ステッカー完成

前に紹介した、電装ボックスのステッカーが昨日完成しました。

校是の他にプロジェクトメンバーの名前と、ソーラーカーのロゴを入れました。

メンバーの名前

電装ボックスのステッカー

カーボンはステッカーがなかなか貼り付かなくて難しいのですが、細かいところは手作業で調整して作りました。
特にロゴの先の細い線や、名前の『i』のドットなどは難しかったです。

他の先輩方はそれぞれ後期にやることが決まっているので、1年生も作業について教えてもらい頑張っています。


1年 佐藤、中村

小学生向けのサマースクール

今日は小山ヶ丘小学校と小山中央小学校の小学生を対象に電気についてのサマースクールを行いました。

初めに「電気とは何か・生活の中でどのように使われているのか」という内容について、電気工学科の斉藤先生がパワーポイントを使った講義をしました。
講義の間、小学生の皆さんからいろいろな質問が出たりと、楽しい雰囲気でした。

講義の後には実際に電動カートを運転してもらう体験を行いました。
コースは、学校内の敷地を使った特設オーバルコースです。
途中でちょっとしたハプニングもありましたが、皆さん楽しそうにカートを運転していました。

小学生の皆さんはしっかり話を聞いてくれて、サポートの私達もよかったです。

1年　中村

2012 W.G.C. Solar & FC Car Rallyeに参戦しました

　2012 W.G.C. Solar ＆ FC Car Rallyeに参戦しました

※本来学校のホームページにアップする内容の記事ですが、学校サーバーのメンテナンスの関係上更新ができないので、一時的にブログの方に記載します。

7月29日～31日まで秋田の大潟村ソーラースポーツラインにて行われた3日間のレースに参戦しました。

ソーラースポーツラインとは、1周が25kmの直線が主な細長い形のコースで、世界唯一のソーラーカー専用の周回コースです。今年度は大会が20周年記念ということで、歴代のソーラーカーの展示が行われたり、ソーラーカーバイシクルもレースに同日参加しました。大会の形式は3日間で5時間,11時間,8時間の合計24時間で行われた耐久レースに加えて、各日ごとに前日までに申請する周回数とタイムとの実際の走行と差を競うグリーンラリーも行われました。

今年度はソーラーカーの"電装システムの構成"と"計測システム"を一新して大会に望みました。

　

　従来はパネルから車体に配線がぶら下がるように設置されていたものを主要部分の配電と、計測器や灯火類などに使う12V系を一つにまとめたユニットにしました。

ユニット化したことにより容易に車体から電装系ユニットを取り外せる事ができるようにしました。
これにより、充電時の配線長の短縮による損失の低減と、車体メンテナンスをしやすくするねらいがあります。



　ドライバーは吉田(5EE)、赤坂(5EE)、佐藤(4ME)、斉藤先生の4人でレースに挑戦します。
これまでに何年も運転してきた専攻科の先輩が卒業してしまったので、運転経験があるドライバーは吉田と斉藤先生のみです。

7月27日【会場到着】

　夜になって宿泊所の最寄駅に到着し、その足ですぐに会場に向かいました。 トラックから必要な荷物を降ろしてピットを設営し、ソーラーカーの作業に取り掛かります。主に行う作業は電装系で、ユニットごとに配線を完了させてきたので計測器を組み込むとともに車両に搭載する作業を進めます。

各部をテスターで点検して緊張しながら電源投入をするものの、12V系に不具合が発生し、モータも回転しないことが発覚しました。この日は夜を徹して問題解決のために作業を続行しました。

7月28日【入村手続・車両整備・車検】

 　夜が明けても問題が解決できませんでした。眠い目をこすりながら配線図と実物とを繰り返し見比べます。モータが回転しない問題については操作信号系のコネクタへの配線ミスが判明。信号系を集合しているターミナルユニット内で配線を間違えていることが原因でした。

