ミニ人工心肺装置の製作

プラモとかみてると実寸の1/10とか1/12スケールとかありますよね? 人工心肺装置もそういった遊び心のあるミニチュアとかあったら面白いと思うんですよねー     でも、この世の中にはありません。   無かったら作ってしまおうというのが今回のコンセプト!!   題して『ミニ人工心肺装置を作ってみる』です。   まず考えたのはとりあえず小さいローラーポンプがクルクル回るものを作成してみる事です。 そしてそのローラーポンプはツマミで回転速度の調整ができる事を目指したいと思います。       まず部品集めから   懐かしいクラレのKM-8700がお役御免で長い現役生活を終えていただいたので、遺骨整理目的に部品を略奪します。 IMG_0542   このKM-8700についているローラーポンプを再利用する事にしました。   分解中・・・ IMG_0541 IMG_0543 ローラーを慣性の法則で六角レンチにて取り外します。     IMG_0545 ポンプと機器本体を固定するネジとケーブル類を外します。   IMG_0544 ポンプの取り外し成功。   IMG_0546 ポンプは4基中2基を取り外しました。       モーターは手に入れましたが、問題はモーターをどうやって動かすか?になります。   モーターってステッピングモーター、DCモーター、ACモーターとがあってACでもインバーターとか誘導モーターとか色々あります。   この中でも精度が高いのがステッピングモーターで動かすにもドライブシステムが必要であったり、ACモーターでも速度調整用の駆動ドライブが必要であったりと、ミニ四駆のモーターを動かしたり、電源をつなぐだけで駆動するモータを動かすのとは全く次元が違います。     基本的にDCモーターとかだと代表的ものにパソコンのDCファンがあります。 これはDC電圧でファンの回転数が変わるので可変電圧をつないでやるだけでコントロールができます。   誘導ACモーターで(インダクションモーター)は普通に動かすのは簡単ですが、キッチリした精度でスピードコントロールする事には高度な知識が必要です。   今回KM-8700に使われていたモーターはオリエンタルモーターのACモーター(インダクションモーター)でした。 安価なやつです。 もう一度言います、安いやつです。 IMG_0563 ACモーターの中でも誘導モーターなので扇風機と同じ原理です。 原理は簡単でコンデンサで進みサインカーブを作ってズレトルクにて駆動します。 詳しくはこちら   上記を読んで理解できる人はわかるとおもいますが、スピードコントロールできんじゃないか!!!っと思いませんか?     そうなんです。 このモーターは可変にする為にはモーターのお尻からでている回転数に応じて電圧が変化する出力を利用してモーター入力電圧にフィードバック制御を行う必要があります。     でも面倒くさいので・・ 今回は賭けでトライアックによるACの位相制御だけでモーターを可変しようとこころみます。   まず位相制御というのは、AC電源の電圧調整といえば分かると思います。   トライアックという部品を使用してAC電源のスイッチングを行い、AC電源波形をオンにしたり、オフにしたりして電圧を連続的に可変する制御の事です。   いがいにこの制御簡単な部品で作れるのでお試しに作ってみます。   今回は安いので秋月電子が販売しているこのキットを利用する事にしました。 スクリーンショット 2015-09-24 16.15.44   位相制御の詳しいwikiはこちらで勉強なすってください。   さぁ実際に回路を組みました。 IMG_0565 IMG_0567 むっちゃ簡単な回路です。   IMG_0566 AC電源を使用する為、安全対策は万全に!!   IMG_0568 これがトライアック!!     これで可変装置が完成したところで、2基のローラーポンプとこの速度調整回路(位相制御回路)を組み合わせて組んでいきます。   IMG_0562 こんな感じにそこらへんに転がっていた板を日曜大工して箱を作り、ネジ止めし、そこに上手い具合にポンプを2基装着しました。     IMG_0569 制御回路もネジ止めし、AC電源を利用するのでここでも十分に絶縁を施してます。       じゃーん!! 完成!! IMG_0570 なんかちょっとかっこいい❤   ちょっと動かしてみます。↓   とりあえず動くかテスト中。       そして可変する為のツマミを取り付けての操作     結論からいいますと、位相制御だけでは低速域のスピードコントロールを行うのは無理っぽいですね。 見た目ではうまくいってそうですが、これにトルクが加わると簡単に回転数が変動します。 やはり、回転数をモニタリングして位相制御にフィードバックする機構をとりつけてやらないとミニチュアといえどもこのミニ人工心肺装置で遊ぶ事は至難の技になります。   さいわい、このモーターは回転数に応じて電圧が出力されるケーブルが存在するのでマイコンなどを利用いして回転数制御できるフィードバック回路でも作ってみます。     乞うご期待!!!! PICを使ってACモーターを制御していく編
スポンサードリンク
カテゴリー: 制作事例 パーマリンク

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。

このサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください