カテゴリーアーカイブ: ブラシレスモータ実験

ブラシレスモータースターターキットの配線作業

 

記録をたどってきましたがこれが最後の記録で3月末です。リード線やらニッパーやら電源やらを入手してブラシレスモータースターターキットに通電したようですが...

残念ながらCPUを起動することはなかったようです。試せばたいがい動いたのだろうと思いますが...事前調査でだいたいわかってしまって満足してしまった面もあるのかもしれません ( ´ー`)

2017年3月末ぐらいというとGoProを購入しYouTubeを開設して、そこから6月あたりまでの時期は動画編集をやりすぎていたような?

8月になるとツィッターアカウントを作ってしまい、そのあたりからいよいよよくわからない感じに... Σ( ̄Д ̄;)がーんっ!

4月は勤務先の定期面接があったはずです。1月の頭に所属長(上司)がかわって自分は立場上宙に浮いている感じ...新しい上司のM本部長は50歳になったと言ってたので自分よりふたつ年上でしょう。四輪部門の人なので基本的には知らない人です。M本さんがなぜ部長してるのかを私はしらないし、自分がなぜ平社員してるのかといういきさつをM本さんが知っているわけではありません。なにする?ぐらいの話で...とりあえずは他社製品調査のグループに編入してもらいました。 (  ̄ー ̄)

 

ここから2017年3月末 v( ̄Д ̄)v

 

ブラシレスモータースターターキットの配線作業を行います。

これだけあれば大丈夫なはず。

ボリュームつまみがはずれていたので取り付けました。

小さいイモネジがついているので、小さいマイナスドライバが必要でした。

取扱説明書のとおりに接続します。

先にモーターをつけます。

端子台が小さいので、被覆を剥く長さは短めにしました。

この端子台は大変小さく、普通のプラスドライバーだと、奥まで入りません。

しかたがないので、先ほどイモネジにつかったマイナスドライバーを使いました。

動力源のケーブルをつけた写真は省略

次に、ホールセンサーのケーブルをとりつけます。

モーター側のコネクタ部

基板側のコネクタ

方向がわからないのですが...

上下対称では無いようですので、間違った方向に取り付ける心配はなさそうです。

ブラシレスモーター取り付け完了。

タミヤのブラシレスモーターは、動力ケーブルのうち1本がオレンジですが、対応する北斗電子のケーブルは白のようです。

取扱説明書で確認しました。

CPUボードとドライバボードを接続するフラットケーブルについては、取扱説明書の写真をみて、その通りに接続すればいいと思います。

赤いケーブルは、ホールセンサーケーブルとトグルスイッチの反対側です。

電源を供給できれば、とりあえず完成です。

怪しいスイッチング電源12V用2A出力

日本語がおかしく、輸入、輸出、になっています。

出力電圧を測ってみると...

不正確ではないようです。

このテスターも始めて使うのですが、ボタン電池の入れ方がめずらしい感じでした。

電源プラグは扱いづらいだろうと思ったので、端子台に変換できるコネクタを買っておきました。

左に見えるのが、7.2V電源変換ボードです。

今回は、取扱説明書をみなくても、端子台付近に書いてありました。

配線して出力電圧を確認します。

実際には7.4Vぐらいのようでした。

ドライバボード側の端子台は、取扱説明書をみないとわからない感じでした。

全体を通電

CPUボードの付近で電圧を測定して、5V程度であることを確認できました。

この時点では壊していないと思います。

今回はハンダ付けなしで、端子台ばかりですみました。

でも、何回かケーブルが抜けました。

 


 

5V電圧を確認。

ブレッドボード用のメスのケーブルを使えば、ピンヘッダに接続できます。

 

フリーで使える回路設計CAD(水魚堂BSch3V)

 

レースが終わって3月中旬ぐらいの記録です。

レースの方は(例によって)真ん中より前ぐらいというか12位~15位付近の結果だったと思います。キッズあがりの高校生が10人ぐらいて、20代から30代で良く走れるのが5人以下ぐらいで...その後ろぐらいです( ´ー`)

ようするに、この時です。

29番と接触しています。29番はキッズあがりの高校生でこの年のチャンピオンになったと思いますが、オートバイは程度もよさそうでない2スト125です。私は41番ですが、初めて購入した新車の450に乗り始めて一か月ちょっとのオッサンです。平らな所で加速するだけなら差はつかないということですねぇ... (  ̄ー ̄)

 

本題のほうです。

会社の仕事で電気回路図を書く時はプロテルというCADを使いますが、もちろん有償で立派な製品です。

2017年3月当時、いくつかのフリーウェアを検討したようで...以下も引用...