車検については電源を入れて自走する必要がある項目以外はチェックを受けて仮合格をもらいました。夜には下級生が中心の後発隊と合流し、レースに向けたピットでの生活環境の準備をはじめました。担当者は引き続きピットに泊まり込みで作業を続行します。

7月29日【レース1日目(14:00～19:00)】

　徹夜で作業したものの12V系の問題が解決しないままレース日を迎えることになってしまいました。昨日未検査だった箇所の車検は早朝に自走でのブレーキテストを受け、車検合格をもらいました。

　第一ドライバーは運転経験のある吉田で、　車両の走行能力の確認をするためにまずは
無理をせずで1周のみ周回しました。

走行した結果、機械部分については特に問題はなく、電装系の問題さえ解決すれば問題なく全力の走行が可能であることが確認できました。

2周目に入るところでピットインし、電装システムを車両から取り外してテスターを手に原因究明に取り組みました。結果、DCDCコンバータの固定方法による漏電と、入力部の回路構成に問題点があることが分かり、すぐさま対策をして解決することができました。 しかしこの時点でかなりの時間を浪費してしまっていたので、この日はドライバーの練習日と割り切ることに決めて、今年が初運転となる赤坂がドライバーとして乗り込みました。

　再スタートしてシステム全体が機能して走行ができることを確認することができたものの、今度はブレーキランプが付きっぱなしになってしまうという問題が発生しました。マーシャルに指摘される前に自発的にピットインして問題の確認作業を再開しました。
灯火系の配線をシャーシ側とカウル側を必死に追いかけているうちに、モータの時と同じ信号系集合部での配線ミスであることが判明しました。残念ながらこれを対策するうちに走行時間が終了してしまいました。少しでも多く走らせられればと思いましたが、2日目からは完全な状態で走行することができるように念には念を入れた確認・修復作業に徹しました。

システムをくみ上げて全体を機能させることを難しさ、特に初歩的なミスが結果として全体のシステムを動かすことができない事態を招くということを実体験し、非常に悔しい思いをした一日でした。

7月30日【レース2日目(8:00～19:00)】

　2日目は電装系の問題も全て解決し、遅ればせながらもレースをする体制が整いました。機械系、電装系の状態を確認するため、第一ドライバーは斉藤先生。太陽電池による発電量の様子を見ながら32分台でラップを繰り返します。

　機械系・電装系ともに快調であることが確認でき、第二ドライバーとして赤坂が乗車しました。初めての運転で戸惑いながらもほぼ走行計画通りの32～34分で走行することができました。 天候も晴れており発電も良好なことにより、速度を下げずに走行できました。この走行速度だと、バッテリからの持ち出し電力を事前に測定した放電特性と同条件にすることができ計画通りにレースを展開することができます。

　赤坂が5周したところでドライバーチェンジしました。第三ドライバーは初走行の佐藤です。初走行なので慎重に運転します。とにかく運転に慣れることを優先してラップタイムも抑え気味の39分台で走行しました。走行計画よりも若干遅れてきていますが、バッテリの残量は十分に温存できています。

　第四ドライバーは吉田です。この時点で先行するチームとの周回差は1周遅れていますが、無理にペースを上げても消費エネルギーが増えるだけなので40分台にまでペースを下げて走行を続けます。今日中に先行チームと同周回になるために、次の周回に入ることができなくなる18時直前に滑り込みで次の周回に入ることができ、追加で"+1周"をすることができました。

　

　ドライバーは連続3時間以上の運転が認められていないので、最終ラップは再びドライバーチェンジをして斉藤先生が乗車。 エネルギー消費を最小に抑え、1周だけ周回して戻ってきました。戻ってくるころには太陽はほぼ沈んでいたために夕方は充電せずにこの日の走行を終了しました。

　1日目を走行できなかったハンディはまだありますがその分バッテリの残量があります。なんとか先行するチームと同一周回になることができましたが、オーバータイムポイントによって順位は下なので最終日にはペースを上げて一周以上早く走る必要がありました。

