« 2011年1月 | トップページ | 2011年3月 »

2011年2月

2011年2月27日 (日)

京都ノード終了!

ロボカップジュニア京都ノードサッカーBチャレンジには、僕達含め5チームが出場しました。

僕達は優勝することができました!!

出場したのは5チームのみだったということで、全チーム京滋奈ブロックに上がれました。

 

 

スペック紹介です

IRセンサー部は
・IRM-3638
・CY8C24123A-24PXI
・0.1μF積層セラミックコンデンサ
・XH4pinストレートコネクタ
のみです。

超音波センサーは今のところPING)))

方位センサーはHMC6352

メイン部はATmega328P

モータードライブ回路制御マイコンは
CY8C24423A-24PXI
PWM周波数は5kHz

モーター:新RS-380PH(両回転仕様)
マブチモーターRS-380PHは新しく両回転仕様にリニューアルされました。
現在、模型店に販売されています。
くわしくはマブチモーター株式会社をご覧ください。

ギヤヘッドとモーター接続自作やオムニホイール自作は前の記事を参照してください。

4輪です。

バッテリーは単3eneloop6本で1パックにまとめました。
1パックで2つのモーターを動かすため、ロボットには2パック積んでいます。

PING)))以外の通信方法はI2Cに統一しました

まだロボットは1台だけしか出来ていません。

  

試合の最初のほうはPWM50%で動かしたのですが、コートの緑カーペットを削りとってしまい、委員会の方にこれ以上傷つけてはならないと言われました。
そこで、その後はPWM35%くらいで動かしました。

これは、自作したオムニホイールのせいなので、コートを傷つけないようなオムニホイールに変えないといけません。

もしくは、実際の速度をリアルタイムで知りながら制御しなければなりません。
(加速し始めはPWMを緩めるということ)
コンピュータマウスを使えたらいいなと思っています。

 

また、IRセンサーの課題も見つかりました。

ゆっくりしたボールの位置の変化を与えると、ボールはないと錯覚してしまうのです。

これの原因が、PSoC内のプログラムなのかIRM-3638の元々の性質なのかは断定することはできませんが、おそらくIRM-3638の元々の性質ではないかと考えています。

一回ボールを隠すと、直るのです。
だから、IRセンサー部分に液晶シャッター的なものを付けれたらなと思うのですが、そのようなものは見つかりません・・・
真っ暗か透明かを制御できる物があればいいのですが・・

他の赤外線リモコン受信モジュールに変えるのが現実的な気もします。

 

京滋奈ブロックに向けての課題
・コートにやさしいオムニホイールにする
・方向を正確に判断できるIRセンサーにする
・データログを取りながら走行して、パソコンにデータを吸いだす
・(速度を知りながら、モーターを制御する)
・(33kHz超音波センサを自作する)
・(キッカーをつける)

 

今日の試合で、様々な方々と交流することができました。

また、様々なことを学ぶことができました。

ありがとうございました。

2011年2月15日 (火)

とりあえずモーターは動いた

仮にロボットを組み立てて1秒間回転させブレーキをかけてみました↓

さすがマブチモーターRS-380PH両回転仕様。速い。
ただ、1秒間しか回転させてないのにオムニホイールが吹っ飛ぶという事件が発生。
ビデオの最後にガタンみたいなのが聞こえますが、オムニホイールが壁に当たった音です。
ま、これはたぶん自分が雄ねじをゆるく締めたせいだとおもうのですが、
タップでアルミに切って雌ねじを作ったので、きつく締めると、雌ねじが切れてしまう可能性があるので、だから心配で自分は雄ねじをゆるく締めました。
アルミ合金はどのくらいきつく締めたら雌ねじが切れてしまうか分かりません。
ともかく絶対にオムニホイールが外れないように何か工夫しないといけません。

モータードライブ基板です↓

Img_1656

IRセンサーです↓

Img_1668

Img_1667

IRセンサーはまだロボットに積んでません。
いちおう試作品の動作確認はしましたが・・

2011年2月 3日 (木)

25A流せるモータードライブ回路動いた!

学校でバージョンBコートが完成しました↓

P1000016

(上にプチプチがかぶせてありますが・・・)
結構コート製作に時間がかかりました。
これで、いつでも練習できます(ロボットないけど;)

------------------------

設計したモータードライブ回路がきちんと動作しました。
以前の記事の回路図に少し改良しました。

たまたま近くにあった学研の手作りモーターを回してみたのですが、整流子のところに火花が散っているのにかかわらず、マイコン,I2C通信は安定して動作しました。

ここでノイズに関して僕の考えを書きます。

FETのソースを介してモーターの伝導ノイズは伝わらないと思います!
みなさんがモーターのノイズが入り込むと考えているのは、実際は
①放射ノイズ
②FETのゲート電流値がマイコンの最大定格を越えている(マイクロ秒単位なので電流計では絶対に測れません)
この2種類であり、FETのソースを介してノイズは伝わらないと思います。

