12/25（土）は、東北大で開催されているSI2010で発表してきました。今年もろくに走れなかったので、恥をかきに行ったようなもんです。
発表では、ロボット開発が間に合わなかった理由として、開発の進捗管理などが全然できていなかったことを挙げました。油田先生から開発にどれくらい時間を使ったかというご質問がありましたが、そもそもマネジメントができていないのでそれが全然把握わからない。これ、仕事ではちゃんと何にどれくらい時間を使ったか記録しているので、自分の生産性とかも把握しています。でも、自宅でやる趣味のロボット開発ではやっていなかった。
ということで、来年度はつくばチャレンジには参加できないと思いますが、これから自宅で勉強するにしてもロボット開発するにしても、作業ログをとるようにして進捗管理ができるようにしたいと思います。
先週の日曜日、というか実際には月曜日の午前4時くらいにつくばチャレンジの参加レポートを提出して、現在、今週末のSI2010の発表用スライドを作っています。発表内容は予行原稿と全然関係なくなってます。
発表内容は今年度の反省的なことするつもりなのですが、次回はこうします、という下りをどうしようか迷っています。というのは、まだ決まったわけではないのですが、仕事の都合上、来年度はつくばチャレンジに参加できなくなりそうだからです。考えようによっては来年一年間じっくり仕込みができるとも言えるわけですが、再来年はつくばチャレンジ自体が無くなっていると思うので、仕込んでも出す先が無くなりそうなわけです。
再来年、つくばチャレンジが今とは形を変えて続けられる可能性はあるとしても、マイクロマウス、ETロボコン、知能ロボコン、マイコンカーラリー、ロボットグランプリのロボットランサーとか大道芸とか、いろいろやってみたいことはあります。
そんな感じで、これからどうしようかな～と迷っています。
かなり追い込まれぎみなので、21：30に残業を終わりにして帰ってきてから今日はモータドライバの波形計測をしてみました。前回はTA8440Hを使って実験用の回路を作ったのですが、TA8440H自体が大きな電流を流せないためあまり意味の無い実験結果だったかもしれません。ということで、今回はロボットに使っている回路そのもので実験しました。
ん～、やっぱりPWMの周期はモータのトルクに効いてます。具体的にはf=10KHzのときがもっともトルクが太くて、20KHz、50KHz、100KHzと周波数が上がるにつれてトルクが細くなってしまいました。
何が読み取れるかわかりませんが、念のためDCモータの端子とPower Groundの間の電圧をデジタルオシロで計測した結果画像を載せておきます。
まずは周波数 10KHz、デューティ20%、無負荷。モータは適度に回ります。
続いて周波数 20KHz、デューティ20%、無負荷。すでにモータが回りません。
周波数 20KHz、デューティ50%、無負荷ならモータが回ります。
周波数 20KHz、デューティ80%、無負荷だと、こんな感じになります。
周波数 100KHz、デューティ50%、無負荷だとモータが回りません。
いろいろなパターンを計測してみましたが、波形を見ても私にはなぜ周波数が上がるとモータのトルクが細くなってしまうのか見当がつきません。アドバイスをいただけると幸いです。
私の予想としては、フライホイールダイオードに使っているダイオードが間違って小信号用のものになっているので、そこが原因かなぁと。そう思うのですが、その物的証拠がつかめずにいます。とりあえず、今週末はこのダイオードを３A程度流せるものに付け替えて、再度実験してみる予定です。
ずっと未解決のまま引きずっている、DCモータのトルク不足問題。昨日、仕事中に閃いてしまいました。トルク不足の原因は、モータドライバIC(L6203)の１番ピン、３番ピンにつながるダイオードにあるのでないかと。
そう考えたのには次の理由があります。
そう考えると、今まで発生していた現象を矛盾なく説明できます。
１２月いっぱい残業を目いっぱいやる予定なので、なかなかこちらに手が回りません。でも、なんとかこの問題を解決できそうなので、これだけは解決して、SI2010の発表にまにあわせたいと思います。
今年度のつくばチャレンジが終わってからもう２週間以上たっていますが、まだSI2010の発表資料の作成やテクニカルレポート作成に着手できていません。
昨日は会社から帰った後、DCモータ（Maxon RE35）のトルク測定実験をしてみました。実験の目的は、「PWMのチョッピング周期によってモータのトルクが変わるかどうか試すこと」です。ロボットの制御回路に載せてあるL6203は手元に在庫が無かったので、TA8440Hで簡単な回路を作って実験しました。
結論は日記のタイトル通り、関係無いという結論でした。
電源電圧を10V、PWMのデューティを50%にして周波数を100kHzから1kHzまで振って見ましたが、モータのトルクはほとんど変わりませんでした。ちなみにモータのトルクは、モータの軸に直径４ｃｍのプーリをとりつけ、プーリでタコ糸を巻き取って、バネばかりを引っ張って計測しました。（モータのトルク）＝（バネばかりの目盛り）×（プーリ半径）です。デューティ50%では、周波数によらずモータのトルクは 0.5 kgf/cm 程度でした。
