Blog Archives

DCマウス研修(inukai編)[13] マイクロマウス合宿参加

こんにちは!
inukaiです。

先週末(6/16, 17)にマイクロマウス合宿@東京理科大学野田キャンパスに参加してきました!
実際にマウスを製作してから皆さんとの初めての交流だったのでいろいろ刺激が多かったです。

合宿の流れとしては、
1日目
・技術交流会(講演)
・懇親会
2日目
・プチ大会

という流れでした。

技術交流会では、どれもおもしろかったのですが、個人的にはマウスのログの取得方法からどう活用するかについてのお話がとても興味深かったです。

技術交流会はこんな感じです。

技術交流会では私のほうからは、毎年恒例のステッピングモータについてと、オリエンタルモータ株式会社様からのマイクロマウス初心者へのステッピングモータ無償プログラムの案内をさせていただきました。
無償提供プログラムにつきましてNTFのHPにリンクが掲載されていますのでご覧ください。

交流会の後は懇親会でした。技術交流会は講演形式でしたが、懇親会ではざっくばらんに技術交流をさせていただきました。
ご飯を食べながら実際にマウスを見てもらったり、見させてもらったりしながらアドバイスをいただけたりしました。
やはり、実際に強豪の方々のマウスを見ると、自分のマウスのよくないところなどが見えてくるので大変参考になります。

2日目はプチ大会でした。
自分は残念ながら完走できずリタイアしてしまいましたが、非公式とはいえ大会で初出走できたのでひとまずよかったかなと思います。
未完成のマウスでも参加して出走する方も多く、みなさんの気概を感じました。
マウスを作り始めてから改めてトップクラスの方々の走りを見ると目を見張るものがあり、モチベーションが上がります。

大会の参加賞は、いろいろな方のご提供で豪華でした!(写真を撮り忘れてしまいました…)
理系のための婚活本からモータまで様々なものがあり、合宿参加者全員が何かもらえる数はあったみたいです。

私は大会結果は特に結果は残せなかったものの、運よくRX71Mの開発ボードをいただきました。
(ロング17号の製作者様ご提供いただきありがとうございます!)

得られるものの多かった合宿となり、大会参加でモチベーションが上がったところで、まずは関西大会に向けて開発をしていきたいと思います!

ではまた次回

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[12] 光センサの確認

こんにちは!
inukaiです。

Lチカ、モータ用を回したところで、光センサの動作確認について書いていこうと思います。

このマウスでは下の写真のように、赤外線LEDと光センサが4組ついています。
赤い熱収縮チューブを巻いてあるのが赤外線LEDでその下側についているのが光センサです。

回路図から光センサ周りを抜き出すと下図のようになります。

Lチカ同様に赤外線LEDを光らしてみたところ。

上と下の写真をみると少し紫に発行しているのが見えるかと思います。
目では見えませんが、カメラによっては赤外線が紫っぽく映るのが確認できます。

 

では実際に壁に光を反射させて確認していきます。
壁を置いてオシロスコープで光センサを確認した結果がこちらです。
上のラインが発光中のLEDのON信号、下が光センサの電圧になります。
センサの立ち上がりが飽和するあたりで、LEDをOFFしています。
OFFするタイミングでRXマイコンのAD変換機能により光センサの電圧を取り込みます。

次にマウスで壁判定するために、壁とマウスの距離に対する光センサの値を確認していきます。
測定の様子

特に今回は姿勢制御に用いる左右の壁をみるセンサの値を確認を行いました。その結果がこちら。

左右で若干センサ値が違いますが、同じようなカーブであるのが確認できました。
発光時間や、赤外線LEDおよび光センサの抵抗を調整すればカーブが重なりそうです。

調整については姿勢制御の壁補正の精度をどこまで求めるかによりますが、とりあえずはこの値をもとにマウスを走らせて行こうと思います。

では、今回はここまで。
また次回よろしくお願いします!

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[11] 吸引ファン強化

こんにちは!
inukaiです。

以前の記事で吸引ファンの製作から吸引力の評価まで行ったわけですが、社内でよさげなモータを紹介してもらったので吸引ファンを強化してみました。

モータを「CL-0614-10250-7」→「M716PA」に変更しました。
直径が1mmほど大きくなるのですが、軸径は変わらないので割と簡単に置き換えれました。

変更後の吸引力の測定結果がこちら!

吸引力が約100g→約150gと1.5倍に強化できました!

では、実際にマウスに搭載して吸引力を測定したいと思います。
マウスには下の写真のように取り付いています。

裏の吸引用スカートはこんな感じです。

マウスでの測定結果がこちら。

120-140gぐらいの吸引力がでました!

