2011年09月11日

試作機の紹介

ブラウザフリーズして書きなおし…。これほど落ち込むことはないよ…。

今回は↓のマシンの紹介です。
DSCF4412.JPG

マシン名 TR-17Li
全長 520mm
ホイールベース 160mm
全幅 170mm
重量 約1kg

マイコン SH7125(秋月)
駆動系 高校生指定モータ 後輪1輪1個 合計2個
    ギア比80:8 タイヤ径51mm 幅30mm
ステアリング K&S KS180モータLS ギア比50:1
センサ アナログセンサ基板TypeS
    ジャイロセンサ、加速度センサ、ポテンショメータ
その他 キャラクタ液晶、電源電圧監視、USBシリアル通信機能(バスパワーでプログラムダウンロード可能)




作った当初の写真は↓
SBSH0301.JPG

こんな感じで、4WDでした。
駆動部分にも1輪1個K&SのKS180モータLSを使用していました。
が、ギアを組んで無負荷でまわしても常時1A、失速状態(タイヤスピードがない時、即ちタイヤを手でロックさせた時)は10Aと、異常に電流を食うモータです。
…というのを、マシンの完成後に知りまして、そこまでとは考えてなかったので、しばらくはPWM60%以上は出せなかったです。

で、異常にカーブ粘らないで飛んでいくなと思ってたら、なんと坂道の設計を20度で設計するというアホなことをやらかしたことに、だいぶ後になって気づいてしまいました。
そのため、現在は坂道をガン無視して改造されています。

ステアリングモータは2回、駆動モータに至っては4回も種類が変更されています。こんなに手間をかけるつもりはなかったんだけれど。



車体は全て3mmのA2017アルミ板で作られています。

ステアリング部分は、長野工業さんのステアリング部分を参考にして作った覚えがあります。(製作は去年の春先です)

CIMG0341.JPG

手持ちの部品で作れるように適当に設計したため、スペーサに無理をかけていたり、あんまりよろしくない組み付け方をしていたりといった部分が見られます。

ステアリング歯車は全て協育歯車です。
黒いギアはポリアセギアですが、白いタイプのポリアセギアと違って、フラットではありません。
そのため、アルミの車体の方に溝を掘って、ギアの形に合わせています。これでギアを無理なく車体に取り付けられます。↓の写真でその様子がわかるでしょうか?
CIMG0343.JPG

ちなみ先端には、最終段から42枚歯を通してギアを組み、なるべくポテンショメータ替わりのボリウムの分解能を挙げています。結構ギリギリだったはず。

上の写真の裏がこんな感じ。
その場の思いつきと勢いで作ったから、あんまり頭よくない設計。簡単にネジが取れるように、更に言えば部品点数を少なく、シンプルにすべき。
CIMG0344.JPG




回路の方は、センサ基板はTypeSのを使っていますが、メインの基板は自作です。

DSCF4389.JPG

3chのモータードライバをはじめ、ロータリーディップスイッチ、フルカラーLED、ブザー等
上に書いたように、バカみたいに電流を食うモータを使用していたこともあって、後付コンデンサがひどい事になっています… FETドライバの上の無理やりつけたコンデンサとかね、もうね。
マイコンの下にも、ところ狭しとコンデンサが犇めき合ってキモチワルイことになってます。
それでもあの強烈なモータには勝てませんでした…
質の悪いリチウムポリマーでも勝てない感じ。ちょっと容量多めの質のいいリチウムポリマーで何とか走れる程度。

microSDスロットが付いてますが、ピン数不足のため使ってません。
LEDかスイッチを殺しちゃえばたぶん回路組めますけど…
SH7125は性能がいいけれど、今までのマイコンカー基板の気分で設計すると、ちょっとピン数が足りない。
ロータリーディップスイッチ取って、EEP-ROMとプッシュスイッチ幾つか乗っければ、それでパラメータ調整できたよねこれ…。SDに足りないのは2本ぐらいだったような気がする。そのぐらいすぐに用意できそうな気がするんだけれど。

液晶に表示されてるのはバッテリーの電圧です。
この時はUSBバスパワーでマイコンを動かしてるので、バッテリー電圧は0Vとなっています。


ハンダ付けはあんまりうまくない。
CIMG0333.JPG


やり直す度に汚くなっていくUSBシリアル変換IC うん、下手くそ。
CIMG0337.JPG


まだスマートでシンプルだったときの回路。ここからだんだんと悪化していったのです。
SBSH0290.jpg


載せ忘れましたが、エンコーダは矩形波出力ではなく、擬似正弦波出力のものです。(安かったからってだけ)
そのため、矩形波に波形を補正する回路が必要です。私はインチキコレクタ接地回路を作りました。
なんでそんな回路なのか、全然わかりません。というか覚えてません。たぶん適当にググったんでしょう。(悪い見本なんで見習わないで…)
本来なら、ちゃんとコンパレータなりを使って回路を組むべきだと思います。

ジャイロセンサは使ってみたかったんですが、積分したときにうまく角度にならなくてしばらく放置。
最近改めてその問題に挑もうとしたら、ありえないほど出力がふらついて使いものにならない値しか帰ってこなくなりました…。何らかのダメージがジャイロセンサに加わってしまったんだろうか…勿体無い…。




そういえば、横須賀大会の時に周りをきょろきょろ眺めてたら、「ジャイロがジャイロがー」って言ってる人がいて、「へぇ、ジャイロ使ってる人いるんだ」って思ってたら、ジャイロの動作確かめるのに車体を左右に平行移動させて動作を確認してた。
うーん、それジャイロで検出させる動きじゃないからー!って突っ込もうかと思ったけれど、調整する姿が幸せそうだったので見て見ぬふりをしました。

一応言うと、車体自体の前進後進する力は加速度センサで。
それに関係なく、マシンが自転する角速度を測るのにジャイロセンサを使います。
調べればいくらでも出てくるので、そのへんは興味に合わせて調べてみてください。
この辺の動画がわかりやすい。








そんなこんなで、それほど悪くはないステアリングになったのでアナログトレースも思ったより楽に制御できます。
はっきり言うと、現行のBardiaよりプログラムは頭が良いので、システムの完成度としてはこちらのほうが上です。プログラムの完成度とするとBardiaの方ですが。

新しいメインマシンを作っていないので、実験として作る程度ですが…。

SBSH0263.JPG

ギアヘッドを使わないステアリングを作ったのは、真面目に次に作るマシンは、自分でギアを組もうと思っているから。
ちなみにステアリングに使うモータはRE16でもRE-maxでもないです。他の人と同じだと面白くないし。
posted by Tmk at 07:49 | Comment(0) | TrackBack(0) | MCR・活動記録