DYNAMIXEL シリアルサーボ XL330 で倒立振子
お父ちゃん
2023.11.21
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X (旧Twitter) で孔明さんよりもの凄い早いサーボモータが紹介されておりました。
やっとXL330くんに触れた！！
速度制御モードで全力の約半分180RPMを正転逆転
Arduinoのサンプルが用意されてるから一瞬でした、次はOpenRB-150をUART受信機にしてM5Stackから回そう#DYNAMIXEL#ﾀﾞｲﾅﾐｸｾﾙﾊｲｯﾃﾙ pic.twitter.com/uGUwOqx6db
— 孔明@B-SKY Lab (@eternalfriend17) November 13, 2023
DYNAMIXELシリーズ シリアルサーボモータ XL330-M077-T で回転速度が300rpm以上になるとのことです。しかも価格も4000円ほどでまぁまぁ手頃！
これは是非自身でも味わってみたいと居ても立っても居られず早速購入して、案の定 倒立振子を製作しましたので報告致します。
目次
XL330購入
DYNAMIXELサーボの販売会社 ROBOTISでは個人への販売は行っていないとのことで、購入先をこれまたX (旧Twitter) で教えていただきました。
杉浦機械設計事務所というところで買えると思います。ROBOTISは高すぎて自分のお金で買ったことはないですが。
— t_nakamura (@tnakamu81584280) November 16, 2023
早速 杉浦機械設計事務所さんでシリアルサーボモータ XL330-M077-T とコントローラOpenRB-150を購入しました。
なんていうんですか高級感 pic.twitter.com/kOsMxVuyS7
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
XL330動作
コントローラOpenRB-150 にXL330を接続してUSBを介して動かした。
応答性が凄く良いと感じられサーボ自体も小型で軽量です。
USBラインから給電できて非常に気軽に動作確認できました。
XL330
応答性抜群
あとサーボ自体がコンパクトで軽い pic.twitter.com/YEFdI6TQwc— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
制御ソフトとして専用の DYNAMIXEL Wizard 2.0 を使用しています。
このソフトでサーボのIDや設定を変更できます。
ここではDrive Mode：0x08、Operating Mode：PWM control としました。
回転もメチャクチャ速い！！
XL330-M077-T
高速回転 300rpmオーバー pic.twitter.com/eDPHIuWEdy— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
UART-1線変換
XL330はUARTシリアルを１信号線に変換して制御されています。
XL330のマニュアルを紐解くと以下のようにTXイネーブルピンが別途出ていたので独自仕様なのかなと思っていたのですが。。
なんとFeetechのシリアルサーボコントローラ (FE-URT-1)でも DYNAMIXEL Wizard 2.0 で制御出来てしまいました。
Feetechのコントローラでも動いた。。
UART-1線変換の機構は同じっぽいな
(マネして壊れたとか異常出てもHMGは当然責任持ちませんからね) pic.twitter.com/uqiDE8IiYd— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
コントローラOpenRB-150のマニュアルにリンクされた回路図をみるとUART-1線変換がFeetechの変換方式と同じであることがわかります。
但し、OpenRB-150は変換基板としてだけではなくArduino IDEでプログラミング可能なマイコンも載っているので、これさえあればDYNAMIXEL サーボを自由自在に扱えます (一応フォロー。。)。
ATOMS3でXL330を楽しむ
XL330の基本動作を確認できたので、最終目標の倒立振子の作製にむけてATOMS3でのXL330制御を目指します。
DYNAMIXELサーボ用のArduinoライブラリが用意されており、以下の動画やマニュアルを参考に導入しました。
導入したArduinoライブラリを用いてATOMS3からUART信号をだして、以前製作したFeetechサーボ用の変換基板を介してXL330を制御することができました。
XL330
以前Feetechシリアルサーボ用につくったUART-１線変換基板で動作確認信号線をロジック電源にプルアップする必要があった。
ESP32（ATOMS3）からシリアル送受信 pic.twitter.com/IeC8TSwuhn— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
