学生ものづくりブログ

ものづくり好きな学生の書くブログ

自転車

目次

 

自転車とは?

 乗り手の人力を主たる動力源として車輪を駆動することで推進力を得て、乗り手の任意による進路で地上を走行する乗り物である。

出典:自転車 - Wikipedia(2018/02/05)

f:id:yHiro:20180206000030p:plain

出典:https://d1yeifm1osn10i.cloudfront.net/wp-content/uploads/2017/10/19093435/728-discbrake-crossbike.jpg(2018/02/05)

 

工具

必要

レンチ(メガネレンチ

https://www.amazon.co.jp/gp/aw/d/B00FB91SLK/ref=yo_ii_img?ie=UTF8&psc=1

 

https://www.amazon.co.jp/gp/aw/d/B00C4P2EK8/ref=yo_ii_img?ie=UTF8&psc=1

 

 

六角レンチ(長いのがオススメ)

https://www.amazon.co.jp/gp/aw/d/B01J384JYM/ref=yo_ii_img?ie=UTF8&psc=1

プラスドライバー

 

 あると便利

ハブコーンレンチ

https://www.amazon.co.jp/gp/aw/d/B00C4P2B6K/ref=yo_ii_img?ie=UTF8&psc=1

 

特殊工具

ユニバーサルホルダー(ドラム抜き)

https://www.amazon.co.jp/gp/aw/d/B00FKQSI9E/ref=yo_ii_img?ie=UTF8&psc=1

 

ティーサイクル(ママチャリ)

 現在の日本における自転車の中で最も一般的で多数を占める日常生活用車種の総称である。俗に「ママチャリ」などとも呼ばれる。

 通勤用としてマウンテンバイクのコンポーネントを搭載したクロスバイクのようなハイブリッドバイクもありコミューターバイク(Commuter bike)と呼ばれる。

出典:自転車 - Wikipedia(2018/02/05)

 

 自分のママチャリのブレーキをサーボブレーキかメタルリングブレーキ、もしくはディスクブレーキに変更しようと思い後輪の点検をした。

f:id:yHiro:20180205225550j:plain

 

まずブレーキ選定のため後輪とブレーキの分解

f:id:yHiro:20180205225613j:plain

ドラム式(バンド式)のブレーキであった

 

f:id:yHiro:20180205225500j:plain

 ドラム抜き、しかし、硬くて抜けない…しかもハブのところの球がガッタガタ。調べてみるとその他もダメダメ。8年近くのったからな~

買い換えよう!

 

新しい自転車の購入

 

目的から自転車の種類を選択

  • ロードバイク 街(舗装された道路)乗り&長距離OK
  • ティーサイクル 街乗り(近所)&丈夫
  • クロスバイク 街乗り&中距離OK&カスタム色々
  • マウンテンバイク 街乗り&山道

大体こんな感じかな?調べてみたりお店で聞くともっと色々あると思う。

 

 僕は、クロスバイクかシティーサイクルかな、買い物や通学、通勤によく使うし、たまに舗装されてないところも走るから。

 

コスト 

あくまで参考価格です。(結構安めの参考価格です。)

 

 今回はメンテや改良、すべて混み込みで4・5万円くらいの予算でいきたいと思います。

 

自転車に欲しい性能を考える

  • 大きなカゴ
  • オートライト
  • 両側のスタンド
  • メンテがあまりいらない
  • いいブレーキ
  • 買い物、通学の距離

 

コストと性能考えるとティーサイクルかな、できればクロスバイクが良かったけど。

 

体に合ったのものを買おう

身長約170cmだから27インチくらいの一番大きなタイヤかな

*あくまで目安です。 メーカーによって適応身長は変わってきます。

出典:自転車のサイズの選び方 - 自転車の専門店『セオサイクル』(2018/02/05)

 

ショップ(あさひ)に行こう!

後日行きます!

 

 

380モータ 回転数計測

目次

 

380モータ 回転数計測とは?

