3本ローラーのスマートトレーナー化（その５）
新しい電磁石（直径40mm、公称吸着力250N）が届かない。12月4日に注文して今日（9日）に中国から日本（川崎）に届いたようだ。ネオジム磁石（60mm×10mm×5mm）の方は注文翌日に届いたので、今日はこれを使って実験。磁石の数が4つだったので、すべて使うことにした。表面磁極がNSNSと交代するように配置。電磁石に電源を投じてネオジム磁石に近づけるとかなりの手ごたえを感じる。果たして3本ローラーはモーターとして動くか・・・
御覧のように惜しいところで動かない。電磁石のケース・鉄心とネオジム磁石間の磁力が悪影響を及ぼしているように思われる。2.5倍強力な新しい電磁石でどうなるか期待したい。
次に電磁石を使って磁石の位置（磁場変化）を検知できるか試してみた。磁石と電磁石の距離が変化（近づく/遠のく）する際に電磁石に起電力が発生する。それをESP32のADコンバータで計測して、検知した際にLEDを点灯する仕組みである。LED点灯の代わりにモータードライバ経由で負荷用電磁石（新しいやつ）に磁力を発生させれば、ネオジム磁石との間にタイミングよく反発吸引力を発生させて3本ローラーの動きに制動をかけようという構想である。
御覧のように磁場変化が検出できることはわかったが、ADコンバータがプラス電圧しか計測できないことは当初考えていなかった事項（電磁石の誘導電圧はプラスマイナス同等に発生する）。ADコンバータをもう１チャンネル使って電磁石の出力電圧を反転させれば良いかとも考えたが、その場合アースを経由して電磁石がショートしてしまうことに気が付いて断念。オペアンプを使って電圧シフトさせ、電磁石からの出力を正電圧のみにしてしまうのが多分正しいやり方。
オペアンプでバイアス電圧を中心に信号を出力する方法 | アナデジ太郎の回路設計 (ana-dig.com)
という記事があって、原理も回路も説明してくれている。できそうな気もするが、オペアンプも種類が山のようにあって、どれを使えば良いのかわからない。少し研究が必要。東京に出る機会があったら、秋月に行って適当なものを一つ買ってみよう。汎用オペアンプというので1個40円であるようだ。
大きな電磁石での実験は来週末予定。磁石のケース/鉄心とネオジム磁石間の吸引磁力に、電磁石とネオジム間の反発磁力が打ち勝ってくれると良いのだが（エナメル線を買って自分で鉄芯なし電磁石まで作るというのは嫌だなぁ・・・）。
