太陽電池の選定に迷う

　年明け後は凧揚げ大会の凧造りに没頭していてここしばらくプロジェクトからは脱線していました。さて、先日次期チャレンジ艇の動力用としてサンプル的に購入したブラシレスモーターですが、その後このモーターの性能を調べるためネット上を検索したところ、断片的ですが参考になる性能値が掲載されているところがありました。それによるとLi-Po,2cellの電源で6*3ペラを回した場合、およそ9,500回転、そのときの電流値は2.5Aほどになるようです。昨年までのチャレンジ艇の仕様では動力用電源としてニッケル水素バッテリーを用い、搭載された7Wクラスの太陽電池はこのバッテリーへの充電用という位置付けでした。次期チャレンジ艇では太陽電池そのものを直接メイン電源として用いる予定で設計を進めています。太陽電池の能力はおぼろげながらこれまでの倍以上の18Wクラスを考えています。先日購入したモーターと18Wクラスの太陽電池の組み合わせでもかなり行けそうな気がしています。
　そこで問題なのが太陽電池の選定です。一般に市販されている太陽電池の中には確かに18W前後のものがありますが、そのほとんどが汎用製品のため、船体に搭載するには重すぎることと1枚物のパネルでは電圧が限定され、船体のデザイン上も自由度がなくなってしまうことです。なにせ未だ開発途上の船のためデザインの自由度が失われると先に進めなくなる可能性があります。昨年までの船では1.5V,500mA程度の小さな模型用モジュールをかき集めて使いましたが、こちらの方がはるかに自由度が高いように思います。ただ、これらのモジュールも重量的には決して軽量とは言えません。ここ数ヶ月太陽電池に関してはいろいろ検討していますがなかなか結論が出ません。最近になって球状シリコン系太陽電池と言う比較的新しいタイプの太陽電池が出回っている事を知りました。これは画像を見る限り、かなり軽量な太陽電池のようです。ただ、これまでの結晶系と比べて性能的にどの程度のものなのか不明な点があります。太陽電池の選定にはまだ時間がかかりそうです。

風が..................(>_<)

　昨年の凧揚げ大会が不甲斐ない結果に終わり、今年は満を持して正月早々から大会で揚げる凧造りに専念してきました。しかし、待ちに待った大会当日の今日、会場に足を運ぶと風が全くありません。空はどんよりとした曇り空、はるか遠方まで霞がかかったような状態で、この時期としては珍しい気象状況です。。模型飛行機を飛ばすには最良かもしれませんが、凧揚げには最悪の条件です。１時間ほど風が吹くのを待ったものの状況は変わらず、結局一度も揚げることなく引き揚げることにしました。何ともデートの約束をしてドタキャンを食わせられたようなそんな気分です。まぁ、お天気には勝てません。
　そんなわけで凧揚げ大会の楽しみは来年に持ち越すことにしました。それまでは意欲的に製作した凧は大事に保管することにしました。ところで正月から製作に入ったのは立体凧の一種の飛行機凧ですがこの凧は弱い風でも強い風でもオールラウンドでよく揚がる凧です。実は大会直前これとは別にもう一品、大会用に製作した凧があります。

それが左の画像の凧です。昔はテトラカイトと呼んでいたような気がしますが今はテトラカイトで検索してもなかなかヒットしません。なかには「ベルの凧」という呼び名で紹介されているページもあります。今となっては古典的な凧の一種ですがどちらかと言うと強風時に適した凧のようです。この凧の魅力はなんと言ってもその造形的な美しさにあります。うまく揚がるとかなり目立つ存在です。一見すると同じ三角形を組み合わせただけで製作も簡単そうに思えましたが、いざ製作してみると小骨の部材が多く、しかも三角形を形成するための部材同士のすり合わせが必要なため意外に手間がかかります。製作時間は飛行機凧のおよそ2倍を要しました。

