半田付けしてます

よくわからないまま半田付けしてます

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船外機側 制御基板

船外機側基板

はい、ひたすら面倒くさいのと、モチベーションが全然上がりませんw
ボートの船外機にくっつけて、舵取りとスロットを自動化するユニットですが。
なんでしょうね、新しいデバイスをブレッドボードかなんかでテストしてる時が、一番ワクワクしますねー。
どうやら電子部品を色々買ってはたんすの肥やしにするというルーチンはここら辺に秘密がありそうですw

ああ、ちゃんと完成品まで持っていったのってそういや少ないなあw





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  1. 2015/11/04(水) 01:49:32|
  2. ボートホバリング装置
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船外機コントローラ 回路設計 基板デザイン中

マスター

はい、というわけで、シコシコと・・・。

でもやる気出ないですw
デジタルの基板レイアウトってさほど意味ないのでただただかったるいです。
そのわりに配線多いし。
んで、スイッチとかLCDとか載せるので、UIも一応考えたり。

仕事から帰ってきまた仕事してる気分w

ユニバーサル基板とワイヤボンディングなのでパーツの配置だけ決めて
あとは、回路図みてやればいいような気もしますが、うーん・・・。

ついつい、ほかの楽しいことに浮気して進みません・・・。
CDI作ってた時は楽しかったのになあ。
なんだろうこの差はw





  1. 2015/10/20(火) 09:46:38|
  2. ボートホバリング装置
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DCDCコンバータ HRD05003 と コーナン電動ドライバー

はい。というわけで、船外機の舵を切らないといけませんので
その駆動モーターをコーナン電動ドライバーでやりましょう。

このドライバーは乾電池の6Vで動かしますが
システム電圧は12Vなので、DCDCユニットの新電元のHRD05003を使い6Vにしてから
ドライブです。

んで、実際にそうした時のデータどりのテストです。

舵モーター01

なにやらHRD05003は配線が多いですね。
空中配線はちょっと緊張します。

なぜか、ショートしないといけなピンもあり。なんかあるんでしょうけどよくわかりません。
取説通りに配線してみます。

舵モーター02


んで、出力線を解放して電圧を測ろうとしましたら、0Vです。
おやー?と思い、豆電球を繋げましたら、光りました。
このDCDCは、出力側に負荷がかからないと出力しないです。
なかなか賢いです。

では、モーターを。
おお。フツーに回ります。
HRD05003は3Aまで取れるようなので、まあ大丈夫でしょうかね。

で、この条件で無負荷の場合の回転数が知りたかったのです。

適当計測しましたら、大体3~4rpsくらいです。

思ったより速いですね。

船外機の向きを変える負荷がどんなもんかはよくわかりませんが
まあ、大体イケるんじゃないでんしょうか。

んで、あとはプーリーを作らないと。
トランサムと平行にヒモを渡しておいて、これを巻き付けて
船外機の向きを変えようというわけです。

で、こういうのは、既製品なんかないんで自作しないといけないんですが
旋盤があれば、POMかなんかをツルツルーっと削り出しであっという間なんですがねぇ・・・w
旋盤ほすぃw

電気は簡単なんですが、機械ものが手間かかります。


  1. 2015/10/05(月) 14:21:23|
  2. ボートホバリング装置
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DCモーター PWM 問題点

はい、色々やってみたので。ちょっとメモ。

制御対象のモーターが6Vのモーターで
電源が12Vなので、PWMで電力制御してやろうとおもったんですが・・・。

・案の定、80Vくらいのインダクションキックが発生、30V耐圧のFETが一瞬で破壊w(20円*3)
・ハイサイドのFETをNchにして、ブートストラップでゲート電源にしようとしても、上記の問題でとんでもない電圧に。
(リフトする電圧をFETの上の電源と共用しなければ問題なかった・・・今気が付いたw)

仕方がないので、スイッチをデカくして、耐圧100Vのものに。
耐圧はなんとかクリアできましたが、なにやら本末転倒な気も。
あと、PWMがDCモーターのブラシに負担がかかるらしいとの記述を発見。
定量的にどんな条件でどのくらい影響するのかというデータはなし。

元々、6Vのモーターに12Vというのが無理かと思い直し、モーター用に5VをDCDCで用意する方向に転換。
5V電源で実験。
5V電源になったので、電力制御は不要になり、ローサイドのPWMは不要になりましたが
ハイサイドのNchのゲート電源の問題は残ってますので、ハイサイドがPWMみたいな状態に。
5V条件のハイサイドスイッチングでも、やはり、インダクションキックは発生。おおよそ30V。
小さいFETだと定格ギリギリ。特に、飛び込みの時にチクチク。配線とか長くなったらアウトな予感w
実際FETとモーターは離して設置しようかと思ったので・・・。
これはオーソドックスにPchにすべきか?w

