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SHISEIGYO-1 を改良 APモードでパラメータ調整 ーリアクションホイールへの道37ー

以下で1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1の製作例をまとめたレシピを販売しております。

SHISEIGYO-1 の制作レシピ

上記レシピのサンプルコードでは各種パラメータをコードに書き込んでいるため、調整が容易ではありませんでした。

 

2軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-2ではコントローラにM5Stack CORE2を用いているためタッチパネルでパラメータ調整できるように改良を施しました。

SHISEIGYO-2 を改良しました ーリアクションホイールへの道36ー

 

SHISEIGYO-1はM5 ATOM Matrixを用いていますので、ここではAPモードでM5 ATOMに接続してブラウザでパラメータを調整できるようにしました。

 

 

APモード

M5 ATOM Matrix (ESP32-PICO) をアクセスポイントにして、スマホやPCをWiFi接続してブラウザでパラメータ調整できるようにしました。

 

ブラウザには起き上がりボタンと各種パラメータ調整が表示されます。

参考

 

サンプルコード

サンプルコードは以下でダウンロードできます。
zipファイルでダウンロードされますので解凍してご使用ください。

https://welno.homemadegarbage.com/products/make/shiseigyo-1-AP/SHISEIGYO-1_Ap.zip

動作

 

 

使用方法

  • 改良版サンプルコードを書き込んだSHISEIGYO-1を起動
     
  • スマホもしくはPCのWiFi接続設定でM5 ATOMに接続
    サンプルコードではSSID:SHISEIGYO-1、パスワード:passwordとしています。
     
  • ブラウザページにアクセス
    サンプルコードではIP:192.168.22.1
     
  • GetUpボタンで起き上がり動作、各種パラメータ調整は-/+クリックで実施
    パラメータは電源OFF後も保持されます。

起き上がり動作

今回の改良で左右の起き上がり時の起き上がり直前の最大回転速度を左右それぞれ独立で指定できるようにしました (rotMaxL, rotMaxR)。

回転速度は0~1023で指定でき、0に近づくほど高速になります。

IDRS (倒立角動的再調整システム)

倒立後のモータ回転速度をフィードバックして、逐一 倒立ターゲット角度を調整する手法 IDRS を導入しました。

 

IDRSを使用しない場合はコードの変数IDRSを0にしてください(デフォルトは3.0)。

 

おわりに

今回の改良でSHISEIGYO-1のパラメータ調整が容易になりました。

WiFI設定やパラメータの追加などいろいろアレンジしてご使用ください。

1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1 バッテリ内蔵検討 ーリアクションホイールへの道33ー

以前製作した 1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1 につきましてバッテリ内蔵化を検討しましたのでご報告します。

SHISEIGYO-1 の制作レシピ

 

 

バッテリ内蔵

従来型

これまでSHISEIGYO-1は24V ACアダプタでモータ電源を駆動し、5Vに降圧してマイコンに給電していました。

SHISEIGYO-1は起き上がり動作時に瞬間的に1A以上消費します。

 

バッテリ内蔵検討

先日、朱雀技研ショップのTweetで良い製品をみつけ バッテリ内蔵の検討をしてみようと思い立ちました。

 
並行して勉強しているドローン用に買ったLiPoバッテリを1次側にして、24Vに昇圧してモータに給電する構成にしてみました。

 

組み立て

ユニバーサル基板を使用しつつ組み立てました。

 

 

動作

倒立自体ではそれほど大きな電流消費はないので問題なく倒立が実現できました。

 

しかし起き上がり動作時はビクともしませんでした。。。

 

考察

起き上がりの様子を見ると跳ね起きる前の回転スピードも上がり切ってないようなので
電流が十分に出力出来てないと考えられます。

1次側

起き上がり時にはモータに24V 1A以上の供給が必要です。

使用した1次側のLiPoバッテリの性能は以下の通り

4.35V、容量650mA、電流能力 39A (60C)で瞬間放電能力は78A (120C)とかなり強力です。

昇圧して24V 1A流すために1次側が流すべき電流は効率80%として

$$24 × 1 ÷ 0.8 ÷ 4.35 = 6.9 A$$ 

なのでLiPoバッテリの性能には問題はないはずです。

24V 昇降圧DCDCレギュレータ

そこで 昇降圧DCDCレギュレータの仕様をしっかり見てみることにしましょう。

販売サイトにちゃんと入力電圧-出力電流の図が載ってましたね。。。

出力電圧 24Vで入力が4.35Vだと最大出力電流は0.5A程度でしたね。。。
逆に出力電流1Aを満たすには入力8V以上必要でした 🙄 

ちゃんと仕様を見とくべきでした。

おわりに

比較的ハイボルで元気そうなDCDCだ!と喜びほぼ仕様見ずに買った結果
バッテリ内蔵での起き上がり動作の実現はできませんでした。

しかし購入した昇降圧DCDCはまた何かに使えそうですし、2セルのLiPoバッテリ買ったろかなと思う自分もいます。

あと電源なしにSHISEIGYO-1の倒立動作を気軽にみせれる状態になったので
コロナが収束したらポケットに入れて見せびらかしに出かけようと思います。