 

フリーウェアを探してみると、試作プリント基板を作ってくれる業者でP板.comの紹介ページがでてきました。

フリーウェアで有名なのが、水魚堂のビースケですが、P版.comの都合で、CADLUSの無償版があるようです。

また、DesignSparkPCBというのが、RSの都合で無償になっているように見えます。

 

プロテル99は無償で使ってもいいということになっているらしくダウンロード出来るというのを試しましたが、CDROMのコピーをネット上に置いてあるだけのようでした。

2017年3月だと電気工作の師匠みたいだったY田さんがまだいて、すいぎょすいぎょ言うので...まあ、すいぎょ使っとくか...という感じでした。

 

ここからが水魚(すいぎょ)の話 v( ̄Д ̄)v

 

P板.comのCADLUSは水魚堂のBSchをもとにしているという記述があったので、BSch3Vの方も確認してみます。

水魚堂さんのホームページから直接ダウンロードできます。

また、Vectorなどにもあるようです。よく知られたフリーウェアのようです。

http://www.suigyodo.com/online/schsoft.htm

上から30行目あたりのリンクをクリックするとダウンロードできます。

普通にZIPファイルがダウンロードされます。

解凍します。

README.htmファイルが存在します。

インストーラーは存在しないということなので、解凍してできたフォルダを適当なところに移動して実行することになります。

また、VC++のランタイムライブラリをインストールする必要があるとも書いてあります。

インストールプログラム(vcredist_86.exe)が、解凍してできたフォルダ内のRuntimeフォルダにあります。

vcredist_86.exeを実行します。

2分ぐらいだと思います。

REDME.htmファイルによれば、

bsc3v.exe ← 回路エディタ

lcov.exe ← 部品ライブラリエディタ

となっています。

回路図エディタbsc3v.exeを実行してみます。

シンプルな感じです。

部品ライブラリエディタlcov.exeを実行してみます。

開くメニューから、ANALOG.LB3を開きます。

小学生でもわかる回路図を描いてみました。

簡単に描けます。

CADLUSサーキットと比べても、さらに、直感的に普通な感じがします。

CADLUSは線をひく時の操作がいまひとつ不自然でしたが、これは自然な感じがします。

 


 

追記

ショートカットを作成しました。

CADLUSと違い、複数のアプリケーションで構成されます。

ネットリスト出力は、nl3wで出力できました。

LED.netの内容は以下の通りです。

$PACKAGES
! LED; D1
! R; R1
! BATTERY; V1
$NETS
N00000;  R1.1 V1.1
N00001;  D1.2 V1.2
$END

pl3wを使うと部品表ができます。

LED.csvの内容は以下の通りです。

,”D”,1,”LED”,””
,”R”,1,”R”,””
,”V”,1,”BATTERY”,””

 

CS+接続テスト

 

これも2月後半...17CRF450R納車から3週間、初レースまで2週間といった時期だと思います。 v( ̄Д ̄)v

レース前の記録はこれが最後だったようです...そしてレース後も...

電子工作に使うニッパーやらはんだやら基本的なものがそろっていないということで、まとめて発注したような気がします。

ソフトウェアの方は開発環境(CS+)のインストールまで終わっているので、次は評価ボードを接続テストすればいいのですが...

購入した北斗電子のブラシレススターターキットについては、通電テストが終わっていない段階です。

ということで、接続実績のあるRX62Nの評価ボードで確認したようです。つまり、パソコンとCS+とエミュレータケーブルE1(新規購入)のテストです。

 

ここから v( ̄Д ̄)v

 

