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WaveBox(造波装置)作製(自作) Feed

2015年2月16日 (月)

ヨウ素の調整

一昨日、レッドシーのテスターでヨウ素の測定をしてみたところ、およそ0.03ppmあたりの値が出た。

この値が、低い(ヤバイ)値なのか?、それとも平気な値なのか?、は今の私には判断できないけれども、とりあえず一度、推奨値である0.06ppmに合わせてみる。

そして、一度0.06ppmに合わせてから、もしも無添加だとどの程度下がっていくのか?、をまず確認していく事にするために、しばらく添加せずに測定だけしてみる事にする。

実は、いろいろ確認していきたい事があって、その為に水質を完全なノーマルの状態に戻したいので、ここ6週間ほど全ての添加剤の添加をストップしていていたので、この事を確認するには非常に都合が良い。


そんなところで、とりあえずヨウ素添加剤を0.03ppm分添加して、3時間ほど回した後に再測定してみたところ、バッチリ0.06ppmの値が出た!!

こんな計算通りに値が出ると楽しいものだけれども、これでレッドシーのテスターなら信用できる事が分かったので、この先、しばらくヨウ素の添加をせず(他の添加剤も使わず)ヨウ素の変化をみていく事にする。

 

 

2014年5月 5日 (月)

オートウェーバー完成

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/05/post-8327.html
からの続き


なんとなく出口が見えてきたので、改良を進める。

前回のテストでセンサーを水面に完全に浮かした事が不安定の原因だった事が分かったので、ジャイロセンサーを完全に浮かさずに、中性浮力に調整してみた。

P5050034

センサーに適当な大きさの発泡スチロールを貼り付けて実際に動かしてみて、少しずつ削って浮力を調整していく。

P5050036 最終的にこの程度まで削り落とした。(殆ど残っていない)


それから、もう一つ

横方向の乱流はボックスでガードできたけれども、微小な水面の揺れもあり、それを防ぐために、ボックスの底にパンチングボードを入れて少し抵抗を付けてみた。

P5050033
さて、これで実際に動かしてみて

ポンプスタート時とストップ時のオフセットを設定し

完全にノイズが消えた訳ではないけれども、おそらくこれを完全に消すことはできないだろうし、できた波としては80点くらい。

タイマー式のウェーバーに勝った訳ではないけれども、おそらく波の質ではタイマー式に勝つ事はできない気がしてきたので、オートウェーバーとしては、これで完成とする事にした。



最終的に、結果としては・・・・・・

波の周期を設定する手間が省けるだけのもで

波の質や制御性ではタイマー式の方が一枚上手、という感じかな?(笑)

 

 

 

2014年5月 4日 (日)

ウェーブセンサーが不安定になる理由

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/05/post-a137.html
からの続き


ウェーブセンサー、バージョン2で、少しマシにはなったけれども、まだ不安定さが残された。

横方向の乱流は殆どガードできてるはずなのに、なぜか安定しない。

この理由を探るために、ジャイロセンサーの動きを記録するプログラムを組み込んでみた。

データは1/100秒間隔で、約1.7秒間(およそ波の1周期)のデータを記録し、記録したデータをグラフにして出してみた。

Photo_3

305あたりが停止状態で それより上が右回転で、下が左回転となる。

グラフに出してみると、滑らかではなくて、ギザギザになってる部分がある。

空中でセンサーを振り子状に動かした場合は、こんなギザギザにならず、滑らかな曲線になる。

このギザギザの動きが、いったい何なのか?、センサーの動きをじっくりと眺めて、見えてきたのは、センサーを取り付けてる浮きを水面でトンと上から叩くと、水面でポヨヨンと揺れる動き、あのポヨヨンの動きが大きな水面の動きにプラスされて不安定な動きになってるようだ。

要するに、浮きを使ったのがダメだった様だ。


なるほど、そういう事か?



なんとなく見えてきた!!

 

2014年5月 3日 (土)

ウェーブセンサーの改良

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/05/post-b903.html
からの続き


前回の実地テストでは、水面近くの水の左右の動きをジャイロセンサーに拾わせてましたが、そうすると、波の動きの他に、パワーヘッドの水流も同時に拾ってしまう事になり、波の周期を正確に拾えなくなる事が分かった。

これを改良するには、水流は拾わず、うねりの動きだけを拾う必要がある。

前回のテストでは水の左右方向の動きを拾う為に水槽の中央部分にセンサーを仕掛けていたけれども、今回は水槽の端にセンサーを仕掛けて、水の上下の動きを拾わせる事で、水流の影響を受けずに、うねりの動きだけを捉える事ができないか?、というところ。

より横方向の動きを受けないように、センサーの周りにアクリル管で水流ガードも取り付けてみようか?、といろいろ形を考えてみたけれども、今一、格好良さそうな形が見付からず、なんとなく波を立ててるウェーブボックスを眺めながら思い付いた!!

