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RFワールド42:ミニ四駆WPTについて reader 21/8/19(木) 9:37

Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/19(木) 9:56 [添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/8/19(木) 10:38
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/19(木) 18:42
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/8/22(日) 20:14
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/23(月) 9:18
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/23(月) 19:03 [添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/8/30(月) 23:21 [添付][添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 阿部 21/8/31(火) 13:51
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/31(火) 14:28
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/2(木) 14:23
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/2(木) 18:37
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/9/2(木) 23:43
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/3(金) 10:05
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/8/31(火) 18:05 [添付][添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/3(金) 10:11 [添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/3(金) 10:26 [添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/3(金) 10:37
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/9/3(金) 11:34
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて 稲川 21/9/3(金) 12:09 [添付]
Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて editor 21/9/3(金) 17:10 [添付]

Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/19(木) 9:56 -
▼readerさん:
>RFワールド(No.42、p120-126)に掲載されたミニ四駆のワイヤレス給電の記事を拝読しまして、「ワイヤレス電力給電実験キット 扁平コイルセット」も購入し、中学生の息子と実験制作を行うところです。
 小誌「RFワールド」をご愛読いただきありがとうございます.

>・今回は最適インピーダンスの計算が難しい(VNAを所有していません)ので、記事中の条件をそのまま使いたいと考えております。その場合、128cmの3回巻きコイルの再現性(銅線の間隔など)や銅線の直径が少し変わっても最適インピーダンスが大きく変わる心配はないでしょうか?
 銅線径が少し違っていても特性に大きな変化はないはずです.ただし,線径が細いと直流抵抗が増すので,線径は同径以上が望ましいです.
 ここで使っているのは単なる銅線ではなくて,いわゆるエナメル線として売られている,ポリウレタン樹脂などで絶縁被覆された銅線です.
 長方形に巻いたコイルの巻き数,線材の長さ,長方形の縦横寸法などを大きく変えるとインピーダンス特性が変化するので,整合回路の調整が必要です.

> また、インピーダンス整合が多少ずれていても、ミニ四駆を低速で走らせるうえでは問題ないでしょうか?
 インピーダンス整合が大きくずれていなければ,低速走行に問題はございません.


>・初歩的なお願いで恐縮ですが、本実験で使用した整合回路(図5)の基盤のお写真を参考までにお送りいただけませんでしょうか?
 記事中の写真を添付します.整合回路はユニバーサル基板(蛇の目基板)上に組み立ててあります.

以上でいかがでしょうか?
添付画像【958_aWPT2Fig13b.jpg : 1.0MB】
【958_aWPT2Fig13b.jpg : 1.0MB】

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川 E-MAIL  - 21/8/19(木) 10:38 -
ご返答をいただきありがとうございます。
多少整合がずれても走るということで安心しました。。

>>・初歩的なお願いで恐縮ですが、本実験で使用した整合回路(図5)の基盤のお写真を参考までにお送りいただけませんでしょうか?
> 記事中の写真を添付します.整合回路はユニバーサル基板(蛇の目基板)上に組み立ててあります.

 大変お手数ですが、本実験で使用された整合回路のユニバーサル基板の表裏の画像をこちらにアップしていただけますと大変有り難いです。

 可能でしたら、何卒よろしくお願い致します。


>
>以上でいかがでしょうか?
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/19(木) 18:42 -
▼稲川さん:
>  大変お手数ですが、本実験で使用された整合回路のユニバーサル基板の表裏の画像をこちらにアップしていただけますと大変有り難いです。
 実機を製作された阿部様にお尋ねしました.残念ながら
当時撮影した写真の中に整合回路基板の表裏は写っていなかったそうです.
また,実機ハードウェアはすでに廃棄されたようです.
 このような次第で,整合回路基板の表裏写真についてはご提供いたしかねます.

 整合回路基板上では単にコンデンサを並列接続してあるだけで,特殊なことはしていないそうです.
 なお,図5の整合回路の合計0.257μFは正しいのですが, その内訳が
正しくは0.22μF+0.022μF+0.01μF+0.0047μF
とのことです.

 製作してみて,うまく動作しないようなら再度この掲示板に状況を書き込んでみてください.

