トランペッター 1/35 KV-2のRC化その6 ～回路完成編～
こんばんは、Operaです。
あれから文化祭やら色々ゴタゴタがあってあんまり進んでないのでとりあえずFC2が記事を書けと急かすように広告を出しやがるので進捗報告だけしておきます。
今までの歴史
実は振り返れば企画開始からもう半年経ってたり...最近は卒研が炎上し始めていたり二輪の教習所に通い始めていたりして忙しいのです。
さて、とりあえず今回はその2やらその5やらから引きずってた回路部分がやっと完成しました。
ずーっと作ってて色々なトラブルに巻き込まれてなかなか完成しなかった制御回路がこちら。
毎回仕様を言ってる気がしますがSTM32F303K8を搭載し、TWE-Liteによりコントローラーと無線通信を行います。
また、昨今のマイコンボードで流行っているように基板を積み重ねられるようになっています。
制御基板と前ぐらいに紹介してたモータードライブ基板、及び追加機能（今のところバッテリー電圧のフィードバックぐらい）用の基板を重ねると完成形の三階建て基板になります。
KV-2のシャーシに入るギリギリのサイズでの設計です。
基板を光らせると随所に配置したLEDが光ります、パターンが浮かび上がってかっこいい（語彙力の崩壊）。
まあこんな感じですね、ハードはできてないながら予めプログラムを作っており、それが奇跡的にほぼ完動したのでパラーメータの調整等を行えばそのまま使えそうです。
ただ、モーターの電流制御については回路がガバガバだったのでノイズと制御ループの遅さによりイマイチな出来だったのでそのへんはもうちょっと練りたいと思います。
長らくダラダラとやった結果もはや年内完成すら怪しくなってきましたが引き続きぼちぼちとやっていきたいと思います。
このままでは折角気合い入れて買ったコンプレッサーやエアブラシも無駄になってしまうので目指せ減価償却です。
では、また今度。
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トランペッター 1/35 KV-2のRC化その5 ～回路挫折編～
こんばんは、Operaです。
案外長引いているKV-2を未だに続けています。
個人的には製作ネタは長引けば長引くほどコスパが高くなって同じ値段でたくさん楽しめるので良いと思います。つまりダラダラ気づけば半年近く続けていてもいいのです。
過去の轍
今回の記事は回路について色々やったけど進まなかったって話です、迷路の分岐点で片方に行ってみたらなるほどここぁ行き止まりだってわかった感じのアレですね。
一応車体改造の方も砲塔内部がかなり進んだんですけどまだ区切りには微妙なので次の記事ででも書ければと思います。
このまま続けてるとなんとなく今年中の完成すら怪しい気がするんですけど...今年中に完成させていつか雪降ったら外で冬季迷彩仕様のKV-2を走らせたい...
色々とこれについては事故が重なったのですがまあ元はと言えばその4ぐらいで自慢してたこの基板が問題だったのです。
この学校にある高級基板加工機（何が高級かは見りゃ分かるでしょ）を使って作った基板ですが、下のモータードライブ基板についてはうまいこと完成して動いたんです。
なかなか綺麗にできてるでしょ？（たぶん）
ただ、問題は上の制御基板でなんとマイコンのフットプリント（基板におけるパターンの形）が間違っていたのです！！！！
そう、そのへんに転がってた有志の作ったKiCadライブラリを使ってみたらピッチが違ったのです！！！！！！（問題1コ目）
とりあえず判明時にはTWE-Lite（無線モジュール）をつけちゃってたのでパターンを破壊して救出。
