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前回はついにDCモータを使用した1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1 DC が実現され、喜びの報告をさせていただきました。

DCモータで姿勢制御 SHISEIGYO-1 DC 爆誕 　ーリアクションホイールへの道43ー

ここではSHISEIGYO-1 DC の更なる検証・改善進めましたので記載いたします。

本体改善

SHISEIGYO-1 DC 本体に各種変更を加えました。

ホイールのナット数調整

前回はかなりの数のナットをホイールにつけてましたが、重すぎるので減らしました。

常識的なナットの数に減らした

それでも大丈夫そう pic.twitter.com/NQM1UnEYHl

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 16, 2021

一つのネジにナット５個つけていたのを２個まで減らしました。
倒立も問題なくできております。

電源デカップ

モータ回転時にM5Stack ATOM MatrixのLEDがチカチカしておりましたが、
５V電源供給部に デカップリング キャパシタ 100uFを挿入することで改善いたしました。

Lチカは電源にデカcap. デカップリングで治った。 pic.twitter.com/Gjj4h2mdWy

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 18, 2021

モータ回転によって電源がへたっていたようです。

モータ固定方法強化

モータと磁気エンコーダを筐体と一体で固定できるようにいたしました。

首尾よくモータを固定 pic.twitter.com/mV3kzq6hA7

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 17, 2021

モータドライバ

モータドライバ DRV8835 の位置をモータ側から制御基板側へ変更しました。
モータドライバへの電源引き回しを極力短くしたかったためです。

電源線引き回しアレなので
モータドライバも制御基板側に移動

基板作った方がいいかも pic.twitter.com/3SBnpFlKAm

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 19, 2021

モータ選定

ミニ四駆用のダブルシャフトモータを使用していますので、モータ自体にもたくさんのラインアップがございます。
なんとなく買ったライトダッシュモーターPROを購入し使用していましたが、色々かって比べてみました。

• ライトダッシュモーターPRO
  適正電圧：2.4～3.0V　推奨負荷トルク：1.3～1.9mN･m　回転数：14600～17800r/min　消費電流：1.5～2.2A
  
  現行品 
  　
• ハイパーダッシュモーターPRO 
  適正電圧：2.4～3.0V　推奨負荷トルク：1.4～1.9mN･m　回転数：17200～21200r/min　消費電流：1.6～3.0A
  
  電流大きくてドライブできない
  　
• マッハダッシュモーターPRO 
  適正電圧：2.4～3.0V　推奨負荷トルク：1.3～1.8mN･m　回転数：20000～24500r/min　消費電流：2.6～3.5A
  
  電流大きくてドライブできない
  　
• トルクチューン2モーターPRO
  適正電圧：2.4～3.0V　推奨負荷トルク：1.7～2.1mN･m　回転数：12200～14400r/min　消費電流：1.7～2.0A
  
  電流そこそこでトルクも大きい

上記４つのモータを比較して トルクチューン2モーターPRO がもっともSHISEIGYO-1 DC に最適であると判断いたしました。

電源検討

5V 4AのACアダプタでSHISEIGYO-1 DC を動かしてきましたが、たまに奇音が鳴ってちょっと苦しそうです。

そこで以下の安定化電源を買って動かしてみました。

安いのにハイパワーでOUTPUTスイッチがついています。

電源が元気だと
SHISEIGYO-1 DC も元気で
私も元気をいただく pic.twitter.com/Jt3JgU6hg3

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 23, 2021

回転が速くなると電流が4A近くに一瞬なったりするので5V 4AのACアダプタでは少し力量不足かもしれませんね。

電圧も5V以下だとモータ回転時に電圧降下でマイコンが停止するので
１セルバッテリで気軽に駆動は難しそうです。

起き上がり倒立

これまでのSHISEIGYO-1のように物理ブレーキなしでの起き上がり倒立も試してみました。

【物理ブレーキなしでの起上り実験】
急な方向転換ができずハネ起きれないので
SHISEIGYO-1 DC については起き上がり倒立は断念 pic.twitter.com/DtmxR8Tc6o

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) October 23, 2021

DCモータを急峻に方向転換させることができずハネ起きれませんでした。
SHISEIGYO-1 DC については起き上がり倒立は断念するしかないようです。

おわりに

ここではSHISEIGYO-1 DC にいくつかの改良を施しました。

電源や基板などさらに磨きをかけて いつかレシピとして提供できるまでに仕上げたいと考えております。

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