n_shinichi’s blog

日々の備忘録、　趣味のあれこれなど紹介　(すみません、メニュー、リンク、カテゴリー分けがうまくできてません、★記事一覧★で見てください...)　NHK魔改造の夜ではDンソーのベテランアドバイザーってことで出ました♪

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モータ制御講義の補足ネタ、　ゆらゆらソーラーでブラシレスコアレスモータ製作

以前にいろいろ動作解析の紹介した100均の

　ゆらゆらソーラー　　ソーラーゆらゆら？　どっちだったかな・・・

 

これも今度の東京方面大学でのモータ制御、インバータ製作講義でネタに

　持って行こう。。。

 

これ、けっこう奥が深いというか

　調べると感心するばかり。。。

　　100円で太陽電池ついてて１V程度、1mA以下、１ｍW以下で回るモータ、

　　　それもブラシレス＆コアレス＆センサレス単スロットモータができる。

 

1時間はこれでしゃべれるかな・・・^^

 

自分で回路考えたら一応、アナログ回路のコンパレータ数個で

　なんとかできそう。ってとこまではいろいろ考えた。

　　発振回路入ってるし、誘起電圧トリガでのスイッチング回路

　　ほんとすごいよくできてる。これが1mm角程度のASICに入ってる。

　　集積回路になればそんなサイズでなんてことはないのはわかるけど

　　すごい。

n-shinichi.hatenablog.com

 

 

 

こちらはけっこうハマっていろいろいじってた頃・・・

www.youtube.com

130モータ、ブラシレス改造して3相インバータで

ベクトル制御で正弦波PWM変調で回す。。。

　しばし前にやってた続き　再開。

 

今週末、東京の大学　（今回は東大はなし）３校ほど回って

　学生フォーミュラ関係での自作インバータ、モータの講習とか

　することになってて、その準備。

 

いろいろモータの制御基本解説のおもちゃとか準備中

　こちらはいろんなとこで割と評判のいい130モータの3相ブラシレスモータ改造・・・

　　の今回は回転センサでまじめな？もうHV自動車とかのと制御は基本同じやつ

 

 

 

動作の様子は　こんな感じ

 

 

 

 

MA730　非接触回転センサの紹介は

 

 

回転センサを側面配置して、角度較正の様子はこちら

 

 

 

 

 

ライントレース、シミュレーション

チップフォトリフレクタの特性がおよそどんなもんか把握できたので、

　ATtinyボード上のブラシレスモーターを動かして

　ライントレースシミュレーションしてみます。

 

 

モータはこれまで紹介して来た

　ブラシレスモータ（2相バイポーラスッテッピングモータ）の

　ATtinyマイコンのポートでダイレクト駆動の３レベルインバータ方式

　簡易ベクトル制御での駆動です。

モータを左右の車輪駆動用に使って

写真右手方向へ走ってる想定での仮想ライントレースシミュレーションです。

 

 

およそうまく動いてる感です。

　これならセンサー１個でもそこそこのライントレース動作が出来ると思います。

　チビスタックチャンでのライントレースくらい。これもセンサ１個

n-shinichi.hatenablog.com

あとは、このボードをギュッとちいさなロボにまとめればいいだけ・・・
くらいになってきた。

 

続きはまた今度。。。

 

 

フォトリフレクタのテスト

ATtinyのADCでフォトリフレクタの出力を読み取って、

　白黒マジックライン判定をスタックチャンに識別をお願いしました。

 

太いマジック線はしっかり識別できます。

　細いマジック線はちょっとあいまい。

 

これだけ識別できればセンサ1個方式でもそれなりに

　ライントレース動作はできそうです。

 

細い線はあいまいなとこあるけど　まー調整でまだなんとかなりそうな

　感じです。

 

できれば細いマジック線相当くらいをしっかり検出して

　格子状にマジック線を引いたとこできちんと格子点、交差点を

　認識、数えて自己位置座標認識まで持って行ってやりたいとこです。

 

　そしたら、、、マイクロマウス競技みたく壁を作っての

　　　コース作りは手間掛かるので　壁無しの格子描き用紙の上で迷路とか

　　　描いて、、マイクロマウス風のことができたら・・・　と思ってます。

 

