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2021年1月21日(木) 21:23

作り直しだな

 負荷ゼロとパワーパック実装時で、脱調状態が明白に変化した。
 そのため、ソフトウェアによる対策は限界があり、モーター電力を大きくする対策は不可欠であると睨んでいる。そして実際、電力を大きくする余地がある。現状の電流は、ステッピングモーターの定格を参考にしている。だが、モーターはレーザーダイオードとは違う。瞬間的な過電流で壊れるようなことはなく、平均電流が問題になる。
 ドライバーに設定している電流値はピーク電流であり、平均電流はずっと小さくなる。つまり、現状それだけパワーは小さくなっている。

 モーター選定ではスペックを吟味したが、そのスペックは定格電流でのものだ。今は恐らく、スペックよりかなり低い性能しか出ていない。まずはもーたーが焼けない範囲で、しっかりパワーを引き出すべきだ。
 このあたり、ステッピングモーターやブラシレスモーターの厄介なところである。ブラシありモーターなら、投入電力が小さくても小さいなりにちゃんと動作するのだが。

 設定電流を大きくするには、ドライバーICの外付けパーツを取り替えねばならない。

 だが、ドライバー基板はオートウエルドで完全に固めてしまっている。これを掘り出してパーツ交換するのは、不可能に近い。
 当然こういう問題があるので、オートウエルドでの保護は動作が確認できた後に行う。だが、負荷ゼロで快調に動作したステッピングモーターが、パワーパック実装後はまるで実用にならなくなった。ハマった。

 ドライバーICは足が入り組んでいて、更にはラジコン車載用である。振動や衝撃は前提であり、オートウエルドで固めずに実用することは、あり得ない。それだけに、いつ封入を実行するのかタイミングは難しい。今回は、裏目に出てしまったということだ。

 こうなると、ドライバー基板丸ごと作り直しである。ドライバーICの TB6600HG は入手性が悪いため、調達に時間を要する。当分はまた、ドーザーブレードなど他部分を進めるしかなさそうだ。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2021年1月20日(水) 21:06

脱調は厄介過ぎる

 ステッピングモーターの脱調は、簡単には防げない。
 簡便法としては、必要より多めの電流を流すことで、パワーに余裕を持たせること。もちろん、効率は低下する。この方向で対策しようとすれば、制御ICの設定電流値を変える必要があるが、それにはハードウェアを修正せねばならない。そのハードウェアは、既にオートウエルドで保護済みなので、簡単ではない。

 一方ではセンサーを活用し、脱調を即座に検出して回転数を落とす手法もある。こちらはソフトウェアで対処可能である。
 だがそもそも、そのためにセンサー付きのステッピングモーターを採用したのである。入力パルスとセンサーパルスをカウントすることが現状でも可能であり、食い違いを早期検出できる。
 ところが、脱調していないのにパルス数が合わなくなる事態が多発。シビアに検出すると回転数が上がらず、かと言って緩めると脱調が多発する。何とか適切なバランスに調整できたのだが、それは負荷ゼロでの話。パワーパックに取り付けると、到底実用にならない頻度で脱調が多発という有様だ。

 試しに、速度変化を非常に緩やかにしてみた。
 すると、脱調の頻度は僅かに減少したが、実用にはほど遠い。急な速度変化を諦めても、実用にならない。

 仕方なく、次にパルス数の照合を調整する。
 厳密にパルスを照合し、脱落を即座に検出するようにしたところ、ステッピングモーターは全く回転しなくなった。実際には超低速でなら回転するが、その超低速というのは見た目では起動輪が止まっているかのような速度である。

 パルス照合のユルさを調整し、速度変化と脱調頻度のバランスを取ることはできるのかもしれない。だが、実用的な妥協点など存在しない可能性だってある。
 まずは、電流を増やすのが先決かもしれない。ドライバーICはピーク電流検出方式なので、平均電流はかなり落ちる。定格を考慮しても、現状の2倍の電流は安全に流せるはずだ。

 負荷の増大が脱調頻度の増大に相関しているのは殆ど明らかなので、パワーアップは最初に行うべき対策だろう。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2021年1月19日(火) 21:11

電子進角

 バックと前進では、モーターの回転音が違う。

 パワーバックから走行用ブラシレスモーターを外して確認すると、進角が付いていた。進角は、ゼロにしたつもりだったのに。記憶違いか。

 外した状態で動作させると、前進とバックいずれも最高速まで問題なく回転した。
 旋回用ステッピングモーターもそうだが、パワーパックにセットして負荷が発生すると、回転トラブルが激増する。

 進角を、ゼロに調整する。

 再びパワーパックにセットすると、前進もバックも最高速付近でストールするようになった。ただし、前進の方が少しストールし難い。まあ、誤差の範囲。
 しかし、ストールの傾向が明白に変化した。

 やはり、進角とストールには関係がある。
 いわゆる電子進角により、ストールは回避できるのではないか?