CS+をインストールできたので、E1エミュレータとマイコンの接続テストを行います。

E1エミュレータは、USBデバイスです。

USBポートに接続します。

普通にプラグプレイになるはずです。

※確認はしていませんが、CS+のインストール時にドライバ類もインストールされたはずです。

接続前のウインドウズ画面右下

しばらく待つと、アイコンが表示されます。

他のUSBデバイスと同様に、取り外しの処理もあるようです。

取り外しておきます。

接続テストには、マイコンの評価ボードが必要です。

手元に2つあります。

右側はブラシレスモータースターターキットに付属していたもので、HSBRX24T-100です。

ゲタをはいた状態になっていますが、ゲタはブラシレスモータースターターキットに付属していました。

こちらについては起動した実績がなく、説明書もブラシレスモーターを駆動することを前提とした内容になっています。

左側は秋月電子通商で購入したRX62Nの評価ボードです。

こちらは過去に使用した実績があります。

取り扱い説明書も、最低限起動するだけの単純な内容で、回路図も1枚だけです。

 


 

ハードウェアを接続する前に、CS+を立ち上げて基本的な設定を行います。

設定項目の中には、使用するエミュレータの種類(E1でない場合もある)、「エミュレータから電源供給を行うか」といった設定項目もあります。

設定が違っていても破損したりはしないでしょうが、なるべく正しい設定で接続した方が良いと思います。

CS+を起動します。

新規プロジェクトを作成します。

新規プロジェクト作成のダイアログボックスが出てくるので、必要な項目を設定します。

①マイクロコントローラのシリーズは、初期状態ではRH850になっているようでしたので、RXシリーズに変更します。

②マイクロコントローラのシリーズを変更すると、「使用するマイクロコントローラ」に表示されるリストが変更されます。

「使用するマイクロコントローラ」は、例えば、マイコンパッケージの表面を見ると書いてあります。

「虫めがね」がないと見えないぐらい小さいですが、デジカメで撮って拡大しても読めます。

③プロジェクト名は適当に決めてください。ただし、ルートフォルダの下にすべて作られるので、接頭語などをつけるとわかりやすいかもしれません。

④初期状態では、マイドキュメントの下にプロジェクトフォルダが作られる構成になっています。CS+専用のパソコンでない限りは、適当なサブフォルダを作るべきだと思います。また、プロジェクト名に接頭語をつけず、フォルダで分類してもいいのかも知れません。

⑤作成ボタンを押すと作成されます。しばらく時間がかかります。

プロジェクト作成直後のCS+です。

まず、デバッグツールがRXシミュレータになっていますが、E1エミュレータに変更します。

E1エミュレータに変更できました。

E1エミュレータのプロパティを開きます。

取り扱い説明書のとおりですが、E1エミュレータのプロパティを変更します。

RX62Nマイコンに対して、E1エミュレータから電源(3.3V)を供給する設定にします。

また、動作クロックを12MHzに設定しておきます。

プロジェクトをビルドしておきます。

評価版の使用制限に関する警告が出ますが、ビルド自体は成功します。

E1エミュレータをUSBポートに接続します。RX62N評価ボードは、あらかじめ、E1エミュレータのJTAGコネクタに接続しておきます。

以下のような状態になります。

E1エミュレータのACTランプ(緑)のみが点灯します。

プラグプレイのアイコンもでます。

次に、E1エミュレータを(ソフトウェア的に)接続してみます。

多少時間がかかります。

ハードウェア側にも反応があります。

RX62N評価ボードのD1ランプが点灯(赤)します。

また、E1エミュレータのVCCランプ(オレンジ)も点灯します。

RX62Nのクロック設定がされていないという警告が出ます。

クロック設定は、初期化プログラムでレジスタを設定するか、ドライバジェネレータ(RXの場合)で設定する方法があります。

先ほどビルドした実行モジュールを、RX62N評価ボードにダウンロードします。

実行します。

ハードウェア側にも反応があります。

E1エミュレータ側のRUNランプ(緑)が点灯します。また、評価ボードのD2も点灯しました。

停止しておきます。

 


 

自動生成されたメイン関数は、以下のような内容でした。

C言語かC++言語かによって切り替わるようです。

このままだと、何もしないプログラムです。

適当な処理を追加しました。

ビルドして、(ソフトウェア的に)接続します。

結果を確認するために、グローバル変数をウォッチします。

ウォッチ式に、使用した変数名を記入します。

文字列は、アスキー表示に変更します。

実行モジュールをダウンロードすると、対応する記憶領域が割り当てられます。

整数a,b,cは、定義した時点では値が不定ですが、文字列は初めから初期化されています。

整数a,b,cは、volatile宣言をしていませんが、メモリー上に割り当てられているようです。

プログラム実行中の画面です。

停止します。

整数a,b,cにも値が入りました。

おおまかには、正常動作していると思います。

 

v( ̄Д ̄)v

 

ブラシレスモータースターターキットの配線

 

2017年2月後半に入っています。中部選手権モトクロス第一戦まで2週間ぐらいでしょうか? v( ̄Д ̄)v

配線するといっても何が必要なのかもわかりません。はんだごてぐらいはあったと思いますが、はんだは保有しているのかどうか?