以上,よろしくお願い申し上げます.
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/8/22(日) 20:14 -
お世話になります。
先日、整合回路用のコンデンサを購入しにアキバへ行きまして、おおむね揃いましたが、0.0047μFのみ在庫がありませんでした。非常に小さい容量ですが、これを割愛しても大きな影響はないでしょうか?

 また、ワイヤレス電力給電実験キットで推奨しているACアダプター(TW-1206、アイコー電子)が同社のホームページを調べても見当たりません。現在入手できるオススメのACアダプターを教えていただけますと幸いです。

 よろしくお願い致します。m(_ _)m
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/23(月) 9:18 -
▼稲川さん:
>お世話になります。
>先日、整合回路用のコンデンサを購入しにアキバへ行きまして、おおむね揃いましたが、0.0047μFのみ在庫がありませんでした。非常に小さい容量ですが、これを割愛しても大きな影響はないでしょうか?
 割愛しないほうが望ましいです.0.0047μF(4700pF)はポピュラーなので,たとえ1店舗で在庫切れでも,他の店舗に在庫があるはずです.
 インピーダンス整合用コンデンサは,フィルムコンデンサーを使ってください.パスコン用の積層セラミックコンデンサーは不適です.

> また、ワイヤレス電力給電実験キットで推奨しているACアダプター(TW-1206、アイコー電子)が同社のホームページを調べても見当たりません。現在入手できるオススメのACアダプターを教えていただけますと幸いです。
 TW-1206の定格は12V,0.6Aのようですね.0.6Aより多めで,DCプラグが内径2.1mm,外径5.5mmであれば使えると思います.
 12V1Aクラスで2.1/5.5mmプラグのACアダプタは一般的です.
 たとえば下記があります:
[AD-M120P100]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-11994/

 そのほか下記などがあります.いずれも2.1/5.5mmプラグです:
[GF12-US1210]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-01804/

[NP12-US1210]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-00709/

[AD-K120P100]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06642/

[LTE10UW-S2-BSA1]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-07773/

[ATS012S-W120U]
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14168/

以上です.
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/23(月) 19:03 -
▼稲川さん:
> 大変お手数ですが、本実験で使用された整合回路のユニバーサル基板の表裏の画像をこちらにアップしていただけますと大変有り難いです。
 同記事筆者の阿部様から追加情報です.
 下記の「13:WPT福井LAB」の作品は,CQ出版のWPTキットを使い,
インピーダンス変換回路をユニバーサル基板に組み立てた例です.
https://www.ieice.org/~wpt/contest/Cont_2018-society/results.html#team

 ご参考まで.
添付画像【963_team13_1.jpg : 191.0KB】
【963_team13_1.jpg : 191.0KB】

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[添付] :963_team13_1.jpg (191.0KB)

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/8/30(月) 23:21 -
お世話になっております。基盤の画像をお送り頂き誠にありがとうございました。こちらでは添付画像のように、ブレッドボードにフィルムコンデンサを実装した整合回路を試作しましたが、まだ受電側に電流がまったく流れません。その原因につきまして、何点か教えてください。

・受電側の縦長コイルは添付画像のように部分的に仮止めした状態ですが、きっちりと長方形に揃えないと通電しませんか?

・送電基盤の周波数調整用ねじは右回りに回し切った状態でよいのでしょうか?

 ほかに心配される点がございましたら、ご指摘いただけますと幸いです。
よろしくお願いいたします。
(ちなみに実験キットの付属コイルでの通電には成功しています)
添付画像【968_IMG_20210830_223803.jpg : 1.4MB】
【968_IMG_20210830_223803.jpg : 1.4MB】

添付画像【968_IMG_20210830_230058.jpg : 1.7MB】
【968_IMG_20210830_230058.jpg : 1.7MB】

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 阿部  - 21/8/31(火) 13:51 -
稲川様
阿部です.
ご試作ありがとうございます. 写真を拝見いたしました.

>・受電側の縦長コイルは添付画像のように部分的に仮止めした状態ですが、きっちりと長方形に揃えないと通電しませんか?
周波数が低い回路なのできっちりと作らなくともある程度は動作するかと思います.
全く電流が流れない場合は接続ミスや接触不良が懸念されます.