 現在は、ホールセンサーの状態変化割り込みにより、1つ進んだ相の通電状態に変化するようにプログラムしている。これを、2つ進んだ相の通電状態に変化するよう修正。
 すると、あっさりストールしなくなった。前進もバックも、最高速までキッチリと回る。

 2つ先の相に進むようにすると、回転が120度単位になってしまう。
 そこで、低速時はこれまで通り1つ先の相に切り変え、ある程度高速になると2つ先の相に切りかえるようにした。
 こうして、低速から高速まで、ブラシレスモーターは快調に回るようになった。

 16分の1クラスの市販ラジコン戦車では困難な、秒速1センチ以下の超低速走行も可能。マルイのバトルタンク改造版に勝るとも劣らない、走行性能を手に入れた。
 ただし、旋回用ステッピングモーターは脱調しまくりのままである。こっちの解決は、それほど簡単ではなさそう。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2021年1月18日(月) 22:03

キャタピラ装着

 ブラシレスモーターについて検索していると、某メーカー製品のトリセツに書いてあった。
 電源線とセンサー線が接触すると、ノイズで誤動作することがあるので、接触させないように、と。

 それは、いかにもありそうだ。
 そこで、センサー配線の引き回しを整理し、モーター電源線と離す。確かに、ストールは減った気がする。そして、ストールのパターンが明白になって来た。
 バックだと、問題なくフルスピードで回転可能。それに対し前進は、高速になると確実にストールする。この再現確率は・・・進角が影響しているのではなかろうか?

 少なくとも、バックと前進でこれほど明確に症状が変わるというのは、明確な対策が存在すると思われる。

 起動輪の固定ネジ2箇所は、適切な角度でなければ締めることができない。
 つまり、起動輪を回転させられないと固定できない。

 バックは完全に動作し、前進も高速出さなければ動作するようになった。角度調整は必然的に低速で行うので、問題ない。
 そしてブラシありモーターの時に比べて、遥かに低速な動作が可能となっている。

 モーターを動かしては電源を落とす繰り返しで作業は煩雑なものの、特に問題なく起動輪が固定できる。
 続いて、キャタピラの装着。Sタンクは物理的にキャタピラが外れない構造なので、リンクが切れた状態で起動輪を回し、巻き取らないと装着できない。

 キャタピラの装着もまた面倒臭いが、いったん取り付けてしまえば普通のラジコン戦車と異なり、キャタピラが外れる心配をしなくて済む。
 キャタピラはユルユルでも、快調に動く。

 ストールしないバックの側を多用し、慣らし動作させる。

 旋回用ステッピングモーターは脱調しまくりで、走行用より遥かに深刻だ。現状では、ほぼ旋回できない。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2021年1月17日(日) 21:07

理解可能納得不能

 気を取り直し、電源系統を調べる。

 バッテリー直結取り出しになっている電動ガン用コネクターにテスターを突っ込み、確認。ラジコンバッテリーからは正常に7.8V前後が出力されている。

 いっぽう、主電源FETを介した後のコネクターは、全く電圧が無い。

 あちこちテスターで調べるが、余りにも妙。というのは、DCコンバーターが壊れていたとしても、DCコンバーターの入力側には電源が来ているはずだから。それが、全く来ていない。
 主電源機械スイッチを介してラジコンバッテリーが接続されているので、DCコンバーターの入力側まで0Vというのは道理に合わない。

 もちろん機械スイッチが断線していれば0Vになるいが、そういうことにならないよう機械スイッチ周りは頑強に補強してある。
 いや、確かに本体側の配線周りはしっかり処理してあるが、機械スイッチ側は暫定である。機械スイッチの最終的な設置場所が未確定なせいで、仮の機械スイッチを使っている。その配線部分は、マスキングテープで補強しているだけだ。

 マスキングテープを剥がすと、片側の配線が断線していた。機械スイッチとのハンダ付け部分が、切れている。さっそく、ハンダ付けし直す。
 機械スイッチの配線は、機械スイッチの位置を固定して配線も固定しないと、すぐに断線する。この断線し易さにも困ったものだ。
 Sタンクの車体を大きく動かすと機械スイッチと配線も動き易く、ブラシレスモーターを取り付ける作業中に断線したのだろう。

 ハンダ付けし直すと、Sタンクの電源系統も復活した。
 だが、走行用モーターを高速回転させると時々ストールするし、旋回用モーターは脱調頻度が激増し実用にならない。モーター負荷の増大により、制御失敗も増大したのか?
 振り出しとまでは言えないが、モーター制御の改良は不可避である。ただし、機械としての慣らし運転が済むまでは、慌てて手を出さない。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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