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すこし改善

週末はひたすらMRボードが動かない原因究明.ノイズ対策として各ICについているパスコンの容量を一桁増やしてみたり,信号につけているダンピング抵抗を増やしてみたり,いろいろやって効果がありそうなものをノートに書いていく.最終的に蛇の目とおなじファームでなんとか動くようになった.しかし,まだ不安定な時があり誤作動の不安は残る.

 今回のようなノイズによる影響で最悪なのはフィードバックを司るマイコンが暴走してPWMがDutyMAX状態でロックしてしまうことだ.(本体プログラムが暴走してもPWMはモジュールが分かれているので動き続ける)
こうなるとロボットはあらぬ方向へ走り続けるか,作動限界で機械的に止まるまで動き続けてしまう.ロボットが大破する典型的なケースだ.この状態だけはなんとしてでも避けなければならない.そこでウォッチドッグタイマを使い,暴走したら自動でリセットがかかるようにした.フィードバックのループが途切れるとタイマがクリアされないためにカウンタがオーバフローしてCPUリセットとなるわけだ.リセット直後にはPWMを切るシーケンスを入れて再起動直後はしばらくモーター停止を維持するようにした.さらにホスト側にも対策を入れ,MRのdsPICが応答しなくなったら即座にMRのメインブレーカーを落とすようにした.これでモーターに流れる電流を止めることができる.

これでなんとかメカの暴走は防げるだろう.

来週はさらにノイズ対策を進めるのと,多CH駆動実験の準備を進める.
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振り出しに戻る

すごろくではないが,ゴール直前で振り出しに戻されるのはショックが大きい.
回路が動かない原因が見えてきた.ノイズだ.強烈なノイズでマイコンが誤作動している.暴走,リセット,EEPROM消失・・・と不具合の雨嵐.
 ノイズレベルは蛇の目基板で何度も試行錯誤して十分押さえ込んだはずなのに・・・何でここにきてぶり返してくるのか.部品構成はまったく変えてない.完全にコピーしたはずなのに,S/Nレシオが3倍は悪化している.これでは試作当初に逆戻りだ.
 部品がまったく同じだとすると,PCBとの配線の微妙な違いが原因なのだろうか?それでここまで悪くなるのだろうか?そうは思えない.
やはりどこかオリジナルと違う部分があるのではないか?明日もう一度チェックしよう.

火入れ・・動作せず

今日はモータードライバ基板の続き.通電して動作チェック.
予想通り動かない.さっそく解析を開始.事前にどのようにトラブルシュートするかをメモッておいたせいで極性が間違っている2部品はすぐ特定できた.しかし,これらを修正してもまだ動作しない.原因不明.予想通り壁にぶち当たった.あれこれ考えているとあっという間に深夜になった.しょうがない,今日は終了.
今日はついていた.幸いまだ煙は出ていないので明日も解析を続けることができる.
一歩ずつでも前進させよう.

MR組み立て

今日はP板.comに頼んでいた基板が届いたので,さっそく部品を実装してみる.
PCBの自作がこんなにおもしろいものとは思わなかった.送られてきた荷物を開封する時のワクワク感.最近すっかり忘れてしまっていた懐かしい感じだ.


今日は実装までだが,とりあえずパッドの寸法ミスなどで実装不能の部品はなかった.一安心.
出来上がってみると,チップ抵抗が傾いていたり部品が所々焦げていたりと,手作り感が満天.やはり市販品に使われているようなプリント基板とは全然レベルが違う.
しかしこうして自分でクロウして作り上げるというのはいいものだ.久しぶりに今日は達成感に浸れる.
あすはこのピカピカの基板が真っ黒に焦げて絶望に浸っているのだろうか.

レイアウト検討中

今日もパズルゲーム.
今回のパズルはピースが全部そろう前からはじめなければならない.
想像力が決めて.何度も作り直すうちに,ぴったりはまるパターンが必ずあるものだ.



