回路の考察

さてさて。
今回の大会に合わせて5chのドライブ回路を作りました。

基本的には以前写真をアップした評価回路×5という構成なんですが、これがよく燃えること燃えること。

ぶっちゃけ原因が全く分からず。
そもそも1回路のときは一度もそんなそぶりを見せたことがないのがよくわからん。
FETドライバとFETを使った回路って燃えやすい印象があるので
わざわざ事前に1回路作って電源をゆっくり起動させてみたり
入力を解放した状態で手で触ってみたり、いろいろ試して
一度も貫通状態にならなかったから採用したんですけどね。

ちなみに燃えるのはFETドライバもFETもどちらとも。
燃えるタイミングは電源をいれた瞬間。
特に電源器のような、なまった立ち上がりの電源を与えると
大電流が流れてしまいます。
それをスイッチでON/OFFのように急に電源を入れてやれば
大概問題ないのですが、それでも時々大電流が流れます。
それを電池で電源供給した場合に焼けるわけですね。

ということで考察してみようと思います。

■燃える原因
・FETが燃えた場合
1.ロジックICの付近での不具合(配線がとれた等)により貫通電流が流れるようにゲートが操作され燃えた。
2.FETにサージ電圧が加わり内部が破壊、ゲート電圧によらず導通状態となり燃えた。
3.電源電圧が不安定な時にロジックやFETドライバの出力が不定となり貫通状態となり
燃えた。

・FETドライバが燃えた場合
1.FETにサージ電圧が加わりゲート-ソースorドレイン間が低抵抗となり、FETドライバに過剰な電流が流れて燃えた。
2.FETドライバにサージ電圧が加わり内部ロジックが破壊されFETドライバの出力段が貫通して燃えた。

ぐらいが思いつくとこ。
つまり基本的にはFETがやられるとFETドライバも道連れって方向。

と言ってもどうやって壊れるのかがいまいちわからない。
電源ラインにはパスコンも入ってるしツェナーダイオードも入ってるから
サージの可能性は低いと思うんだけどもなぁ。
ただし、それは電源電圧の話で、ゲートはまた別。
ゲートは結構リンギングが激しいのでもしかしたら20V超えてるかも。

デジタルストレージオシロスコープで電源電圧・ゲート・ロジック出力を同時に
観測しながら動かしたいなぁ。
部室のオシロ(TDS2024)使うかなぁ。

ちなみに大会も終わったことだしメモ。

ドライブ基板　おもな使用部品一覧
FET:FairChild FDS8858
FETドライバ:MAXIM MAX5055
ロジック:Toshiba 74HC132
電流センサ:Allegro ACS712-20
DC-DC:イーター OBQ05SC0512
コネクタ:JST DF-13シリーズ

こんなもんかな?

どうも面実装FET+FETドライバの組み合わせって難しい。
前に作った基板もよく燃えたし。
なんだけどもおととしの基板って燃えたことないんだよなぁ。
おととしの基板はデジタルトランジスタによるロジックとゲートドライブ回路を
作っていたわけだけども、一度もトラブルらしいトラブルに見舞われたことない。
あの回路で作り直すか?
それも回路やってる人間としては悔しいなあ。
もうちっと実験を重ねてみようかな。

全国大会終了!!!

全国大会に参加された皆様、開催していただいたスタッフの皆様、お疲れ様でした!!


さてさて、肝心の結果ですが、トーナメントの結果が公式サイトにもう掲載されているのでわかると思いますが、今年も予選落ち。
しかも去年よりもひどい状態。

結局マシンが完成しなかった…わけではなく、動いてました。
札幌テクノパークさんでさんざん組立、虫取りさせてもらい、練習コースを完走するくらいになってました。

で、大会でどうなったかというと、スタートバーを検出できなくてスタートできずorz
なんというありえない結果なんだか…

このスタートバー検出ですが、ちょっとイレギュラーな方法使ってます。
何人かに突っ込まれたので説明しときます^^;

