さむい

更新サボってすみません

白山の大会の日照データと撮影した映像をくっつけようと思ってたらもう年末になってしまた
aviutl使おうと思ってるんですけど


一部グラフにすると　面白いかんじでした



スピコン（アンプ）も改良したいところです。




～ロボカップジュニアの話～

今回も出場しようとおもってます

ボールセンサちょっと研究チウ

これは赤外線フォトトランジスタです。LEDじゃありません

ヒョトトランジスタは遅いから、赤外線ボールのパルス（40khzで変調されている）には向かない　ということだが、オシロで測定してみると面白かった。指向性も持っているので、使えるかもしれない。

ボールマウスのエンコーダ部のフォトトランジスタも良いかもしれない。
2素子入りなので、うまく使えば…


リモコン受光モジュールは感度良すぎなのです。

ソーラーラジコンのアンプ（スピコン）

データ紛失しても大丈夫なようにインターネッツに投げます

受信機の出力信号をAVRマイコンで読み取り、モータコントロール用のPWMを作りだします。

電源は受信機から取るのでNi-MH4個の4.8Vとなりますが、ステアリングサーボを動かすと不安定になるので一旦12Vに昇圧します。（MAX662周辺）
FETのゲート電圧は昇圧した12Vを使用し、
マイコンの電源は、12Vを3.3VにレギュレータICで降圧しています。（TAR5SB33周辺）

3.3Vの理由は受信機の信号出力が3.3Vp-pのためです。

回路図には描いていませんが電源投入後、マイコンが仕事しだすまでの時間
MOSFETがONになってしまいます。DTC114の入力を20kΩぐらいでプルアップすることで対策できます。

表面実装タイプのAVR以外は秋月で手に入る部品です

MOSFETは、ON抵抗が小さい物が良い　耐圧は20Vあれば良い



・ブレーキ回路

遊びで作ったブートストラップです。
スイッチ用FETがON（前進）すると、Cが充電される
ブレーキ信号を入力するとCの電荷がブレーキ用FETに掛かり、モータが短絡してブレーキ
というものです



プリント基板

30mm* 25mm  /  1000dpi

フィルム基板で作る時は、半田を盛りすぎると不良が起こりやすくなる


・プログラム
https://docs.google.com/open?id=0BxE2VkqZS7RWSkVxVjJac3M1MTQ
Shift-JISです
内部クロックの差が結構多かったのでOSCCALを変更する必要があるかもしれません。
ヒューズビットは内部クロック1/2のやつ

ソーラーラジコン アンプ(2代目)

こんばんは。

この前書いたアンプの小型版　のプロトタイプ版を制作しました。

次はポリイミド基板になる予定です。



↓↓↓




メインのスイッチング素子は、お馴染みの7N0308です。


デジトラとMOSFET以外は裏面に表面実装しています。
AVRマイコン以外は秋月で手に入る部品。


第一号では、FETのゲート駆動はトランジスタ1石のエミッタフォロワでしたが、
今回はプッシュプルにしたので、PWM周波数を高くすることができるようになった。
ということで2KHzから18KHzにあげてみました。
しかし、


1石エミッタフォロワで駆動した時のゲート波形 (f=2kHz, 無負荷)



プッシュプルで駆動した時のゲート波形(f=18KHz, 無負荷)

オーバーシュートしてるのでゲートに抵抗入れたほうがいいのかな？

プログラムも変更して無駄に18段階のスピードコントロールができるようにしてみました


さらに…



ブレーキ機能を実装してみた。
これは電力を投げ捨てるようなものなので勿論大会では使いませんが、技術的な挑戦です


ブートストラップ回路を使ってみたかったのです。（ブレーキ用FETのG-S間抵抗＝47K）

ソーラーラジコン

こんばんは。

8月2, 3, 4(木, 金, 土)に全国ソーラーラジコンカーコンテストin白山2012、
8月24, 25, 26(金, 土, 日)にサンシャインレース松山2012
が行われます。
我々自動車部は今年も出場します。

機体はぼちぼち出来てきてます。
今回は練習を多くしたいところですが、どこか良いコースはないんでしょうか。知ってる人教えて下さい。


今回は、モータの制御を、電子スイッチで行おうと思っています。
過去に、電子スイッチを使って失敗してるようですが、今回はマトモな回路を組んでみました。
ようはアンプです。