バッテリーのレイアウトなど検討

今日は久しぶりにメカ的なことをやってみる.メカといってもおおまかなレイアウト検討だけだ.知ロボメカと将来のRide搭載もみこしてコンパクトな電源構成をいろいろ考えた.
ポイント:
バッテリーまわり
・バッテリーの交換が簡単で,かつしっかりとホールドされる
 投げ込み→コネクタ接続→ロック(ネジ不要)
・MRの電源入力コネクタ近傍にバッテリーの頭を配置する
 ハーネスが出ている側をコネクタにできるだけ近づける
・最悪Li-Poが火を吹いても安全である
 遮蔽製の確保.基板との断熱,バッテリーの独立化(多数を並列にしない)

MRと電源コネクタまわり:
・MRに実装されているインジケータ類の視認性確保.
・メインSWで全電源を一括ON-OFFできる
・並列接続が可能で電流の偏りがない
・バッテリーの残量管理ができるように(Li-Poのバランスコネクタを引いて来る?)

これらをすべて満たす構成としてMRを平面に敷き詰め,その下にコネクタ基板さらにその下に放熱板もかねたバッテリーホルダを配置することにした.この場合は最大16基のMRで,320×330×58程度の直方体スペースが必要になる.放熱板兼バッテリーホルダを板金で作らないといけないが,手持ちの工具ではちょっとムリなのでどうするか.安くて済むなら外注しようか?それとも曲げ器を買ったほうが得だろうか?コネクタ基板もまたPCB化したほうがいいかもしれない.順を追って片付けて行きたい.

来週の予定:
①MR納品→実装開始→単体動作チェックまで(修正あれば即再発注の手続き)
②電源まわりの検討さらに進める(Li-Po発注)
③知ロボ台車上のレイアウト検討

ZHコネクタ

温度センサーはモーターのケースに直接接着する.そのため,ケーブルで長くとり回す必要がある.
今日は温度センサにワイヤーをじか付けして延長し,先端に1.5mmピッチのZHコネクタをつける作業.このZHコネクタが曲者で,手でつけるのが極めて困難なことが分かった.専用の圧着器を買えばいいのだろうが,値段が高いので何とか手はんだでつけることにした.
短いケーブルなら圧着済みのものが売っているのでこれを使えばよいが,長いと自分でやるしかない!

うーん,2.54mmピッチにしておけばよかったか・・・



明日の予定:
①MR多軸用電源検討
②台車,ハンド部,HDの採寸

台車ユニットの駆動実験など

今日も予定通り進んだ.
バッテリーについて,鉛バッテリーだと最大3C放電程度しかできないので,アームの駆動に放電容量が不足するのと重量が重過ぎるのもあってアーム,台車ともリポ6セル22.4Vで統一することにした.
台車ユニットのモータは定格が12VだがMRを24V仕様に改造するのが面倒なので24VでDutyを50%に制限して駆動することにした.今のところ問題はない.


明日の予定:
①温度センサのハーネス作成(モーターにつける側長さ2m程度)
②電源タップの概設計

ダンプリストの変更など

今日は少し遅くなったが予定通り.

明日の予定:
①SH2ホストボードの電源回路→SPI通信コネクタへのばす
②オムニDCユニット DCとENCラインコネクタ付け替え

最大Duty制限フィルタの実装

今日はMRのファームウェアの手直し.モーターの出力を抑制するフィルタを追加した.

明日の予定:
・HEWをノートPCにインストール
・温度センサーの値,ヒューズの状態をホストへのダンプ変数に追加

いろいろ購入

PCBの発注が完了.ガーバーデータは必要なく,CADRUS-Xが出力する圧縮ファイルをWEBからアップロードすればO.K.
大電流路があるため,銅箔厚を70μにするオプションをつけた.オシャレなレジスト色(赤や青など)のオプションもあったが,どうせパターンに修正が入ると思いやめた.価格は5枚で¥35300となかなかリーズナブル.気軽にとはいかないが,まぁ以前頼んだジュラの切削車輪は5個で5万円弱していたからそれに比べれば安い.
チップ部品の調達はもちろんホンダ電子.最高のコストパフォーマンスだ.