①はモーターと制御回路の距離を長~くすれば解決しますが、特に見過ごされているのが②ではないでしょうか?
実際にマイコンとFETのゲートの間の抵抗を47Ωにした場合、(理論上最大瞬間電流が約100mAのため)、I2C通信ができなくなりました。470Ωにした場合(理論上最大瞬間電流が約10mAのため)、I2C通信ができるようになりました。

だから、マイコン電源とモーター電源はGNDまで完全に絶縁しなくていいのです!GNDだけなら共通しててもいいんです。フォトカプラは使わなくていいんです。

これだけだと説得力が弱いので、また後日。

できればぜひ皆様の御意見をお聞かせください。

※このブログによって損害等が生じても、一切責任を負いません。

2011年2月 1日 (火)

やっとマブチモーターRS-380PHにギヤヘッドを接続できた

マブチモーターRS-380PHが進角仕様から中性仕様にリニューアルされました。これを使います。

ギヤヘッド部分は自分で作るのは困難であるため、マブチモーターRS-380PHにタミヤギヤードモーター用ギヤヘッドを付けれるようにしました。

※進角仕様とは両回転動作不可で、ある回転方向しか回すことができません。仕様外の回転方向に回すと、回転数が落ち、ノイズも増えます。
※中性仕様とは、進角仕様と異なり両回転動作できます。オムニホイールを使う場合中性仕様でなければなりません。
※タミヤギヤードモーターのモーター部分はSTANDARD MOTORという会社のモーターで、スペックをよく調べてみると、とても出力が弱いことが分かりました。そこで、ギヤヘッドのみタミヤ製を使い、モーター部分は高信頼性のマブチモーターを使うことにしました。なお、以前株式会社タミヤにこのようなことを指摘しましたが、未だにタミヤのホームページには実際とは異なる仕様が掲載されているようです。

-----------------------------

下のようなスペーサを作りました↓アルミ、厚さ1mmです。

P1000009_2

下のようなスペーサを作りました↓アルミ、厚さ3mmです。

P1000010

下のようなピニオンギヤを使いました(既製品)↓歯数10モジュール0.5です

P1000011

そして、
・マブチモーターRS-380PH
・AO-8043 タミヤギヤヘッド ギヤ比10:1
を組み合わせて、

P1000012

こんな風に組上がりました。
ちゃんと回りました。

モーター ↔ 1mm厚スペーサ ↔ 3mm厚スペーサ ↔ ギヤヘッド
という感じです。

アルミ加工は初めてで、いろいろ部品が互いにはまらなかったりと、試行錯誤と設計の繰り返しで数ヶ月かかってしまいました。
既製品のすごさを体感しました。

以下工夫・改良した点です↓
・ピニオンギヤの高さが高いためギヤヘッドに当たってしまう→スペーサの厚みを1mm+3mm=合計4mmにして、当たらないようにした
・ピニオンギヤのイモネジ(黒いやつ)が、ピニオンギヤの外径を少し超えたため、ギヤヘッドをつけたときにピニオンギヤが回らない→ヤスリでイモネジを削った
・タミヤギヤヘッド付属のM2×20mmでは長さが足りない→M2×25mmにした
・3mm厚のスペーサの外形が少し大きくてギヤヘッドにはまらない→M2用の穴に影響が出ないように少し外形を削った
・ギヤヘッドとスペーサをとめるM2のナットが入らない→1mm厚のスペーサの外形を大幅に削った & 3mm厚のスペーサのナット部分を2mmザグった

---------------------

そして、下のような板を自作し、

P1000015

オムニホイールを自作しました↓

P1000013

タミヤギヤヘッドの軸に合わせて作りました。
また試合中崩壊しないようダブルナットにしました。

---------------------

土台となるアルミ板を作りました↓

P1000014

まだそれぞれの部品ができただけで、組み上げていません。
IRセンサー設置用アクリル板も作らなくてはいけません。

---------------------

キッカーについては、作りたいのですが、ロボット自体が出来ていない状況なので、たぶん京都ノードではキッカーなしのロボットになると思います。

キッカー用昇圧回路についてですが、コイルの自己誘導を用いればできると思いますが、コイルは使わずダイオードとコンデンサだけでできる
コッククロフト・ウォルトン回路
というのを見つけました。
検索してみてください。

たとえばこのコッククロフト・ウォルトン回路のコンデンサに0.1μF(耐圧は入力電圧の2倍でいいらしい)を使って、高電圧が発生したところを100μFのコンデンサにつないだとすれば、これで100μFに高電圧が充電できるのでしょうか?

なんだか不思議な回路です。(知ってる人コメントお願いします)

---------------------

電池については、eneloopを6本1組にパック化して、1台2パック積もうと思っています。1台のロボットに4つモーターを付けるので、電池1パックで2個のモーターを動かそうと思います。だから、モーターに掛かる電圧は単純計算して7.2Vです。
ラジコン用の電池パックも考えましたが、何サイクル使えるか書いておらず不安だったので、eneloopを自分でパック化することにしました(まだパック化も充放電もしてないけど)

充電器は超急速充電器を使おうと思っています。