イノマタの趣味部屋コンテンツへスキップこのwebサイトの先進的な機能は、ブラウザーのJavaScriptを有効にする必要があります。2019年5月PCB名刺の作成プリント基板(PCB)で名刺を作ろうということになったので、作ってみました。コメントを残すPCBで名刺をつくります。内容プリント基板(PCB)で名刺を作ろうということになったので、作ってみました。出来たものを自慢するのが目的です!KiCADKiCADについては以前使用した回をご覧ください。使い方は「KiCADことはじめ」を見ればだいたい大丈夫かと思います。ビットマップのインポートにロードして、好きなフォルダにアップロードします。大きさを変更する場合は、元の画像かグレースケールかエクスポートのどこかの段階ですればOKです。日本語で書けるらしいんですが、うまくいかなかったので今回は日本語も同じように画像を貼り付けます。回路図picの回で使ったものをつけられるようにしました。それだけじゃ寂しかったのでモータードライバをつけてみました。回路図データ下にある大きいRefのCu部分に電源を繋げるつもりです。今回は特に技術的に取り上げるものがありませんので以上です。回路は一応動くだろうと思うんですが、テストしてないので分かりません。最低限Lチカはできるはず。コメントを残す無料磁場解析ソフトFEMMチュートリアルをやる無料磁場解析ソフトFEMMチュートリアルで使い方を確認しつつその時の記録を残しておきます。コメントを残すチュートリアルで使い方を確認しつつその時の記録を残しておきます。参考FEMMとは低周波数の磁気学と静電気学について,2次元平面と軸対象問題を解くためのソフトウェアです。Windows上で動作します。ソルバという、複数の変数を含む数式において目標とする値を得るための最適な変数の値を求めることができる機能がついています。動磁場有限要素法を使用しているものみたいです。境界が実装されている、みたいですが、解析方法とかよくわかりません。チュートリアルにはLuaという言語と統合できるみたいなことが書いてありますが、PythonでもpyFEMMやpyfemmを使って動かせるみたいです。FEMM自体はC言語で動いているみたいです。この記事では磁場に関しては深く言及しません。(有限要素法)は、微分方程式を近似的に解くための数値解析方法です。性質を持つ物体を小部分に分割することで近似し、全体の挙動を近似して計算機に計算させようとする方法です。要素の選択とメッシュの作り方を近似していきます。構造力学や流体力学などの様々な分野で使用されているみたいです。mesh要素の円卓とメッシュの作り方を指定してあげます。FEMMは固体要素を扱うことが多く、メッシュを正三角形で行っています。一般的に、メッシュを細かくすればするほど計算精度が良くなりますが、その分計算時間が掛かります。三角形よりも四角形、の方がj計算精度がいいです。端的に言えば、各要素で編微分方程式を解いてるみたいです。:Downloadからダウンロードします。以下がバージョンが違いますが、チュートリアルです。Tutorial1一部変更していますが、重要な部分だけやります。今回の解析対象はこれです。解析対象2Dの解析ソフトなので、FEMMで一回に解析するのはこれの断面になります。これは軸対称のモデルなので描くのは左側の四角になります。problemを選択します。静磁気問題になります。次に問題の種類を指定していきます。Unitをmm、Frequencyを0Hzにします。平面で解析したい場合はPlanarを選択します。有限要素ソルバは対象のオブジェクトを含む空間の有限領域を指定して解析するみたいです(?)。空間を指定していきます。View/Keyboadから、Bottom:-4,Left:0,Top:4,Right:4に指定します。小さい長方形に設計しなおされます。nodesを選択します。小さいブロックボックスで左端にあるこれです。ノードを(0,4),(0,-4),(0,0)にマウスから設置します。Tabを使用すると、キーボードから入力できます。segmentsを選択します。(0,4),(0,-4)をクリックすると線が引かれます。画像は見にくかったので変更しました(上記参照)。segmentsを選択します。(0,4),(0,-4)をクリックすると軸対称な円弧が描かれます。Degreeを25にします。FEMMでは曲線は直線を繋げたものとして表されるので、解像度のように考えればよいでしょう。こおでは2.5で充分であるとします。失敗した場合はEdit/Undoか、上の切り返す矢印マーククリックして選択した後にメニューのX印を押しましょう。同じ手順で内側の四角を描きましょう。nodesを押して、(0.5,-1)(1.5,-1)(1.5,1)(0.5,1)にノードを置く。segmentsで線で結びます。Labelsを選択します。コイル領域とコイル領域の外側の空気部にブロックラベルを置きます。このプログラムは、問題を形状、材料、特性によって解くので、それらを関連付けていきます。Materialsにドラック&ドロップで加えます。コイルに回転属性を追加します。circuitに適当な名前をつけます。Seriesを選択して巻き線領域になるように指定します。これは時間調和問題に使用される設定です。Currentに1を入力します。円の中、四角の外のブロックラベルを右クリックで選択し、スペースか上のバーの指を指しているようなマークでpropertyを開きます。Sizeのチェックを外して0.1にします。このとき、1辺最大0.1の正三角形で内部を満たそうとします。これで、時計回りに1000巻きの18材のコイルが指定されます。-1なら逆時計回りに1。境界はboundaryです。typeをMixesにします。作成している事を意味するらしいです。coefficientは以下で表されます。0$$$$A:磁気ベクトルポテンシャル、\mu_r:境界に近い領域の比透磁率$$$$\mu_o:真空の透磁率、n:境界に対するの標準の方向$$ここでは、以下のようにします。$$c_1=0$$Rは球の外径です。coefficientに0を入力します。uoに対する真空の透磁率の数値やmに当たる0.001を代入し、OK、OKをクリックします。ちなみに1inch=0.0254mです。