とうとう、8月になってしまった。

8月になって、本格的に夏な感じになりました。セミの合唱もそれなりに盛んになりました。


我が家は雑草が生えまくり、ジャングルもいいところ。近隣のみなさんホントにごめんなさい。
研究のロボットがひと段落したら必ず処理しますので・・・。

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はてさて、そろそろ本気でマイコンカー対策をねっていかねーば。

まだこんな感じです。
もうどうしようもないですね。

シャーシの設計は、回路が出来上がってからにしようと思っていましたけど、このままではちょっと厳しいと思い始め、部品図だけは少しずつ書いていくようにしました。


今日は8月1日、完成日時は9月3日。
完成している部品→ホイール。
回路無い。
シャーシ無い。
プログラム無い。

製作時間あんまりない。


調整時間どうしようもない。



今年もやっつけ消化試合になりそう。なんとかしたい。来週には本気で部品の加工始めないと死亡する。
ううう。

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一方で、今年は何を勉強しようかなと考え中。
最近ミライロ7不思議に入るのではないかと思われることがある。
それは後輩たちが、倒立振子を10秒近くは立ててしまうことである。
ちなみにわれわれの学年ではフツーに立った人は、ミラクルであるとされた、ハズだ。


なぜそうなったのかわからない。
だれか検証してくれ、と思う。


で、何を勉強しようか。せっかくだから院試の勉強でもするか。


まあ、楽しければ何でもいいか。

• 日誌
• CM(0)
• 2011/08/01 Mon.

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。

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。

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。

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/07/24 Sun.

サーボモータとおたわむれ。

必ずしも、研究室のセンセとやってることが同じではないです。

というか違います。


だからその違うことに関して、時間やら労力やらを割くこともあるわけです。でもそれが必ずしも、骨折り損のくたびれもうけというわけではないはずです。何かしら役に立つはず！！！



というような考えもいいかもしれません。ですが、僕の信条はすべてのことは関連していて、その関連性を理解することでさらに、ある事柄についての理解が増す。と思っているので、骨折り損のくたびれもうけというのは、何らかの事実を明らかに自分のものにするためのひとつの経路です。
その関連性というのは、それぞれが同じ土俵の上であったり、さまざまなものの距離感が均等であるかのようなものではないです。網戸のようなつながり、ではなく、木の根の様なつながりであると考えています。なので、距離感に関してはさまざま・・・いつ明らかに関連性が見えるのかは不毛なこともあるかもしれないと思っています。たとえば、友人Aは100年ぐらい祖先をもどれば、おじさんおばさんぐらいの関係かもしれない、はたまた友人Bは1万年ぐらい祖先を戻れば、夫婦ぐらいかもしれない。というように、どのくらいはなれた関係性なのかに関しては、言及する必要はないです。

なーんてな。



今日は4本足脚車輪と戯れました。片足サーボモータが2軸、付け根のほうから、ヨー、ロールというかんじ。
で、まああんまりよろしくないクロール歩容（？名前以外よく知らない）を実践しました。
動画とかはあげていいのかわからないので割愛です（おそらくなんら問題ない・・・見られるの恥ずかしい・・・わけではない）。



で、如何に滑らかに動いている様にサーボモータを動かすのか？

以前このブログでも紹介したように、cosを指令値に掛け合わせ。というものをやりました。
この方法がいいのやらどうなのやら。

■仮説１、よりそのロボットのダイナミクスにおいて矛盾のない指令を与えることが良い。

つまり、腕を振り回すにも、慣性モーメントと重力と間接摩擦とアクチュエータ出力をかんがえてダイナミクスを考えるのが理想・・・でもそれは難しい。
でも、少なくとも動きは線形ではない・・・。ゆっくり始まり、スーッと速めに行って、ゆっくり止まる。というような、現在角度から、目標角度になるべきのはずである。
当然、力を受けてから位置の変化がそれに追随するためには２次も遅れるのだから当然と思われる。

なので、１から１００まで行くのに、単位時間当たりの位置の変化は「１０ずつ」よりも、「１、２、４、・・・・９６、９８、９９」みたいなかんじのほうがいいはずである。

そこで、ぼくはとりあえずcosを持ち出したのである。
いわゆる、動力学で最初に習う「単振動」というやつによれば、運動は振幅の大きさと、振動数で議論できるはずである。PID制御などもこのような考えがあったに違いないと思っている。


ちなみに、cosを実装したときは、「半周期で０から１になるようなテーブル」をcosで用意した。後は、「目標値ー現在値」に順々に掛け合わせた、値を単位時間当たりに目標角度として指令した。


なるほど、これなら滑らかになる。と思う。
しかし、
■仮説２、ロボット全体に発生する不自然な振動は、急速な加速度の変化である。

とすると、cosでは良くない。
単振動を思い出してみると、まず質点を自然長さからある程度変化させた状態まで手によって移動してある。底から手を離すことによって、動き始める。
つまりスタート地点の加速度は最大になっている。