ケーブルというかリード線というか、ああ言ったものにも規格があって会社の仕事でやるなら正しいものが備えてありますが、趣味として自分でやるとなると...

 

何があるのか確認します。

マイコン評価ボードとドライバボードがあって、電源は7.2Vだというところまではわかっています。

図面は3枚あります。

結局わからないので、取扱説明書をみることにします。

ようするに、12ページの写真をみればよいのでしょう。

電源は7.2Vのはずですが、念のために専用電源の説明書を確認します。

ようするに、6ページ目の写真をみればいいのでしょう。

12Vの電源が必要です。

はんだごては不要のようですが、小さいプラスドライバーとケーブルは必要です。

 

CS+(旧CubeSite+)をインストール

 

これも2017年の2月中旬ぐらいに書いたものです。そういえば、1月31日が17CRF450R納車の日だったと思います。3月頭の中部選手権開幕戦にエントリーしていたものの、250F→450F乗り換え後、練習の時間が不足するという...結局、レースまでに8回乗ったんじゃなかったかな?((;゚Д゚)ガクガクブルブル

 

ルネサスエレクトロニクスのホームページ内にある、評価版ソフトウェアのページから、該当するインストーラをダウンロードします。

60日間を過ぎると、大きいプログラムを作れなくなりますが、分割コンパイルのソースファイルで10個とか、20個ぐらいなら、問題なかったと思います。

マイコンのシリーズによって、2種類のコンパイラがあります。今回はRX24Tなので、CCコンパイラを選択します。比較的大きいファイルのため、ネットワーク接続が途切れやすいか、パソコンの電源を入れっぱなしにできない場合は、分割ダウンロードすることもできます。

ダウンロードボタンを押すと、MyRenesasにログインするように指示されます。アカウントを作る場合は、会社名、部署名、所在地などをインプットする必要があります。

今回は5分もかからずにダウンロードできました。

ダウンロードしたファイルは、ZIPファイルですが、ダブルクリックすると「実行」できます。実行すると、以下の画面が出ます。

セットアップを開始すると、普通のWindowsインストーラー状態になります。いくつかの選択枝はでてきますが、そのままOKでいいと思います。

はじめにお読みくださいのボタンがありますが、とりあえず読まなくても大丈夫だと思います。ただし、インストールはパソコンの管理者権限で行う必要があります。また、無償評価版なのでインターネットに接続された状態でないとインストールできません。

ここからが長いかもしれません。

少しずつインストールされていきます。

この後ぐらいから、セキュリティの警告が出始めます。

何度もでるので、ルネサスのソフトウェアを常に信用することにします。どんな会社かはわかっているので、問題ないと思います。

...と思いましたが、結局出るようです。

説明のとおり、例えば「USBドライバ」のような、デバイスドライバをインストールするときにでているようです。

30分ぐらいかかると思います。フリーズしたような状態になったりしますが、放っておいてください。

インストール完了の確認画面が出ます。

再配布可能パッケージというのは、VC++で作成したアプリケーションを、VC++の開発環境なしで実行できるプログラムだと思います。

アップデートマネージャーは、この後立ち上がります。

今回は、ルネサスエレクトロニクスのホームページから直接ダウンロードしているので、最新版のはずですが、一つだけアップデートがありました。フラッシュプログラマはすぐに使うはずなので、アップデートしておきました。

インストールが完了しましたので、スタートバーにアイコンがあります。

この通りですので、アップデートは後からでもできます。

CS+を起動します。

My Renesas へのログインを要求してきます。ダウンロードするときに必要でしたので、同じ内容を入力します。

見慣れた画面がでてきました。

CS+というアプリケーションを使用するには、評価ボードなどを準備して、E1エミュレーターなどで接続する必要があります。この段階では、特に何かをするということもできません。

ここまでは、リモートディスクトップだけで作業できました。

 

中古のノートパソコン

 

キットが届いたのでどんどん進むのかと思えばそうでもなく...