Feetechサーボ用変換基板が流用できたのは非常に大きな収穫です。
倒立振子製作
ATOMS3でXL330が制御できるようになったのでいよいよ倒立振子に挑みます。
機体製作
3Dプリントした板にATOMS3とUART-1線変換基板をネジ止めして、XL330とLiPoバッテリを両面テープではりつけました。凄く簡素。
とりあえずタイヤ前後動作を交互に
またなんかしようとしている pic.twitter.com/4iegxB4D5J
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
倒立動作
これまでのサーボモータ倒立振子のコードを流用して倒立動作を試してみたところ。。
サーボの回転速度や応答が速いので軽い調整ですぐ立つと持ったけど甘かった。
サーボ単体での動作モードの理解を深めることにする pic.twitter.com/W3BQNEfNRi
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 19, 2023
なかなかうまくいかず、調べてみたところサーボとの通信ボーレートが低かったようです。。
読み書きが遅く制御ループが20msec以上になっていた。。
ボーレートをデフォルトの57600から2M bpsに変更で倒立動作が確認できました。
制御ループは3msec程度に改善。
XL330 倒立振子
ボーレート 2Mbps にした。
パラメータ調整は明日のおかずにする pic.twitter.com/xkYutFIaBv— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 20, 2023
ボーレート変更において１点注意が必要です。 OpenRB-150での通信は最大1M bpsのため2M bpsに変更すると２度と通信できません。
Feetechのシリアルサーボコントローラ FE-URT-1 では2M bpsでも問題なく DYNAMIXEL Wizard 2.0 で通信出来ました。
倒立振子動作
制御パラメータを調整し倒立振子動作を堪能。
XL330-M077-T の高速回転の恩恵によってなかなか良い安定性と操作性を確認できました。
もっと詰めてピンピンに調整することは可能であると考えます。それくらいXL330は優秀。
これまでいろいろなサーボモータで倒立振子を作ってきましたがこんなに感触の良いサーボは初めてです。
今回 はじめてDYNAMIXELシリーズ サーボモータを使用しましたが、高機能で驚きました。
XL330は低価格で軽量であることも大変魅力です。
その他の機種はかなり高額ですが、いつの日か色々試せればと思います。
追記
起上り(2023/11/22)
起上れるようになりました。XL330が高速ゆえ
もっと広いところでギュンギュン走らせたいな pic.twitter.com/IQkZCa7BQ3
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 22, 2023
サーボモータによる倒立振子 (2023/11/22)
今回使用したXL330-M077-T は軽量、高速でサーボで倒立振子を楽しむ際の決定版ではないかと思っております。
今年はたくさんの倒立振子をつくって色々検証いたしました。
倒立振子
今年13機種つくった pic.twitter.com/3KEmbg9adF— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 22, 2023
過去製作したシリアルサーボによる倒立振子をここにまとめておきます。
LX-224
シリアルサーボ LX-224 による倒立振子
・応答、回転速度 (50rpm) が遅い
・トルク十分 (20kgcm) ゆっくり動かせばそれなりに楽しめる☟詳細はコチラ https://t.co/DnffiQRLMe pic.twitter.com/Fu5AEb0Vcf
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 22, 2023
SCS0009
シリアルサーボ SCS0009 による倒立振子
・軽量で低価格
・回転速度が少し遅い(100rpm)
・連続回転可能だがセンシングが0~300°までしかできないので回転位置と回転速度が正確に得られない☟詳細はコチラhttps://t.co/3A3IpQCL3n pic.twitter.com/DXfh5wF7iG
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 22, 2023
STS3032
シリアルサーボ STS3032 による倒立振子
・若干値がはる (￥5,000弱)
・回転速度やや早い (140rpm)☟詳細はコチラ https://t.co/RuXmmmBlSA pic.twitter.com/KVrLn6wDmM
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 22, 2023
