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明日の設計図

たまにロボットを考えるブログ・・・。

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8月も1週間経ちました。

はてさて、某ラボは冷蔵庫にチューハイがいっぱいなので、今日も片手に・・・。お外はとうに暗くなり、町の電灯がポツポツ、車のライトがいい絵になります。これが19階です。窓から翻れば、だれもいないラボ電灯は半分だけ点いています。エアコンはそこそこ効いていて、そよ風のように心地良いものが時々流れます。


進捗状況は・・・。
どうでしょう。
モータドライバはこの前の回路通りで行くつもりですが、いかんせん部品がありません。
切削も進めていますが、まだ二日目です。

一様見栄えのいいものができていたりもしますが。
CIMG2258.JPG前回とちょっと指向を変えています。

隣り合ったパターンをどのように削るのか。
エッチングの場合は、いらないところは全部消しますが、切削となれば全部削ってるわけにもいかないので、できる限り”ここ”と”ここ”は絶縁・・・。のような感じで区切りをつけるような感じになります。

いや、そのようにやっていました。

ですが、今回は必要な線を1つの枠で囲みました。
わかりづらいですね・・・。
つまり、Iを棒一本で描くか、長方形で描くかの違いです。
Iの形のパターンにならないといけないので、長方形で描くわけです。

時には、絶縁すればよいだけのところを2本の線で表現することになったりもしますが。
結果としては、ベタグランドのようになったので、よしとします。


これを、機械に削らせるか、自分で作るかどっちが早いかと言われたら、たぶん自分でユニバーサル基板に作っていった方が早いと思います。

でも、切削データが残ってれば写真の回路はいつでもいくらでも作れるようになるので、その点が利点です。




制御回路の方は、削らないでしょうね。図面に起こさないといけない部品が多すぎるので、めんどくさくてやってられません。何より時間がないですし。





来週の日曜あたりには、ソフトウェアを構築し始めたいのですが・・・なんとも、今のところ見通しは立ちません。
なんてたってまだメカがないし。

残念。

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モータドライバへ向けて3.3歩。


暑いです。

今年は面白いもので、節電しないと停電するかもという恐怖や罰金、マスコミの努力におおじて、エアコンを弱めたり止めたりしているところが多いようです。



そういえば、「論じえないことには沈黙しなければならない。」といいますが、いつ何時誰に向けて何を考えてこれをのべているのか、難しいと思うこの頃です。



それはさておき



モータドライバに関しては、前回の回路をようやくブレッドボードで試すに至りました。
先週は新しいおもちゃに手を出していたので・・・。

そこで、前回の回路に問題があった。

ロジック回路と、トランジスタのつながる部分にが・・・。
ANDとORから、NOTとトランジスタのベースにつながるわけですが・・・。

トランジスタのベース電圧はよくわからないものだ・・・。ということをすっかり忘れていました。
NOTを一緒につなげてしまうと、NOTは仕事をしてくれません・・・・。

で!

トランジスタとNOTそれぞれ、ORとANDを用意してしまえば・・・。と思ってさらなる部品の増加をしました。
結果として、うまくいったのがトップの動画です。フリーになってるはずですが、減速比が100を超えてる感じなんで、良くわかりません。

ブレッドボードに初めて触れてから3年とちょっと経ちましたけど・・・これはかなり大規模な回路になりました。
CIMG2250.JPG
二つも使って・・・。

電源も2つで・・・。





いままでいかに回路をないがしろにしてきていたかということですね。
これからは少しずつ回路にも手を入れていくつもりです。



まあ、そんなもんです。

ところで、たまたま手元にあった、赤外線コントローラを見つけて、受信機を初めて使ってみました。
で何にもわからない僕は、とりあえず受信機からどんな信号が出ているのか計測。
e1873e64.png5741f45c.png
横軸は2.5msecだったような。