凧揚げの楽しみはより高く揚げることも大事ですが、より美しく見せることも大事な要素です。

ブラシレスモーターの回転テスト

　先日購入したブラシレスモーターですが、まだ実際にプロペラを装着した回転テストをしていませんでした。無負荷で回転させてみてもどの程度のパワーがあるのかわかりません。そこで今日は即席のテストベンチを製作し、プロペラを装着した状態で回転テストを行ってみました。使ったプロペラはモーターグライダー用の6×3折ペラで一般的には400クラスのモーターグライダーに使われるものです。DCブラシモーターならマブチのRS380PH辺りが適合します。モーターにプロペラを装着し、早速テスト開始です。スロットルを少し上げるとモーターが回り始めました。あいかわらず回る瞬間はなにかギクシャクした感じでブラシモーターほどスムーズな立上りではありません。コントローラを購入して初めて分かったことですがモーターをドライブする方式はセンサレスタイプのようです。もしかするとこの立ち上がりの挙動はセンサタイプとセンサレスタイプでは違うかもしれません。いったん始動してからはスロットルを上げるにつれて回転も上がっていきます。フルパワーまで上げてそのまま維持し、プロペラの回転数をこれまで使っていたDCモーターの場合と比較してみました。その結果8.4Vのニッケル水素バッテリーの場合、60から70％ほどであることが分かりました。オートカット寸前まで連続運転した後、モーターおよびコントローラの発熱具合も確認してみましたがほとんど発熱は感じられませんでした。これらのことからもう少し電圧を上げると400クラスのブラシモーターに近いパワーが得られるかもしれません。もっともこれまでのチャレンジ艇に搭載していたモーターと比較すると数段上のパワーです。

凧揚げ大会用の飛行機凧完成

　昨年は孫が通っている小学校の凧揚げ大会で手抜き工作の凧で出場して惨憺たる結果に終わりました。このままでは孫に面目が立ちません。そこで今年は汚名挽回を狙って正月早々から凧の製作に入りました。製作したのは飛行機凧、この凧の特長はなんと言っても糸目が1本だけで和凧のように複数の糸目を調整する必要が無いことと、抗力が小さく揚力が大きいため揚げた時の地面に対する糸の角度がかなり大きいことです。したがって同じ長さの糸でも他の凧に比べて有効に高さを稼ぐことができます。今回製作に用いた材料は胴体と前翼部分に4*5桧角材、後翼には3*5桧角材を使いました。弱い風のときはもう少し細い材料でも充分な強度を得られるように思いますが、なにせ大会当日どの程度の風が吹くのか予測できないため強度を優先しました。サイズは幅、長さともに900mmにして材料を無駄なく使えるようにしています。昨年の凧では骨組みにかなり細い材料を使い、骨組みに厚手の和紙を貼りましたが今年は骨組みを丈夫にした代わりに被覆材には超軽量なプラスチックフィルムを使いました。材質はスーパーに備え付けてある冷凍食品などを入れるシャリシャリの袋と同じ物ですが、今回使ったものは発泡スチロールの束を入れる業務用の袋に使われているものです。このフィルムはスーパーにおいてあるものよりかなり薄く、とても軽量です。薄いためへたに木の枝に引っ掛けると破れやすいのが欠点です。

もうひとつ昨年の凧と作りの違う部分がこの翼と胴体を結合するためのフックです。実は昨年の凧では細い竹ひごをフック代わりに使い、骨の部分に突き刺しただけでした。このことが仇となって強風であおられた瞬間、竹ひごが根元で折れてしまい翼と胴体が分離して空中分解したのがことの顛末です。今年の凧では昨年の轍を踏まないようフックは1mmのピアノ線を用い、固定方法も充分検討したうえで製作しました。突風であおられたことを想定して胴体と翼を手で引っ張ってみましたが強度は充分のようです。これで凧揚げ大会の準備は整いました。この凧で昨年の汚名を晴らしたいと思います。

