まとまった空き時間ができたので、プロトタイプ用のフレーム構造を製作していた。試作のお供、3Dプリンタの存在もあり、思いついたアイデアが間違っているかどうか、数十分待てば結果が分かる。
通信機を備えた遠隔システムのプロトタイプなので、HILSを構築するにしても、構造として統合したまま全機能の検証作業ができると良い。アプリケーションが決まっていれば、便利なSoCを使って基板一つに全機能を落とし込むのもたやすい時代だけれど、高性能なSoCやMEMSは大規模な需要のお零れなので供給期間は短く、依存性を下げて乗り換えやすくしておかないと小規模では割に合わない。
要求は以下のとおり。
・供給期間は最低5年くらい
・素早くテストしたい
・コンポーネントをとりかえて検証したい
基板をスタックしていく構造で、基板サイズは5㎝角にする。 最近は10cｍ角の基板でも最低価格で製造できてしまうのでコストメリットは減少しているけれど、基板面積が限られているほうが基板一枚に載せる機能を限定できてよい。
OBC基板と基板カバー
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| ターゲットとして5㎝角で設計した32MZ基板を選択 |
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基板間の電気接続は、ピンヘッダをやめて構造依存性の少ないハーネス接続とした。
デメリットとしてはハーネス加工と圧着作業がはんだ付け同様、専用工具や練度を要する作業であることが挙げられる。
基板間の配線と圧着作業は少ないに越したことはないので、 デジタル接続による配線本数の削減や、クリンプ済みリード線のバルク買いなどを活用していく。
コンポーネント例
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| 通信機基板 |
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| OBC基板と通信機基板を連結した例。組み合わせが決まっているのならば、基板間ピンヘッダによる接続で完全に固定するのもあり。 |
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| 実験用バッテリホルダ |
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| キャパシタバンク 5V 150F |
光学系と撮影テスト
始めの頃は、Arducamモジュールのテストベッドとしてフレームを作っていた。光学系の種類によっていくつか構造部材を設計し交換する。 特に望遠レンズを固定し、屋外でテスト撮影するときに役立った。
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| Arducam 5MP と ESP8266の組み合わせ。 WLAN接続は不安定だったのでUART経由でキャプチャした |
広角レンズ接続例。 ArduCamはお手軽に5MPを撮像できてすごい
超望遠テスト撮影
望遠レンズはSpacecomの産業用望遠Cマウントレンズ（G6x16-1.9 Macro-L 43~270mm）と、中古で見つけたKenkoのミラーレンズ（400mm F8）を用意。ミラーレンズは各社カメラマウントの下にTマウントネジが切ってあるので、Cマウント-Tマウントアダプタを接続している。
OV5642のイメージサイズだと35ｍｍ換算のだいたい10倍になるので、270ｍｍは2700ｍｍ相当に、ミラーレンズはこのサイズで4000ｍｍというお化けになる。当然ながら要求分解能にたいして光学系の解像度が足りず、拡大しすぎてタブレットでプレビュー画像を見ながらでも何を映しているのか、ピントが合っているのかを確認することすら困難を極めた。微動雲台が無かったらまともに撮影できなかっただろう。
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| 270mmで撮影した富士山。レンズ上のゴミが写り込んでいる。IRカットフィルター無しなので鮮明 |
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| ミラーレンズで撮影した4000換算の富士山山頂付近 視野内の明暗差で周囲が変色気味 |
同時にNikon1でミラーレンズと専用の300ｍｍ望遠レンズを比べた比較画像を用意した。 値段の差がそのまま表れているという当たり前の結果になった。