7月31日【レース3日目(8:00～19:00)】

　最終日ということでバッテリ残量を全て使いきって順位を一つでもあげたいところです。そのためには朝の充電も重要なので、5時前の段階で充電準備を完了して一分一秒を惜しんで充電しました。その甲斐あって、スタートの時点では7割程度から8割程度にまで残量を戻すことができました。

　午前中は予想外な事に他チームのラップタイムが伸びない中、　とにかく先行チームを追い抜いて周回遅れにするために手堅く32分台で走行しました。結果、ドライバーチェンジ直前の5周目の最後にようやく先行チームを追い抜くことができピットイン。ピットイン作業でのタイムロスも最小限に抑え、第二ドライバーの赤坂がスタート。この時点で順位は入れ替わっており、抜かれさえしなければ順位は勝っています。周囲のチームのペースも上がってこない状況なのでここでペースを抑えて後半戦に備えました。

　2日目に比べて発電量が少ないなかでもドライバーが無駄のない走りに専念してくれたおかげでバッテリ残量も温存することができました。残り3時間の時点でゴールまでの予想発電量とバッテリ残量から試算した結果、これまでよりも4分近く早いタイムで走行が可能であると確信がありました。なので、最終ドライバーの吉田はこれまで温存してきたエネルギーを全て使い尽くしてゴールすようにペースを上げて走行しました。なかには、ファステストラップに3秒及ばないものの26分55秒で周回することもできました。

最終周では時間を調整をし、申告タイムに"+3.882秒"でゴールラインを通過。終わってみればこの日の全チームの中で最多周回数の14周を走ることができました。

3日間の合計周回数はを含め32周※、総合順位6位、アドベンチャークラスで3位、3日目のグリーンラリー部門では優勝という結果を収めることができました。

※実際は33周ですが、出場したアドベンチャークラスではクラス間での性能差調整のため規程により実際の周回から-1周されることになっています。

　今回の大会を終えて、不安だらけのスタートだったので無事に走り切れて安堵しましたが、それ以上に大会以前にソーラーカーを完成させて十分な準備をすることができなかった事に悔しさを感じています。特に同クラスの2位のチームとのラップ差は2周で、もし1日目に走行できていたかと考えると1日目のロスが悔やまれます。 また、メンバーの時間に関する危機感の低さなど、以前から指摘されていた個所が大会の1日目の大きなロスとして現れたようにも思います。作業以外にも課題は再確認できたように思います。

これからは太陽電池の発電量が初期性能から2割以上も落ちてきていることからどこまで周回数を伸ばすことができるかはわかりませんが、今後も少しでも成績を伸ばしていきたいと思います。また、チーム運営の年間を通しての活動方法も見直して組織力を高めていきたいと思います。

