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ノイズとの格闘

今週は仕事が忙しく,ほとんどロボットのほうに手がついていない.

SPIでのPID位置決め制御はとりあえずソフトはひととおりできたが,モーター駆動ノイズで時々通信にゴミデータが入ってしまう問題が出てとてもマイッた.オシロで見ると,SPIのクロックラインに強烈なスパイクノイズが乗っている.いちおうマスター側でプルアップはしているのだが,それでもノイズが乗ってくる.クロックラインが誤作動した結果,目標軌道のデータが異常値に書き換わり,そのたびにモータが激しく痙攣する・・そしてその異常な挙動がさらにノイズを生む・・という最悪のループができてしまった.
しかたなく受信側にソフトでしきい値を設定し,極端なデータが来たときは無視するようにした.しかしスレーブからのリターンデータも同時にやられるのでエラー時の挙動がマスタ側で分からないのがやっかいだ.やはりノイズ源を何とかしないと根本的な解決にはならない.手として次の2点を試した.

①モーターの電源ラインにクランプフィルタ追加(輻射ノイズ低減)
②PWM駆動信号をエッジそろえからセンターそろえに変更(Hブリッジの切り替えタイミングをずらすことで突入電流を分散)

①と②のあわせ技でなんとか通常動作では通信が確保できるところまでノイズレベルを下げることができた.まだ最大Dutyで正逆を激しくやるとかなりノイズが乗るが,そもそもそんな状態は制御の発散状態か保護ヒューズが飛ぶ状況なので,モニターしても意味がないところではある.
スレーブ側には念のため危険な状態でマスターからの通信が途絶した場合にソフトウェアで安全側の動きに切り替える対策を講じることにした.

明日は時間が取れそうなので少し新規の実験などをやっていきたい.
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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.
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