これは、cosを単純に２回微分すればわかってしまう。同位相でマイナスをつけるのだから、指令値のテーブルの中に隠れた、加速度指令は最大から始まっていることがわかる。


これは、よろしくないのではないだろうか。


ということで、単純な自由落下はどうか・・・。重力加速度一定であるから、２次関数である。
よさそうな気もするが、"はじめから、加速度最大"という事実に変わりはない。

では加速度がじんわり、と変化するのはどういうことなのか？

物理で習ったことうまい例とするには、たとえば万有引力などはどうなのか？
別にクーロン力でもいいと思うが。

運動方程式は

m * d^2r/dt^2 = -G * m * M * r^(-2)

となる。さて、これはどのように料理するんだろうか？

まずは・・・

d^2r/dt^2 + G * M * r^(-2) = 0

かな・・・。

ハイ！わからなーい。
グーグル先生と相談しても、ニッチもサッチもいかない。

後日ゆっくり勉強することにしよう。


とてもいい感じで、レベルの高い力学に突入・・・と思ったけど、いまはそういうテンションではなかった。



なので、ほかの可能性を見る。
■問題は、加速度が最大になってしまうということ。

つまり、放物線ではだめだ。

では３次以上の関数でどうか？

ax^3 + bx^2 + cx + d　=0とする。

とすると
加速度は
ax + b = 0

つまり、比例増加になる。


おおおおお！
いいんじゃね！






とおもった。しかしもう夜は遅い。
そのうちどこかで挑戦することになる・・・と思う。










だれか、万有引力についてわかりやすく教えて欲しい・・・。
参考書とかおしえてほしいよぉ。

あきらめないけどね！

• 日誌
• CM(0)
• 2011/07/17 Sun.

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。
これを







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
10usecぐらい。いい感じじゃん。




立ち上がりは
11usec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

19usecぐらい？
まあいっか。


立ち上がりは
21.5usec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
15usec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
16usec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
5usecだ・・・。素晴らしい。




立ち上がり
6usec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
5usec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
5.5usec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。
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。





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。

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/07/10 Sun.

土曜の午後には。

今日は、掃除機の解体をすることがメインでしたが、このところマイブームである「ソフトグリッパ」の実験をしてみました。

とりあえず、手持ちのパーツですぐできると思ったのでチョロっとお遊びの時間。
はっきり言って、あんまりおもしろくなかったので、そのうちもうちょっと面白く作りたいと思ってます。



すぐ作って遊べるのは、まあなんにせよアタマの体操とリラックスにはちょうどいい感じです。


モータドライバうにゃうにゃは明日やるのです。

• 日誌
• CM(0)
• 2011/07/09 Sat.

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。

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。

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
こいつが、プルダウンされてGNDに落ちているときです。







5vにつないだ場合。







プルアップでは
グランドに落ちているとき。







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

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/06/26 Sun.

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。
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）。

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
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
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。
・・・・・。
「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。
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。

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/06/19 Sun.

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
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。
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・・・。

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/06/18 Sat.

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。
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
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
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。
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
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
これは・・・。違うな、FETだけでLED動かした時のやつだ。






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。
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
こんな感じ。

Nchとはひっくり返るんですな。





で、おしろは。
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。

• マイコンカー
• CM(0)
• 2011/06/12 Sun.

文化の祭典終了。

結果。

走らず、勝てず。



いや、残念だ。どうにかそこそこはいけると思っていたが。残念だ。
まあいいか。後輩に負けたのだ。それらしい感じだろ。
現役部員だしな。それはまともだわな。




◆教訓
Adelはほぼ、完成形態だと思っていたが・・・。
いや、それ自体は違いないと思うけど・・・。
オペレータの能力が落ちたことに尽きる、ということにしておく。

そうだ。Adelが負けたのではなくて、俺が負けたのだ・・・。




まあ、いいか。
Adelも分解だな。
新しいボディを作ってあげるのだ。





マイコンカーは単なる調整不足。
と、メカのコンディションをしっかり把握できていなかったこと。
無念だ。
フクロウは当分は蔵入りです。

次は、Cavを分解して、Cav-Fにします。
モータドライバを作ろう。
回路を作ろう。

最近気づいたのだけど。Hブリッジ作ろうと思うからうまくいかないんだ。
まずは、1つのFEＴをしっかりドライブできるようにしよう。
そう考えれば、それほど難しい気もしない。

回路の設計は今月中にしたい、と思っていたり。
来月中にメカを作りたいと思い。

あ！ROBOONEにも出たい。



とか考えていますが・・・。ここ数年（？）思い描いた通りに行かないことばかり。
思い返せば、Adel以来大学行事で、まともに動かせるロボット作れていない。



次こそはしっかりやれるはず。
どうしたらしっかりやれるか、検討しながらですね。











なにはともあれ、見事全員完走を成し遂げた1年生、おめでとう。
ソコワンの世代交代も、おめでとう。

自分の能力に自信をもって、さらに創作活動を加速してください。




というわけで、今年の文化の祭典終了。

• 日誌
• CM(0)
• 2011/06/05 Sun.