>・送電基盤の周波数調整用ねじは右回りに回し切った状態でよいのでしょうか?
周波数つまみはどう設定していたか忘れてしまったのでスイープしてみていただくともしかすると動くかもしれません.

対策順序としては
1. 周波数スイープ (つまみを回してみる)
2. 接続テスト (テスターを使って導通すべきところが導通しているか, 導通すべきでないところが導通していないかをチェック)
3. 回路定数の確認 (コンデンサの並列・直列を確認)
が良いかなぁと思います.

他に気になるところとしては,
コイルの線材の表面はどうなっていますか?
絶縁されていないと, コイルとして巻いた部分がそのまま導通してしまってコイルとして働きません.
絶縁されていると, 接続部分の絶縁膜をヤスリなどで剥がす必要があります. (これを忘れることがよくあります)

うまくいってもうまくいかなくてもまたご連絡いただけますと幸いです.

▼稲川さん:
>お世話になっております。基盤の画像をお送り頂き誠にありがとうございました。こちらでは添付画像のように、ブレッドボードにフィルムコンデンサを実装した整合回路を試作しましたが、まだ受電側に電流がまったく流れません。その原因につきまして、何点か教えてください。
>
>・受電側の縦長コイルは添付画像のように部分的に仮止めした状態ですが、きっちりと長方形に揃えないと通電しませんか?
>
>・送電基盤の周波数調整用ねじは右回りに回し切った状態でよいのでしょうか?
>
> ほかに心配される点がございましたら、ご指摘いただけますと幸いです。
>よろしくお願いいたします。
>(ちなみに実験キットの付属コイルでの通電には成功しています)
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/31(火) 14:28 -
阿部様,書き込みありがとうございます.(^^)
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/8/31(火) 18:05 -
▼稲川さん:
>・受電側の縦長コイルは添付画像のように部分的に仮止めした状態ですが、きっちりと長方形に揃えないと通電しませんか?
 形が少し不揃いでも動作します.受電コイルは,長方形コイルの内側を通過する磁力線を拾いたいので,長方形の内枠が狭くなるような変形は性能劣化につながります.

>・送電基盤の周波数調整用ねじは右回りに回し切った状態でよいのでしょうか?
 OKです.取り扱い説明書によると,右回りに回しきった状態でTL494は400kHzを発振し,駆動回路は半分の200kHzで動作します.当該記事では受電回路を200kHzに共振させていますから,駆動回路も200kHzにセットしてください.

> ほかに心配される点がございましたら、ご指摘いただけますと幸いです。
 ブレッドボードの接触不良と接触抵抗が気がかりです.ユニバーサル基板などを使って半田付けすることを強くおすすめします.
 LC共振回路が共振すると,回路にはQ倍の電流が流れます.このためわずかな接触抵抗でも大きな電圧降下が生じます.

 ブレッドボードによる配線が「もやし状」になっていて,無駄に長すぎます.これは損失増とQ低下そして迷走電流を招きます.具体的には1枚目の写真のように配線A,B,Cが長すぎます.
 2枚目の写真のようにインピーダンス整合基板は受電基板の端子に直結するぐらいに短く配線するのが望ましいです.

以上です.
添付画像【972_WPT-rx-w800.jpg : 56.1KB】
【972_WPT-rx-w800.jpg : 56.1KB】

添付画像【972_team13_1.jpg : 191.0KB】
【972_team13_1.jpg : 191.0KB】

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[添付] :972_team13_1.jpg (191.0KB)

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/2(木) 14:23 -
阿部さま、編集者さま 大変お忙しいところアドバイスをいただきありがとうございます。送電用コイルにはUEWを使っておりまして、端子のハンダ処理をやり直し、端子間の導通がされていることを確認しました。

 送電基盤のC6の短絡も行い、周波数つまみは右に回し切った状態で、12VのACアダプタで給電したところ、送電基盤の端子2-3間(送電コイルの両端)の電圧は約0.7Vでした。この電圧が少々小さい気がしますが、いかがでしょうか。。

