モータドライバの設計方針
1. ロボットに求められる動作の決定
課題達成のためにはどのような機構,メカニズムが必要か?
2. 機械的要求動作の決定
機構,メカニズムが達成すべき動作,この時に要求される負荷(リンクとか)
3. モータの運転パターンの概算
この動作を実現する,負荷を駆動するためにモータはどのような運転が必要か
1はチーム全体(アイデア出しとか)
2は設計する機械班がおそらくメイン
3がモータドライバをつくる人が最も回路班ながら機械的に知っておくべき箇所.設計者と話ができること
以上から
- 何秒以内に◯◯までで加速
- この負荷を何秒間持続
すなわち,ここで要求される「運動エネルギー」が算出される.
これらの条件から,モータに求められる
- トルク
- 回転数
- 出力(=トルク×回転数)
の数字を見積もる.ココらへんの数字はオーダーが合ってればよし.すなわち,モータに与えるべき「電気的エネルギー」が算出される.
おそらくNHKロボコンで求めるべきは最大連続電流
制約条件
実際にロボットを作るには上記のことじゃ実現できないことが大抵.
生じるであろう制約条件を上げる
重量
重量オーバー,ここ数年のロボコンは大型化が顕著なわりに最大重量がそこまで増えていない(実際は知らん)のでたぶんシビア
体積
デカすぎでロボットに収まらない,ロボット全体として大きくなっても設計時に要求サイズなどは決定されているので
ex.トルクが欲しいから減速機をたくさん噛ませてしまうことで所望を出力を得るのに大型化してしまうことも.
予算
いいモータは高い
まず上記の設計方針でモータに与えるべき電気的エネルギーが算出される.この電気的エネルギーを制御できるような回路がモータドライバには求められる.リレー駆動とかHブリッジとかあるが,ここではHブリッジとしてすすめる.
→ モータドライバの薄い本もといブログ参照、近いうちにwikiにも移植
あとは
サラッと書いたけどこれらの設計をするにあたり,「このパラメータわかんねぇ!」って場面が多い。
いいモータはデータシートに書いてあるけど,安いモータはほとんど書いてない。
PWM周波数決めるときとか内部インダクタンスとかほしいけど書いてないこともしばしば
モータのパラメータを知る方法はこの2つが妥当
- 自分で実験して計測
- メーカに電話して聞く
パラメータからモータの特性図くらいは書けないとダメ