んでまあ仕方なく第二弾を作る羽目になって、ついでにKV-2内部に入れやすいように小型化までしたんですがここで今度は件の高級基板加工機が故障してしまいました（問題2コ目）。
まあこうなっては発注するか学校の他の加工機でどうにかするかの二択なわけですが当時は文化祭（今月末）（判明時は上旬）に出したいと思ってたので発注は間に合わないと思い手元の加工機でどうにかしようとして
なんとか色々帳尻合わせてデータを読ませて加工させ
片面基板x2を貼り合わせて両面基板にするとかしてなんとか密造できました。
んでこれをハンダ付けするわけですがまあそれが難しい（問題3コ目）、パターンを0.2mmぐらい彫って絶縁してるだけだからまあハンダはブリッジするわ導通箇所は分からんわで地獄としか形容できない感じでした。
それでもこんな感じに2/3ぐらいは作ったんですがもうそこら中導通するわ無線モジュは銅箔のせいで受信感度悪いわで散々でとりあえずマイコンが正常に書き込めで動作することだけわかったのでこの基板はサヨウナラすることにしました。
そんなこんなで色々やったけど失敗して何も進んでないよ☆って話でした。文化祭にはまあ間に合わないし別にこだわりがあるわけでもないので無かったことにしておきます。
発注するにしても加工機の復活を待つにしてもしばらくは回路いじれないので黙って車体改造をすすめたり他のもん作ってようと思います。
ではまた今度。
トランペッター 1/35 KV-2のRC化その4 ～足回り編その2～
こんばんは、Operaです。
最近は夏休みなんで作業時間をゆったり取れて幸せです。卒業研究の中間発表が迫っていること以外についてはスローライフでつい3ヶ月前に胃薬飲みながら受験勉強してたのが信じられないです。
今回もまたまたKV-2シリーズです。
かこのみちすじ
今回は前回記事を書いてたら意外と長くなっちゃったから分割した分の後半です。誘導輪と起動輪の可動化について書きたいと思います。
まずは起動輪について。起動輪はギアボックスからの六角シャフトを直結し、そこから履帯を動かす結構とっても大事な部品です。
ですので、これの固定には六角ナットを用いて取り外し可能にしつつ強力に止められるようにしました。
構造としては、
このようにギアボックス側にプラスチックの軸があり、更にその中に六角シャフトが通っており、
こんな感じでプラスチックの軸を起動輪の穴に入れてそこから六角シャフトが出てくる感じです。真ん中に飛び出ている分がプラスチックの軸ですね。
そこに六角ナットをつけて
起動輪の側面に六角ナットを固定するイモネジ用の穴をあけて
あとは六角ナットと起動輪の周りにパテをぶち撒けて
乾燥を待ってから蓋をして完成☆ね、簡単でしょ？（雑）
まあこんな感じでもちゃんとシャフトに対して垂直に起動輪を固定できたんで良かったです。実際原理的にも六角ナットの底面を起動輪の底面に密着させたまま固定できれば自動的にそこは調整できるんで簡単に精度を出せてイイ感じです。
次に誘導輪です。こっちは色々試したりして最終的には簡単な方法でできたのですがそこまでが結構面倒でした。
失敗作を紹介してもどうしようもないのでうまくいったのだけ紹介します。
まず、誘導輪周りというのは誘導輪が履帯のテンショナーの役割をしている（と構造的に推察しただけで正しいかは不明）らしいため他の車輪とは違って少々複雑な構造をしており、軸の位置が変化するようになっています。
実際にはプラモではピストンが固定されているので動きませんが、その分軸がプラスチックの部品についており強度的な問題とか色々あって結局...