こんなかんじです。
いわゆる空用のプロポのような形のコントローラです。
で左側のスティックを上下させた感じです。

これって、どうやって読むんだろうね?
ON時間とOFF時間全部読んで、長いとか短いとか議論すればいいのかな?
長いほうが1で短いほうが0とかで、とってみるか。外部割り込みで。
と思ったけどもあんまりうまくいってないです。




それはまたおいおい。

まずは、マイコンカーの設計を始めないとねぇ。

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モータドライバへ向けて3.2歩。

暑い日が続きます。

ですが、大学は積極的に節電しないといけないので作業環境としてはイマイチ。
日曜日は別なので・・・。



今日は遅延回路を試してみた。
まずテキトーに、「モータドライバ製作マニュアル」というマイコンカーの素晴らしい奴にある遅延回路を製作。および計測。
CIMG2233.JPGこれを







CIMG2234.JPGこんな感じ








後は、遅延回路の定数を変えてみる。
さしあたって、1kと0.01uだと。
立ち下がりは
0eec2ef7.png10usecぐらい。いい感じじゃん。




立ち上がりは
78f5ce2d.png11usecぐらい。あれ、なんで立ち上がりの方が遅れるんだ?
シュミットトリガの閾値とかかな。



次に、0.01uを並列にもう一個つける。
高校の物理が正しければ、極板面積2倍で容量2倍!
立ち下がりは
ccc9afb2.png
19usecぐらい?
まあいっか。


立ち上がりは
152c00ae.png21.5usecぐらい?
上がり下がりの違いが2倍以上に増えた・・・。
指数関数の67%よりも高い閾値であるとすれば、納得できる・・か?



がしかし、時定数はCRで決まってしまうわけだが、目的の時定数があったとしてもCRは一意に決まるわけじゃない。
と、いうことは・・・同じぐらいの時定数でC&Rを替えてみる。
さっきは1kと0.01uだったので100と0.1uにするとどうなるのか?
立ち下がりは
d7368293.png15usecぐらいある。(時間レンジが変わってます)
むう。



立ち上がりは
90727934.png16usecぐらいかな。

まあこちらが遅くなる理由として、時定数67%よりも上に閾値があるだろうという仮説を覆す結果ではないのだ。
だから、この仮説は結構信じられるものとする。

というわけで、抵抗値が低くなるような設定はよろしくないようだ。
がまだ例は少ないので断定できない。できれば、大きな抵抗値で小さな静電容量を試したいけど、そんなコンデンサは手元にないので・・・。

でもちょっとはやってみた。
510と0.01、1kと0.01直列
高校物理によれば、極板間の隙間が2倍なので静電容量は半分になる。

前者

立ち下がり
503bfc1e.png5usecだ・・・。素晴らしい。




立ち上がり
b44b714c.png6usecだ・・・。素晴らしい。

例の仮説によれば、時定数は小さくなればなるほど、立ち上がりの方が遅くなってしまう問題は時定数の変化より小さな変化になる。・・・のでこれも正しい。

後者

立ち下がり
7462efcf.png5usecよりも少ないのだ。510の10の部分の影響よりも計算上は大きい。




立ち上がり
6dfaf42f.png5.5usecだ。
これは順当だ。







むう。CとRは反比例問題は抵抗を低めにすることで、時定数は計算よりも増えてしまう恐れがある。
なんでか?
抵抗が大きいほうが、電流は増えるだろう。電流が増えれば充電は早くなる。
むう。電流が増えるのがいけないのかなぁ。
むう。目的の抵抗値に対して雑多なものの主張が強くなるからかなぁ。

わからない。けど覚えておこう。


で、例の仮説はどうなのかというと・・・・おかしいなぁ。
データシートのスレッショルドによるとポジティブの方が低い割合になってる。
むう。

わからない。けど覚えておこう。



で!



まいこんかーの回路まんまでは、面白くないので、ブレーキなしでいい感じの回路にしようと設計してみた。
CIMG2236.JPGこんな回路。
ブレーキないので、正逆の時の貫通防止に遅延を使うから、こんな感じになった。





CIMG2235.JPG動かしたらこうなる!たぶん!
わからない!



