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2007年 08月 01日
いかん。気がついたら前回の更新から4ヶ月近く経ってますね。皆さんいかがお過ごしでしょうか。私は仕事の方が猛烈に忙しくなってしまって殆ど作業できてませんでした。仕事の方はうちの会社には珍しく本格的なメカ制御ものを担当できたのもあってかなり楽しんでしまってます。いややっぱメカ制御は私に合ってますね。こっちの方に本格的に進みたくなってきた今日この頃であります。ただメカ制御ものは技術者が少ないみたいですね。今回の仕事はかなり複雑な制御対象だったのですがチームの中では私が一番経験がある(といってもROBO-ONEとか趣味の経験しかないけど)ので電気回路も制御ソフトも引き継いでから殆ど作り直しちゃいました。モータはもちろんオリジナルのサーボ制御です。お陰で手広く色んな所に手を出して自分の思うように作れたのは楽しかったです。ただ、お陰で時間が無くて大変苦労と大分妥協をしましたが、それでもかなり良い動きをするようになりました。
とまあ仕事が忙しくしてなかなか趣味の方に時間が取れなかったのですが、それでも時々思い出したようにコツコツやったり通勤中に色々な回路を検討したり、仕事中に(中略)したりしてなんと念願のモータードライバが遂に完成してしまいました!いや~嬉しい!もう半分あきらめかけてたのですが自分でも驚くぐらい突然閃いて全ての問題が綺麗に解決しちゃいました!やっぱ手を動かさないとダメなんですね。 前回からの変更点で大きいのはON-BREAKのスイッチングで正負の交流電流が流れるうえに、コアレスモーターのインダクタンスが小さすぎてスグ飽和してしまうもんでヒステリシス損バリバリで発熱ガンガンになっちゃったので仕方なく追加で100μH必要だったコイルを、なんと1/20の4.7μHで済むように工夫したこと。100μHで数アンペア流せるコイルって馬鹿でかくて買っては見たものの使う気にならないっていうか、でかくて基板にのらないぜ!って感じだったのですが、スイッチングレギュレータの原理を応用して小さいコイルでもコンデンサを組み合わせることで綺麗にモーターに電流を流し込むように工夫してみました。SPICEっていうシミュレータがあるんですがそいつをフル活用したおかげで回路はバッチリ!モーターの変な発熱は全然なくなりました。4.7μHのコイルなら結構小さいし、4000番台のケースなら余裕で基板に乗りますね。ちなみに駆動周波数は156KHzです。 次に大きいのはFETドライバの変更ですね。今回はFETのゲート耐圧を超える20Vオーバーの電源電圧を検討しているので通常のFETドライバではなくチャージポンプ型を使おうと思っているのですが、前回使ったISL6614は何故かスグに壊れてしまって使い物にならなかったのでアナデバのADP3419に変更してみました。これがなかなか快調でまだ一個も壊してません。ISL6614より大分小さいのも良いですね。ただゲート電源は5Vまでと下がっちゃいましたが、12Vレギュレータを1個省略出来たと思って納得することにします。 そして最後のポイントが電流検出です。前回オペアンプを使って増幅してみましたがモーター側のGNDがスイッチングのたびにかなりゆすられていてオペアンプ側のGNDとの間に電位差が生じてかなりの変換誤差が生じてました。対策としては、まぁGND同士が繋がってないから電位差が生じているということでGND同士を「交流的」に直結しました。詳しい方なら何をやったかすぐ分かると思いますがもう何というか効果絶大!パワー回路のくせにアナログ回路か?と思うくらい綺麗なGNDになっちゃいました。恐ろしいことに平均化することなくA/D10bit全て使えるくらい高精度な電流計測が出来ちゃってます! ということでやっと念願のモータードライバ&電流計測回路が完成しました。電流制御はソフトでやることにしたんでフィードバック回路はばっさり削除しました。お陰で回路自体もかなりシンプルになったと思います。とまぁこう書くと結構簡単に出来たような気がしてきますが、その裏では失敗基板の山がうず高く積みあがっていたりなんかします。 とにかく念願の回路が完成したので後はソフトの制御ですね!あんな制御やこんな制御など数年前からやってみたかった事がやっと試せるようになりました。
by mimiin55
| 2007-08-01 03:41
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