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 bCore/bCoreNKD関連情報はこちら⇒bCore/bCoreNKDまとめページ

スマホコントロール 四輪駆動四輪操舵 ミニ四駆 Smart 4WDS Racing mk.2

※使用部品のリンク先を間違えていたので修正しました。(2016/01/30)

bCoreモジュールを使って、ミニ四駆をスマホコントロールできる 四輪駆動四輪操舵のラジコンにする改造。
mk.1ではステアリング機構が上に載っている関係でカウルがつけられなかったので、
ステアリング機構をボディ下面に押し込んで、カウルが無改造で取り付けられるmk.2を作成しました。



現象として細かく解析できていませんが、
・bCoreモジュールは可能な限り モーターや電池から離す。数mmで全然変わります。
 (接続が切れやすくなるため、電池が減ってくると切れやすさが格段に上がります)
・マブチの130/140モーターを繋いだ場合、デジタルサーボでないアナログサーボ(ホビキンのHK-282Aなど)
 は電源ノイズ?で誤動作する。
という問題があるので、真似する場合は注意が必要です。

この改造に使用した材料と入手方法一覧
bCoreモジュール
bCore用2ピンコネクタASSY 4本セット
ステアリングシステムセット 15258
マイクロサーボ HK-5330
改造に使用した3Dプリント部品のデータ(前後輪セット)
 商用での2次利用は禁止します。手持ちの3Dプリンタ、3Dプリントサービスを利用して実体化できます。
 →この部品をDMM.makeで出力して購入する
M2 5mmのネジ
M2丸スペーサ(φ4) 3.5mm ←リンク先を間違えていたので修正しました。(2016/01/30)
  1. 2016/01/30(土) 00:37:45|
  2. S-4WDS Racing進捗
  3. | コメント:2

モーター負荷によるリセット対策 その2

IMG_4855.jpg
スマホコントロール 四輪操舵 四輪駆動 ミニ四駆 Smart 4WDS Racing で、モーター始動時、特にステアを切った状態での始動で電池電圧降下によりbCoreにリセットがかかってしまう問題。
XCL101C331BR-Gを使った場合、電池3本での使用ができなくなるためミニ四駆以外での使用に制限が出ることから、MicrochipのMCP1253-33x50に載せ替えてみました。
MCP1253-33x50は、出力電圧は3.3V/5.0Vをピン入力で選択すると、入力電源電圧2.0~5.5Vの範囲で電源状態に応じて自動的に昇圧/降圧を切り替えて出力をしてくれる超便利電源です。出力は120mA程度ですが、低電力マイコンやBLEなどの用途で使うには十分です。ニッケル水素電池2本でも試しましたが、駆動輪に負荷をかけた状態でもリセットがかからず安定しています。なお、使用しているマイクロサーボは仕様では電源2.8V~ですが、ニッケル水素電池2本 2.4Vでも問題なく動作しました。
ロジック電源が2.1V⇒3.3Vになったことで、青色LEDや白色LEDもモノによっては点灯させることが可能になります。
問題としては、0.65mmピッチの8ピンのパッケージのみしか提供されておらず、チャージポンプ用のコンデンサがひとつ必要になるなど、フットプリントがかなり大きくなてしまいます。

  1. 2016/01/17(日) 21:51:33|
  2. S-4WDS Racing進捗
  3. | コメント:4

モーター負荷によるリセット対策

IMG_4852.jpg
スマホコントロール 四輪操舵 四輪駆動 ミニ四駆 Smart 4WDS Racing で、モーター始動時、特にステアを切った状態での始動で電池電圧降下によりbCoreにリセットがかかってしまう問題。
電池をLiPo1セルにすれば問題解決しますが、ミニ四駆としては 単三乾電池2本 もしくは 単三ニッケル水素電池2本 の使用しか許されていないことを考えると、邪道!ということで、秋月電子で売られているXCL101C331BR-Gを試してみました。
ちなみに、ニッケル水素電池二本にした場合、2.4Vしか電圧がないためbCoreは起動しません。
bCoreは、オンボード上のレギュレーターで2.1Vを作り出して、BLE113を駆動しています。入力電圧は2.5Vを切ると、レギュレーターの出力が不安定になり、BLE113にリセットがかかり、通信が遮断します。XCL101C331BR-Gは、昇圧型のDC-DCで、入力電圧が1Vを着るような状態でも、3.3Vの出力を維持できますので、レギュレーターを殺して、代わりにそこにXCL-101C331BR-Gをバイパス接続します。



IMG_4853.jpg
bCoreのレギュレーターは、三つ並んだ半導体の真中のU3。コレを取り外すか、難しければ5番ピン(2.1V out)を物理的にカットします。
秋月のXCL101C331BR-Gに配線して(CEはVbatに接続)、Vout、Vbat、VssをbCore上のC2、C3のコンデンサに繋いぎます。
接続は、C2、C3の向かい合った端子がGNDなのでVssと接続、C2の外側が元2.1VなのでVoutと接続、C3の外側が電池からの入力なのでVbatを接続します。XCL101C331BR-Gの秋月基板は裏面にもパターンが出てるので、不用意にBLE113の上に置くとショートするので絶縁処理をカプトンテープなどで行います。ブラブラしていると振動で断線するので両面テープなどで固定します。