ブラシレスモーターに戸惑う：その2

　筆者がこれまで模型の駆動に使ってきたモーターは全てDCブラシモーターです。ここ2年ほどこのDCブラシモーターを使って感じたのは数時間単位の連続駆動では次に駆動する際にブラシの消耗度を点検しなければならないことです。金属ブラシであれ、カーボンブラシであれモーターの累積運転時間が増すに連れ、次第に消耗してきます。そこで今年製作するチャレンジ挺では耐久性の面で有利なブラシのないモーター、つまりDCブラシレスモーターの搭載を検討しています。しかし、これまで全く扱ったことのない分野のモーターなので実際にどのようなモーターなのか見当もつきません。そこで百聞に一見に如かず、実際に購入してブラシモーターとの違いを見ることにしました。ブラシモーターとの外見上の違いに関しては昨日述べたとおりです。今回は実際にモーターを駆動してみた感想を述べたい思います。
　今回購入したDCブラシレスモーターは某模型メーカーから販売されているもので小型機用と思われます。ブラシレスモーターは専用のコントローラがないと回すことができないため合わせて同メーカー製のコントローラも購入しました。ところが家に持ち帰って製品に同封されていた取扱説明書らしきものを読んでみるとその内容の不親切なことに呆れてしまいました。モーターに添付された説明書には単にモーターのサイズ、KV値および最高電圧が記載されているだけでどのサイズのプロペラが適合するのか何一つ記載がありません。さらにコントローラの説明書にいたってはモード設定に際して送信機のスロットルスティックを最スローにするとだけ書かれているだけで、送信機のスロットル範囲をどのようにして設定するのか皆目見当がつきません。おそらく初心者の場合、この内容ではコントローラの設定がまともに出来ないような気がします。うちの製品は上級者のみを対象にしているかのような横柄な態度が垣間見えて製品に対する気配りがなさすぎます。いささかこの件で興ざめしたもののとりあえずモーターとコントローラを接続し、コントローラから伸びたBEC配線のコネクタをRC受信機のスロットルチャンネルに差し込んで回転テストの準備が整いました。取扱説明書の内容ではさっぱり設定方法が分からないため、とりあえずこれまで使っていたブラシモーター用のコントローラの設定を参考にしてセットして見ることにしました。送信機のスロットルをフルパワーの位置にしてから送信機の電源を入れます。その後コントローラと8.4Vのニッケル水素動力用バッテリーを接続してビープ音を確認します。目的とするモード設定用のビープ音が鳴ったらスロットルを最スローまで下げてみます。一呼吸置いてから再度スロットルをフルパワーまで持っていき、もう一度最スロー位置まで戻してみます。ビープ音が鳴り止んだのでどうやらうまくセットできたようです。そこで徐々にスロットルを開けていきます。モーターが回転し始めました。起動する瞬間はかなり振動が大きく、ブラシモーターほどスムーズな起動とは言えません。しかし、いったん回転してからはスロットルに追随してなめらかに回転が変化するようで。回転音はブラシモーターの音質とはかなり異なり、アウターローターが回転するためか音もやや大きいような気がします。今日はプロペラを装着しない無負荷状態で回転させたので実際このモーターでどの程度のパワーが出るのか確認していませんが次回は400クラスのモーターグライダーに装着している6×4折ペラを使ってパワーの出方を確認して見ます。