今後もちょくちょくマウス裏面の密着度などを改善して行けたらと思います。

以上、ファームウェア作成の現実逃避からの吸引力強化でした。

ではまた次回

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[10] PWM設定・重心と直進性能

こんにちは!
inukaiです。

前回Lチカが終わったので、ここからはペリフェラルの設定をしていきます。
今回はまずPWMから設定します。

製作中のマウスにおいてPWMを使う場所としては、左右のモータ、ブザー・吸引ファンの合計4つがあります。
制御用のマイコンにRX631を使用する場合、PWMを出力できる機能として、TPU(16bitタイマタイマパルスユニット)、MTU(マルチファンクションタイマパルスユニット)があります。
どちらの機能を使ってもよいのですが、MTUを使って実装することとしました。
なので、マイコンのMTIOCxxという端子を割り当てることになるわけです。

自分の回路図の場合は、PWMの割り当てのみ着目すると下記のようになります。

・モータ1 : MTIOC2B
・モータ2 : MTIOC3C
・吸引ファン:MTIOC0C
・ブザー : MTIOC4D

さて、PWMを出すファームを書こうと思い今一度ハードウェアマニュアルを見てみます。
PWM出力に関する部分を抜き出したものが下図になります。

PWMモード1を見てみると、モータ1 :用MTIOC2Bとブザー用MTIOC4Dが使えなかったのです・・・

というわけで、いったんブザーはあきらめ、どうしても必要なPWM1は別の端子から引いてきました。
(ブザーに割り当てているP31は、PPG(フログラマブルパルスジェネレーター)でPWMっぽいものは出せるそうなのですが、今回はブザーは後回しにします。)

ただブログ書いていて気が付いたのですが、PWMモード2でMTIOC2Bを駆動すればよかったのでは・・・

とりあえず、このように解決して無事PWM出力できました。

ひとまず左右で同じデューティー比でPWMを出力し走行した結果がこちらです。

なかなか真っすぐ走らないものだなぁという感じですね。

ここで、重心の話になるのですが、バッテリーを前においてはどうかという意見を社内でもらいました。
そこですぐにバッテリーを前に適当において走行をしてみました。

バッテリーの位置を変えるだけで、前重心となり真っすぐ走れるようになりました!
これは制御しやすそうでうれしい結果です。

これからはエンコーダを読んで速度フィードバックを実装したりするわけですが、直進性がよいものができたのでほっとしました。

ではまた次回!

 

最後におまけ(撮影NG)

(動画撮影でボタンを押し間違えて後ろに走らせてしまいました・・・)

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[9] 最初のLチカ

こんにちは
inukaiです。

基板ができたところで、まずファームウェアの書き込みをしました。

まずは定番のLチカから!

さて書き込みをしようと思ったら…

マイコンに接続ができないのです

今回はシリアル通信(UART)で書き込みを行うので、RX631の書き込み時には下記に注意する必要があります。

このあたりはmaekenさんにもあらかじめ教えてもらっていたので何度も確認したので大丈夫なはず。

接触不良などがないかオシロスコープやテスターの導通チェックなどで確認するも、ちゃんと書き込み回路はあっているようでした。

そしてふと画面をみると…

書き込み前に別の開発に使っていたteratermが立ち上がりっぱなしだったのです。

接続確認などで2時間ほど無駄になってしまいましたが、単純なミスですね…
ということで、teratermを切ると無事書き込みができました。

下記が初書き込み時のLチカです。

無事書き込みができてほっとしました。

引き続きファームウェアを作っていきます。
ではまた次回

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[8] リフローでの部品実装と基板パターンミス

こんにちは!
inukaiです。

先週ご紹介した回路をリフローで実装していきます。
リフローの仕方が詳しく知りたい方はnomuraさんの記事をご覧いただければわかりやすいと思います!

というわけで、まず基板を両面テープで鉄製のなにか(のちほど磁石を用いるため)に固定します。

この上にメタルマスクを載せて、磁石で固定します。
両側の基板は、メタルマスクを固定する際に高さを合わせるためにおいてある捨て基板です。
ここにハンダーペーストを上から塗布します。

以下がハンダペーストを塗った基板です。我ながらきれいに塗ることができたと思います。
(リフローは会社は言ってからがはじめてですが、製品開発でも何度か行ったので3,4回目ぐらいの挑戦でした)

部品を載せてホットプレートでつけていきます。

ここで、ミスが発覚しました。
電源部分のFETのパターンが一回り大きいパッケージで基板パターンを作っていたのです…
ただ幸いなことに(?)大きさが違いますがピン配置は同じなため、写真のようにおくことで解決できました。

そして実装後の基板がこちら。

なんやかんやで無事リフローができました。

 

 

ちなみに、今回ミスしたFETは回路図でいうと下記の電源部分のQ11です。
μPA2815T1SというP-chのFETですが、パッケージも小さく、内部抵抗小さく、電流も流せるのでお勧めです。

では、次回ファームの書き込みをしていきます!