効果としては、ステアリングを切った状態で動かしてもリセットがかからなくなる。
乾電池の場合、新品のエボルタを使っても状況によりリセットがかかってしまうので、リセット対策の効果としては抜群です。
副作用としては、bCoreの電源電圧が変わってしまったために、読みだす電圧がx0.7でbDriver上に表示されます。
また、XCL101C331BR-Gは、3.3Vを超える入力では入力電圧がそのまま出力側に出てしまうため、この改造をしたbCoreに乾電池3本を繋いでしまうと、BLE113は~3.6Vという仕様のため壊れます。つまり、乾電池1本か2本ないし、リCR123Aとかのリチウム電池1本、LiFe1セルなどでしか使えなくなります。(乾電池1本だとサーボが動きませんが)


  1. 2016/01/15(金) 14:07:41|
  2. S-4WDS Racing進捗
  3. | コメント:0

Smart 4WDS Racing mk.3

操縦テクニックがないので自動障害物回避を搭載するつもりで
MAシャシーを使ってmk.3の車体を用意していたもの。
IMG_4549.jpg

mk.1, mk.2で、電池がヘタってくるとbCoreにリセットがかかる問題や、130モーターを使うとアナログサーボが誤動作する問題などがあり、たまたま別件で購入していたφ7-20mmのコアレスモーターが丁度130モーターサイズに2個収まることを発見したので、
 130モーターユニット換装型 コアレスツインドライブユニット
を作って搭載しました。

IMG_4608.jpg
 3Dプリンタで出力した130モーターサイズのフレームにφ7-20mmのコアレスモーター2個搭載。
 モジュール0,3のプラスチック製ギア8/32(減速比 4:1)で中央の出力軸を駆動。
 出力軸はユニットの両端でベアリング保持。

 走らせた感じは加速~トップスピードの両面で気持ち改善している(測定してないので)けれど、電池がへたるとするにリセットがかかってしまって実用性が乾電池ではないところ。

 IMG_4609.jpg
 コアレスツインドライブをbCore(モータードライバをMot1, Mot2並列駆動で3A駆動可能にパターンカットして改造したもの)を使って、ほぼ新品の単3電池で車輪に負荷をかけた状態でスロットルを開けた場合の電源電圧波形。
16.7kHzの波形は、bCoreのPWMスイッチング周波数が16.7kHzだから、それが出ているだけ。
3.2V近い電池電圧が、駆動した瞬間2.5Vまでモーター駆動中は落ちている。
bCoreのBLE周りは内部で2.1Vのレギュレータ出力で動いていて、実測で2.4Vくらいの入力電圧がないと動かない。
この辺が乾電池をパワーソースにしたミニ四駆改造でマイコンを扱う場合の肝になりそうなところ。
大電流用の電池を使えば少しは差があるかもしれないが未確認。

IMG_4610.jpg
比較用に、無改造のMAシャシー(両軸130モーター)で同じ種類の電池で負荷をかけた駆動時の電源電圧を測定。
やはり、2.5Vくらいまで一気に落ちる。こちらは常時スイッチONで通電でPWM制御されないのでパルスは乗っていないがチリチリノイズの髭が出ているのはおそらくブラシ起因。これがアナログサーボの誤動作の原因か?(そもそもアナログサーボは3.0V以下での動作は保証されてないので止むを得ないところ)
上の波形とは横軸(時間軸)が違いますのでそこのところはご了承ください。


ということで、結局のところ タダのラジコン にミニ四駆を改造して何が嬉しいのというところに行き着いているw
  1. 2015/11/12(木) 11:32:37|
  2. S-4WDS Racing進捗
  3. | コメント:0

スマホコントロール 四輪駆動四輪操舵 ミニ四駆 Smart 4WDS Racing シリーズ

bCoreのサンプルアプリケーションとしてミニ四駆をスマホコントロールの4WDSリモコンに出来心で改造するところから始まったシリーズがあらぬ方向に発展しそうなので独立したプロジェクトとしました。



Smart 4WDS Racing mk.42(妄想)
 たぶんこのくらいまで行けばマグナムトルネードとかできるんじゃないかな。



Smart 4WDS Racing mk.4(開発中)
 方向性を、Fab四駆に変えて独自シャシーで開発。



Smart 4WDS Racing mk.3
 障害物を自動回避するスマホでコントロールできる4WDSのミニ四駆
 にする予定だったけれど、途中で目指す方向性が変わってきたのでツインコアレスモーターユニット搭載MAシャシーとして終結
IMG_4549.jpg
Smart 4WDS Racing mk.3



Smart 4WDS Racing mk.2
 カウルが取り付けられるようになったスマホでコントロールできる4WDSのミニ四駆。
 IMG_4528.jpg
 スマホコントロール 四輪駆動四輪操舵 ミニ四駆 Smart 4WDS Racing mk.2



Smart 4WDS Racing mk.1
 最初に作った、スマホでコントロールできる4WDSのミニ四駆。
 4WDSmini4ku.jpg
・ミニ四駆を1分でスマホから無線操縦できるように改造する!
 ├スロットルの無線操縦化による前進後退コントロール
 └四輪操舵改造によるステアリングコントロール
  1. 2015/10/29(木) 13:20:20|
  2. S-4WDS Racingとは?
  3. | コメント:0
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