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3rdロボトレーサーを検討する

皆さんいかがお過ごしですか?
私は念願の夏休みに突入しました。

さて、夏休みに入ったということで今年のロボトレーサーについて検討してみたいと思います。
今年のコンセプトは電流駆動です。
DCモーターのトルクを制御するには電流の制御が必要になってきます。(電流∝トルク)
トルクを適切に制御できれば走行中のタイヤのスリップの抑制や、車両特性の自由な制御が可能になります。

そこで、電流駆動型のモータードライバーを検討しています。
ここで候補に上がっているのが
STMicroelectronicsの『L6207』です。

このICは、2つの独立したフルブリッヂ回路を内蔵していてIC1つで、モーターを2つ回すことが出来ます。
目標値の入力はアナログ電圧(以下Vref)で取り扱いが楽であり、また内部で定OFF時間型PWM制御を行うのでロスが少ないICです。
最大電流は5.6A(Pulse)、2.8A(DC)で、ON抵抗は0.3Ω。

データシートによればどうやらバイポーラステッピングモーターやDCモーター用に設計されているようです。

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昨日今日あたり、このICのデータシートを読んでいたのですが気になることがひとつありました。
それはVrefに正電圧しか受け付けないということ。
このICはVrefに比例した電流を流すので、このままでは電流も正方向にしか流せません。
もちろん、モードを切り替えれば逆転も出来るのですが、今度は負電流しか流せません。

ロボトレースではモーターは正転しているが、ブレーキを掛けたい(電流は負)という状況は自然と生まれてきます。
ところがこのICの制約でどうやらモーターの回転方向(∝モーターの起電圧)と電流の方向が一致せねばならないようです。
一言で言えば、加速は出来るが減速はできないってことです。
ショートブレーキのモードもあるのですがこれではフルブレーキとなってしまって、ブレーキ力を制御できません。

私の勘違いかもしれませんが、データシート上ではそう読めます。
さて、どうしたものかorz

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コメント

>ところがこのICの制約でどうやらモーターの回転方向(∝モーターの起電圧)と電流の方向が一致せねばならないようです。

データシート読んでないけど、それって、入力にデットタイムが必要ってこと?

普通なら、正転→逆転って操作をすればさとぅ君が求めてること出来ると思うんだがなぁ。

投稿: ハセ | 2009年8月 8日 (土) 23時37分

コメありがとうございますhappy01
この問題はデッドタイムによるものではありませんcoldsweats02
モーターの逆起電力が原因です。

L6207では、Hブリッジ回路とパワーGNDの間に、電流検出抵抗を使います。
そしてこの抵抗で検出した電圧(∝電流)と、目標値Vrefをコンパレータで比較して、PWMを生成しています。

ところで、マシンが走っていて、モーターが回転しているときには、電流は正(加速時)と負(ブレーキ時)の両方に流れますよね?
このとき問題が生じます。というのはVrefの入力範囲が-0.1~5[V]で、負の電圧を受け付けず、正常に負電流を制御できません。

では、モードを切り替えて電流の方向を逆にすれば上手くいくかといえば…そうでもなく、マシンの慣性で回り続けるモーターが起電力を生み出し、逆転モードになった瞬間に過大な電流が流れます。(これはマシンが急停止して逆走をはじめるまで続きます)

よってブレーキを正常に制御できません。

言葉では説明しにくいんです…先輩にお会いして図で説明したいくらいです(苦笑)
誰か回路を組んで実証してくれると良いのですが…、もしかしたら私の勘違いかもしれませんしcoldsweats01

あと、ちなみに他の解決法も見つかったのでもう大丈夫ですscissors

投稿: 管理人さとぅー | 2009年8月 9日 (日) 00時51分

L6207のデータシートを流し読みしたよ。
内部に定電流制御回路が入ってるのね。

そりゃ、逆転したら過大な電流が流れるね。

>そこで、電流駆動型のモータードライバーを検討しています。

この言葉で勘違いした(苦笑)
×フルブリッジIC + 電流検出&A/D + マイコン
○電流駆動型モータドライバIC + マイコン
だったわけだ。

てっきり、ADで読ませてからマイコンで入力端子にPWMを打つもんだと思ってたよ。
それなら加速側のみの電流制御ってのもある程度納得できる。


細かい話は、今度会ったときに教えて。
よく考えないで使うと、痛い目見そうだよね、こういうのって。

投稿: ハセ | 2009年8月 9日 (日) 23時32分

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