Compass
はじめは 方位磁針の製作から
この方位磁針は指針(進行方向が上)が固定されていて、方位目盛板が回転します。
28BYJ-48 ステッピングモーター軸に垂直にこの方位目盛板を固定する方法に工夫がいります。
モーター軸は直径5.0mmです。この軸は内部構造を見ると見かけほどがんじょうではなさそうです。無理な力や熱を加えて内部を壊さないように、直接 軸を加工することは避けました。
木材で中央に 少し小さい4.9mmほどの穴の空いた円盤を作って はめ込み、ここに方位板を取り付けました。もっといい材料があればいいのですが。
この StepMotor 28BYJ-48 はエアコンのルーバーを動かすために使われているそうです、量産されて安く入手できます。家電の部品らしく、外装は小型でしっかりしてます。なめらかに静かに回転します。
フライトシミュレーター用として 海外で販売されている計器類にも このStepMotorが多く使われています。
4秒で1回転なので速い動きには対応できません。これは内部のギアで1/64に減速されているためですが、アクロバット飛行でなければメーター製作には十分です。この減速によって滑らかな回転と大きなトルクが得られています。
このStepMotorは
2048step (2相励磁)で 出力軸が 360°回転します。この数値は アナログメーター制作のとき、Mobiflightのconfigでの指針の回転角度の設定計算に重要です。
ステッピング モーターの駆動
ステッピングモーターの駆動ソフト作成は大変だと思いましたが、Mobiflightを使うと とても簡単にコントロールできます。接続ラインがGNDを含めて5本必要なのは仕方ないです。
ステッピングモーターを駆動するための大きな電流を扱うためには Arduinoに直接接続はできないので ドライバーICを使います。
この ULN2003 はステッピングモーターに付属していたものです。トランジスタアレイとして7つ入ってるうち4つを使います。ステッピングモーター1個で250mAほど必要なので、モーター駆動用に別電源を用意しました。
計器類の外装
メーターなどの外装は塩化ビニルの外径54mmパイプ(内径52mm)とアルミニウム板1mm厚が材料です。やや小型サイズにしたのは、並べて机の上でじゃまにならないことを重視したためです。これ以上小さくするとモーターが入らなくなります。
パネルに3mmネジで取り付けられるように、4カ所に穴をあけてあります。
初めにあった表面カバーのプラスチックを取り除きました。
メーターの表面にカバーがあると反射光で見にくくなります。自動車のスピードメーターなどは見にくくならないように、角度など工夫してありますが それと同じようには作れません。
指針を取り付けるための透明カバーをなくして、代わりに指針を 0.5mm真鍮線で つるして表示するように改良しました。
config設定
私のMobiFlight設定は下図のようにしました。Compass Modeにチェックを入れます。
1周360°のままでなく、16倍してなめらかに動くようにしています。ステッピングモーターは 2048step で一回転します。
他のメーターではゼロにあたるのが、北の方位です。`ConfigWizard` の `Manual calibration` で指針を Nの位置へ移動させてから、
`Set Zero` を押し設定します。これでステッピングモーターに原点・北の方位を教えてます。