軸の固定部分からボディまで3.5mmの穴をブチ開けてしまいました。テンショナー自体は中央の卵形の部品が本体になっており、その右側に誘導林の軸があり、左奥にシリンダーがあるのでシリンダー内のバネとダンパで履帯のテンションを一定にしてたのかなって（予想）。
裏から見るとこんな感じ。
で、あとは表と裏から内径3mmのハトメをはめて
内側から3mmのネジでネジ止めしておわり。元々の誘導輪にはφ5ぐらいの穴があいており、本当は起動輪のようにプラスチックの軸を入れることになってました。
その軸というのが冒頭既に穴があいていた卵型の部品の穴があいてる部分に垂直についており、そこから切り落とした分をそのまま誘導輪に接着し、その軸にあいている穴の内径がちょうど2.5mmぐらいだったので普通のM3ネジをねじ込んて固定することができました。
下から見るとネジが見えてしまいますが強度のために許容しましょう。
また、今日学校にある高級基板加工機で回路の方を作成しました。
上が制御基板、下がモータードライブ基板です。表面はしっかり配線が通してあり配線密度もいい感じなんですが
これは慣れの問題か...裏面はあまり使いこなせていない。
両面基板の設計というのは難しいですね、今まで表に部品を置いて裏で配線するのが常識だったのでどうしても両面をフルに使いきることで実装密度を最大にして小型化を狙うのはノウハウが足りない。
そして加工及び発注基板お約束の小ネタ
「プラウダのために」
ガルパン劇場版見てたら分かるよね？
まあとりあえず足回りがサス調整待ちの転輪以外できたんで軽く素組みしてみました。
転輪が前にしか入ってないせいでTigerI戦車のような奥ほど履帯が細くなる感じになってしまいました。
エンジンのメンテナンスハッチから見えるギアボックスはなかなか良さがありますね。ハッチは固定してしまう予定でしたが気合入れてプラ棒とピアノ線を駆使して開けるようにしたいです。
正面カッコイイ！！※KV-2の場合激しい個人差があります
ちなみに塗装色はガルパン劇中に合わせてつや消しホワイトにする予定なんでわりとプラスチックの成型色に近い感じになります。
本当はソ連の冬季迷彩を表現したいのですがエアブラシ初心者がいきなり白塗ったあとに上から薄く黒塗って～みたいなことができるかは分からないのでとりあえずは無難に全面白で済ませたいかなって思います。
とりあえず足回りはなんとなかったのでこれからは砲塔旋回・砲身上下・発射時のリコイルあたりを実装しようと思います。
あとはついに本業である基板のほうができたんでそっちも作ってプログラム組んでいきたいなと。
できれば10月中に最低限車体だけでも動くようにして文化祭にでも出せたらなと思います。
では、また今度。
トランペッター 1/35 KV-2のRC化その3 ～足回り編その1～
こんばんは、Operaです。
引き続きKV-2シリーズです。
今までの記事
前回の記事でKV-2の回路関連のネタを消費したので今度は足回りの可動化加工について紹介したいと思います。これまた記事を書いてたら随分と長くなってしまったので記事を分け、今回は転輪と上部転輪の可動化について、次回は誘導輪と起動輪について書きます。
とりあえず転輪や上部転輪の可動化について書く前に戦車モデルで若干面倒と言われるゴム履帯の焼き止めです。
履帯の焼き止めはこのようなゴム履帯の端っこをくっつけるために、右側に見えるピンを左側の穴に入れて上から熱したドライバーなんかで溶着するって方法なんですが
熱すのが面倒だったのでハンダゴテで適当にくっつけたらしっかり止まりました。オススメです。
外から見るとどこをくっつけたかわかりませんね。履帯の中部にあるセンターガイドのモールドがない部分（人差し指にあたり）が焼き止めした部分になります。
次に、起動輪を取り付けるギアボックスを取り出すために泣く泣くシャーシに横穴を開けました。
これがないとギアボックスは入ってもシャフトは入らないんですわ...外付けボックスをつけたりして若干隠れるとはいえ完全には隠れないので残念。
また、シャフトに同軸で取り付ける部分（なんの部品かは知らない）に引っ掛けを付けて起動輪と一緒に回らないようにしました。