D-subコネクタ作りの例

今回は、バッテリセル計測システムで使用する計測器をつくる課程の一部の紹介と、

D-subコネクタのハンダ付けの例としての記事を書きたいと思います。

まずは、D-sub（ディー　サブ）コネクタとはなんなのかを簡単に説明します。

D-subコネクタ

私の近くにあったD-subコネクタを集めてみました。

身近なところでは、PCにあるかもしれません。

最近のPCにはなくなってきているようですが、PCのディスプレイ(アナログ)のコネクタであったり、COMポート(RS232C)のコネクタであったりしました。

このD-subコネクタは、汎用性が高く、値段も安価なため本校のソーラーカーでも多用しています。

スロットル信号や回生ブレーキ信号、スイッチ、ディスプレイなど・・・・

写真右下のD-sub 37pinはMITSUBAさんのモータコントローラの信号入出力などで使っています。

D-subコネクタは主に通信・信号線用のコネクタです。なので大きな電流を流す用途には向きません。

ピンの数は、9pinからはじまり、15,25,37,50pinがあり、

高密度型はメーカにまちまちのようですが、15,26,29,44,50,51,62,75,78,100pinなどがあります。

高密度型とは、ピンの配置が3列になって、9pinと同じ大きさのコネクタで15pinというようにコネクタの大きさがそのままで極数が多くなります。

今回は、高密度型の15pinをハンダ付けする工程をご紹介します。

16芯シールド線

今回の配線には、16芯のシールド線を用います。

シールド線はノイズ対策に優れたケーブルです。

導体（電気を通す）のシールド部分があって、その内側を信号線が通っています。

シールドを計測システムのグランド（アース）に落として（繋いで）おくと、ケーブルの外から飛んでくるノイズがシールドによって遮蔽されて、内側の計測信号線にはノイズが乗らない仕組みです。

これとは逆に高い周波数の信号をノイズとして外部に漏れさせないような用途にも使われます。

1．外側のシースを剥く。

カッターなどでシールドに傷を付けないように剥きます。

D-subコネクタカバーなどに入れるときの適当な長さにします。

長すぎると、カバーに収まらなかったりするので注意が必要です。

今回は、9pinのカバーを少し改造して使っているのでキツキツです。

ニッケルメッキのD-sub9pin用カバー

カバーですが、シールド線を使うためEMI対策用のニッケルメッキが施されている物を使いました。

キラキラしているのが特徴で、テスター等であたると導通します。

2．シールド線のシールドとカバーを接触させる。

カバーによっていろいろな接触方法があるのですが、

今回のタイプだとシールド部分をシースの方に折り返して（反転させて）、その部分に抜け止めの金具を挟みました。金具は自然にカバーと接触します。（念のためテスターで導通チェックもしました。）