ボックス型にしてウェーブボックスの横にくっつけて合体させれば、違和感がなく、邪魔にもならない!!

また、ウェーブボックスと合体させれば、深めのボックスにしても目障りにならないので、より横流れの影響を受けなくできるはず。


思い付いたら、早速、図面を書いて、「はざい屋」さんへ発注!!

組み立てたのがこれ

P5020020

これを水槽にセットして動かしてみると

コラリアマグナム8を同時に動かしても、前回よりは安定しているけれども

まだ、周期が乱れる事があって、波の点数としては、まだ60点というレベル。


まだまだダメだ!!

もっと考える必要がある・・・・

2014年5月 2日 (金)

プログラムを追加

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-6963.html
からの続き


オートウェーバーのジャイロセンサーの設置方法の第2案がまとまったので、現在、材料の調達中。


こうして、材料を待ってる間にも、迷案が脳ミソのシナプスを走り回る!!

そして、その迷案が明案に変わった時には、体が動き始める。


そんなところで、また新しくプログラムが浮かんできたので追加した。

前回の実地テストで、センサーが乱流を受けて誤動作する事は分かったけれども、逆に乱流さえ受けなければ、かなり正確に水の動きをキャッチできる事も分かった。でも、実際に波を立てたときに、完璧な波ではなく、タイマー制御の場合の、およそ8割程度の大きさの波で、周期も、実際に最高の波が立つ周期よりも若干、長めの周期になっていた。

おそらく、これはセンサーが検知した水の動きに対して、水が左へ動き始めればポンプをON、右へ動き始めればOFFに、とそのままダイレクトにポンプを制御していたからで、本当に良い波を立てるには、例えばポンプをONにする場合でも、水が動き出した瞬間にONにするべきなのか?、それとも動き出す手前でONにするべきなのか?、はたまた、少し遅れてONにした方が良いのか?。OFFにする場合も同じで、ピッタリタイミングを合わせるのか、それとも、前か後ろにオフセットさせた方が良いのか?

このあたりは、実際にやってみないと分からないし、手前で反応させるのも、遅れて反応させるのもプログラムで書き換えるのは簡単な事だけれども、プログラムを書き換えては波の状態を見るような方法では、良い値を見つけ出すのに、手間と時間が掛かって仕方が無い。

なので、波を立てながら、このオフセットを徐々に変化させていき、良い状態が見つかったら、ボタン一つでその値を設定値として記憶させるようにプログラムを組み込んでおいた。

この手法は以前に作って現在も使っている、最高の波の周期を見つけるために、波を見ながら、波の周期を自動的に変えていくプログラムと同じ手法になる。

2014年4月27日 (日)

オートウェーバー実地テスト

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-6963.html
からの続き


プログラムは完成したので、実際に水槽でテストするためのセンサーを作って仮設置し、実際に動かしてみる。

自動で波を立てる事はできたけれども、いろいろ問題点が見えてきた。

今回は水面の左右の動きをセンサーで拾うパターンでテストしてみたけれども、センサーが思った以上に敏感なので、大きなうねり以外の水面の細かい水の動きも拾ってしまう為に完全にうねりの動きに追従できないせいで、周期が不安定になってしまう。

パワーヘッドの強い水流があると、特にこの現象が強く出て、ポンプの動きが乱れる事になるので、このあたりの処理が大きな課題になりそうな気がする。


大きな水の動きは確実に捉えながら、細かい乱流はスルーする、要するに電気回路の分野で言う、ローパスフィルターのような作用をする物を考える必要がありそうだ。


この先、このあたりをじっくりと考えていく事にする。

2014年4月26日 (土)

「激波」をオートウェーバーに

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-8cc2.html
からの続き


ここまで順調に進んできているオートウェーバーの開発

このオートウェーバーは、今までのウェーブコントローラー「激波」に組み込むのは面倒なので、別の回路で組んできて、完成すれば、「激波」と連結させて機能させるつもりだったので、波の動きを検知してポンプを制御する機能と別に、波に強弱を付ける為の信号をメインの「激波」から受け取って、ポンプの強弱を制御するプログラムを組み込む必要もあった。

しかし、別の回路で組むと、当然機械が一つ増える事になるし、まるっきりの素人作品みたいで、製品としても格好が良くないし、どうせ作るなら、今までの「激波」にオートウェーバーの機能を組み込んだ方が格好が良いので、方向転換して「激波」に組み込んでしまう事を考えてみた。