まず、自分のマシンはKU381-80を使って先読みしています。
トレースセンサーの10cmくらい前方のラインの有無を把握してます。
当然ですが、マシンがラインからずれても先読みは黒を認識します。
というわけで、スタート時にマシンをラインからずらして置きます。
するとスタートバーにより先読みエリアがふさがれて先読みセンサーは
「白」と判断します。で、スタートバーが開くとそこは「黒」なので
スタートバーが開いたことを検出できるわけです。
ところが、スタート時の置き方を間違えるとスタートバーが開いても
先読みしてる場所が「白」だと開いたことが検出できなくてスタートできないわけです。
つまりヒューマンエラーが起こりうるスタート方式なんですよね。
あとスタート時にマシンをずらしている関係でコンマ数秒の遅れは出てるはずです。
まぁ、現状でそこを気にするほど早いマシンではないので、スタートバー検出用に新たにセンサーを設置するより楽ということでこの方式を採用していたんですよね。

ということで次は何とかせねばな。
ヒューマンエラーが起こりえないスタート方式にしておこう。
さすがに動くマシンがスタートできずに大会終了って悔しすぎる。ほんとうに悔しい。

ところで気になったんですが、ルールについての疑問。
今回の大会でスタートできなかったときに、審判から
「マシンに一切触っちゃだめだけどスタートできる?」と言われたので
「触れないなら無理です」と。正直少し押せばスタートできたんですけど。
「審判の指示なしに、スタート後のマシンに触れたもの。」は失格というルールがあったので、すごすご引き揚げてきました。
でも聞いた話によると持ち上げてスタートした人もいたとか。
ルールの「スタート後」って「マシンスタート後」なのか「計測スタート後」なのか。
レスキュー掲示板にでも質問しておくかなぁ。

まっどっちにしろ対策しておけやって話ですね。

全国大会が終わったのでこれからはがっつり卒論ですね。
ほかは何もしませんよ。
卒業できなきゃ入学できんし。

どっせーい

なんとかできた！

わけではないけどモーターを5個回すことには成功しますた。
ながかった……
基板作り始めたの昨日だし。
今回はデータシートを穴が開くほど読んでプログラム書いたので周辺回路とかも一発で動いた。
お正月に作業出来なくてよかったかも(爆)

それにしても6モーターで900グラム切ってる(予定)は頑張ったと思うんだけど、どうでしょ。

残り作業
・配線
・センサーバー付け根修理
・センサー基板取り付け部を印刷
・先読み取り付け
・エンコーダ取り付け
・坂センサー取り付け
・メインのプログラム書く

ぐらいか？
日付が変わらないうちには走れそうだな

といいつつ現在は着替えとお金と栄養を補充するために帰宅中
作業再開は5時間後かな？(家まで往復3時間半)

全国は棄権しないですむぞ！

終了のお知らせ(仮)

昨日のこと。
もりもり加工しようと思って大学へ向かう。

京葉線でE331系に乗れておおはしゃぎ。
やっぱ連接車体は萌えるよねっなどとうわごとを考えつつ大学へ。

門を通りすぎて建物へ。
しまってる。

ここまでは想定内。

で警備員室にいって
「あけてくださぁい」

警備員
「許可出ててないから無理」


なっなんだって!?!?!?
それはちょっと由々しき事態ですよ?
どうもうちの先生、許可を12月分までしかだしてなかったそうな…orz

ハードも回路も全部11号館のなかなんですけど!!!

「いつあくんですか」
「8日だね」

!?
オワタorz

とりあえず先生の許可があれば開けてくれるらしいので
自分の所属している2研究室の両先生にメールをだしといた。
でも片方の先生は海外出張中なんだよなぁっていつ帰国だっけ。

そして二人ともから全く連絡が来ないので昨日からプログラム書いてますよぇぇ。

間に合うかわからない新基板用のプログラムね。
どうやってH8/3048で5chのPWMを出すか悩み中。
単純にやるのは簡単なんだけどね。ちょっと工夫できないかなぁと。

でも手元にH8の基板すらないから正しく動作するかわかんねorz

なのでずっと放置プレイしてたHEWのデバッグ機能を使ってみることにした。
Renesasのサイトからマニュアルダウンロードしたり、ヘルプを読んでみる。
ふむふむ。なるほど。結構いろいろ出来るらしい。puts()なんかも使えちゃうんだ。