あとは、余分なシールド部分はカットして綺麗にします。

3.配線を剥いて、ハンダあげ。

配線は3[mm]くらい剥いて撚って、ハンダあげ（予備ハンダ）します。

配線によっては、はんだごての熱で被覆が縮む物もあるので、短い時間で導線にハンダが浸透するようにすることが重要です。

導線が長すぎる状態でD-subにハンダ付けすると、隣のピンと接触してショートする事もあるので長すぎの時は切りましょう。

4.D-subコネクタに予備ハンダ。

D-subコネクタに予備ハンダをします。

(左)予備ハンダしたD-sub15pin (右)新品のD-sub37pin

比較の写真です。

右側のコネクタは新品の状態、左型のコネクタは予備ハンダをした写真です。

結構多めに盛っておいた方が、配線を付けるときにハンダ線を持たずにこのままハンダ付け出来ます。

ハンダの時間は最短でお願いします。

そうしないと、フラックス（やに）が蒸発してしまい、配線が思うようにつきません。

また、熱によってD-subコネクタは溶けてしまいます。

これらの作業、コネクタを固定しておくと楽です。

私は、クリップで挟んだり、小さな万力を使ったりします。

5.熱収縮チューブを用意

高密度型のD-subはそのままハンダ付けして使用していると、隣のピンと接触する可能性があります。

今回は、バッテリボックスのセルの電圧を測るためのD-subコネクタなので、セルをショートさせるようなことがあってはいけません。

そういうときには熱収縮チューブを使います。

熱収縮チューブは熱をかけると、直径が半分以下に縮むチューブです。

長さはほとんど変化しません。

ヒートガンやはんだごての熱で収縮させます。

熱収縮チューブ

私は、φ1.5の熱収縮チューブをこのようにカットして工具箱に忍ばしています。

そして、ハンダ付けする配線に通して、ハンダ付けをします。

6.配線をハンダ付け。

ハンダ付けする前に、熱収縮チューブが通っているか確認してください。

そして、熱収縮チューブは、ハンダ付け時に配線を伝わってくる熱で収縮するので、ハンダ箇所から遠くに離してください。

配線とD-subのそれぞれの予備ハンダを両方ともすべて溶かして、導線をD-subに押し込んでハンダ付けという感じでしょうか。

両方とも全て溶かすところが重要です。

中途半端に溶けたところ同士をハンダ付けすると、つかっているうちにハンダが割れて、配線がはずれてしまいます。

D-sub15pinにハンダ付け

D-sub高密度型は写真のようにセンターからハンダ付けします。

D-sub15pinにハンダ付け完了

シールド線は16芯で1本余ります。思わぬ所でショートしないようにこれにも熱収縮をかけて、絶縁処理します。

ちなみに、配線の色とピンですが、これはおおよそカラーコードに従った方が配線もしやすいです。

例として今回の色とピンアサインを載せておきます。

1pinは茶,2pinは赤,3pinは橙・・・・9pinは白。(10pinに黒を普通は入れますが、）

今回は、10pinにはライトグリーンをいれて、

11～13pinで白赤,白黄,白緑などの2色のもの、14pinでライトブルー、

そして、15pinは一番電位が低いので、黒としました。

7.配線を確認し、熱収縮。

全部ハンダ付けがおわったら、熱収縮チューブをハンダ付け箇所に被してみます。

ここで、配線のピンアサインを配線図やテスターを用いて確認して、完璧だったら収縮させます。

高密度型は、はじめに中央の列の収縮して、次に外側の列を収縮させます。

8.カバーに挿入、完成。

D-sub15pinとコネクタカバー

カバーに入れるとこんな感じです。（写真では配線未チェックのため、まだ収縮していません。）

16chMUXとD-sub15pin

16チャネルマルチプレクサユニット(Agilent 34902A)と、つくったD-sub15pinを接続して完成です。

ちなみに・・・

バッテリ関係の作業は、ひとつひとつ確実に行わなければ大きな事故につながります。

隣り合わせのピンでショートしていないかなどを調べてからでなければ危険なので使用できません。

新しくつくったものは、バッテリボックスとの接続前に全てのピンの導通を確認します。

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読みにくい点、疑問点などはお気軽にコメント欄へよろしくお願いします。

3EE 浅野

体験入学の準備

学校閉鎖期間が終わり、今週から活動を再開しました。

9月8日にミニチュアソーラーカーの体験入学があるので、今はそれに向けて準備をしています。


今年度は一年生のアイデアを取り入れて、例年とは少し形を変えたものにしました。

今までとは形が違うので、見本も新しく作っておく必要があります。なので、シャーシの設計やタイヤの組み立てなど先輩方に助けていただきつつ1年生も準備をしました。


試作品も出来ました。

ミニチュアソーラーカーの試作品

これから製作手順書を修正して、発注した足りない部品が届けば準備は終わりです。

体験入学当日が楽しみです。


1年 佐藤、4年 井藤
 

シャント抵抗

今日はSALESIOのパワーラインが収まっている電装ボックスについて教えていただきました。

また、電装ボックスの中で使われているシャント抵抗についても勉強しました。
シャント抵抗とは分流器の事で、大きい電流を抵抗の電圧降下によって検出するものです。

電装の他にも午後にはCATのバッテリの繋ぎかたを教えていただきました。
前輪が浮いてきてしまっているので、今後先輩方に指導していただきつつ1年生を中心に修正していきたいと思います。

他の1年生や先輩方は電装ボックスに貼るステッカーを作成していました。
明日も引き続きステッカーを作るようです。

図１　校是のステッカー

今日は作業に余裕があったこともあり、たくさん学ぶことがありました。
これからは1年生も重要な作業を任されることが増えると思うので、どんどん知識を深めて役立てるよう頑張っていきたいと思います。


１年　佐藤

電装について

夏休みに入り作業を丸一日使えるようになったので、私は先輩と電装ボックスの改良をすることになりました。

電装ボックス自体は大会前に新しく作ったのですが、配線でまだ無駄な箇所があるのでそれをすっきりさせる予定です。

今日はとりあえず、電装の仕組みやそれぞれの働きについて先輩に教えていただきました。
モータードライバがどんなものかや、バッテリと太陽電池からの電気がどうやってモーターに繋がっているかなど、私が今まで知らなかった専門的な部分をたくさん知ることができて楽しかったです。

