W-068

というサーボがあります。入手先はたとえばこちら。

なぜいきなりサーボの話かといえば、これを分解するとφ7×12の日本製コアレスモータが入ってるんですよね。

ハーフサイズにちょうどいい大きさのモータが手に入るわけです。

まずは重量。分解して量ってみました。1.77g。まあ自分の中では許容範囲ですね。

次に端子間抵抗。テスターで量ってみると、7～8Ωでした。サーボの回路から取り外す前段階で5.5～6Ωくらいと出ていたのですが、、、

あとはモータ軸にモジュール0.2、9枚歯真鍮ピ二オンがついてますが、ちょっと目的に沿わないので歯の底面の薄肉部にニッパーを入れ砕きました。

金属ー金属で圧入されてると抜けないので。

モータ軸はφ1のようで、このサイズだとIndoorAirPlaneの9枚歯などを使って、自分のこれまでのスパー、ホイールのままにモータだけ置き換えることができ、うれしいところです。

トルク定数、摩擦トルクなど、まだいくつか調べたいものはありますが、今回はここまで。

AS5040のマウス用途開発(3)

今回は
①，②だけ考えてシステムを構成した人間がハマってしまう問題
です。

①，②ができていれば磁石がIC上を回転し、パルスが生成され、マイコンでカウントできます。エンコーダとして問題はありません。

しかし、このエンコーダはモータのすぐ近くで使います。Mgだとこんな感じですね。

ここで問題が生じます。モータの外装は鉄なので、磁石とモータが磁力で引き合います。
モータ軸方向から見るとこうなります。

これにより、車輪が少し回転したくらいでは磁力でもとの位置に戻されてしまいます。

↓

車輪が回らないほどひどい磁力ではないですが、回転にあきらかに無駄があり、制御不能です。
問題になっているのは磁石の半径方向の磁束で、これはエンコーダには必要ありません。軸方向に漏れ出す磁束をICのホール素子が検出してるだけです。


この半径方向の磁束を遮へいするため、Mgのマウントの中では磁石を取り巻くように鉄製のスペーサが入ってます。
ちなみにですが、φ2の磁石にM2のネジ用スペーサを入れてます。

前々回で出てきた断面図、正しくはこうです。

これだけで全く気にならないほど車輪の回転は安定しました。
以上、AS5040のマウス用途開発シリーズでした。

中部支部月例会＆忘年会

に参加させていただきました。もう昨日の話なんですが。
中部地区のみなさま、お邪魔しました。

Uさんのマウスが爆走してたり、Kさんのマウスが完成しつつあったり、Nさんのマウス&トレーサを見せていただけたりと、楽しませていただきました。ありがとうございました。


と、まあ中部の方と交流するのはもちろんですが、もう一つの目的は全日本予選迷路での試走でした。

競技を始めた去年に引き続き、シーズン通じて大会に行くと思うように動かない状況だったわけですが、ようやく自宅での調整時の感じと試走での感じが近づいてきました。

まあ、調整の段階で問題なく走れる遅いものは問題なく走って、これは厳しいか、、、と思ってたのはやっぱり走れないといったところなんですけどね。

シーズン通じて会場に行くと問題なく走ってた遅いものですら上手く走らず毎回焦ってたのからようやく１歩前進です。

来年は全面探索と今以上の高速での斜め走行に挑戦したいですね。目標は下の動画くらいの走行を大会でもちゃんとできることでしょうか。

AS5040のマウス用途開発(2)

今回は前回提示した問題
②ICはシャーシ基板に垂直に立てる必要があるが、どうするか
についてです。


モーターマウントにAS5040を載せた基板をネジで固定して、被覆線などでシャーシ基板と電気的に接続するのが普通に思います。
ただ、こうするとモータマウントが取り外しにくくなり、また断線のリスクが上がります。
自分はモータや車軸のほこり取り、ギアかみ合わせ調整などでモータマウントを取り外したいので、これ以外の方法を考える必要がありました。
そこでシャーシ基板とAS5040基板をそのままはんだ付けしてしまう方法を採用しました。
これからその概要を説明します。

まず、シャーシ基板にAS5040基板をはんだ付けするためのパッドを作ります。
Vcc、GND、A相信号、B相信号の4つを2組作ります。

続いてAS5040基板。表裏に2つずつパッドを作ります。

そして2つの基板に作ったパッド同士をはんだ付け。これで案外しっかり固定できます。
シーズン通じてゆがむことはなく、接触不良も起こりませんでした。

実際のマウスの写真もアップ。後ろと横から見た写真です。
よく見るとばれてしまうのですが、AS5040基板の実装面積を少しでも小さくするため、IC本体のHi-Zになってしまうピンを何本か折って取り除きました。
これもまあ別に問題は起きてないです。

あとは磁石の位置をそれなりにあわせつつモータマウントをとりつければOKです。

これで
②ICはシャーシ基板に垂直に立てる必要があるが、どうするか
も解決しました。次回は
①，②だけ考えてシステムを構成した人間がハマってしまう問題
です。

AS5040のマウス用途開発(1)

今回は数年前に導入され、現在ハーフでは一定のシェアを占める自作磁気式エンコーダ「AS5040」をマウス用途に開発する方法を紹介します。

というか、自分がどういう風に組み込んでいるか紹介します。

知らない方のためにざっくり説明すると、こんな感じで専用ICの上で円筒型磁石をまわすと、ホール素子で磁界の変化を検知でき、アブソリュートエンコーダになります。

また、アブソリュートでとった位置の変化に対応して、インクリメンタル型の90度位相のずれた2つのデジタル波形も生成してくれます。マウス用途ではこちらのほうがうれしいですかね。
分解能は10bit。マウス的には十分ではないかと。

ICの実物はこんなもの。ハーフサイズに乗っけるICとしてはデカイですが、一般的には小さいほうに分類されるでしょうね。

このエンコーダをマウス用途で使う場合、基本的には、以下の2つの問題を解決する必要があります。

①どのようにタイヤの回転と磁石の回転を連動させるか

②ICはシャーシ基板に垂直に立てる必要があるが、どうするか

①に関して、車軸を長細い円筒磁石にしてしまうというのが大多数を占める気がします。

円筒磁石をホイールに圧入して、モーターマウント側のベアリングで保持するわけです。

私も似たような方法で、車輪に車軸(ステンレス製)を圧入し、その車軸にマウントを作って磁石を固定しています。「なぜ素直に磁石を車軸にしないか」というのは次次回。ご期待下さい。

写真では分かりにくい気がするのでザックリ断面図。これでも分かりにくいかもしれません。すいません。ギアとマウントの間に広い間隔がとってありますが、このあたりはモータマウントのベアリングで保持する部分です。

まあ、何にしてもこれで

①どのようにタイヤの回転と磁石の回転を連動させるか

は解決できました。

次回は

②ICはシャーシ基板に垂直に立てる必要があるが、どうするか

について

次次回は

①，②だけ考えてシステムを構成した人間がハマってしまう問題

についてそれぞれ書きます。

Mgの回路図

最初に要望のあったMyマウス「Mg」の回路図をアップ。主にSTMF4まわりあたりは参考になると思います。

まあ、大先輩小島さんがサークル内で公開されている内容をマネしただけですが。

AS5040なんかも必要最低限の機能だけ使いたければこんなので十分です。

12-12/9追記

指摘を受け、部分的にアップしたものを追加

ブログ始めました

全日本大会にて、情報を公開してほしいと言っていただいたりしたのと、運よく入賞したのでブログを始めてみました。

まだ未熟であまり公開するほどの技術もありませんが、ご愛読いただければ幸いです。