来週LTspiceでやってから、作ってみる。
動いたら、これで行きたい。




なんとか7月中に回路の設計はすべて完了したい。
8月はメカ設計して作るだけにしたい。




平凡すぎる毎日にピリオドを打つのはまだまだ先です。

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モータドライバへ向けて3歩。


で、前回の回路のデバッグをして、ミスっているところを見つけて、なんとか正逆回転にたどり着いたのでした。



問題は、前回の回路における正逆をつかさどるトランジスタ周りでした。

そこを抜粋して、次のような2つの回路にて、実験。
CIMG2194.JPG
スイッチに関して、プルダウンかアップかが違います。
さて、どうしてこの2種類がチョイスされたのか、

・逆回転の動作ができなかったこと
・手本の回路と違っている点であること

です。
CIMG2196.JPG
もはや、2sc1815は見当たらなかったので、チップのやつが再び登場。







んでもって、PchNchそれぞれにつながっているトランジスタのエミッタをオシロで見てみることに。
なぜそこを見ようと思ったのか・・・。
プルダウンかアップかによって、結果として変わるのはここだろうと思ったからです。

でプルダウンで、下のスイッチ2パターンで、タクトスイッチを押したとき挙動は
d5232c59.pngこいつが、プルダウンされてGNDに落ちているときです。







e923de2f.png5vにつないだ場合。







プルアップでは
9a6e34ba.pngグランドに落ちているとき。







9f3a1f8d.pngこれは、プルアップされているとき。







結果として、プルアップじゃないとだめだな・・・。ということになりますが。
なーんでか?



なーんでか?




なーんでか?



いや、それがわかってるなら、こんなことしてないって。
この結果をもとに、いろいろこの後考えてみます。
まだ、何を考えればいいのかもさっぱりわかっておりませんが・・・。
少しずつ、わからないものを減らしていけばそのうちわかると信じて・・・。


来週は遅延回路についてでも考えます。

=加筆=
・払拭すべき課題

遅延時間を考える基準となるものは、何か?

→FETのディレイタイムと・・・それ以外は
→トランジスタとFETの簡単な回路で計測


遅延は、いつ、なにを、遅延するのか?
どのようにして組み込むか?

→遅延した際に信号の波形は矩形にする
→やはり、シュミットトリガしか思いつかない→しらべる


フリー、ブレーキの決定は何でおきるのか?
フリーを主とする回路は、何が現状の回路と違うのか?

→調べる、即時可能なら作る
→最終敵には、ブレーキはいらずフリーのみでよいと思っている


遅延期間は、ドライバのモード、はどうなるのか?

→回路動作についてタイミングチャートを描く


→→→がんばる

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モータドライバへ向けて2歩。

まだまだ、トランジスタはなぞ多きしろものですが・・・。
モータドライバに関してはそれなりにわかり始めた希ガス。



で、モータの逆起電力というやつが重要・・・。というのをかつて小耳に挟んだので計測してみた。

2sc1815と2sk2232でモータを回してました。
5ボルトの信号で10ボルトかけます。
で、まず何にもつけないでモータを止めたとき・・・。ドレインソース電圧は。
3dc88bcd.pngこんな感じ。

縦軸5v
横軸は・・・?



で次は、1000v1Aの整流用ダイオードを、モータに並列(いや直列っぽい仕事する気がする)。
02e5998b.png
少し、振動してるかな。
でも大体、電源電圧あたりで落ち着く感じ。





ちなみに
08243cc1.pngこれの黄色いのゲートソース電圧。

横軸は500usec

ダイオード無い。


ダイオードある
c2228808.pngこんな感じ。

スイッチのタイミングにはダイオードは関係ないようだ。





というわけで、これまでのことを踏まえモータドライバを考えてみる。
・・・・・。
CIMG2169.JPG「マイコンカーと一緒じゃないか!!!」

いや、まったく。弁解のしようもない。
お手本にしましたから。
でも動作は理解した・・・ハズ。

逆回転のスイッチと、回転-ブレーキのスイッチ。
フリーも追加できるかと思ったけど。
どういうスイッチングの動作するのか、考えるだけでダイコンランに陥るので・・・。
でも、そのうちここに遅延回路を・・・。というところはジャンパピンにしておく。
遅延回路についてもそのうち実験!!!

