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HDDポタ赤、メカ完成して動作確認したけれど・・

 この間から取り組んでいるHDD部品を使ったポタ赤作りですが、とりあえず動くようになりました。

 送りネジのピッチが粗い(3mm)ところにもってきて、ステッピングモーターの送りピッチが1回転20ステップと粗いという二重苦はやはり問題で、トルク不足は許容範囲を超えている感じです。ただ、送りピッチの問題はマイクロステップドライブにすれば、標準レンズを使った星野写真くらいになら何とかなりそうな感じです。

 ということでポタ赤完成とは程遠い状態なのですが、せっかくやった結果なので現在の状態を記事にしておきます。

▼完成品の全体像
HDDポタ赤完成
 見ての通りですが、この写真だけでは判り難いので、部品にばらして説明したいと思います。

▼構成部品
使用部品
 主に3.5インチのHDDを分解した部品で構成しています。左の黒い部品がHDDのベースになる部分で、DE(ディスクエンクロージャ)と呼ばれています。DEにはスピンドルモーターが埋め込まれていますが、HDDポタ赤ではこの軸受けを極軸として使うことで安くて高精度の赤道儀作りを目指しています。

▼HDDのプラッターに三脚用のインチネジを取り付け
プラッター重ねて三脚座のネジ取り付け
 HDDの記録媒体の円盤(プラッター)に1/4インチのボルトを取り付け、三脚が固定できるようにします。

 ネジを固定するための金具はヘッドシーク用のVCMの磁気回路のヨークです。これに1/4インチのタップを立てて裏からボルトを差し込んでいます。ヨークは分厚い鉄板で作られていますが軟鉄なので加工は比較的容易です。なお、プラッターは2枚あったので、強度を稼ぐために重ねてネジ留めしました。

▼送りモーターとネジ
送りモーターとネジ
 これが一番苦労した部品です。DVDドライブのヘッドシーク用のネジ/モーターアセンブリをアルミのL字アングルに載せることで赤道儀の駆動部品に仕立て上げました。

▼裏側です
送りモーターとネジの裏面

▼ネジ/モーターアセンブリの取り付け軸
送りネジの受け軸
 これはHDDのヘッドの回転軸から不要な部分を除去して作ったもので、優れた軸受けとして使うことが出来ます。もし同じ精度の部品を単体で買ったら、とんでもない値段になるのは間違いないです。

 この軸の取り付けネジはHDDの取り付けネジと同じインチネジ(No.6 32UNW)なので、同寸法のタップを用意することで好きな場所にこの軸を移動させることが出来ます。

▼組立て
組立て
 DEの右上付近にタップを立て、送りネジ/モーターの回転軸を固定しています。

▼送りネジとプラッタの結合部品
送りネジとピポット受け
 下の三角形の空白の部分でプラッター側に立てた2.5mmのオスネジを挟んで動力を伝達させました。

 適度なバネ性が欲しいのでゼムクリップを曲げて作りましたが、ガタが最小になるように曲げるのは大変でした。実は、ここの回転軸にはベアリングを使いたかったのですが、構造が複雑になるので妥協して上の写真の構造にしました。

▼早送りのテスト

 これは2相励磁でやっています。ピッチが粗いのが幸いして、星空の回転速度の1000倍以上の速さで早送りが可能です。笑

▼マイクロステップ駆動のデモ

 1/16のマイクロステップ駆動で動かしています。モーターは20パルスで1回転なので 20x16= 320ステップで一回転しているはずです。でも動画を見るとあまりスムーズに回転していない感じです。なおマイクロステップの駆動は正弦波でやっています。

◆まとめ
 とりあえずポタ赤みたいな物は出来ました。ただ記事中に書いたように、トルクが小さいのでバランスを慎重に取っても、コンデジで使うくらいが限界のような気がします。

 この問題解決のためにはピッチの細かいネジとステップの小さなステッピングモーターを使えばいいのですが、今回作った物のようにコンパクトに仕上げるのは難しいと思います。何かうまい方法が無いか引き続き考えてみたいと思います。

 それと、HDDのスピンドルの絶対的な強度が心配です。高精度というのは同時に高剛性になっているはず。なので、耐加重も大きいはずと思います。でも元々は大きな加重に耐えるように設計されている物ではありません。重い物を載せると軸受けがガコンと外れる、あるいは周辺のフランジなどの部品の破損が心配です。高価なデジ一と交換レンズが丸ごと地面に落下したら泣いちゃいます。だからここは慎重に見極める必要があると思います。

 このあたりはHDDのメカに詳しい方のご意見をお聞きしたいところですがどんなもんでしょう。これ以外でも、この記事のここは見当違い!アホ!というお叱りでもかまいません。

 ということで、HDDの部品を使ったポタ赤作りの実験は不完全燃焼ですが、このへんで一旦おしまいにしたいと思います。何か進展があったらまた記事で報告したいと思います。

 なお、ここで使ったマイクロステップドライブのプログラムは汎用性が高いと思いますので、後日記事で紹介しようと思います。
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素晴らしい発想ですね

HDDでポタ赤は凄いですね。一時は同じ事考えましたが、諦めました。

モバイルなので全ての記事まで読めていませんがポタ赤は完成したのでしょうか?

私も是非作りたいと思い色々考えていましたが、難しく考えすぎていたようです。

re:素晴らしい発想ですね

sbinさんコメントありがとうございます。

メカとしてはこの記事の状態が最終で、残念ながらこれ以上改良することは出来ませんでした。

一番の問題は送りネジのピッチが粗すぎることで、マイクロピッチ駆動とか試したのですが、うまく行きませんでした。

そういう問題点が解決出来れば、最後にタンジェントエラーの補正をプログラムでやりたかったのですが、そこまで行きませんでした。

ぱた赤

そうでしたか、それは惜しいです。
私は諦めきれないでせっせと作成しています。
軸は0.0041度/1秒づつ回すのを作り始めました。ウォームギヤは使わずにプリンターで平ギヤを書いて1296:1のギヤボックスもどきをを作ってstpモーターで回そうかと。
モーターは、1秒間に5.4度
進めればよいので1.8度ステップの我がモーターは3ステップ送れば良いのかと。なので、166msに1回割り込みを発生させてパルスを送る作戦
出ました。まあ、どこまで撮れるのかわかりませんが。

re:ぱた赤

プリンターで平ギア作ってポタ赤作りですか。面白そうですね。

このポタ赤作りは一旦中断していますが、送りネジとステッピングモーターに良い物があれば再チャレンジしたいと思っています。
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