文字混じりのところは　Gray　の判断は正しかったのかもしれない。

 

 

これまでよく使ってきたセンサに比べて検出点、レンズ？、窓部が小さいので

　ごく狭い範囲でも白黒の検出ができてます。

 

なのでちゃんと調整したらけっこう細い線でも検出できそうです。

 

流石に　赤は　わかりませんね。

　今度はモータを検出信号である程度制御して動かし、

　ライントレーサー動作的なことのテストしていこうと思います。

 

 

 

 

作ってみた、フォトリフレクタ評価バー

NJL5901AR_1　可変抵抗　アイスバー　作った　フォトリフレクタ評価バーです　

 

 

先日紹介したフォトリフレクタ、左　小さいです。

　秋月で売ってます。2個で100円　　右はよく使ってるやつ70円　1個。

小さいのでちょっとそのままでは扱いにくい

 

大きい方は2個で1g

 

小さい方は　なんと　ゼロｇ！　　^^;　測れない。。。

 

はんだ付けも少々気を遣います。

　1608チップが２つ並んでる感じ。

　配線は　UEW　Φ0.1ｍｍ線

　ランド間が近いので1608の抵抗やコンデンサよりちょいと注意必要。

　ハンダ付け・・・雑ですね。

　最近はこの手のハンダ付け、細かい作業ではハンダごては持たないことが

　増えました。　この辺はまたどっかで紹介しようと思うけど慣れたら

　このくらいの感じのハンダ付けは簡単です。

 

 

そのままではちっちゃい。　いじってると簡単に線がちぎれるので

　　固定してやるのがいいです。

 

　いつもの？アイスバーに付けます

　アイスバーは電子工作に何かと重宝しますよ。

 

UVレジンで固定してます。

　昔はこの手の作業、瞬間接着剤とか使ってました。

　　あれはちょいと手早くやらんといかんくていまいちの出来が多かった。

　それに比べるとUVレジン、慌てることなく位置決めて、固定して、、

　光当てて・・・作業しやすいです。

 

ゲイン調整用の可変抵抗　これは～100kΩ

可変抵抗・・・3端子の一般的なモノです。

　　豆知識...可変抵抗で調整した時にいくつの抵抗になったかは

　　　　　　回路と繋がった状態ではテスターとかで直接は測れないこと多いです。

　　　　　　そんな時に使わない残りの1本の端子と抵抗出力端子の抵抗値測って、

　　　　　　引き算すると正確な抵抗わかります。

 

 

 

次はこれで　フォトリフレクタの動作確認。

 

　でもって抵抗値の設計値決定です。

 

 

ATtiny1614のピン配割り振り

・ブラシレスモータ2個・・・PWMが使えるポート

・動作チェック用のLED・・・いつもの青LED　正常時は1秒点滅。

　　　他、動作状態でいろいろ点滅の仕方を変えたり。

　　昔・・・30年ほど前は

　　　量産モノのマイコンのチェックではパネルチェッカーって呼ばれるもの

　　　使ってた。。。正式名称は違うかも。

　　　で・・・その動作チェックがLEDの点滅パターンだった。

　　　もうすでにパソコンが普通に使えてるとこでなぜかモールス信号的な

　　　動作確認方法がフツーにされてた。　あれはなんだったかなぁ...

 

・3レベル駆動用のLED配線　　ディスクリートLEDを直でマイコン版はこちら

　　マイクロモノには自分の定番　

　　　３レベルインバータ駆動にすることで、ブラシレスモータ、

　　　2相バイポーラスッテッピングモータを普通4本駆動線が必要なところを

　　　2本にして1相の分担電圧下げることで低回転でのPWMduty比を

　　　大きくとり、スイッチング損失を減らして電圧利用率を上げてます。

　　　電子工作以外でも仕事でも同じことやってるのは見たことない。

　　　まじめにやったら特許取れる気がする。

　　なので1個のブラシレスモータをポート2本で動かせるので　

　　　ATtiny1614の14本で必要分はポート取れそうな感じ。　

 



 