ブラシレスモーターに戸惑う(･･;)その1

　昨年7月の十和田湖横断チャレンジでチャレンジ艇Aquarius3が消息を絶って以来、今年のチャレンジに向けて新たなチャレンジ艇の製作とその仕様を模索しています。仕様変更の大きな目玉はこれまでのチャレンジ艇で使われていた推力用DCブラシモーターに代えてブラシレスモーターを採用することです。これまで2年ほど使ってきたブラシモーターは長時間連続して運転した場合、やはりブラシの耐久性が常に心配の種でした。ちなみに模型用モーターとして一般的なRE-260は4V前後の電圧では数時間の連続運転でブラシがだめになってしまいます。カーボンブラシの場合、耐久性はかなり上回りますがそれでも消耗部品に違いはありません。そこで昨今、模型の分野でも急速に普及し始めたブラシレスモーターを新たなパワープラントとして使うことにしました。しかし、筆者はこれまで模型の分野でこのモーターを使ったことがありません。身近にあるこの手のモーターとしてはパソコンの分野で使われているクーリングファンのモーター程度でした。そこで正月明けに最寄の模型店に出向き、模型飛行機用として販売されているブラシレスモーターを物色してチャレンジ艇に適合しそうなものを選んで実際に回してみることにしました。
　モーターの選択基準は6*3ペラを回せるパワーと電流値は3～6A前後で消費電力ができるだけ低いものです。しかしながらブラシレスモーターの場合、その仕様書きにはKV値なるものが記載されていますがこれを見ただけではどの程度のパワーを発揮するのか皆目検討がつきません。品定めに迷った挙句、購入したのが写真のモーターです。

帰宅後ネットで調べてみるとほぼ選択基準の範囲内に収まるパワーレベルのようです。実際に手にとってみるとこれまで使い慣れたブラシモーターとかなりの違和感を感じます。今回購入したモーターはアウタータイプと呼ばれるモーターシャフトとマグネットを張り詰めたモーターカンが一体となって回転するタイプです。フロントエンドを手に持ってシャフトを回すとモーターカンもいっしょに回る様に戸惑ってしまいます。次に気が付いたのがモーターの電源線が3本あることです。これが3本束ねた形でコイル部から突き出ています。モーターグライダーのように胴体をかなり絞り込んだ機体の場合、ノーズにモーターをマウントするのにかなり無理がありそうな気がします。あとで知ったことですがブラシレスモーターにはフロントマウント用とバックマウント用の2種類あるらしく模型飛行機に搭載するにはバックマウントタイプを購入したほうがモーターの搭載が楽なように思われます。＞＞続く

大会用の凧、生地完成

　にわか造りの凧を持参して望んだ昨年の凧揚げ大会は空に舞い上がった直後、空中分解してはかなくも散ってしまいました。このままでは模型飛行機野郎の面目が立ちません。今年の大会が近づくにつれ、昨年の悔しさに火が付き、ついに一昨日から大会にエントリーする凧の製作に踏み切りました。昨年の失敗の反省から場当たり的な材料は一切使わず、すべて適材適所の材料を揃えて製作することにしました。材料そのものの強度はもちろん大事な要素ですが凧の場合、すべて細い材料で組んだ骨組みで全体の形を形成しています。そのため骨同士を接着する面の精度の良し悪しが凧の強度に直接影響を与えます。昨年の凧ではこの点でもかなり大雑把に製作したため安定性の悪い仕上りでした。出来の良い飛行機凧の場合、数百メートル上空の比較的安定した気流の中ではまるで静止しているかのようにピクリとも動かなくなります。今年の凧は強度を重視したため、昔製作したものに比べるとやや重い感じがしますが、仕上りに関してはこれまで製作した中ではもっとも出来のよいものです。あとは被覆をして完成です。

昨年の凧揚げ大会のリベンジを期す

　孫が通っている小学校では毎年冬休み明けにスケート大会と凧揚げ大会が同時に開催されます。最近は休み前に学校から支給された凧の教材を組み立て、それを持ち寄って凧揚げを行います。しかしながらこの支給された凧、組み立ては簡単なものの恐ろしく貧弱な作りで到底天高く舞い上がる類のものではありません。そこで昨年は孫にも凧揚げの本当の醍醐味を味あわせたいと思い、自宅にあった模型飛行機の余りの材料を使って立体凧のジャンルのひとつである飛行機凧を製作して大会に臨みました。ところが有り合わせの材料を使ったのが大誤算、大会当日はいつもの大会よりも風が強く、舞い上がった直後強度不足から空中分解してしまい、つかの間の凧揚げとなってしまいました。やはりたかが凧と言えど模型飛行機と同様手抜きをするとロクな結果になりません。
　今年は材料も吟味してそれなりに揃え、工作精度もRC機並に製作して昨年のリベンジを果たしたいと思います。ちなみにこの飛行機凧、マジメに製作したものは上空300m程度までは軽々と上昇します。