 あと、編集者様からご指摘いただいた受電側の整合回路も作り直します。
引き続き、何卒よろしくお願い致します。m(__)m
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/2(木) 18:37 -
>
> 送電基盤のC6の短絡も行い、周波数つまみは右に回し切った状態で、12VのACアダプタで給電したところ、送電基盤の端子2-3間(送電コイルの両端)の電圧は約0.7Vでした。この電圧が少々小さい気がしますが、いかがでしょうか。。
>
 失礼しました。C6の短絡を再チェックしたところ、1.6Vに改善しました!
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/9/2(木) 23:43 -
稲川さん、書き込みありがとうございます。

▼稲川さん:
>> 送電基盤のC6の短絡も行い、周波数つまみは右に回し切った状態で、12VのACアダプタで給電したところ、送電基盤の端子2-3間(送電コイルの両端)の電圧は約0.7Vでした。この電圧が少々小さい気がしますが、いかがでしょうか。。
 「送電基盤の端子2-3間(送電コイルの両端)」は200kHzぐらいの高周波信号のはずですが、どうやって電圧を測られましたでしょうか?
 オシロスコープでしょうか?
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/3(金) 10:05 -
簡易なテスターで測りました。
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/3(金) 10:11 -
お世話になります。受電側の整合回路用にブレッドボード型配線の基盤を購入し、写真右のメモのように配線しました。これで無線伝送にトライしましたが、受電側に届かない(豆球が点灯しない)状況です。問題点がございましたら、ご指摘をお願いしますm(__)m
添付画像【977_IMG_20210903_095846.jpg : 2.1MB】
【977_IMG_20210903_095846.jpg : 2.1MB】

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/3(金) 10:26 -
念のためコンデンサの容量を追記した図も送ります
添付画像【978_IMG_20210903_102258.jpg : 1.8MB】
【978_IMG_20210903_102258.jpg : 1.8MB】

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/3(金) 10:37 -
基盤の通電、絶縁はテスタでチェックしました
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/9/3(金) 11:34 -
 書き込みありがとうございます。

▼稲川さん:
>お世話になります。受電側の整合回路用にブレッドボード型配線の基盤を購入し、写真右のメモのように配線しました。これで無線伝送にトライしましたが、受電側に届かない(豆球が点灯しない)状況です。問題点がございましたら、ご指摘をお願いしますm(__)m
 基板の裏面(配線面)の写真を貼っていただけませんでしょうか?

よろしくお願いします。
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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 稲川  - 21/9/3(金) 12:09 -
ご対応ありがとうございます。基板裏面の画像です。よろしくお願いいたします。m(__)m
添付画像【981_IMG_20210903_120443.jpg : 1.9MB】
【981_IMG_20210903_120443.jpg : 1.9MB】

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Re:RFワールド42:ミニ四駆WPTについて
 editor  - 21/9/3(金) 17:10 -
写真の貼り付けありがとうございます.

▼稲川さん:
>ご対応ありがとうございます。基板裏面の画像です。よろしくお願いいたします。m(__)m
 配線は間違っていないようなので,受電コイルを送電コイルに近づけると豆電球が光るはずです.

 気になる点が三つあります.

(1)半田付けの跡が芋半田になっています.
 芋半田は見た目が悪いだけですが,内部で「天ぷら」つまり
半田がコンデンサのリード線に接続していない可能性があります.
 リード線を半田付けした跡が富士山形に見えるように
半田ごてで十分加熱してうまく整形してみてください.

(2)縦横方向の銅箔パターンに注意
 ブレッドボード対応のユニバーサル基板をお使いのようですね.
 あらかじめ縦横それぞれの方向のランド(部品の足を入れる穴)が
銅箔パターンによって電気的に接続されているのでご留意ください.

(3)コンデンサの耐圧
 コンデンサの形状,とくに0.22μFが容量のわりに小さく感じます.
ひょっとして25V品をお使いでしょうか?まぁ,受電電力が小さいので25V品でも大丈夫だと思いますが,共振すると25Vを超えるかもしれません.
添付画像【982_solder-as-MtFuji.jpg : 5.4KB】
【982_solder-as-MtFuji.jpg : 5.4KB】

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C-BOARD Moyuku v1.01b6