しかし、モータのトルクがほとんど変わらなかったのは、使用したモータドライバICがTA8440Hで電流を1A程度しか流せなかったからではないかという疑いもあります。デューティを100%にすると、電流は2A程度流れてモータのトルクも 8 kgf/cm 程度になるのですが、あっという間にモータドライバICが熱くなって回路の保護動作に入ってしまいます。ちなみに、モータを電源に直結した場合、電源電圧10Vで電流は6A程度、モータのトルクは32kgf/cmくらいでした。電源電圧を13.8Vまで上げると、電流は8A程度、モータのトルクは40kgf/cmまで上がりました。これがこのモータが持っている本来のトルクです。
なんだか振り出しに戻った気分です。ファームウェアにPWMの周波数とデューティを変えるテストモードを追加して、もういちど本来の回路でモータのトルクを測り直してみようと思います。
ああでも、今週末は既に予定入ってるな。SI2010の発表は12/25。発表内容をまとめるほうが先かな。
今年度のつくばチャレンジのテクニカルレポート。MLで締め切りが12/19（日）という連絡がありました。
ちょうどそのころには、SI2010で発表する内容をまとめてプレゼン資料を作り終えているはずなので、SI2010の発表原稿にするくらいのつもりでテクニカルレポートを作成したいと思います。
放送大学の中間レポート（通信添削）を送ったので、今年度のつくばチャレンジの反省に戻ってきました。今日はDCモータのトルク不足問題を再調査しようとして、ロボットの筺体をあけてみたら。本番の走行ログでファームがハングアップしているように見えた原因がわかりました。
こいつが犯人です。
写真に写っているのは、秋月で買ってきたUSB-シリアル変換モジュールです。制御用PCと台車制御回路基板上のマイコンとは、このモジュールを介して通信しています。そのモジュールのUSBソケットが取れているではありませんか！ おそらく、USBケーブルが中途半端な高さに浮いた状態でバッテリなどに押されて、USBソケットに無理な力が繰り返し働いたのだと思います。USBソケットがとれていれば通信できないのは当たり前なので、制御用PCからみたらファームがハングアップしているようにみえるのは納得できます。去年からずっと同じ状態で使っていたので、潜在的に壊れる可能性がずっとあったわけです。
修理するのは簡単ですが、再発防止策をしっかり考えておかないことには同じことを何度も繰り返すことになります。USBケーブルがUSBソケットのみで保持されていることに原因があるので、理想的にはUSBケーブルが回路基板に触れる状態になっていれば無理な力がかからなくてよい。もっといえば、USBケーブルそのものがないのが一番いい。
USBケーブルが無いってことは無線ですか。Bluetoothモジュールが手元にあるのでやればできなことは無いと思います。しかし、無線は無線でいろいろ難しいところがありますから、もうちょっと対策を考えてみます。
つくばチャレンジ2010が終わってから怒涛の攻撃で、なんとか3科目のレポート（通信添削）を提出しました。三島から放送大学本部のある千葉までは葉書なら翌日には届くそうなので、ぎりぎり12/1には届くと思います。
放送大学のレポートが終わったら、次はSI2010の発表準備とつくばチャレンジ2010のテクニカルレポート作成です。発表内容は、グダグダだった今期の反省にせざるを得ません。なので、これから2週間で未解決だった問題点をちゃんと解決して、次につなげる反省にしたいと思います。そして、SI2010の発表内容を文章に起こして、つくばチャレンジ2010のテクニカルレポートに仕立てる予定です。
そんなわけで、これから年末にかけて仕事も趣味もプライベートも忙しくなりそうです。
今年度のつくばチャレンジが終わりました。結果は、今年も去年とほぼ同じ。まったく進歩がありません。開発が全然間に合ってない状態でトライアルに臨んでしまったのですから、当然の結果です。
具体的に何をしようとして、実際には何がおきて、結果どうなったのか。現在まとめを書いている途中です。時間軸で振り返って見ると、こんな感じ。
こうしてみると、URGと地磁気センサを使えるようにするだけで7カ月くらい使ってしまっています。さらに、モータのトルクが出ない問題が未解決のままです。この調子では、あと1年あっても走れないだろうと思います。
では、開発が間に合わなかった真の原因はどこにあるのかと問われると、その時点その時点で間違ったことをしていたわけでもないので、なんとも言えません。このあたりはもう少し深いところまで踏み込んで原因を追及したいと思います。
トライアルまであと１日です。しかし、トライアル突破どころか、まだ自律走行できる状態ではありません。逃げ出したい気分です。しかし、来月東北大で開催されるSI2010に申し込んでしまったので、ここで逃げるわけにもいきません。反省するのは大会後にして、次の目標をSI2010の発表までに何とかまともに走れることに切り替えて、立て直しを図ります。
現在の状況です。
もっと細々としたところでは、
17日（水）は定時で退社した後、荷物を車に積んでつくばに向けて出発します。なので、プログラムをいじっている時間はありません。
苦しいな。
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