に設定できます。

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by telmic-gunma | 2015-06-22 14:28 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Trackback | Comments(4)

シュミレータにおいて、負荷の両端電圧(50Hz)をフィードバックして2kHzのパルス幅そのものを制御することによりきれいなサイン波になりました。
下図の右側のオレンジ波形が目標とするサイン波でピンクのすこしぎざぎざしたものが負荷の両端電圧です。
今までのやり方は、サイン波になるはずだというパワーを垂れ流していただけでした。
フィードバックすることにより、負荷の変化を与えてもサイン波の形は変化しなくなりました。
実回路で同じ動作させるには、ハードとソフトの両方をかなり改造する必要がありますね。
dsPIC3013のAD変換スピードはどのくらいだったかな。 仮に100uSecとすると50Hz 1サイクル20mSecのあいだに200回サンプリングできてギリギリいけるんじゃないかな。
まあ やってみるのが早いんでしょうけれど.
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by telmic-gunma | 2015-04-19 23:27 | 電子工作_電源 | Trackback | Comments(6)