モーターの回転数を測るためのものを作成します。

 

22000[rpm]=22000/60=367[rps]程なのでサンプリング周波数は最低でも367[rps]*2[個](スリッド数)*2=1468[Hz]必要

Arduinoのクロック周波数は16[MHz]先ほどの10900倍はあるので問題なし!

 

設計

ハードウェア

組み立てたCADモデル

f:id:yHiro:20180125054518p:plain

 

yhiro.hatenablog.jp

 

モータ寸法

f:id:yHiro:20180125035525p:plain

出典:

https://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/datasheet/rs380ph.pdf

CADデータ

f:id:yHiro:20180125044057p:plain

 

センサー寸法

f:id:yHiro:20180125042448p:plain

CADデータ

f:id:yHiro:20180125053251p:plain

 

yhiro.hatenablog.jp

 

 

スリッド

f:id:yHiro:20180125053730p:plain

 

 

f:id:yHiro:20180125053908p:plain

 

回路

部品一覧
  • Aruduino
  • センサー
  • 可変抵抗
  • 積セラコンデンサ(センサーの電源ノイズ対策用)
  • 抵抗(センサーの電源ノイズ対策用)

 

回路図

f:id:yHiro:20180125060413p:plain

 

製作

実際に加工します。

ハードウェア

後日・・・・

 

yhiro.hatenablog.jp

 

 

 

回路

後日・・・・

 

ソフトウェア

Aruduino

プログラム

 

yhiro.hatenablog.jp

 

 

後日・・・・

ライントレーサー

目次

 

ライントレーサーとは?

ラインの上を進むロボットです。基本的にスタートからゴールまでのタイムを競います。

 

http://kazeusagi2005.cocolog-nifty.com/diary/images/2014/08/16/img_20140812_095240.jpg

出典:

http://kazeusagi2005.cocolog-nifty.com/diary/2014/08/post-c9dd.html

 

ハードウェア

表面実装のステッピングモーター

LED スピーカー スイッチ

マイコン

stm32f103を使います。

 

yhiro.hatenablog.jp

 

回路 

 

yhiro.hatenablog.jp

 

電源回路 レギュレータとFETを使用した大容量スイッチ

センサー回路 分圧とコンデンサーを使用したノイズ除去

モーター ステッピングモータ

モータードライバー回路 モータードライバーのデータシートどうりに

スピーカー回路

LED回路 抵抗で降圧するだけ

スイッチ 3.3Vのレギュレータからマイコンにちょく付け

 

ソフトウェア

フローチャート

初期設定

ピンAIN  電源

ピンDOUT LED1

ピンDOUT LED2

ピンDOUT スピーカー1

ピンセンサー1

ピンセンサー2

ピンモーター

 

モード選択

モード1(初期モード)何もしない

モード2(センサー動作テストモード)センサーとLEDのみ有効

モード3(バッテリー管理モード)

モード4(走行モード)

 

 

プログラミング言語

C言語を使います。

 

yhiro.hatenablog.jp

 

ピン設定

 

f:id:yHiro:20180125061922p:plain

void Pin_Config(void){
/*
* ピンの設定関数
*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);//PA13/14/15/PB3/4→GPIO pp.79-80

//OUTPUT
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7; //LED
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13; //MOTOR
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //LED
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //LED
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //MOTOR
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

//Degital INPUT
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14; //SWHICH
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12; //SWHICH
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

//Analog INPUT
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //ADコンバータ p.220

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //SENSOR
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2; //SENSOR
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //電源電圧
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

 

 

電子部品

目次

 

電子部品とは?

抵抗やコンデンサ、コイルなど

表面実装

 

https://www.elekit.co.jp/product/assets_c/2016/07/TK738main6-thumb-480xauto-1013.png

出典:

https://www.elekit.co.jp/product/?page=list&type=tag&q=%E3%81%AF%E3%82%93%E3%81%A0%E3%81%A5%E3%81%91%E9%9B%BB%E5%AD%90%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%85%A5%E9%96%80

 

注文サイト

amazon

Amazon CAPTCHA

オススメ
 

道具

必須

  • はんだごて (温調はんだごて オススメ:ワット数が大きく60[W]くらい、温度調整ができる)
  • はんだ 
  • こてだい (スポンジも)
  • ニッパー
  • 作業台 木の板
 
