出窓：鯉のぼりを振れたらというリクエスト

「こどもの日」前、現在の出窓。

鯉のぼりが二つ。
右側の3段のは、回転テーブルに乗せていて
回っています。
中央の2段の、これはクリップで止めている
だけで静止。
その下の横行ブランコは左右にユラユラしてます。


この2段の鯉のぼり「左右に振れたら可愛いのに・・・」
というリクエスト。

モータの回転運動をカム機構的なもので左右の振りに
すれば良いのですが、減速機付のDCモータ、けっこう
うるさい。
常時回転は嫌がられます。
　　出窓の裏側にピピちゃんの寝床(鳥カゴ)
　　があるんで、現在の出窓、音がうるさいのは
　　停止中です。

あれこれ考えられますが、
　「秋月で買ったマイクロサーボがあったはず」
と引っ張り出してきました。
「SG90」 です。でも手に入れたのはずいぶん
昔ですんで現行品とは性能が異なるかもしれません。

出窓、常時動いている(光っている)ものだけでなく
人感センサで人が来た時だけ電源が入るように
しているのがあります。
　　※暗くなると天井に照明が点る。

これを使って「振る」ことを試してみました。
その予備実験です。

マイコンを使えばサーボ制御のPWMなんか簡単
に出力できますが、ここはあえてアナログで。

まずは左右に「旗振り」するための元信号となる
正弦波。
　稲葉 保さんの精選アナログ実用回路集
にヒントがあります。

「長周期でも安定」というのが特徴。
これを単電源で動くようにアレンジ。
周期は2秒ほどに。

VR1で中央電圧を決めて、VR2で振幅を調整します。
　　※A2Aの働きは「レールスプリッタ」とも
　　　言えます。

こんな波形が出てきます。


この波形でサーボへのPWMパルスを振れば、左右に
棒を振れるかと考えたのです。

PWMパルスの発生は2つの「555」で。

これで動いたんですが、あれこれ問題が発生。
まず上図の黄マークの回路。

人感センサーによる電源on/offでの「起動・停止」だと、
起動時に短パルスが出てしまい、棒が目一杯まで振っ
ちゃってから設定した振幅に落ち着くのです。
これでは、あきません。

電源投入後、正弦波の振幅がが落ち着いてから
PWMパルスを出すようにしないとということで、
リセットICを追加しました。
　　　※これだけで面倒やなぁ！モードに。

起動の様子です。

3秒ほど遅らせてPWMパルスを出すようにし
ました。
しかし、電源断時の停止位置との関係で、
「パサッ」っと急に振られることがあります。
　　※もうひとつやなぁ。

もう一つの問題が電源電流。
上の波形を見ても分かりますが、1.0Aほどの
ピーク電流が流れるのです。

もうちょっと詳しく見ます。
リセット解除、起動直後のPWMパルスと電源電流。


安定駆動中の様子。


この電流パルス、アナログ回路には大敵で
PWM制御パルスがちょっと振られてしまい、
振り幅が不安定になることがあります。
　　※ブレッドボードでの試運転
サーボモータへの電源供給ラインと制御回路の配線、
安定した制御のために、ちゃんとしておかないと
いけないようです。
　　※デジタルだと気を使わなくても・・・

ということで、サーボモータによる旗振りはあきらめて、
単純にカムか押し棒で旗を振ることを考えてみます。
駆動モータとその減速機構の音も含めて、出直しです。

※そうそう CMOSのオペアンプ。　安価に買えて
便利だった「LMC6482」、秋月が扱いを止めて
しまいました。
　　他の部品店ではむちゃ高価に。
今回はNJU7062 を使いました。
　　※参考 単電源オペアンプの入出力特性を調べる