まずは「激波」のマイコンに追加のプログラムを追加するスペースがあるかどうか?、フラッシュメモリーの空きを見ると、容量の大きなチップで使用率がまだ30%程度なので、余裕でプログラムを入れる事はできる。

また、ジャイロセンサーを組み込む為のポートの空きとか、回路のスペースとか、ハード面を確認してみると、まずジャイロセンサーからの出力を拾って電圧を検知するポートが全てLCDに使っていて空きが無いので、LCDへの配線を1本だけ他のポートへ移設して、その空けたポートにジャイロからの信号を受ける配線を入れる。改造するのは、それだけなので、どって事はない。

ちょうど、ジャイロセンサーが壊れて取り寄せていて、それまで時間ができたので、早速、取り掛かる事にした。

配線をやり直すのは、簡単な事なので、すぐに終わり、次はプログラムを組み込む作業になる。

まずは、どんな風に、元の「激波」にジャイロの機能を組み込んでいくか?、というところからですが、ここは今までの、ノーマルモード、ランダムモード、ナイトモード、ミッドモード、ダブルモード、トリプルモード、周期テストモード に ジャイロノーマル、ジャイロランダム と2つのモードを追加する事にした。こうしておけば、たとえジャイロの機能が壊れても、ボタン一つで今までのタイマーを使ったモードに切り換える事ができるし、壊れたからって回路を繋ぎ直したりする必要もない。

それから、ジャイロ機能を組み込んでオートウェーバーとして稼動させれば、オートウェーバーとして稼働しながら周期の測定も同時に行う事ができるし、その測定した周期のデータを、元のタイマー制御のプログラムに反映させれば、そちらの設定も自動で行う事ができるようになる。

なんか凄いコントローラーができそうになってきた!!

高性能で、しかもACポンプとDCポンプを複数でシンクロさせる事ができる、こんなウェーブコントローラーは世界中探しても、まず存在しないだろう(笑)、なんて、メーカーがこんな物を開発しても商売にならないし、素人の自作でも、こんなどうでも良いような物を作る無駄な労力をつぎ込むバカは世界中探しても他には居らんはずやわ!!


そんな事はどうでも良い、として 

元の「激波」のプログラムを どんどん書き換えていく・・・・・・

少し書き換えてはテストして、これを繰り返してプログラムを組み立てていく 

電気回路のハード面は今でも「ど素人」ですが、プログラムを書く事自体はWindowsアプリケーションのプログラムから始まり、もう20年近くやってるので、どちらかと言うと得意分野!!

とは言え、マイコンのプログラムは、Windowsアプリケーションなどの高級言語のツールを使うのとは違って、高性能なデバッグツールが無いので、デバッグするのが手間が掛かって難しくて、なかなか思うように進まない。

それでも、ねばりと根性で書き続ける・・・・・・

そして、そうやって書き換えてるうちにも、新しく迷案だけじゃなくて、明案も浮かんでくるので、それも書き加えながら進んでいき、5時間以上使ってなんとか書き終えた。

そうこうしてるうちに注文していたジャイロが届いたので、早速セットしてテストしてみる。

よしっ 、動きは完璧だ!!

あとは、これで本当に波が立つのか??


ここからは、本当に水槽に設置するジャイロセンサーを組み立てていきます。



今日はここまで・・・・・・・・・

2014年4月24日 (木)

オートウェーバーのプログラム その2

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-0cb1.html
からの続き


先日、静止状態から造波をスタートさせるプログラムを追加した。

その後、ジャイロセンサーとコントローラーを繋ぐためのロボットケーブル(電線)が届くまでの間に、またプログラムを追加していく。

今回は、ポンプを1台だけではなく向かい合わせで2台設置した場合の向かい側のポンプの制御をする為のプログラムを追加してみた。

レベルの低い市販品のコントローラーなら、メインのポンプがONのとき向かい側がOFFに、メインポンプがOFFの時に向かい側はONになる単純なものですが、そんな単純な動作では面白くないのと、この単純な制御では波の強弱を付けるのにON時間を調整する事ができなくなるので、向かい側は向かい側で、別々に制御してやる事にした。

バッチリ、動作している!!

あとは、ランダムモードの時に、波の強さを変化させるプログラムを付け加えればプログラムとしては完成する。



こうしてソフトウェアのプログラムは順調に進んでるけれども、同時にハードウェアの開発も進める必要があり、注文していたロボットケーブルも届いたので、ジャイロセンサーに繋いでいた仮配線を外して、ロボットケーブルに繋ぎ変えたところ、なぜかマイコンが起動しなくなった(汗)、どこかショートしてる気がする。

テスターで調べてみると、ジャイロセンサーのVcc(電源の+)とGND(電源の-)がショートしている!