あると便利
  • ラジオペンチ
  • デジタルマルチメータ
  • ピンセット
  • はんだ吸い取り線
  • フラックス
  • クリップ
  • ワイヤーストリッパー
  • 圧着ペンチ
  • ヒートドライヤー
  • 収縮チューブ
 

データシート

 データシートの見方
 
詳しい説明は部品ごとに載せます。

電子部品

スイッチ

タクトスイッチ

スライドスイッチ

 

LED

極性あり
フルカラーLED
 

抵抗

炭素
金属皮膜 誤差が少ない
可変抵抗
集合抵抗

コンデンサ

積層セラミック 極性なし
アルミ電解 極性あり
 
レギュレーター
 

基板

ガラスエポキシ フェノールエポキシ

 

ユニバーサル基板
感光基板
生板
 

コネクタ

 

圧着端子
xhコネクタ
 
キャノンコネクタ
 
 

回路

モーター制御

モータードライバー

 

Hブリッジ回路 正転逆転 PWM制御可能
FET トランジスタのようなもの スイッチのように使う
 

電源

レギュレーター 一定電圧をかけるもの
3.3V
5V
12V
 

LED回路

 

7セグLED

 

CNC(作成予定)

目次

 

CNCとは?

 

秘密基地 黒い奴(¥40万程)

 

出典:

https://shop.r10s.jp/auc-himitsukichi/cabinet/other/cncbs2_l/img59581987.jpg

(2018/02/06)

 

 

作製手順

3DCAD_2DCAD_GCode_CNCです。

 

3DCADとは?

 

yhiro.hatenablog.jp

 

2DCADとは?

 

GCodeとは?

NCVC(無償)

 

CNC

3DCAD

目次

 

CADとは?

CADはcomputer aided designの略でコンピュータ支援設計という意味であり、コンピュータを用いて設計をすることである。

導入方法

この記事の内容は学生は無料で実施可能です。
私の使っている3DCADソフトはAuto DeskのinventorとFusion360、それとSolidWorksです。

今回紹介するのは、よく使っているinventorです。

f:id:yHiro:20180112184247j:plain

Fusion360もオススメです。

学生と教員向けの無償ソフト | Inventor Professional | オートデスク

上記のサイトよりダウンロードできます。このソフトはAuto Deskが販売している3DCADソフトです。学生は無償で使うことができます。

*パソコンのオススメスペック:8G CPU core i5(世代の高いの7th Genとか)

 

ダウンロード手順

手順1

Auto Deskのアカウント登録

f:id:yHiro:20180112142110p:plain

 

手順2

inventorの希望のバージョンをダウンロード

*日本語版の最新をダウンロードするとよいと思います。

f:id:yHiro:20180112142236p:plain

手順3

ダウンロードされたセットアップファイルを実行

f:id:yHiro:20180112142446p:plain

 

f:id:yHiro:20180112142640p:plain

インストールを選択して、流れ通りに進める

 

手順4

インストール完了

 

使用方法

キーボード操作

Esc 選択解除

マウス操作

ホイール ズーム

ホイールボタン 移動

Shift + ホイールボタン 回転

操作方法

円柱を作ろう

手順1

f:id:yHiro:20180113111330p:plain

inventor起動

新規

 

 手順2

f:id:yHiro:20180113111507p:plain

作業平面の選択

 

 手順3

f:id:yHiro:20180113111553p:plain

円を選択

 

手順4

f:id:yHiro:20180113111637p:plain

中心の場所にクリック

円の大きさのところでクリック

 

手順5

f:id:yHiro:20180113111740p:plain

寸法入力

 

 手順6

f:id:yHiro:20180113112119p:plain

スケッチ終了

 

手順7

f:id:yHiro:20180113112204p:plain

押し出し

 

f:id:yHiro:20180113112326p:plain

押し出しの長さ入力

 

 手順8

f:id:yHiro:20180113112600p:plain

保存

 

手順9

完了

 

解析方法

 

3Dデータから実際に作る

3Dプリンター

CNC