2019/10/26 3馬力 プロジェクト その6 ホールセンサのコネクタ

 

購入したバランスボードの1つを電源を入れる前に即バラしました。

簡単にバラせたので、組み立ても簡単に行っていることが想像できます。

樹脂へのタッピングネジは締め付けが甘いと感じました。

ARMコアのCPUでFETドライバを直接制御しています。

CPU以外はC国のメーカの電子部品を使って安く作られていました。

 

ホイールは樹脂製ですが、チューブレスタイヤがハマっています。

方シャフトの10インチのインホイールモータです。

 

モータのUVWが黄,青,緑のケーブルです。

ホールセンサへは赤,黄,青,緑,黒になっています。

赤,黒が電源で、A,B,Cが黄,青,緑です。」

左右のタイヤは回転方向が逆になるので、コネクタへの接続箇所でA,Cを入れ替えてあります

 

もう1台のバランスボードは信号を調べてからバラします。

ホールセンサのAとBの信号が120度間隔で出力されています。

ホールセンサには4.25Vの電源が入力され、オープンコレクタ信号を3.3Vでプルアップして

CPUに入力されていました。

ホールセンサの電源は3.3Vでも動作しました。

1回転でホールセンサAから15パルス出力されます。

15ポールのモータってことでしょうか。

 

 

2019/10/26 3馬力 プロジェクト その6 モータの動作

 

何とか自作のDRV8320S基板でモータを動作できました。(^^

最初はPWM信号に同期してモータが回転するのかと勘違いしていました。

なぜ気付いたのかは、PWM信号1Hzを入力させたら1Hzで回転/停止を繰り返したからです。

速度のコントロールが出来ないじゃんって思い英語のデータシートを再チェックしました。

あくまでPWM信号で電流を適当に制御して、結果として回転数が変化しますが、

回転数の値はPWM信号からは分かりません。

また、モータ電源電圧によって回転数が変わります。

 

今回の基板PIC32MZ-BLDCはホールセンサの3つの信号ABCの立ち上がりエッジをORして

回転数を周期換算で計算しています。

この回転数をPWM信号にフィードバックすることで速度制御します。

 

VM:12V 0.4A モータ無負荷

PWM周期:10kHz Duty:50%

CH1:ホールA信号 CH2:モータU信号 スケール10倍

 

 

DRV8320Sはテキサスの3相スマート・ゲート・ドライバでシンプルに動作が可能です。

1個330円です。

今はモータへは無負荷なので、気にしていたFETの損失による発熱も全くありません。

 

製品とするには、EMIや消費電流を追求してパラメータを詰めていかなければなりませんが、

趣味なので動けば良しです。

 

UチューブでBLDCモータを見ると何万アクセスもある動画があり、

興味のある人が多いんだと感じました。

Japan代表としてhinjyaもアップしました。

 

2019/11/03 馬力 プロジェクト その7 4輪独立制御

 

板金代がまだ貯まらないので木の板に4つのインホイールモータを取り付けてデバッグ中です。

マックスパワーは350W×4で2馬力弱です。

2つのタイヤで十分人を運べるので4つあれば立派なセニアカーになります。

でも人が乗ると問題になるので、あくまでラジコンです。

良い大人は「道路では遊ばない」ようにします。

 

旋回時には対角の車輪を逆転させるつもりですが、前進時に回転差だけで進行方向が

制御できるのか心配になってきました。

 

動画は4つのタイヤを25%,35%,45%,55%のdutyで回転させています。

この無負荷の状態で12Vの消費電流は0.9Aです。

12Vのバッテリを並列で2個にすると0.6馬力で長時間働きそうです。

 

 

2019/11/10 馬力 プロジェクト その8 ラジコンモード

 

ラジコンモードで動作するようにしました。

っても屋内での実験です。(^^;

2.4GHzでのダウンリンクは確保されていません。

USBの仮想COMポートからデータを受信して

ラジコン指令値,制御PWM値,車輪速度をリアルタイムにパソコンに表示しています。

 

 

車輪速のカウンタがしっかり動作していません。

ハンダ付けが今一つで、部品を注文中です。

 

動画は前進,左旋回,右旋回,後退,とその場で旋回です。

操舵が無いのでタイヤを無理やり横滑りさせて曲がることになります。

 

撮影テクニックがゼロの素人カメラマンですから

パソコンの画面がほとんど見えていませんねえ。

 

 

思う

最近、地球温暖化が加速しています。

これだけ自然災害が増えているのに何も変わろうとしないなんて。

目を閉じて、耳をふさいでいるのかなあ。

 

2019/11/23 馬力 プロジェクト その9 パソコン画面の動画

 

パソコン画面の動画です。

前回のムービーと同じ動画で前進,左旋回,右旋回,後退で同じパターンとその場で左旋回,右旋回です。

 

車輪速は生のデータを見たいのでフィルタを掛けていません。

0km/hからの動いた時に車輪速がフルスケールになってしまうバグを修正しました。

また、FRとRRが2倍の速度になることも修正しました。

ホールセンサ信号のオンからオフになる時にチャタリングが発生していたので

デジタルのフィルタを掛けました。

 

