上智大学エレクトロニクスラボ

上智大学エレクトロニクスラボの部員の雑記帳です。当ブログを真似したり参考にしたりして起きた事故、けが、損害につきまして私たちは一切責任を負いません。

オペアンプの教材(電子工作寄り)

お久しぶりですkentamuと言う名前でツイッターをやっていたものです。

最近しっかりとした工作がなかなか出来ておりませんが、新入部員用に講座を開いたりしています。講座では、エレラボのパワエレ感を差し置いてオーディオ電子工作をやっています。

講座で使用したオペアンプ教材(笑)をこちらに置いておきますので、よかったらご覧ください。

 

drive.google.com

 

 

drive.google.com

 

オペアンプの増幅回路の式ってどうやって求めるの?

負帰還ってなんぞ?

伝達関数オペアンプってどう言う関係があるの? 

オペアンプのモデルをLTSPICEで作ってみたい!

 という初心者向けの内容が書かれています。

詳しいことは引用.参考文献を参照してくださいね

 

ガチプロ、強強さんへ:

拙い教材かもしれませんが、温かい目でご覧頂ければ幸いです。

新 テスラコイル回路 DRSSTC

 

ご無沙汰してますkentamu の者です。

新入生歓迎会もひと段落したので1m級のテスラコイルについてぼちぼちまとめようと思います。

 

回路図

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新しく設計したテスラコイルの回路

まずは回路図です。今回は俗に言うDRSSTC(2重共振テスラコイル)を製作しました。

 

制御回路(Control Circuit)

超シンプル。緑の枠で囲った部分です。

以前まではNANDを4つ使った回路でしたが、新しく設計したこちらの方が配線も楽で動作も安定しています。

ゲートドライバIR2104をトリッキーな使い方をして制御回路を実現しています。

ハーフブリッジドライバのはずなのにデュアルローサイドゲートドライバとして配線し、シャットダウンピンをうまく使うことでテスラコイルの制御回路を構成しています。

 

ゲートドライバ(Gate Driver)

制御回路の後につながるゲートドライバもIR2104を使用しました。(ここでは普通の使い方ですw)

IGBTモジュールを駆動するため、±3A対応の少々パワフルなゲートドライバとなっています。

小さいIGBTであればIR4427を使用しても大丈夫でしょう。

 

 

モジュールを駆動するのにこの小ささで制御回路とゲートドライバ込み!

とてもコンパクト。

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実際に製作した回路と信号波形

 

今回は他励式といって、共振周波数に合わせた周波数の信号を制御回路に直接入れています。実を言うとこの方式だとハードスイッチングに絶対なるのでIGBTが発熱します。

自励方式にしたかったのですが他励が安定していたのでそのまま他励で動かしています。(IGBTちゃんごめん)

 

共振合わせの方法について

備忘録がてらまとめておきます。

まず、DRSSTCですので1次側の共振周波数を2次側に合わせる作業が必須です。

以前紹介した方法で2次側の共振周波数を測ります。

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今回の2次コイルはVU150 1Mのパイプに0.32mmのUEWを1kg巻き切りました。

トロイドをつけた共振周波数が画像の通り58kHzです。低い!

 

この共振周波数、そして1次コイルの最大インダクタンスを元に共振コンデンサの容量を決定します。

LC共振の周波数の式は高校物理でも出てくるアレです。

共振コンデンサの耐圧は少なくとも5kVは必要らしいので、フィルムコンデンサを直列に繋いだり並列にしたりして、希望の耐圧と容量を得ます。

ESRが低い方が電流が流れてよく放電するので、良いフィルムコンデンサを使います。

巷ではCDE社の白コンと呼ばれているものが流行っているらしいですが、いかんせん高価なので、値段の割にはあまり死なない上に放電もそこそこ良い(らしい)秋月電子売っているRubyconの緑コンデンサ(630V1uF)を使いました。

緑コンの8シリを4パラにして5kV 0.47uFのコンデンサを作りました。また、電荷を抜くためのブリーダー抵抗としてそれぞれの緑コンに1MΩの抵抗を付けました。

 

共振を合わせるためには1次コイルをなまし銅管にして、その末端の位置を動かせるようにしてあげることがポイントです。

ヒューズホルダーを使うのが主流のようです。

 

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バス電圧は50V程度にし、1次の適当な位置にヒューズホルダー(を使った配線)を取りつけ放電させます。

他励の場合はその状態でオシレータをグリグリ動かして最適な共振周波数を探ります。

 

次に先程とインダクタンスが異なる位置にヒューズホルダーをつけ、同様の事をします。

さっきよりも放電がよかったらその調子、

放電が悪かったらもう一回...

