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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。

 

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。

 

ブラシレスモーターの実験

2年も前の話になってしまいましたが、ブラシレスモーターを制御してみたくなって電子工作キットを購入していました。

なぜそんなことをしようかと思ったかというと、2年前なので2016年の12月になりますが「自分の親の名前」で特許検索をしてみたところ、6件出てきてましたが、それらはいずれも交流モータの駆動に関する出願でした。

本人に確認してわかったのですが、自分の父親は交流モータを使った設備を計画するような仕事をしていたようです。駆動回路の部分はサイリスタといってダイオードやトランジスタの仲間のような素子を使って制御していたようです。自分が小学生のころで長崎に住んでいました。

ところが技術革新というのは恐ろしいもので、自分の年齢でいうと小学校高学年ぐらいの時期にマイクロプロセッサで電界効果トランジスタを切り替えるインバータと言われる方式が主流になったようです。

コンピュータで自在に制御できるため汎用性が高く、急激な変化が起こったようです。長崎市には路面電車があって、ベルを鳴らしながらゴロゴロゴロっと走るのでチンチン電車などと言われていましたが...自分が6年生ぐらいの時にはブィーンと高周波な音を出してなめらかに加速する車両が走り始めていました。 → VVVFインバータの車両 

産業用ロボット革命というのもこのころからからだったかもしれません。子供の話でいうと機動戦士ガンダムが流行っていた時期です。

自分の父親はというと、コンピュータはほとんどわからない感じです。部下にはマイコンが得意な人がいたらしく坪井君とか言っていますが...うちの親は全く駄目です。

自分が中学一年の時に名古屋に引っ越しました。父親の所属が長崎の設計部門から名古屋の営業部門に変更になったからでした。

 

2年前にさかのぼり、北斗電子のブラシレスモーターキットというのを購入していました。

モーターはタミヤ製です。タミヤのRCカーだったら中学高校ぐらいの時期に流行っていて、作ったこともありますが...基本はブラシ「あり」のモータで、制御方法についてはサーボモーターで可変抵抗器を駆動する方法と、FET(電界効果トランジスタ)2個?で電流制御?する方式があったと思います。

それから30年たっていますが、現在ではブラシレスモーターの設定もあって専用コントローラが用意されているようです。購入したキットはタミヤの専用コントローラは使用せず、電子工作しましょうという話です。

マイコンはRX24Tという品種です。ルネサスのマイコンでRXシリーズのうち末尾にTがついているとブラシレスモーター駆動用のマイコンです。RX2xは安いマイコンです。RX6xなら高性能です。あれから2年たっているので、今はもっと高性能な品種があるのかもしれません。

タミヤのRCカーはニッカド電池6本で稼働します。電源電圧として7.2Vが必要なため特殊な感じとなりますが、別売り電源ボードの設定があります。

北斗電子というのは、新発売のマイコン製品について速い時期に評価ボードを試作販売してくれる業者ですが...

注文生産のような感じで発送までには時間がかかります。この時は発送予定が1月末ぐらいになるということで...

事前調査のようなことをやっていたようです。WEBアプリケーションのWordPressを試し始めたのもこの頃で、練習をかねて記述したブログのようなものが残っています。

とりあえず、読み返してみます。