まず、マイコンで受信機(レシーバ)からのサーボ用の信号を読み取り、PWMを作ります。
最初はONとOFFだけ行う予定でしたが、思いの外面白かったのでPWMしてみた。

電源電圧は厄介でした。電源はNi-MH4本の4.8Vですが、ステアリングサーボを動かすと、
瞬時的に4Vを下回ります。FETをこんな電圧で駆動するのは怖いですね。

詳しい回路図とかはそのうち…


これはプロトタイプ版として、手持ちの部品で組んだのでデカイですが、
フィルムのプリント基板を作って、表面実装部品を使い軽量化したものを作る予定です。
サーボ+スイッチより軽くしたいところです。


サンシャインレースでは、DC-DCの制御とかしたいな。

ノイズ対策

昨日はノイズに悩まされましたが、

対策することでノイズに打ち勝つことができました。

まずノイズの根源であるモータに、インダクタを追加した。

更に、モータドライバからモータに繋がるケーブルを短くし、アルミテープでシールドした。

各基板の裏側に、アルミテープを貼ってGNDにつないだ。

CPUからモータドライバのフラットケーブルをアルミテープでシールドした。（勿論GNDにつながている）

距離、ボールセンサ、コンパスセンサ等、外の状況を把握することはできたが、

メインのプログラムが未完成

 リチウムイオンバッテリは保護回路が邪魔するのでやめました。

これはY君のマシンです。

年度末恒例　産廃が飽和してた

センサーチェック回路

こんばんは。

ボールのホールド検出用に、フォトインタラプタを取り付けた。

センサー等の動作確認をするための

簡易なテスト回路を作った。

入力をハイ・インピーダンスにするためにMOS-FETを使った。

抵抗は 2012チップ を使った。

各定数は適当
左のCN1は3Pピンヘッダ

ロボカップロボット 進展状況

3月になりました。

京滋奈大会まで2週間を切ってしまいました！！

でも絶賛テスト期間中です（午前中に終わるので活動時間が増えます？？）

ドリブラーをCPUから独立することにしました。感度の弱いセンサで、直接制御します。

センサの電源も、モータ用の電源使いました。案の定、ノイズで誤作動しますが別にいい。

問題があれば変えますが…。

Trは1815とか適当　デジトラだと楽

抵抗の定数は適当

MOS-FETはモータ動かせる適当な奴

ボールセンサのリモコン受光素子は感度が悪いタイプを使ってます。

この素子は感度が悪いだけでなく、電源のノイズやフラッシュ光にも弱いです…が使います。

もうすぐ完成する
予定

PWMを作ってみる

こんばんは。
今日昨日は、発振器とLM358でPWMをつくってました。ブレッドボードがその回路です。
今日は、左側のモータドライブを駆動してみたりしてました。


発振器の三角波と、半固定抵抗の分圧電圧をコンパレータで比較するという典型的な回路です。
↑PWMが良く分からん人は是非作ってみるべき！！

発振器の出力が交流で、コンパレータが単電源で動かしてたのでまともに動かすのに苦労した。結局電池を発振器と直列に入れて電圧シフトした。
入力電圧オーバーとかしまくってたと思いますが、オペアンプ壊れませんでした。強い！


LM358をコンパレータとして使ってます。コンパレータLM393では動きませんでした。
なんで？？

（2012/3/6追記：LM393はオープンコレクタでした。まともにデータシート読んでませんでした。）

秋月の1000円テスタP-10はデューティ比が測れて何気に便利だった。（僕が買った時は2000円だった）

これは2作目の3chモータドライバーです。
普通のフォトカプラでFETのゲートを駆動しています。
すべてNchFETです。
ゲート電圧は、昇圧して18Vかけています。