 

こんな事を繰り返して、最適な位置を探っていくと良いみたいですね〜

 

 

 

 

 

何度かツイッター等に上げておりますが設計製作の写真ダイジェストを以下に。

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このテスラコイルは多くの協力を基に完成致しました。

ここで感謝を申し上げます。

・さなたかくん(調整の末、放電を成功させて下さいました。)

・Hkatくん(調整を手伝ってくれました。)

・夕マゴさん(共振コンデンサなど諸々教えてくれました)

・きょうすけくん(製作に際して諸知識を教えてくれました。)

・エレラボのみなさん(快く木工のお手伝いをしてくれました。)

・インターネットの先人の方々(多くの情報を与えて下さいました。)

 

 

 

上智大学エレクトロニクス研究部について

こんにちはエレラボです。

エレラボを設立してから一年が経ちまして、新入生を迎える季節になりましたね。

※2018年の5月に大学公認団体として承認されました

 

「でも~~歴史も浅いし、普段何やってるか分からない~」とか、「気になるけど変な人がたくさんいて怖い~」(それはそう)とか疑問や不安が聞こえるんですね。

 

そんな新入生達のですね。不安や疑問をですね。解消してですね。みんなにエレラボに入ってもらおうという記事ですハイ。

 

Q.そもそもエレラボって何してるの?

 

A.放電してる!!!!!

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ソフィア祭で放電したり、オープンキャンパスで放電したり、秋フレで放電したりしてます!(放電しかしてねぇなこいつら)

4月9日の15時半からも上智大学のメインストリートで放電するからみんな見ようね。

 

放電だけというのは嘘です。ごめんなさい。放電以外にも色々してます。

 

基本的にプログラミングしたり電子工作するのがメインですね。

電車のモーター回したりWebアプリケーション作ったり...

ぶっちゃけ理系分野なら何してもいいです。やりたい人のやりたいことで活動してます。(よく考えたらドイツ近現代史研究してる人もいるし何でもアリ)

ちなみにサークルの予算も開発に使えるので一人でできることでもエレラボに持ち込むといいことあるかもよ。

ビジコンとかも参加する予定。

去年の活動一覧はこちらで見れるよ。

selelab.hatenablog.com

 

Q.部員の構成はどうなってるの?

 

A.25人くらいで上智理工学部所属の人が多いです。

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上智の情報理工に所属してる人が一番多いですね。(とはいえ半数程度)他には機能創造とか経済学部とか学外とかいろんな人がいます。でも大体みんな幼児。(幼女?)

本当に大学のサークルか??頭痛くなってきた。

 技術的に優秀な人とか、起業志望の人とか割と多様性の高いコミュニティだと思います。積極的に教えてくれる人が多い印象。

情報理工学科に入学する新入生はとりあえず入っておくと履修とか試験とかいろいろ聞けて便利だと思います。

 

Q.活動内容に興味があるんですが初心者で不安です。

 

A.みんな教えてくれます。

出来る人が教えてくれます。マジで。今も隣で部長が電気回路教えてます。

プログラミングなら【怒りのPython教室】第二弾をやるのでそれを受けるといいかも。

あと本当に何もできない人もいるから安心してほしい。僕とか。

 

 

新入生へ

4月8日~4月11日まで新歓してます!!!!12号館203教室でわちゃわちゃしてるよ。4月9日夜は500円で飯が食えるから、みんな来てね。

 

(せいいち)

2018年度エレラボ活動まとめ

エレラボの2018年度の実績と活動をまとめました。

 

3月 NT京都見学

 

5月 ASF(All Sophians' Festival)にてプログラミング教室

 8月 オープンキャンパス

 

   ソフィアサマーハッカソン2018

 10月 ソフィア祭

 1月 パワエレ動画コンテスト

 2月 冬合宿

 3月 NT京都再び

 

selelab.hatenablog.com

 

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3/26: 大きいテスラコイルが動いた

 

まとめてみると思ったより色々やりましたね...

放電してるだけのサークルじゃなかったんか(偏見)

実績は以下の通り!

 

ソフィアサマーハッカソン【最優秀賞】

パワーエレクトロニクス動画コンテスト【優秀賞】

 

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