本装置の目的は単純にモーターの正反転ブレーキくらいで、これ自体に凝る意味はまったくなし。
なので、ハイサイドPch、ローサイドNchでまとめるのが合理的と判断。
オールスイッチNchの魅力はあるんですが、構成と条件が色々面倒というのが正直なところ。

オールNchの使いどころは
・大容量の安いスイッチを使いたい
・ブートストラップなら、ハイサイドをPWMスイッチして(マイコンのタイマーが1個つぶれる)、
 安定した10Vくらいの電源をリフトするのが良い。(今回はモーター電源を重ねたので、インダクションキックがそのまま乗ってしまったので、ツェナーでゲート電圧をクリップした)
・別立てでフローティング電源をマジメに用意するのが鉄板だけど大掛かり。

ロボットやってるヒトはここらへん乗り越えてるんでしょうけど
結構面倒ですよねぇ。
泥臭くて、気が重かったのはここら辺でありますw
あー、回り道w





  1. 2015/09/22(火) 00:33:03|
  2. ボートホバリング装置
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ブラシモーター Hブリッジ ハイサイド ブートストラップ

はい、というわけで、船外機の向きを自動で変えるのに
ホムセンの電動ドライバーを改造してくっつけようとしてますw

んで、その電動ドライバーをマイコンで操作したいので
必然的にFETかなんかでHブリッジを組むわけですが
ハイサイドはPchのMOSFETを使うと楽なんですが
なんかちょっとムクムクしてしまい、ブートストラップでハイサイド電源を作ってみたくなりました。

というか、ドライバーICを買って、電動ドライバーを動かそうとしたんですが
なんか電動ドライバーがピーピー言うだけで、全然動きませんw

いろいろ調べたら、なんと突入電流が8Aもありまして
ドライバーICの定格は3Aくらいで、全然足りなくて
で、保護回路が働くと、なにやらピーピー鳴るようですw

じゃあしょうがないというわけで、ドライバを自前で実装です。

マイコンの方でのんびり操作してやれば、貫通電流で燃えることもないでしょうし
そもそもクリティカルな制御が必要でもありませんので。

で、元に戻りましてハイサイドの電源なんですが
なにやら、ハイサイドの電源はブートストラップという手法で作り出すらしいんですね。

前々から見てはいたんですが、なにやらよくわかりません。
分からないのは、ドライバーICを使った説明ばかりが出てきて
ディスクリートで組むとどうなるかというページがないんですよね。

なので、LTspiceでディスクリートで組んでみてようやくわかりました。

ブートストラップ

やはりどの説明にも出てくる、ダイオードD1とコンデンサC1です。

これが、スイッチM1がOFFの時に赤線のように電流が流れまして
C1に充電されるんですね。

で、その次にM1がU1のフォトカプラによってマイコンかなんかからONになりますと
M1の下の電圧ががほぼ12Vまで上がります。

そうなると先ほど充電したC1の下側電圧でもありますので
自動的にC1の上は対GNDすると24Vくらいになるわけです。

そうすると、M1のゲートに欲しい10Vくらいの電圧がゲットされるという塩梅。

なんとも不思議な仕組みなので、ブーツの靴紐を持って空中に浮かぶようなイメージで
ブートストラップとか言われるらしいです。

と、ようやく、わかりましたよ。
ああ、すっきり。

で、ですね、この方式です、M1がパタパタしないと
充電電力がすぐなくなっちゃうんですね。

なので、定期的にC1にチャージしてやらないといけません。
まあ、ここらも、人に分からない程度にOFFにしてやればOKっぽいんで
大丈夫でしょう。







  1. 2015/09/20(日) 03:19:46|
  2. ボートホバリング装置
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船外機側マイコン外部仕様

ちょっとメモです。

船外機と、ボート制御は別立ての構成なんですが。

船外機側のマイコンの仕事を書き出し。

・I2Cでマスターと交信  2pin
・船外機角度位置検出  2pin
・操舵モーター制御    4pin
・アクセルサーボ制御   1pin
・エンジン回転数モニター 1pin

10pinかあ。tiny2313でもこなせそうだけど。
I2C以外はどれものんびりしたもんなのでどうなんだろう。

ボートでの船外機とコントロールボックスの線の長さって2mもないんですよね。

初めはCANで通信させようと思ったんですけど、必要かなあと思いはじめw
ただ、スパークノイズは乗ってくるし、DCモーターもあちこちで回るんでノイジーではあるんですよね。