SH4マイコンボードはフラッシュライタが在庫切れということでしばしおあずけ.データシートによると,SH4Aは400MHz動作時の消費電流が連続1A近くに達する.周辺デバイスを入れてマージンを見て2Aまで流すとすると,7.4VLi-Poから3端子でこれを得ようとすると損失が6W近くになり放熱がかなり厄介だ.(通常TO-220パッケージ単体では目安1Wまで,定格2W程度.)やはりDC-DCを使うか・・・

今年の知ロボメカ一考

深夜-早朝便で海外出張から帰って来た.(飛行機から朝焼けが見えたのがきれいだった)
飛行機の中で07’の知ロボについて構想を練る.
去年の「ぐるりんぱ」は不完全燃焼に終ってしまった.今年はああいうことにはしたくない.やはり確実に動くものを.しかし,あまりオーソドックスすぎると観客も自分もつまらない.いままでやったことのない新規技術もできるだけ盛り込んで,自分のスキルアップもしたい.しかしあまり詰め込みすぎると結局どれも中途半端になってしまう.選択と集中が重要だ.

2007知ロボで入れる技術内容:
①MR基板による大出力多軸制御
②コアレスDCモータ+ハーモニックドライブによる高速バックラッシュレス駆動
③SH4Aによるリアルタイム軌道生成(衝突,異常検出フィルタの実装)
④Windowsによる音声,画像(2D,3D融合)をデバッグ及びデモに生かす

構成要素:
去年の台車改+新規4自由度アーム
USBカメラ,WindowsPCを丸ごと搭載
MR7基(車輪4基,アーム3基) リスト部駆動RCサーボ,ハンド部ameba-3rdの流用+α
赤外線マーカーのついた細長いカゴ(PETボトル利用?)
バッテリー再検討(容積,重量減らさないとダメ)

エレキ,ソフトの負荷が高い.2月終わりぐらいまでにSH4とMR多軸がそれなりに稼動してくれれば間に合う可能性は見えてくる.

作業しばらく中断

今日はパターンの修正とコネクタ類の作成など.
部品番号等のシルク追加,ピン配置再確認,大電流部,高電圧部のパターン幅とギャップをできる限り確保,ICのフットパターンに近すぎるビアを離す.いったんもうこれ以上直すところは見つからないところまできた.あとは致命的なミスが見つからないことを祈るのみだ.まぁおそらく,一発で動作するということはないだろうが・・・

明日から海外出張なのでしばらく作業ができない.PCBの発注もしばらく延期.
今年はかなり海外出張の日数も増えそうな予感がする.こういう年はソフト中心で行くのに限る.ソフトなら出張先でも作業できるから.

モータドライブ基板


年末年始はP板.comのCADRUS-Xを使ってMR基板のパターン配線にトライ.
パターンを引くのは初めてなので,とにかく配線をできるだけ短く,スルーホールを少なくするよう心がけた.デザインルールは最小線幅0.2mm,最小クリアランス0.15mmとした.FETと一部のパーツを除いてできる限り表面実装部品を使い,コストダウンと実装面積削減を狙った.42種91部品で基板外径は73×85mmとサイズはまずまず.あとは重量だ.
コストは部品費+基板製造コスト合計で@8992円(10枚程度の場合)と,とても高くなってしまった.FETと電流検出ICが高いのと,大電流用のコネクタ(ディーンズコネクタ)もいい値がする.
このあとチェックをして発注に移りたい.
 
プロフィール

もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
E-mail:
mo_ya_ne[a]yahoo.co.jp
[a]⇒@

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