とりあえずパソコンは必要なので購入しています。マイコン関連の場合パソコンが新しいと使いにくい場合があります。専用のソフトを独自開発している場合が多いですがwindowsのバージョンアップに追い付けていない場合が多いです。

といっても、2年前、それ以前の状況ですが...

この文書は2017年2月上旬ぐらいに書かれていました(  ̄ー ̄)

 

12000円で買える、中古で「訳あり」のノートパソコン。

10インチデイスプレイの製品です。小さくても解像度は高いようです。無線LAN付きを探しました。

USBポートは2つです。

「訳あり」の理由はディスプレイの縦線。

しかし、リモートデスクトップで使えば関係ありません。

細かすぎて見づらいということも、キーボードを使いにくいということもありません。

USBマウスも必要ないので、USBポートを2チャンネルとも使える可能性があります。

8年ぐらい前の機種のようです。動作速度は今のところ気になりません。

しかし、初期化された古いパソコンは、WINDOWSの自動更新が延々と続きます。過去の経験では、半月ぐらいは落ち着かない感じになります。

特に問題なのが、インターネットエクスプローラーです。今回は2回入れ替える必要がありました。

IE8 ← サポート終了

IE9 ← サポート中だが、自動更新が効かない場合がある。

IE11 ← Windows7にインストールするためには、サービスパック(SP1)が必要。

Windows7SP1は、自動更新で待っていると、自動的にやってきます。ただし、順番があるようなので、SP1がやって来るのは、パソコンをつけっぱなしにして、一昼夜ぐらいたった後です。

それまでは、インターネットエクスプローラーのバージョンが古い問題に起因して、いろいろなサイトで問題が起きます。

その後も、自動更新は続きますが、パソコンがつきっぱなしだと早い代わりに、いちどに大量の更新が入ります。今回の例では、一度に216件の更新プログラムがあって、再起動を要求しているため、再起動すると...「更新中のため電源を切らないでください」の画面がでて、「140件目を更新中」の表示まま、半日ぐらいとまっていました。

失敗したと思いましたが、ためしにそのまま就寝してみたところ、翌朝には成功していました。

 

そして今は2019年の1月ですが...

翌年2020年1月14日にはWindows7のサポートが終了するそうです(T_T)/~~~

 

届きました

 

これも2017年です。どうやら1月中に品物が届いたようです(^o^)

 

北斗電子から、ブラシレスモータースターターキットが届きました。

セイノースーパーエクスプレスという、聞きなれない宅配業者でした。

航空便の様です。

北斗電子の所在地が北海道のため、航空便が早いのでしょう。

発送日が25日で、26日には最初の不在票が入っていました。

しかし、集配所が遠いらしく、時間を指定して来てもらわないと受け取れませんでした。

開梱したところ

タミヤのモーターは箱に入っていて、CDROMと図面も入っています。

手前にある袋は7.2V電源だと思います。

ピントがあっていませんが、図面の一部を拡大しました。

やっぱり、FETだけ、というわけにはいかないようです...

 

基板の写真

CPUボード(RX24T)

ドライバボード

ヒートシンクの下を拡大

思っていたのとは違う感じでした。

 

事前調査3(チュートリアルの内容 前半1~4)

 

これも2年前に書いたものです。

2017年の1月末ぐらい...2018年の1月末は1年前で警察の人が来た( ゚Д゚)

 

ハードウェアマニュアルはこちら

全1241ページ

 