などと思いつつ環境設定していざデバッグ。

動く動く。これはたのしぃ。MPLABとかAVRStudio並とは言わないけどそこそこ簡単にシミュレータデバッグができるようになった。

と思ったらIOポートをたたけないんですけど…
ポートAを操作しようとするとメモリアクセスエラーが出てしまう。
おっかしいなぁ、IOの配置間違ってないんだけどなぁ。
というかエラーで出てるアクセス位置がおかしい。
1M空間でプログラムしてるのにアクセスしようとしてるのは
0xFFFFD3ってどういうことよ。
そりゃそんな位置存在しないからアクセスエラーになるわ。

とか言いつつ実は心あたりがあって
「周辺機能シミュレーションモジュールの設定」
をしてないからなんじゃまいかと。
ヘルプとかチュートリアルとか読んだけど
「デバッガを起動すると表示します。」
と書いてある。けども一度もそんな画面開いたことないんですけど。
ちなみにこのダイアログには「このダイアログを表示しない」チェックボックスがあるらしくって、これがチェックされてるとこのダイアログが表示されなくなるそうな。
で、そうなったとして、どうやったらもう一回表示できるんだ!!!
メニューから起動できないダイアログを表示しないにしたら二度と設定できないじゃまいか。

うーむ。
どうにかしてこいつを表示できれば完璧にデバッグできるとおもうんだけども…
HEWの再インストールからやってみるか??

近況@携帯

ようやく、よーやく形が見えてきましたよ。

といってもまだホイール削って無かったりシャフトのDカットして無かったりするので組めない。

けどこうやって形が見えるとやる気が出るので組んでみたw

しかし、今回のマシンは重そうだ…
CAD上では回路、電池抜きで570gになってるけどいろいろ怪しい気がする。
でも、まぁ、6モーターだしがんばったほうか？
あとは4輪独立のトルク制御基板をはやくこさえないと。
トルク制御の最大の利点は常に最強ブレーキをかけられることだと思う。
まぁ空転検出まできちんとすればの場合だけども。

とりあえず年内にはすべてのハードは完成しそうでよかったわぁ

なんとかなりそう!?

とうとう、とうとう新マシンの設計が終わりました。たぶん。

細かいところはまだつめてないけど、ほとんどこれで問題ないはず。

けど、RE16なんて長いモーター使うせいでフロント周りがごてごてになってしまったorz
しかも横板と立板のサンドイッチになってていやな感じ。
けど脳みそたんないからこれでFAということで。



今晩からフライス・旋盤フル活動ですよ。
明日からはCNCも動かさないとまにあわん。

とかいいつつまだギヤ頼んでなかったorz
あさってには手に入るかな?

追い込まれたorz

え～

昨夜マシンのチェックをしていたらステアリングモーターがまた焼けました…

予備なし

発注から納入まで3週間…

さすがに年末はさむから間に合うとは思えねぇぇぇぇ


というわけで新マシン製作を余儀なくされました。
がんばって今のマシンに別のモーターを付けるというのもあるんですが、
今使ってるモーターが超小型なのでほかに納まるものが存在しない。
つまり大幅な改造が必要。
メインの部品構成が9部品なCAFLRにとって、新マシンと変わらない手間なんですよね爆

つーかなんでこの時期に壊れるんよorz

ちなみに次のマシンのステアリングモーターは手持ちにあったRE16 4.8Vってことに自動的に決定。
RE16使ってるアッカーマンってさめさめふぁいやぐらい?

無題

今日は久々に研究室に泊まり。

で、早速届いた部品を使って評価基板を作ってみました。

表


裏


これだけで1chのモータドライバになってます。
ロジックも組んであるのでこの回路に電源つないでとPWM、回転方向を指示してやればモーターが回ります。
しかも電流センサーまで付いてるから電流計測もOK。
ただ振幅が小さいのでアンプを組もうか悩むところ。

で、動作はというと完璧。
そんな規模が大きいわけでもないけど、新しいデバイスを使ったのがちょっと不安要素だったけども、一発で完璧に動作。
今回はON/FREEの回路にしてみた。なんだか今までよりもステアリングの調子が良い。
これがON/FREEによる恩恵なのかFET変更による恩恵なのかというと、ON/FREEのほうが濃厚。
といってもFETのスイッチング特性も5倍以上いいものを使ってるからそれも違うかも。