ギアボックスを入れて部品をつけるとこんな感じですね。
では、次に車輪関連について加工が楽な順に取り上げましょう。まずは上部転輪です。
上部転輪の固定にはタッピングビスを使い、車体側からビスを通して上部転輪にねじ込むって感じで可動化します。
とりあえず転輪の軸とか転輪を支える円錐的な部品に穴を開ける。
2.4mmのタッピングビスを使うので下穴は2mmで開けました。こういうのは垂直に開けないといけないんでボール盤がないとキツイっすね。
円錐の方はハトメを通すので3mmで開けました。ハトメがあるとないとでは接触部の抵抗が全然違うので入れないとスムーズに回転しません（実験済）。
ちなみに見えませんが車体側にも穴が開いています。
であとは車体側からタッピングビスで固定すればOK。一旦締めきってから若干緩ませればそれでスルスルと回ります。
あとは6つつけて完成。書いてない他の部分が既に加工済みだけど気にしてはいけない。
次は転輪。これまた上部転輪と同様にタッピングビスで固定しますが、サスペンションのアームにねじ込むのでちょっと違いますね。
また、サスペンションを実車同様トーションバーサスペンションにするための加工もあるのでそっちも並行して取り上げます。
その仕組を簡単に説明すると、上の写真を見るとわかりやすいですがサスのアームにピアノ線を固定して、もう一端を車体に固定してピアノ線がねじれた時の復元力で衝撃を和らげようって感じです。
とりあえず写真で部品部品だとわかりづらいんで完成形はこんな感じになります。
元々の構造ではサスのアームの方にシャフトがついてて、それを転輪に通して接着って感じなんですが、それだと可動化は厳しいのでまずそのシャフトを切り落としました。
写真のドライバーの下に転がってるのが切除済みのシャフトです。で、そのシャフトを切ったところにタッピングビスの下穴の1.6mmで穴を開けました。
また、同時にピアノ線をコの字に曲げて固定するために0.5mmの穴を2つ開けました。写真で開けてるのはそっちですね。
KV-2は左右それぞれ6つずつ転輪があるので結構大変。しかしながら英国のチャーチルやドイツ戦車全般は更に転輪がたくさんあるのでそれらに比べたらマシ。
天下のクリスティー式なら大型転輪で済むから楽なんだろうなぁ...でもアレは独立懸架式のコイルスプリングだからそれはそれで難しそう。
そして、量産したら次に待ってるのはそう、バリ取りです。
幸い気合入れて電動ドリルで研磨用ポイントを回したら1時間ぐらいでできました。
あとは転輪をアームに固定してピアノ線を通し、
2mmの角プラ棒に穴をあけて車体側に固定し、そこにサスについてるピアノ線を差し込めば完成。ピアノ線はトーションバーサスペンションとして機能すると共に奥の転輪を見れば分かるように無固定のアームを抜けないように車体側に引っ張る役割もあります。
これが緩いとサスを曲げた時に転輪があらぬ方向に曲がるので注意が必要です。
残りの転輪も同様につけていきたいところですが、現状車体に載るものの総重量なんかが未確定な感じで、実際に車載機器が全てできてからその場でサスの強さなんかを調整していきたいのでとりあえずはこの2つで止めておこうと思います。
一応既につけた分は0.4mmのピアノ線で作っています。トーションバーサスペンションはトーションバー（ピアノ線）の長さによっても反発力が変わってくるので、基本的にはピアノ線の太さとサスの長さで強さを調整していく感じですね。
自分は材料力学には詳しくないので具体的な公式とは分かりませんが、サスの強さはサスの長さが短いほど、太さが太いほど強くなるようです。
さて、次の誘導輪と起動輪は別記事として次に書こうと思います。
では、また今度。
トランペッター 1/35 KV-2のRC化その2 ～回路+送信機編～
こんばんは、Operaです。
タダで拾ってきたとはいえしっかりした大人向けのもんなんで操作性は抜群です。
そろそろRC KV-2計画も進んだしブログ書くかーって思ったら前回の記事から2ヶ月経ってるんですね。
前回記事
受験終わってから2ヶ月ぐらいで片付けるかーって思ってたら使おうと思ってた基板加工機の不調やら思っていたよりもめちゃくちゃ面倒な可動化改造とかそもそもモチベ不足で時間を投じてないとかで思いの外息の長いネタになっています。