電源電圧は5～12V
ロジックは5Vほしい

そのうち回路上げます。




このモータドライバは、1KHzが限界のようだった。十分です。
それ以上の周波数になると、ハイサイドのNchFETのゲート電圧が低くなってくる。

ブートストラップ回路なるものを使えばハイサイドのFETも余裕で駆動できそうだが、これはこれで制御がちょっとめんどくさそうです。


某氏のように冷えピタを貼るはめには ならずにすみそう？

Li-ion電池
電圧は11.1V 満充電で12.6V
容量は2000mAh

容量は単三 ニッ水電池と大して変わりませんが、ちょっと軽いです。
保護回路・充電回路内蔵ということなので便利そうです。

安いし

ジョナサンでテストしてみたところ、特に問題なく元気よく動きましたが、
保護回路が悪さしないか心配です。

ロボカップジュニア大会 1週間前

こんばんは。

ロボカップジュニア京都ノードの大会まで一週間を切りました。
もう一週間です。

進行状況は……「ヤバイのでは」状態です。


キッカーの話

キッカー用のコンデンサ充電回路を作りました。
電源が6V以上あれば、
1000uF,200Vのコンデンサを、3秒で充電できます。

単三のニッ水電池4本だと7秒ぐらいかかります。

指定電圧まで充電されると、充電が止まるという省エネ設計（ただし充電時 電流1A以上)

ソレノイドのスイッチ回路も載せました。FETはやめてリレーにしました…。サイリスタでスイッチしたいです。

写真は古いので、充電停止回路もスイッチ回路も載っていません。

トランスは、学校中で大量死してる某社のスイッチングハブの電源から取ったものです。

回路図はそのうち公開します。


コンパスセンサの話

コンパスセンサ、今までは3bitのセンサーを使っていましたが、
安くて、0～360.0度まで測れるという良いセンサを見つけたのでこれを使おうと思います。
HMC6352というものです。

このセンサはI2Cで通信するのですが、H8でI2Cを読むのが中々難しく
別のマイコンで8bitのパラレルに一旦変換してからH8で読むことにしました。
センサの分解能3600を、256まで落としています。もっと桁が少なくても十分そうです。

プログラムはそのうち公開します。


超音波距離センサの話

これもAVRで読んでH8の仕事を減らせたらいいな　と　思っているだけ


ドリブラーの話

ボールが近づいてきたのを感知するセンサーなり検出スイッチなりはまだ考えてる途中



完成の予定は……………………予定は未定

モータドライバ

こんばんは。

年末からロボカップのロボットに使うモータドライバを作っていました。
今回のロボット（僕が作っている奴）はオムニローラを3個使うので、3個のモータを制御できるモノが必要です。
マイコンカーラリーのモータドライバ（2ch）を使おうとすると2枚必要になってしまいます。

今回は、完成までの写真を取りました。

Hブリッジで駆動します。
1モータあたり、4つのFETが必要です。
パワーMOS-FETは、全てNチャネルの2N0308を使いました。
on抵抗3.8mΩでd-s耐圧30V, Id=60AのFETです。

FETのゲートドライバは、TLP351です。

部品配置はいろいろ試してこのようになりました。
制御系とFET系を別基板にして、2階建てにすることにしました。

FETに貼ってるシールは、ローサイドとハイサイドの区別用です。途中でわからんくなります。

 ここで基板同士の連結が問題になりますが、
安易にピンヘッダ＆ピンソケットを使うことにしました。
ただし片面基板を使っているのでそのままでは使えません。
写真の様にピンヘッダを加工して誤った使い方をします。

 写真右側の基板が制御基板です。
2階部分になります。

CPUと繋ぐ制御線を節約するため、各ch　2bitで制御できるようにします。

ロジックICで組むのはめんどくせーのでマイコンを使います。AVR ATTiny2313です（秋月で100円)

 FET基板の裏側です。
ケーブルが細いような気もします。

パワーMOS-FETは全てNチャネルで組みます。

なので、ゲート電圧を、ドレイン電圧より上げてやります。

この写真では、ゲート電圧を稼ぐ昇圧回路の実験をしています。

だいたい組みあがった制御基板。

昇圧回路は、5Vを14Vまで揚げれます。
MC34063AというICを使った昇圧チョッパ回路です。100均で手に入ります。

 制御基板　裏側

 2階建てにした様子

 実際に動かしてる様子。
テスタで電流を見ています。

詳しく言うと、電源ラインに0.1Ωを挿入して、そいつの両端を測っています。(写真の場合 16.6mV / 0.1 = 166mA)

 モータ用のコネクタを付けて完成の状態

最終的な1段目

正転・逆転・ブレーキ　まともに動きましたが、PWMを掛けるとどうなるかまだわかりません。

数A流した状態でもFETは熱くなりませんでした。







各コネクタについて

コンデンサに囲まれてるピン：　モータ電源
真ん中のピン：　ロジック電源（テスト用）
2x5のピン：　制御用（各ch 2bitずつの制御線＋LED2個＋電源）
長いピンヘッダに隠れてるピン：　昇圧電圧測定用のピン