Linuxベースでの家庭内LAN構築

　新年、明けましておめでとうございます。ここしばらくブログの書き込みをさぼっていました。さて、年末からひさしぶりにおよそ1週間の休みが取れたため、これまでできなかったことをしてみたいと思い、この1週間ほどは我が家にあるパソコンのネットワークをいろいろといじっていました。昨年の今頃もやはり家庭内LANを構築しようと筆者のパソコンをサーバーにしていろいろ試してみましたが、メールサーバーとWEBサーバーはWindowsで動き、ファイルサーバーはLinuxで動くといったなんとも中途半端な仕様でした。特に最近はインターネットを利用するのにLinuxを起動する機会が多くなり、全てのサーバー機能をLinuxに構築することにしました。もともとLinuxにはフリーで利用できる強力なサーバー向けのソフトウェアがたくさん存在します。ファイルサーバーにはSamba、WebサーバーにはApacheという有名なソフトウェアがあります。昨年はSambaを使ってファイルサーバーを立ち上げてみました。そこで今回はWebサーバーとメールサーバーもLinux上に構築して、筆者のパソコンをLinuxで動く完全なサーバー機に仕立てることにしました。Webサーバーとして動かすApacheの設定はそれほど難しくはありません。基本的な設定だけでいとも簡単にホームページを表示させることができました。ところが最後のメールサーバーの構築で泥沼にハマってしまいました。これに利用したソフトウェアはpostfixとqpopperです。メールサーバーを構築するための設定が初めてだと、なかなか難解でメール送信がうまくできるまで３日ほどかかりました。ところが今度はメールソフトでなかなかメールを取り込むことができません。ついに休みも明けた一昨日はメールサーバーの構築を諦めようかと思っていました。しかし、一週間もあれこれいじっているとおぼろげながら不具合の原因となっていそうなところが徐々に絞られてきます。そして今夜やっとメールソフトでメールの取り込みができるようになりました。いまのところ生半可な知識で構築したサーバーのためセキュリティー上の問題もあり、利用できるのはあくまでも家庭内LANにつながっているパソコンに限られますが、やっとサーバー機と言えるものに仕上がりました。

やっと卓上イルミネーション完成^^;

　クリスマスの飾り付け用として製作していた卓上イルミネーションがやっと完成しました。基板にLEDを取り付けるのはそれほど手間は掛かりませんが、イルミネーションとして立体的な配置をした場合にはその配線に思った以上に時間が掛かります。やっと配線を済ませ、LEDを点灯させる段階になって今度はLEDを点灯させるプログラムで悩むことになりました。今回のイルミネーションでは大型のフルカラーLEDひとつを使って光ファイバーを光らせ、別に6個のLEDを個々に点灯させる回路を組んでいます。フルカラーLEDは光の三原色を利用しているため赤、青、緑のLEDを個々にドライブしてそれぞれの点灯時間を微妙にずらして色を変化させることにしました。それぞれのLEDの点灯時間設定はタイマー割り込みを使うことにしました。これだけでマイコンに５つあるITUのうち既に3つを使います。残りのLEDは互いに連動して点滅をするように待ち時間発生用にひとつのITUを使うことにしました。使用するLEDの数が多いとLEDを個別に点滅させるようにする場合、ITUはいくつあっても足りなくなってしまいます。イルミネーションのプログラム作成はプログラミングの練習には手頃な教材かもしれません。