ここ二ヶ月でなんとか回路と足回りを作ってたんですが２つ同時に紹介すると長くなりそうだったのでまず回路の話を記事にします。
あと、何かの間違いで戦車プラモデルラジコン化のネタに釣られてこのページを見た人には申し訳ないのですが電装関連は電子工作ド素人がちょっと勉強すれば使えるレベルからは程遠い技術を使っているので他の可動化改造あたりの記事を見てください。
では回路について紹介していきましょう。
まず、KV-2の回路についてですがラジコンを作るからには送信側と受信側の2つの回路が必要です。
普通、ラジコンを作るとなるとまず送信側で各スティックやスイッチの状態を符号化してそれを無線モジュールにブチ込んでシリアルで送信してーなんてやりますが（クアッドコプターではそれでした）、今回はその辺をサボるためにTWE-Liteの目玉機能であるデジタル・アナログ信号の直接通信を用いて送信機側にはマイコンを載っけないことにしました。
ただこういうことをやると入出力の数だけ車体側のマイコンのI/Oがジワジワ削られていくのでその点は余裕がなければシリアル通信一択ですね。
ちなみに今回は一応情報を双方向通信するので狭義には送信側と受信側というのは間違ってたりします。
まあ細かいことは置いといてこのうち受信側、つまり車体に載っけて通信したりモーター動かしたりする方はフリーの回路CADであるKiCad（ここ布教）で設計してたりしたんですが、学校の基板加工機の調子が悪くってまだ作れてないです。
回路自体はこんな感じ。
内部がクソみたいに狭いので基板を3階建てにして、上が制御基板、真ん中がモータードライブ基板、一番下は拡張基板にする予定です。
拡張基板はユニ基で作る予定なんで別として画像のは上が制御基板、下がモータードライブ基板です。
今回初めて両面基板というのを設計しましたが随分と頭を使いますね、多分今回の回路ももっと工夫の余地があるのだと思いますがサイズ的には要求レベルに収まったのでこれで良しとします。
基板の階層化についてはArduinoのシールドのようにピンヘッダで積み重ねられるようになっています。時代を読んだ設計ですね（自画自賛）。
あとはこれを基板加工機で作って部品を貼っつけるだけなんですがその部品が小型化のために表面実装ばっかなんでこれまた面倒そうです。
さて、要するに受信側はまだ未完なので次は送信側の話に移りますが、こちらは既に完成しています。
というのも、冒頭で書いたとおりTWE-Liteにはデジタル信号とアナログ信号をそのまま送信する機能があるので、送信機にはマイコンも載っけず（狭義にはTWE-Liteもマイコンですが）ただ可変抵抗やスイッチ、LEDをTWE-Liteにつなげるだけの手抜き仕様なのです。
送信機と言うからにはちゃんと人間が持ちやすい形のもんを作らないといけないのでそこが結構面倒ですが、なんと今回はフタバの4ch送信機を学校のゴミ箱でｺﾞﾆｮｺﾞﾆｮしたのでそれをそのまま使いました。
ちなみにちゃんとエタノールを染み込ませた布で拭いたので出処はアレですが綺麗ですよ？
エタノールはジャンカツの基本です。
裏面はこんな感じ。
電池ボックスがあるのはいいんですが蓋が無かったので適当にアクリル板を切り抜いて作りました。3V駆動なのでスペースが余り物足りなさを感じますがこれでOKです。
車体のライトを点灯したり主砲を撃ったりしたいので左右にLRボタン的なスイッチを取り付けました。これで立派な6chプロポですね。
内部はこんな感じ。基板は裏面しか見えませんがTWE-Liteとコネクタがついてるだけです。
全点灯するとカッコいい（こなみ）。ちなみに青が電源投入状態、白がライトの点灯状態、緑が射撃可能状態を示しています。
まあこんな感じですね、回路的にはまだメインである表面実装のオンパレードな受信側の回路が全くできてないのでまだまだやること山盛りです。
当然プログラムもちょこっとしか書いてないので先が危ぶまれますね。
同時並行で作ってた足回りのほうもほぼ完成してるのでそっちの記事も近いうちに上げたいと思います。
ではまた今度。