動画では、モータ電圧が9Vで最高速度が8km/hになります。

やはりバッテリは12Vで十分です。ゆっくりとしか動きませんから。

 

車輪の動画とパソコン画面の動画を1つのムービーに合成すれば良いんだけど、そんな高度なことは出来ません。

 

思う

今年もあと1月ちょっとです。

本当に時間が過ぎるのが早いですね。

今年も秋が無かったような気がします。

この1年で何ができたか。

やりたい事が色々あるんだけど、時間とお金が有りません。

Hinjyaですから。ばんばんばん。

 

某メーカから100万円のラジコン芝刈り機が販売されています。

個人でなく、会社や役所の方々が購入して公園などで使うと思うのですが。。。

乗用タイプよりかは安いでしょうが、高いです。

アメリカだったら個人宅でも庭の芝刈りが大変だけど、日本では需要が少なそうです。

欧州かロシアでラジコンの6輪雪かきマシンの動画がアップされていました。

むっちゃカッコイイマシンでした。

https://youtu.be/tPg1ZMiC9pA

 

2019/12/23 3馬力 プロジェクト その10

 

極hinjyaになってしまい、板金代の捻出が不可能になってしまいました(TT

仕方が無いので千円のベニヤ板と同じく千円のコンテナを購入して形にしました。

顔が無いと寂しいのでLED電球の目とアマゾンの口を左右反対に貼り付けました。

極hinjyaらしい映え無いデザインです。

 

インホイールモータなので底面はスッキリしています。

 

電源はスクーター用のSKYRICHリチウムイオンバッテリーを注文しました。

7ABS相当サイズで650gです。

(間に合わなかったので鉛バッテリで実験しました。)

 

まだ、まだ、ラジコンモードですが、ZED-F9Pで走行軌跡をロギングしました。

ZED-F9PはGPS+BDSで10Hzの使用です。

20Hzで使用したいのですが、GPSだけでは衛星数が少ないので仕方が有りません。

結局、M8Pに比べて2周波で更新レートが2倍になったってことです。

それでも2周波なのでRTKの初期演算時間が大幅に改善されています。

MCUのパワーが上がるまでは25HzのRAWデータを外部のMCUでRTKLIBするのが

良さそうです。(消費電力の都合上更新レートを上げそうも無いのかなあ。。。)

 

安全の為にラジコン信号を受信出来なくなったら走行を停止するようにしてあります。

マリオじゃないので走って追っかけて行って赤いキノコを押すのは大変です。

 

そうそう、NMEAのGNGGA出力はHigh precision modeをチェックオンすると緯度経度がddmm.mmmmmmmmの

分解能で出力されるようになります。

 

操舵装置の無いコーナーリングについて

1)低ミューではイメージ通りの動きをします。

  しかし、ミューの高い地面では全然曲がりません。

2)その場で旋回モードは対角の2輪だけでは旋回出来ません。

  低ミューなので4輪回さないとスリップしてしまいます。

 

 

2019/12/25 方位とyawについて

 

 

VTGの方位と9軸センサのyawを比較したグラフです。

10Hzのサンプリングでフィルタを掛けていない生データです。

GNSSの受信が出来ない時に9軸センサのデータが使えそうです。

 

参考までにVTGの速度のグラフです。

 

思う

そんなに高度な制御じゃなくても人を助ける事が出来ます。

https://www.youtube.com/watch?v=AyWl3TGG--4

 

2019/12/27 アンテナ感度とジオイド高

 

アンテナ感度

現在ならu-blox純正のGNSSアンテナANN-MB-00が簡単に購入出来ます。

ANN-MB-00は安くて、十分な性能があります。

開発当初に購入した黒プリン型アンテナは全然使い物になりません。

受信感度の差が5(dBm)以上あります。

上:ANN-MB-00 下:黒プリン型

ヘリカルの方が平面パッチより劣るなて。。。

LNAがダメなのかなあ?

 

ジオイド高について

平均海水面からの高さである標高を計算するには、GPSの測位で得られる楕円体高からジオイド高を差し引きます。

 標高 = 楕円体高 - ジオイド高

ジオイド高は地球の重力に関係するので場所により変わります。

また、重力は地球の回転による遠心力や地殻の密度により変わります。

 

国土地理院のホムペに日本のジオイド高のデータが置いてあります。

「日本のジオイド2011」(Ver.2.1)(GSIGEO2011(Ver.2.1))

https://fgd.gsi.go.jp/download/geoid.php

 

オフラインでジオイド高を計算するプログラムを作成しました。

北緯20度から1分間隔、東経120から1.5分間隔のメッシュデータから内挿計算しています。

 

プログラムをgithubしたいけど、このジオイド高データは再配布可能なのでしょうか?

 

2019/12/31 3馬力 プロジェクト その11

 

操舵装置の無いroverはその場で回転が可能なんです。

2020/01/02 920MHzの通信距離

 

海岸線で実験をしてみました。

三脚を立てて2.5mの高さに基準局のアンテナを設置して、

移動局は1.5mの高さで自転車で走りました。