FETの制御について

FETのゲート駆動に使ってるTLP351は、秋月電子に売っています。
任意の電圧を掛けられて、吐き出し吸い込みができて、絶縁までできるフォトカプラです。
ゲート駆動に最適です。

ゲート電圧は、昇圧回路で約14Vまで上げています。この電源は、モータ電源です。
常に50mAほど持ってかれるのが玉にキズ

電源について

制御ロジックの電源は、CPUの5Vを使います。(3V ～ 5.5V)
モータ電源は、4V～12V　←怪しい

マイコンについて

制御はマイコンATTiny2313がやってます。と言っても2bitのコードを4bitにデコードしてるだけですが。
入力2*3 ＋ 出力4*3 ピン必要で、ATTiny2313ではポートを全て使い切れます。リセットピンも潰します。
プログラムは、ビット演算と条件分岐の繰り返し

今後の課題

もっとコンパクトに





回路図は………
ありません

ロボカップロボット 進展状況

こんばんは。

ロボカップジュニアの大会に向けてロボットを作っています。
今日は、新しいモータに変えてギアを綺麗にした。

一年生はMDF板を使いロボットの土台を粉まみれになりながら作っていました。


昨日のセンサの話について。

こんな回路になります。

プリント基板のパターンも描きました。



その他。

電池ボックスの固定に困っています。
3モータドライブ基板のパターンを描いた。
キッカーに使うソレノイド用の昇圧回路を考えています。5Vを150Vぐらいへ。

同時にソレノイドのスイッチ回路も考えています。電磁リレーはあまり使いたくない。


Youtubeに上がってるドリブラー動画は、洛星高校のロボット研究部が作ったもののようですね。

ロボカップ 赤外線センサの改良

こんばんは。

冬休みに入り、一日中部活動ができるようになりました。
ロボカップジュニアのロボットの制作が始まっています。
3人しかいないが。

今日は、赤外線センサの改良をしようと思い、ブレッドボード上で、いろいろやっていました。


去年度、赤外線ボールを検出するセンサーを大幅に改良し、遠くにあるボールを見ることを見ることに成功しました。
さらにLEDをつけて、わかりやすいようにしました。

当時のブログの記事→
赤外線センサにLEDを付ける - 洛陽工業高校自動車部～2期～ - 楽天ブログ（Blog）

上のような回路です。（抵抗の定数は忘れた）

しかし、この回路には問題があります。
Highの出力が1Vぐらいしかでません。しかも出力電圧がふらつきます。出力波形が美しくないのです。

これは、センサー（リモコン受光素子）に、トランジスタを駆動するだけの能力がないことが原因です。
積分回路は駆動できるようです。

解決策としては、センサーの出力をハイインピーダンスで受ければよいので、
あまりにも有名なロジックIC 74HC04 で受けたところ、非常に良い結果が得られました。


HCシリーズは、シンク電流・ソース電流ともに4mAまで流せるので、LEDを駆動できます。
24mA流せるACシリーズのほうが余裕があっていいかもしれません。

バッファもはいってるので完璧です。

詳しい回路等はまた今度

ロボカップのセンサ

こんばんは。

マイコンカーラリーも終わり、次はロボカップがあります。
その前に市工研がありますが、余裕がなくなるので来年度までネタを温めておくことにしました。


ロボカップジュニアのロボット話

ロボカップ用に、地磁気センサとカラーセンサを買い、実験しました。

今まで使っていた地磁気センサ（方位センサ）は、8方位(3bit)しか読めず、正確な方向がわかりませんでした。そして高価です。今回のセンサは、ストロベリーリナックスで、735円という安さで売っています。
このセンサは、x,y,zの磁気を、それぞれ12bitの精度で検出できるので、正確に方向がわかります。

カラーセンサは、ゴールの色を見るために使います。


どちらのセンサもI2Cで通信するものです。

もっと詳しいことはまた今度書こうと思います。

地磁気センサの読取実験 左:センサ 右:AVR基板

カラーセンサの読取実験 左:センサ 右:AVR基板

ちなみに

反転型の液晶は表示速度が遅いです。

こういうパラパラ変わるような時は普通の液晶のほうが見やすいように思います。

そして明日から2年生は修学旅行で韓国へ行きます。