1.2 マイコンボード初期設定 TUTORIAL1

  CPU動作クロックの設定

  ハードウェアマニュアル → 9.クロック発生回路

  動作クロック80MHzに調整

1.3 モーターに電流を流す TUTORIAL2

  10ミリ秒のタイマ割り込みを作る

  割り込み毎に通電のパターンを変える

  通電パターンのマクロを定義、6ビットのうち2ビットずつ立たせる

  U_V U_W V_U V_W W_U W_V で、6通り

  ハードウェアマニュアル → 23.コンペアマッチタイマ 18.I/Oポート

1.4 A/D変換とPWMを試す TUTORIAL3

  AD変換モジュールで、温度計とボリュームつまみの電圧を測定、結果はシリアル出力 

  ※USBシリアル変換モジュールが必要

  PWMをP23から出力、DUTYはボリュームつまみで設定 

  ※オシロスコープが必要

  ハードウェアマニュアル → 22.8ビットタイマ 29.12ビットA/Dコンバーター

  PWMはコンペアマッチAが、ON時間、コンペアマッチBが、OFF時間

  AD変換後の処理は10ミリ秒のタイマ割り込みで実行

1.5 モーターを回してみる TUTORIAL4

  TUTORIAL3の機能は残っていて、ボリュームつまみに合わせてパルス幅を変えて電流調整する

  TUTORIAL3と同様、TUTORIAL2の10ミリ秒割り込みで、ボリュームつまみ変更を反映

  新たに6ミリ秒の割り込みを作成、TUTORIAL2のマクロで切り替える ※2と異なり6ミリ秒

  ボリュームつまみを「ゆっくり回す」操作を「人間が」実行

 

QLがPWMで、ANDになっているので、電流を制御できる

QUはPWMにしなくても大丈夫

通電マクロでQ1UとQ2Lが選択されているため、U_Vに電流がながれる → 6ミリ秒で切り換わる

 

ブラシレスモータスターターキット取扱説明書、ソフトウエア編の原本はこち

 

事前調査2(取扱説明書ソフトウェア編)

 

2年前に書いたもののコピーです。

 

キットに付属するソフトウェアCDについて、取り扱い説明書が公開されている。

1章.チュートリアル

   モーターを回転させるために必要な、マイコン周辺モジュールを説明

2章.サンプルプログラム

   モーターが回転するサンプルプログラムを説明

 

第1章については、8節にわかれていて、第1節を除く7節では、それぞれ1つずつのCS+サンプルプログラムを説明している。

付属CDからコピーできるサンプルソースリストだけで動作するわけではなく、ドライバジェレータで生成したコードと組み合わせることで、実行モジュールを生成できる。ドライバジェネレータで設定するマイコン周辺モジュールの設定値については、この取り扱い説明書を読んで理解する必要がある。

※2節でUSBシリアルケーブルによる接続方法を紹介しているが、E1エミュレータを使用できる場合は不要。

 

  2節.マイコンボード初期設定

  3節.モーターに電流を流す

  4節.A/D変換とPWMを試す

  5節.モーターを回してみる

  6節.ホールセンサの値をみる

  7節.過電流・過熱保護の動作

  8節.相電圧・相電流の観測

 

取扱説明書ソフトウェア編

 

事前調査1

 

マイコンの仕様はルネサスエレクトロニクスのホームページで確認できます。

ドキュメントやサンプルコードも、たどって行けばたいていはあります。最も基本的なのはハードウェアマニュアルです。

ソフトウェアを作る場合は、サンプルコードを確認して自分が必要とする内容に書き直すというのがマイコン製品の基本的な使い方です。

 

今回はキットと称する評価ボードを購入しますので、評価ボードのマニュアルなどは評価ボードメーカーのホームページから拾います。

ソフトウェアもついてくるようなキットです。ソフトウェア編のマニュアルまでありますので、事前に調査しておくことができました。

 

インバーター部の図

ドライバジェネレータの画面例

最近はいろいろと便利になってきていて、サンプルコードを使わなくてもウィンドウズの画面から必要な機能を選択することにより、マイコンのレジスタを直接さわるようなコードは自動生成できる場合もあります。

ルネサスの製品ではペリフェラルドライバジェネレータ(PDG)と称されていますが、RXシリーズマイコンの特徴となっています。

ルネサスエレクトロニクスは、日立、三菱、NECの半導体部門が合併してできた会社ですが、RXシリーズは合弁後に計画された品種です。ただし、カーエレクトロニクスはRHシリーズとなっていてRXは民生用です。

PDGは単体のアプリを使う場合と、ソフトウェア開発環境(CS+など)に組み込まれている場合がありましたが、この段階ではRX用はCS+に組みこまれているようでした。

しかし、PDG内にモーター制御のタブがあるというわけではないようでした。

そこで、北斗電子のサンプルプログラムを使うと簡単に出来る!と言う話になるのだと思います。