ソーラーカーの大まかな仕組みは意外と単純でした。
でも細かな部分はまだわからないことだらけなので、夏休みを使って先輩方にいろいろ教えていただき知識を深めていきたいと思います。

明日は引き続き電装と、大会の時に使うプログラムについて教えていただく予定です。


1年　佐藤

大会からの。

今日は、大会で使った道具の片付けをしました。

大会でのドライバー1人当たりの運転時間は約2～3時間ほどです。

車内は暑いためにたくさん汗をかくので、

ドライバーが座る部分のクッションやシートベルトを干しました。

また、1年生がこれからどの作業を分担するか、というのを決めるためのミーティングをしました。

その"作業分担会議"では、主に

「CFRP」「足廻り」「バッテリ・電装」「フェンダー」「labview」「MPPT・太陽パネル」

の7つの作業に分担しました。

今後どのように分担していくのか、詳しくしっかりと決めて行きたいです。

1年　中村

大会の反省会

大会から帰ってきて少し落ち着いた今日、5日間の反省会を行いました。

大まかな内容としては、大会に行っていないメンバーもいたので結果報告と、1日目に上手くいっていなかった点、なぜ上手くいかなかったのか、個人の反省、これからすべきことなどを話し合いました。

1日目に上手くいかなかったのは、電装ボックス・シャーシの配線・MPPTなどです。
原因はスケジュール管理ができていなかったり、自分以外の作業を把握していなかったためです。
特にスケジュール管理については、立て始めるのが遅く、個々が時間にルーズだったり、現実的に考えて厳しいものを立ててしまったり、チーム全体での管理もしっかり行っていなかった、もしそのトラブルが起きた時の対処などを考えていなかったなど、改善すべき点がいくつも上がってきました。

これからすべきこととして、事前に先を見通して計画を立てること、柔軟性のあるスケジュールを立てること、短い時間で無理にこなそうとしないこと、全体でもミーティングなどを行い全員が状況を把握すること、危機感を持つなどがありました。

私自身もステッカーの作成が大会までに間に合わず、夏休みにやることになったものがありました。
これも原因はしっかりスケジュールを立てていなくて、大会までの残り作業のできる時間も漠然としか考えていなかったからだと思います。

ステッカーは作業が終わらなくても走行自体に支障が出るわけではないのでよかったのですが、今後大事な作業を持つことになったとき、このままだらだらと進めるのではなく、意識的にスケジュールを立てていかなければならないと分かりました。

他にもチーム運営についてやピットでの状態、ミーティングについていくつか意見が出てきました。

先輩方ができなかった作業も知ることができたので、反省会をしてSALESIO全体でどうするべきなのか分かってよかったです。

少しでも私も先輩方のサポートができるようになりたいです。


1年　佐藤

レース3日目

今日はレース最終日でした。

天候も昨日に続き快晴で、SALESIOも順調にペースを上げていき、申告した周回数やタイムに近い走行ができました。

個人的に行った作業は昨日とほぼ変わらないのですが、ペースを上げるためにピットインする回数が少なかったので作業も余裕がありました。
その分、ピットインしたときには自分のやらなければならない事を考え、昨日のように失敗しないようにしました。

結果は総合６位、アトベンチャー・クラス３位という成績になりました。
さらに今年は、周回数と周回時間の予想を事前に申告し、実際のタイムとの差を競うラリー競技部門があり、３日目はタイム差が１位でした。

最初はいろいろとトラブルがあり上手くいきませんでしたが、最終的には後半で挽回できたので良かったです。
みんなが一生懸命頑張ったので、良い成績がでたのだと思います。
今回上手くいかなかったところを来年に活かせれるよう、帰ってからの反省会もしっかり行いたいです。

詳しい総合結果や写真などは大会ホームページに挙がっています。
WGC大会ホームページ

１年　佐藤