動作結果もかなりいい感じだし、配置もかなりきれいに収めることができたから速いとこ作りたいなぁ。
MAX5055がいつ手に入るかだけが問題。納期は1週間といわれたから、その間にセンサーバー周りの作り直しかぁ。

発注の嵐

Dig-Keyにいろいろ発注しました。
後輩(ザビエル)と一緒に。で現在、その荷物待ち。
今回はUPSらしいですよ。到着予定が「今日」で何時かはわからないドキドキパターン。

注文したのはマイコンカーの新回路関係の部品。
おもにFETと電流センサ。
あとは趣味用にMP3デコーダとかMAXⅡとか買っといた。

FETはもう定番になってるSP8M4ではない。
や、SP8M4ってみんな使ってるからなんかいやじゃん爆
Nchの定格電流はSP8M4より劣るものの、Pchが少し勝る。
あとは内部抵抗がSP8M4よりも低い。これが選んだ決め手。
と言ってもどうせコネクタの抵抗のほうが大きいんだろうなぁ。
あとは配線抵抗と。数mΩは簡単に測れないから困る。測定治具つくっちゃおうかなぁ。

電流センサは苺リナックスで売り始めたやつの単品で±20A測れるやつ。
1.2mΩの内蔵抵抗で100mV/1Aで測れるんだから素晴らしい。
とりあえず次のモータドライブ基盤の駆動系は4輪独立のトルク制御ができるようにする予定。

あとはMAXIMにFETドライバを発注。
今まではMicroChipのTC4427使ってたけど、これまたみんなよく使ってるから嫌に(ry
じゃなくて、MAXIMのほうが性能よくって値段も安いから選択。
ほんとはDigKeyで買うつもりだったんだけども、在庫なくって納期が1/13とゆうエアリーディング具合を発揮してもらったのでMAXIMに直接発注。
100個で単価140円らしい。送料一律3000円。納期1週間。
ちなみに100個は3人で分ける予定。さすがに一人で100個は使わない。きっと。
で、実はこの前にサンプルを頼んでみたら3日で届いた。しかもただ。
けど一人8種類2個まで。今度OPアンプでも頼んでみようかな。

さてと。問題は回路を何に組むか。
秋月ハーフピッチ基板だと少し小さいんだよなあ。
けどほかのハーフピッチ基板は馬鹿みたいに高いし…
ということでエッチングか外注かって気分だけども。
外注だと納期1週間。んんんん実に怪しい日程だ。
久しぶりにエッチングして作るか。
DCDCも新しいの買っておくかな。

とか言ってたらDigKeyから荷物ｷﾀｰｰｰ!!
しかもうちじゃなくて母屋に届いたし。
#うちと母屋は同じ土地に別の建物で存在。住所は同じ。
ばぁちゃん居てくれて助かったわぁ。

昨日のマイコンカー

ということで、昨日のマイコンカーの様子です。



ブログを書いた後にさらにいろいろ試したらなんか速くなった。
それでもシリコンシートが古いのでコーナーは3.25m/sの設定。
なのに平均秒速が3.5mもでてる。ちょっとびっくり。

で、問題のクランクをEX-F1で撮ってみた。



こんな感じで曲がってきます。
つーか曲げてます。もうドリフト万歳って感じで。
タイヤが新品でも磨り減っててもこの軌道を追従できるのが不思議(ぉ

ちなみにもうちょっとすべるとこんな感じになる。



滑って完全に脱輪しそうになってるけど、いんちきな補正プログラムのおかげで元のラインに戻る。
こんなことしてたら33mコースのタイムが0.7秒くらい縮んだ気がする。

ちなみにこの後センサーノーズがやられました。
カーボンを熱して曲げ直していたんですが、そこから割れてしまいました。
なので今週中に部室でセンサーバーを焼かないと。

新マシンはちょっと悩み中。ようはクランクが速くなったのが要因ですが爆

#関係ないですが、司さんとこで掲載されてるヘッドフォンアンプをブレッドボードで組んで試聴中。簡単だけどいい感じ。最初はさ行が痛かったけど、12時間くらいエージングしたらだいぶ良くなってきた。どうしよ。箱に入れてみようかな。