で、作ってみた。
CIMG2170.JPGCIMG2171.JPGでーきた!
自称自作ドライバ。

線は細くなったけど・・・。
スパゲッティに変わりはないです。
ボリュームダウン。


今日はできただけ、動作確認は次回にもちこし。
想像の通り動いてくれるといいな!
でもまあ、動かなければそれはそれで勉強になるしいいか。


というわけで、半田をすると一歩進みます。



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モータドライバへ向けて1.1歩。

今日はわりかし涼しいのだ。


今日はちょっとだけ実験。
NPNのエミッタとか、Nchのソースとかが、Lowレベルでない時にどうなるのかわかりません。


いざ、やってみよう!
回路図
CIMG2167.JPG回路は、こんな感じでやった。

あちょっとミスってる。
スイッチとトランジスタorFETの間に、10kでGNDにおとしてある。
それ以外の抵抗は1k

残念ながら、4番目は内部ダイオードで抵抗に電流が流れただけ。

後は、上の動画を見ればわかるのだ。
順不同なのできをつける。

いや、問題はトランジスタのエミッタをHighにした時。
スイッチを押すと少し、暗くなる。つまり、コレクタの電位が電源よりかは低いけど、もともと抵抗の電圧よりかは高いらしい。
どうなっているのやら。
データシートとか見たらわかるかな?


明日ニッチだし、そこんところから調べてみよう。




動画をトップに持ってくる以外の方法はないのか検討してみたいところでもある。



それと。CIMG2161.JPG
MCナイロンってさ、削ると臭いにおいがするけど、大丈夫なのだろうか・・・。

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モータドライバへ向けて一歩。

■一歩の記録。

今日は、いつも通り研究室はスッカラカンなので自由奔放に領土を拡大して、いろいろ。


●まずは、トランジスタをOnしてみる。
今日ご用意されたのは2SC2712です。
CIMG2141.JPGこんな感じ。

なぜか、16ホールの基板なんてものがあったので使ってしまった。

どうせだれも使わんべ。



これは、エミッタ接地と言うらしいです。
回路図は
CIMG2144.JPGこんな感じ。

スイッチ押したら光るべ。
というもの。

光ったからおれの勝ち。


ちなみに7vじゃなくて10vでやった時の
10v_tr_5v_1u.pngスイッチ押した感じ。

さあてどこを測っていたのか・・・。
だいぶ怪しい、これ記録にならない。




●トランジスタで、NchFETをOnしてみる。
本日ご用意されたのは、NDS9936です。
CIMG2147.JPGこんな感じ。

相当、ごちゃごちゃしてきた。
まあいいか。




で回路図は
CIMG2150.JPGこんな感じだろう。
多分あってるだろう。






でオシロ・デ・チェック
7v_fet_5v_1u.pngこれは・・・。違うな、FETだけでLED動かした時のやつだ。






7v_tr_fet_5v_1u.png上がベースエミッタかなぁぁぁ。

下がコレクタエミッタかなぁぁぁ。





●トランジスタでPchFETをOnしてみる。
本日ご用意されたのはFDS4935です。
CIMG2152.JPGこんな感じです。

16ホールは使いきってしまったので、ガラエポの基板を切って使う。

色が汚いなぁ。



で、回路図は
CIMG2155.JPGこんな感じ。

Nchとはひっくり返るんですな。





で、おしろは。
7v_tr_fetp_5v_1u.pngこ、これは、ですねぇ。

上がソースグランド
下は、うーん。



という感じです。キット大丈夫。



今日はこれだけです。
案外できた。僕はうれしい。

反省としては、オシロで記録するときは、何を計測してるのかしっかり記録すること!