配線を外してもショートしているので、手の施しようが無い。要するに壊してしまっている。どうして壊れたのかは、分からないけど、壊れたのは間違いない。

いつもなら、こういうパーツは余分に注文しておくんですが、今回、これを注文する時に、あんまり小遣いが残っていなかったので節約して1個しか取り寄せてなかった。こんな時ほど、こういう事になるんですね(笑)。おかげで、またパーツ代の他に、送料、代引き手数料を支払う事になる・・・ 

また、届くのに時間も掛かる・・・・・・


いつもの事ですが、ハードウェアの開発に手こずってます(笑)



先に、ランダムモードのプログラムでも完成させるか・・・・・・??

2014年4月22日 (火)

オートウェーバーのプログラム

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-c833.html
からの続き


今のところ、ほぼ、思い通りの働きを見せる事ができているウェーブセンサーですが、実際に水槽で使うセンサーとしての形を 現在設計中。

外形を設計しながらも、新しくプログラムが頭に浮かんでくるので、プログラムを書き換えたり、追加したり・・・・

どんなに満足できるプログラムができても、人というのは贅沢なもので、すぐに「満足」が「飽き」に変わってしまう!


元はと言えば、このジャイロセンサーを使って、水槽のうねりを立てる最適な周期を測定するのが一番の目的だったけれども、それは少し簡単過ぎて、作っていく事が面白くなくなってきた。面白くなくなってきた、というよりも、早くも飽きてきたと言った方が正しい(笑)

周期を測定する事よりも、水槽の水の動きを検知してポンプの動きを制御する「オートウェーバー」を作る方が楽しそうな気がしてきたので、少し方向性を変える事にした。元はと言えば、周期を測定できれば、最終的に「オートウェーバー」に発展させるつもりはしていたけれども、最終的に、というよりも、最初からそれを目指して良さそうな気がしてきたので、その方向性に決めた。


そんなところで、先日、作ったプログラムでおそらく波は立つはずだけれども、まったく水が動いていない水槽にセットする場合は、その仕組み上、はじめに手で水を揺すってやったりして、水を動かしてやらないとけない。要するに波を立てるキッカケだけは作ってやる必要がある

それは、それで、どって事は無いけれども、どうせ作るなら本当に何もしなくても勝手に波を立ててくれる装置を作る方が楽しいので、プログラムを追加する事に・・・・


追加する動作は簡単なもので、ジャイロセンサーの動きが非常に小さい事を検知した時は、タイマー機能を使って、とにかくポンプを波が立つ周期で起動させ、実際に水が動き出したらタイマー機能ではなく、水の動きを検知してポンプを制御するように切り替える、というもの。

機能を文章で書くと簡単なものですが、実際に初めて作るプログラムは、なかなか思う通りには動いてくれない(笑)

ま、そうは言っても、一日、頭を捻れば出来上がるレベルの難易度なので完成した。

おそらく、これで自動的に波が立つはず・・・・・・


ここからは、実際に使うセンサーを作っていく事と、実地テストのためのポンプへ繋ぐ仮配線などを作っていく事にする。


今日はここまで・・・・・・

 

2014年4月20日 (日)

まずはプログラム

http://masax.blog.eonet.jp/default/2014/04/post-d103.html
からの続き


ジャイロセンサーが角加速度ではなくて、角速度を検出する事は解ったので、簡単なマイコンプログラムを書いてみて、動作の確認をする。


本当なら、プログラムの前に、マイコン回路を組む必要があるけれども、以前に使っていた鉄電解装置の回路を本の少し改造すれば、電解回路の機能はそのままで、ジャイロセンサーのテスト回路にも使えそうなので、改造してみる。

P4200026
配線を2本、移設してジャイロセンサーを追加しただけ

これに、簡単なプログラムを書き込んで、振り子状に運動している状態で1m秒ごとに、拾ったデータを書き出してみると、まずまず上手く角速度を拾えてる様子なので、次は片回転時のみLEDが点灯するプログラムを書き込んでみる。

わかり易いようにスローで

よしよし、振り子の動きをしっかりと読み取れている。これなら、この信号をそのままポンプに送れば、周期を合わせる必要のないオートウェーブマシンになるはず。これは、もう少し先にテストしてみる事として、次は振り子の周期を測るプログラムを書き込んでみる。

これも上手くいった。

振り子の3往復分の計測をして平均値を表示している。



これは間違いなく使える!!



ここまでは、ジャイロセンサーの振る舞いを見るためのテストだったので、ここから実際に水槽にセットして周期を測るセンサーとして組み立てていく事にしよう。



今日のところは、ここまで・・・・・・