空間の有限領域に着いて、無限境界空間にあるコイルによって作成されたフィールドをモデル化出来ました。segmentsモードにします。外側の境界を意味する円弧を右クリックで選択し、スペースでpropertiesを開きます。condにABCを選択します。generaterをクリックします。すると、このように塗りつぶされます。FEA(有限要素法)による解析を実施します。crankを押して解析を行ってください。今回の解析は一瞬でしたが、プログレスバーが動いていない様子であった場合は境界条件の指定がうまくいっていないかも知れないので、条件をもう一度見直す必要があるかも知れません。眼鏡のアイコンをクリックすると解析結果がみれるタブが現れます。上のバーにポイント、等高線(コンター)、エリアを選択できます。outputウィンドウに現れます。TABでより精密にポイントを選択できます。消してしまった場合はView/outputで再度表示出来ます。上の方(0,4)真ん中右の方(3,0)を指定したときはこんな感じでした。(0,4)(3.0)コイルの末端特性コイルアイコンをクリックします。Coilプロパティはこのようになります。問題が線形で、一つの電流しかないので。Flux/Currentの結果はコイルのインピーダンスと解釈できます。等高線(コンター)に沿ったフィールド値のプロットコンターアイコンを押し、(0,4)(0,0)(0,-4)付近をクリックしてグラフアイコンをクリックします。デフォルトでは磁束密度の振幅がプロットされますが、ほかにも選択できます。ポイントが選ばれた順番に、進行方向からみて↑右側を選択するようなプログラムになっています。磁束密度のプロットデフォルトでは白黒ですが、ツールバーでカラーにできます。雑記jMAGという有料のが研究室にあるので、使っていきたいですね。これはノートに入れられますが、jMAGは3D解析が出来るので。今後は下をやりたいですね。コメントを残すMATLAB使い方個人的まとめMATLABの使い方を個人的にメモします。ボード線図と時間応答。使い方MATLABとは技術計算のための有料ソフトで、基本的な機能の他はさらに課金する必要があります。その拡張機能によって様々な場面で使用されており、企業で使用されるケースも多々あります。学生は研究室で使えたりします。個人で購入する場合でも学割があり、生協でかなり安く買えるそうです。行列と配列の数学を直接表現するプログラム言語と反復的に実施する分析、設計プロセスに適したデスクトップ環境がセットになっています。基本的には3つのウインドウをつかう。Simlinkは拡張機能のようなもの。-MathWorks(追記)無料の似たようなソフトScilabというものを見つけました。MATLABとの比較simlinkとはSimlinkウインドウを使用すると、グラフィカルにブロック図を書けばコードに変換してくれます。制御工学とかと相性が良いですね。-MathWorks構成コマンドウィンドウ会話的で、すぐに結果が出ます。8コマンドウィンドウこんな感じ。範囲で指定する方法がわからなかったので直接配列を書きました。plot(x,sin(x))sin(x)linespce(始点、終点、点数)を使えば楽ですが、研究室に合ったやつには入っていない関数らしい。関数を定義する事も出来ますが、とくに使う予定がないので省略します。m-fikeウィンドウshellみたいなものだと思います。上とほとんど同じです。plot(x,cos(x))保存するとき、名前がモデルと完全に同じだとエラーを吐くらしいので、微妙に変えておくと無難です(user/tutorial01_p.mにしました)。メニューバーのデバッグ/実行で実行します。この時たぶん、カレントディレクトリにありません、などエラーを吐いたら、コマンドウィンドウ上の方のカレントディレクトリを変更します。デバック/実行か実行アイコンから実行するとこんな感じ。cos(x)Simlinkウィンドウドラッグアンドドロップでブロック線図を作成します。ちなみに、m-fileのエディタでmdlファイルを開くとめちゃくちゃいろいろ書いてます。簡単な周波数解析MATLABを起動し、メニューバーにあるSimlinkアイコン(ごちゃついたヤツ)からSimlinkを起動します。Browserが開くと思います。Simlinkのファイル/新規作成/モデルをクリックして、出てきたウィンドウを保存(user/tutorial01.mdlにしました)。関数やinputなどが入っていて、libraryからmodelへドラッグアンドドロップすることでブロック線図を完成させます。このような図を作ります。Fcn)などが入っています。Sinksにはoutput(Out1)やオシロスコープ的なもの(Scope)などが入っています。SoucesにはInput(In1)や時間測定器(Clock)continuoussinksoucesブロックの端に「>」というのがありますので、それをドラッグして他のブロックに接続します。開ループこれでひとまず開ループの完成。矢印上で右クリック・ドラッグすると→を分岐できます。Operatioのsumと合わせて使用して閉ループを作ることもできます。関数をバブルクリックするとパラメータを変えるウィンドウが出てきますので、適宜変えていきます。\frac{1}{2s^2-3s+4}$$になります。ブロック図ができたらプロットのためのプログラムを組みます。m-fileを作成します。コマンドウィンドウから、新規作成/M-fineで、M-fileウィンドウを開きます。onこれで、実行すると、ボード線図が描画されます。このfigureで保存すると、画像を保存できます。時間情報をグラフに書き込むときは、出力情報に紐づけられた時間の配列を変数に格納してplot(t,y)などを実行することになります。同様にモデルを作成します。Fcnとつながっている方は変数名をy、保存フォーマットをArray(配列)に変更します。ステップサイズをT/10に変更したら、メニューバーの下の△で実行。コマンドウィンドウで、>>figure>>pot(t,y)>>xlabel('Time[s]'),ylabel('Output')とすると、こんな感じ。時間解析これを、m-fileのコマンドでやると以下のようになります。あとはその都度組み合わせて使っていきましょう。2019/6/24)Scilabに関して追記しました。