・38kHz　・・・duty比　25%　で　赤外線LED駆動　こちらは200Ω抵抗経由で

　　　　　　　　アノードに。　かなり出力控えめなので

　　　　　　　　これはそのうちdutyもっと絞って抵抗下げて消費電力は大きくせず

　　　　　　　　出力光量パルスは強くして通信距離伸ばす。。。範囲広げる

 

・標準TX・・・赤外線LEDのカソードに。

　　　　　　　これでTXが　L　フツーのシリアルでLの時に38kHzで赤外線を駆動

 

・標準RX・・・・赤外線リモコンの38kHzバンドパスフィルタ受光ICの出力を入力　

 

・AD  Sensor　　　3ポート

　　　　　　フォトリフレクタを３つかな・・・

　　　（ここで　豊後水道地震　震度６ってテレビで速報・・・

　　　　　　　けっこう揺れたようで・・・　倒壊とか心配ですね）

 

今までに一番よく使ってるのはこちら。　　1個70円　大きいので扱いやすいです。

 

今度　使ってみようと思うのはこちら　1個50円　　けっこう小さい



ATtiny1616の　VQFN　0.4mmピッチほどまではいかないけど

　ちょっとハンダ付け面倒なサイズ。

 

でもってひとまずAD変換の動作を確認したのがこちら

 

 

 

赤外線シリアル通信　じゃなくて

　赤外線リモコンでの通信はそれはそれで

　決まったパターンの信号送るなら使えます。

ただこれはいくつも同じとこで使うと混信防止のしくみがいる...

 

Nゲージ　超小型機関車？　作ってみた

こんな感じ。ただモータ付けただけ

 

 

 

あまり小さいモノは売ってはない様で

　自作されてる方が多いみたい

 

日ノ出前検車区さんとかのとこにも

　小さいのが紹介してあってネットを検索するとそこそこ見つかる。

 

hinodemaeinspection.hatenablog.com

 

皆さん　けっこう大掛かりなことをしてる。

 

その辺参考にさせて頂いて自分は簡素な機関車を作ってみた。

モータはこちらの

　秋月で売ってる振動モータ　60円の安いモノ

　これの錘を取って、使います。

akizukidenshi.com

 

集電車は

ちょっと前にNゲージのフリーサイズのレールかった時に

　集電装置付きのKATOの台車　この辺りのやつ　1台230円くらい。

車軸間１４ｍｍ

　１つは以前紹介した風力電車で使った。

　残りを使っての製作です。

ギヤの手作りは以前、100キンの時計分解してそこから取り出したモノでも

　作ったことある。

 

今回はコンパクトに仕立ててみようと思ったので

ギヤ付きの車輪も買ってあったので今回はそれを使ってみた。

　で、組んだのが最初の写真。

　組んだ・・・と言ってもモータにウォームギヤ付けて

　接着剤で付けただけ・・・なのだけど。

 

ギヤとかはマイクロロボ用でいろいろ持ってるストックから

　ウォームギヤモジュール0.3使った。

費用的には300円程度。

 

ただ、、　接着剤で付けただけ・・・

　これが思ったより人に聞くと難しいって話を聞いた。

 

先の日ノ出さんのはどうやら動きがしぶいのか錘を積まないとちゃんと

　走らない・・・？　で負荷も増えるから熱くなってしまうらしい。

 

自分のはスローがちゃんと効きます。

　モータはそもそもの無負荷で３Vで50mAくらいなので

　機関車になって20mAほど増えただけ。

　0.2W程度なので熱くもならないです。

 

　この手の接着では空間になんとなく、いい位置に斜めって

　モータを固定・・・そういのには空間が多いので充填剤的に使える

　エポキシ、100キンの2液型をよく使う。

 

でもってコツ・・・？は

　ちゃんと固定したい位置で保持してやること。

　以前紹介したちょっと持ってくん...使います。

 

いい感じのかみ合わせ位置で接着すると

　軽い負荷でモータ回れるので小さな電流で動くようにできます。

 

で、動かしたのがこちら。

　今年はNゲージモノもいろいろ試してみようと思う。

　Bトレを短くしたのなんか面白そう。