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[7] 回路図紹介

こんにちは
inukaiです。

今回は回路図を紹介したいと思います。

というわけで、このような感じになってます!
先に申し上げておきますと、マイコンのピン配置がいくつか間違ってました…
(そのあたりは、今後のブログで追って紹介したいと思います。)

マイコン(RX631)のピン配置を決める際には、下記に注意しました。

・マイコン起動時のブートモードを決めるピンはMDだけでなくPC7も割り当てられている。
(シリアルで書き込む場合:PC7プルダウン、USBで書き込む場合:PC7はプルアップ)

・エンコーダは5Vトレラント入力にする(1717SRのエンコーダは5V)

マイコン内の各周辺モジュールの設定をちゃんと読んでからピンの割り当てをする
(ピンの一覧でそれっぽい名前のついている端子に適当に割り当てない←これが大事。当たり前のことですが…)
このあたりに関して、はまった点を今後書いていきたいと思います。

 

回路の特徴としては、電流センサであるACS722を積んでいるところでしょうか?
トルク制御がどれくらいマイクロマウスで効果が出るか検証できればなんて思っています。
下の図の青線で囲った部分が電流センサです。シャント抵抗などいらない、簡単につけられるホール素子タイプを選定しました。
残りの部分はマイコン・6軸センサ・モータドライバなどはよく使われる構成になっています。

今回はこのあたりで
ではまた次回!

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[6] 吸引ファン製作3

こんにちは
inukaiです。

マウス用吸引ファン製作の第3弾として、前回製作したファンの吸引力を測定していきます。

吸引力の測定に用いるのはこちら!

前回作成したファンと電源と秤です。

吸引力は約10g…

 

そこで用いるのがこちら!

カプトンテープ!

こちらで吸引ファン用のスカートを作ります。スカートを作ることで、床面と密着させて吸引力を上げてやります。

これを…

 

こうして… (わっかで吸引する面積をだいたいで決めます)

こうじゃ! (吸引用の穴の周りに貼り付けます)

すると…

 

吸引力は100g以上になりました!

車体重量程度の吸引力を持つマウス用吸引ファンを作ることができました。

ちなみに秤に電池を乗せているのは、吸引力が思いのほか大きくなり、秤の天板が浮き吸引力が測れないので、重しにするためです。

 

ということで吸引ファン製作編はいったんここまで。

次回からマウスのファームウェア作成の進捗と回路設計などを振り返り、製作記を掲載していこうと思います。

それではまた次回!

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[5] 吸引ファン製作2

こんにちは!
inukaiです。

吸引ファン製作の第2弾として、3Dプリンタで印刷編です。

前回設計したファンを印刷していきます。

とはいっても、少し設定をいじって印刷するくらいですが…

 

というわけで、今回使用する3Dプリンタはこちら!

AFINIA  H800+」です!

それでは印刷していきます。PCからの印刷画面はこちら

マウスに使うファンは小さいので、できるだけ細かく積層していく設定にします。
具体的には初期設定から、「層厚:0.1 mm、充填:99%、品質:高」にしました。

それでは印刷開始!

↑サポート材が出力されているところ

↑ファンの羽が積層されていくところ

↑印刷終了

↑これが出力されたファンになります。

↑サポート材をはがして完成

こんな感じで3Dで印刷されていきます。
そして、さらに形状を試行錯誤し、各素材で作った最終的なファンがこちら!

オレンジ:PLA(AFINIA H800+)
白:ABS+(AFINIA H800+)
黒:カーボン(Markforgedの3Dプリンタ)

では次回、吸引力測定編へ続く

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修


DCマウス研修(inukai編)[4] 吸引ファン製作

こんにちは!
inukaiです。

今日から数回に分けて吸引ファンの製作記を連載していきます。

まずは、ファンの設計方法からご紹介!

fusion 360を使ったモデリングを動画にしてみましたので、気になる方はご覧ください。

いろいろやり方はあるかと思いますが、今回の吸引ファンのモデリングのおおまかな流れとしては下記のようになります。

  1. 「フォームを作成」の「作成」→「平面」を選択して、ファンの羽を上から見たときの大まかな四角を描く
  2. 「フォーム修正」から、四角の辺や頂点を引っ張り羽の形状を作っていく(この手順で高さ方向にも延ばす)
  3. 「フォームを終了」し、「作成」→「厚み」から、ファンの羽の厚みを指定する
  4. 「作成」→「パターン」→「円形状パターン」から、さきほど作ったファンの羽を選択して羽を複製する(この動画ではパターンの中心軸はy軸)
  5. あとは、上側の丸い板部分などを押し出しなどを使って作ります

通しで撮っているのでもたついているところはご容赦ください。

動画ではかなり感覚的なモデリングで空力などは考えていませんが、作り方の参考になればと思います。

では次は3Dプリンタで印刷してみます!

ではまた次回

続きを読む ›

Posted in DCマウス研修(吸引編), ブログ, 研修