来週はモータドライバにする。部品の注文と、回路設計をする。PWMはべっと何かしら用意しないとできないから面倒だな。再来週ですな。





そして、廃棄される予定の部品リストをサークルのWikiにこれからupしますので確認されたし。








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どうも、一応マイコンカーやってます。

いつも、アナライザ見るたびに、マイコンカーで検索されているのですが。

が・・・。

・・・。



いえいえ。
一応はやってますとも。

CIMG2121.JPG







ほーら出来上がってる。
いつ出来上がったのかなんて、野暮はなしです。

まだ、シリコンシートが保護されたままだとか・・・。

まだ一回も走ってないのに、一部被災してるとか・・・。

久しぶりにやるかと思っていたら、バッテリが充電されてないとか・・・。



ともあれ、自作サーボのステアリングはしっかり動くようになりました。
ポテンショでの制御がいまいちですが、アナログセンサ値で速度制御みたいなことはできました。

位置偏差から、目標速度にしようというあれです。

ポテンショそのままだと、偏差がなさ過ぎてやる気がしないとか、そういうことではないです。

まだ、お借りしたプログラムの全貌を把握できてないので、割り込みのタイミングをいじってないだけです。



来週には、オーバルコースを走るぜよ。


◆CNCの記録
素材:ABS t=8.2
エンドミル:φ2x16 ←首の長さ。

マシン:HAKU
ソフト:MACH3

切り込み量:0.1
xy送り:600mm/min
z送り:100mm/min

3ぐらいの穴とか、25ぐらいの穴とかあとは、単なる四角。
丸と、四角のみ、斜めの送りすらないです。

で、こんな感じ。
CIMG2122.JPG







ABSは危険な香りを醸しながらも、最後までたどり着いた。
白い、やつは、ぽむt=10.8ですね。(にわかに信じがたいけど、ぽむは溶ける直前になった)

けづったパーツすべてに、追加工が必要という面倒くさい感じ。

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カーボン 厚み

久しぶりに、アクセス解析見てみたわけだ。
そしてら、マイコンカーのひとおおいわけだ。

そういうことなら、2011mcr.jpg

←こんな感じなのです。
コンセプトは、剛性重視。壊れにくさ重視。
シャーシはカーボン3mmです。
センサーアームは、タキロンプレートのセルサ900シリーズのなにかしら。

速そうにみえるのだ。(笑)
みばえがよいだけ。あんまり速くないのだ。
前輪がガタガタしたりするのだ。
まだ電源入れたことないのだ。
今日、研究室で何気なくモータのはんだ付けした。
これから、アナログセンサの基板設計するのふぁ。



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ふくろう

CIMG1841.jpg津田沼祭は目と鼻の先です。
今日は、ホイールの取り付けをしました。

今回のホイールは

カレー粉ではない。
PAIから削りだしです。
一晩寝てるだけこのうまさ。

旋盤怖い。

厚みは1.5、
外径30で、削ったところ十分な合成です。
もう少し抜いてもいいかも。
といっても、MCナイロンよりも比重はあるので、なんともないですね。ポリアセより若干剛性強めなかんじかな。
それよりも、ねじ切りとかには適しているので、小さな芋ねじで固定できますそれに、馬鹿穴にもなりにくい。

で、全体像としては、みんなにフクロウと呼ばれております。
サーボのモータが2個でそんな感じに見えます。
フクロウは英語でowlよめないですな。
あうる、らしいです。

うーん。
フクロウのままのほうがカッコいいな。
名前はフクロウだな。
みみずくもいいな。

でもミミズっぽいからだめかな。

さあて、完成できるかな。

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プロフィール

HN:
Adel
年齢:
34
性別:
男性
誕生日:
1989/09/17
職業:
会社員
趣味:
モチベーション探し
自己紹介:
ロボットつくるのが夢

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