うーむ・・。今年も間に合わないかもw
いつになったら釣りに行けるのかw

アンカー打てば釣れるのは分かってるんですけどね・・・。
でもそうじゃない。やりたいのはそれじゃない・・・。
ああ、遠回りだなあw




  1. 2015/09/14(月) 22:57:28|
  2. ボートホバリング装置
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魚探のGPSは定置旋回を検知するか

ちょっとメモです。

GPS魚探を使ってるんですが
ホバリング制御するときに、方位のセンシングも必要かなあと思い
魚探はそういうのを出力するかテストしてみました。

バッテリーと魚探をつなぎまして、セットを持ったまま、その場でくるくる回ってみます。
Northstar Explorer 657は振動子を外してると、ちゃんと動きませんw
邪魔ですが、ちゃんとつなぎます。

GPS画面の上に、方位を示すメジャーのようなものが
移動に応じて左右に動きます。

通常は、ボートが進行してますと、表示は正しいものがでます。

が。

クルクル回った場合、まともに表示しませんでしたw

これは、移動したときだけ、方位がわかるという
GPSデータから算出した移動方位ですね・・・。
ボートが停止している時、ボートはどっちを向いてるかというのは
検知しないってことですねぇ。

もしかしたら、ジャイロなり、加速度センサなりで方位もモニターしてるのかなあと
思ったんですが、ダメですねw

ホバリングをするときに、流された方向と逆に推進力を発生させて
制御したいんですが、船がどっちむいてるかわからないと
舵が切れないわけです。


うーむ・・
マイコンでジャイロセンサーモニターしますかあ。
ミンコタのiPilotなんかはどうなってんですかね。
GPSユニットもジャイロセンサも安くなってるんで
両方乗ってるのかもしれませんねぇ。

地磁気センサーは、ボートのあちこちに磁石があるんで
多分使えないです。

モノが航空機とか大したものじゃないんで、
アバウトで良いと思いますけど、どうなんでしょ。

簡単なの作ってみようかな…。






テーマ:電子工作(`・ω・´) - ジャンル:趣味・実用

  1. 2013/10/18(金) 14:37:10|
  2. ボートホバリング装置
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魚探のGPSデータNMEA0183のシリアルデータをAVRに受ける

はい、というわけで、GPS魚探Northstar Explorer 657のGPSデータを
AVRに取り込んでみようというわけです。

マイコンとGPSの組み合わせは、結構ポピュラーなんですが
魚探というのは見かけませんw

で、この魚探の出力端子、NMEA OUTってのはあるんですが
電気的仕様が公開されておりませんw
魚探の接続ポートといっても、小型の丸型コネクタってだけで
232cとかUSBとかさっぱり・・・w

うえ゛ー。
なんでしょう・・・。

んじゃあと、オシロスコープを20Vレンジでつないでみます。

あら。なんか5VのフツーのTTLの信号しか出てきてませんw

TTLに見えるだけで何かワナがあるんでしょうかw

とりあえず、用心のために、10円バッファの74HC540をカマして
mega88PのRXに入れてみます。

なんか、受け取ってるみたいなんですが、全部文字化けして
話になりませんw

プログラムは、1バイト受け取ったらLCDにブン投げるだけのものです。

UARTの設定なんですが、はじめ、データ長とか設定してなかったんですが
ちゃんと8bitに設定しまして、ノンパリティ、ストップビットは1というあたりは
デフォルトで通ります。
ボーレートも4800で、水晶発振で問題ないはず・・。

これで、問題ないはず・・・。
が、まだ文字化けのまま・・・。

うーんうーん。なんでしょう。

なんかデータシートに書いてあったかなあと、つらつらとデータシートを見てますと
シリアル通信のフレームの説明の図。

あ゛。

その図の通信開始はHで、Lなんですね。

ところが、魚探から出てくる信号は、LでHでした。

なんだと・・・逆か!!

こういうとき、反転バッファって便利ですねぇ。
つまり、さっきは反転の反転でノンインバートだったんですが
インバートでmega88Pに入れますと。

ビンゴ!!

液晶に$GGLA.....の文字がw

やったぜ、父ちゃん。明日はホームランだw

さて、問題なのは、この端子がTTLのままでいいんだか分からん点です。
グランドレベルが異なるようなリモートな運用はしないので
このままでもいいんですが、やっぱ気持ち悪いですよねぇ・・・。
フォトカプラかなんかで絶縁しときますかぁ。
そうすっと反転バッファもいりませんね。

こういう装置間のインターフェースのお約束とかよくわからないんですが
やっぱ、やっといたほうがいいですよね。一応。


テーマ:電子工作(`・ω・´) - ジャンル:趣味・実用

  1. 2011/06/29(水) 14:40:32|
  2. ボートホバリング装置
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  4. | コメント:10
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