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yoshikiyo Lab

自称makerのブログ。電子工作とかテスラコイルとか 「とりあえず動けばいい」そんな適当すぎるものづくりをしています。

   

基板

発注していた基板が届きました。
基板は「Minimal Board Editor」というフリーのCADで設計して
PCBGOGOに発注しました。


実装と動作確認確認をしてマシンに組み込み
基板加工機で試作した基板と交換しました。
 
この基板が

 
こうなりました。


最後に現在の全体構成
 

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CPUの変更

ロボトレマシンのCPUを変更しました。


TMS320F28035とCPLDとの組み合わせによりモータドライバ
「TB6612FNG」を制御していました。

しかし、電源投入時の起動シーケンスがうまく動作せずにモーターが誤動作して
CPUがリセットしてしまうという現象が起こっていました。

動作を解析するのが面倒なのでいっそのことCPUを変更して1チップで制御してしまえ
ということでCPUを変更してみました。

TMS320F28035からTMS320F280049Cへ変更しました。
TMS320F280049CはTMS320F28035と同じTI製のC2000シリーズのマイコンです。
100pinパッケージを採用してCPLDによるIO拡張が必要ないようにしました。
また動作速度も60MHzから100MHzに上がっています。

変更前のブロック図「TMS320F28035使用」


変更後のブロック図「TMS320F280049C使用」


新しく作成した基板


旧基板
CPUとCPLDの2つのチップが乗っています。


当初発生していた電源投入時の問題も発生しなくなりました。
動作確認もひと段落したので基板発注しました。来週には届きそうです。


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テスト走行

R20と直線のコースを走らせて見た







車速の速度フィードバックしていないので一定のPWMでユーティで走行させています。
ひとまず形になったので改良を進めていきます。

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ロボトレーサー

ニューテクノロジー振興財団主催のロボトレーサー競技用のロボットの作成を始めてみました。

https://www.ntf.or.jp/mouse/m_trace.html

今はあまりいなくなったステアリング機構付の挑戦してみます。
R10コーナーに対応する必要があるのでステアリング機構+センサ(カメラ)駆動機構付です。

ブロック図


外観




  

とりあえずドローン用のコアレスモータを使ってみましたが
突入電流が大きすぎてリセットがかかります。
対策できなければモーターの変更が必要そうです.....

こんな感じのヤツです。→コアレスモータ

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CVCC電源装置の製作

 20V、5A程度の可変電源がほしくなったので製作してみました。
スイッチング方式としたので非常に小さく作ることができました。


フロント側から


内部構造


実験中の電源回路


■仕様
定電圧出力 DC 0~20V
ボリュームにより連続可変

定電流出力 DC 0~5A
ボリュームにより連続可変

出力電圧モニタ
0.0V~20.0V 0.1V分解能

電流モニタ
0.00A~5.00A 0.01A分解能

設定方式はアナログ可変抵抗器
アナログボリュームなので設定値が不揮発性?

サイズ 250×180×70mm


■回路構成
リニア方式とスイッチング方式の電源方式があります。
今回は小型に電源を作りたいのとモータなどのパワー回路の実験用電源を想定しているため
ノイズなどの影響が小さいことからスイッチング方式を採用しました。

・リニア方式
 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETのゲート電圧を調整します。



出力されない不要な電力はFETで消費され熱となるため効率が低下します。
24V入力で1V,5A出力した場合、(24-1)×5=115Wが熱となります。
ノイズが少ないといったメリットもあります。

・スイッチング方式

 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETを
駆動するパルス幅を調整します。


FETをスイッチングして得られた出力をLCフィルタで平滑することで必要な電圧を得ます。

・実際の回路構成

今回の電源では大電流を扱うためダイオードでの損失(Vf×出力電流)が大きくなるため
先ほどの回路のD1をFETに置き換えて同期整流としました。
また、CVCC動作を簡単に実現するために制御回路をマイコンにしています。

■回路図

電源回路


7セグメントモニタ回路

制御ソフトについてはもう少しまとまってから説明しようと思います。

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