R&D daily

1/2用のバッテリ（素材）を1/1に乗せてみる。

試しに走らせて見る。
明からに純正設定のバッテリに比べ、挙動が違うが、戦うに十分な加減速はこなせるようだ。
ゲインはまだまだ合ってないっぽい。

５ｇ程度でも、挙動に影響しているのか。
それとも電気的なものなのか。

大加速で走った直後は、バッテリ電圧が一時的に０．２Vくらい下がっている。
モーターがとまると数秒かけて、元の電圧まで復帰する。

ふーん．．．．

昨日のふらつきの原因は、横壁センサのキャリブレーション値と、制御の目標値にずれがあったため。
片方の修正を忘れていた。

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普通に行ったり来たり、プログラムを書き換えたりしているけれど、なかなかガス欠にならない。
バッテリ２個で回しているけれど、１つを使い切らないうちに、もう片方の充電が終了する。

これなら実戦運用も、バッテリは、２個＋スペア、充電器も１個ですむかも。

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この重量で、この感じならば、もっと小さいモーターでも、イケているマウスがつくれそうだ。
1319より小さくて、同じようなエンコーダーがつくモーターがあれば．．．。

ふらふら

今回のARMマウスは、今までのSHマウスに比べて、ペリフェラルの構成にあわせてセンサやデバイスの接続方法が大きく違う。
この部分のソフトウエアは、全くの新規。

いい機会なので、いろいろ細かいところも１から書いている。

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直進時の姿勢制御がなぜか安定しないような気がする。
だんだん、ビビリ音もしてきた．．．どうも右リアがおかしいような。
ギアの噛みあわせやら、シャフトの締め具合を調整してみてもよくならない。

結局、ばらしてベアリングを交換して終了。
組み立て時、ホイールのスラスト方向のガタを規制しているネジを、慎重に調整。

今までは若干多めにガタを持たせて、軽く回るようにしていたが、思い立ってちょっときつめに調整してみる。
こっちのほうが制御性はいいようだ。当たり前のような気もするけれど。
制御をかけても、明らかにまっすぐに走るようになった。

走行抵抗は大きそう。燃費が悪化してるかも。

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やはり、もっと精度がよくて剛性の高い部品がほしくなってくる。
費用や重量とのトレードオフになるのだけれど。

作業継続中。
支部サーキットくらいなら、あと数日くらい？

結果を出してから、とは思うものの、４輪マウスについて考えていることを少し。

なるべくシンプルな構造で実現できて、なおかつ標準的なL/Oよりも性能を出せる可能性のあるものを考えてみた。
直進時のメリットについては、ちょっと走らせて見ても、ほぼ思惑通りのような気がしている。

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マウスで一番重要なのが、ターンの速度であることは、いまさら議論の余地はないと思われる。
けれど、これはもう同じタイヤを使う限り、トレッドと重心高、重量で決まるといってもいいかもしれない。

ここで差をつけるには？と考えてみた。

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まずひとつは、単純にトレッド面を増やし、グリップをあげること。

いまひとつについては．．．

タイヤ径は24mm、幅8mm、トレッドは74mm、ターンは90R。
標準的な２輪マウスの諸元（と思う）。
前後左右対称と考えて、重心は左右のタイヤの中心にあるとする。
とりあえずタイヤの接地面中心も、幾何学的中心とする。

このとき、このマウスの両輪は（灰色の線）それぞれ、127R(= 90 + 74 / 2)と、53R(= 90 - 74 / 2)をトレースする。

４輪化することで、それぞれのタイヤのトレースライン（黒線）が変わり、それぞれ128R、56Rとなる。
見かけ上、両輪とも、よりコーナーの外側に位置することになり、相対的にタイヤの接地面と重心位置が非対称となり、ターンに有利になりそうに見える。

なおかつ内輪側がより大きく移動し、内輪側の荷重配分が増えるので、さらに有利なように思える。

実際にはこのパラメーターでも、せいぜい５％程度なので、実際の結果にどれほど影響が出せるか予想が付かない。
この傾向は、より小さいRで顕著になると思われるので、斜め走行時などに有効に生かせるといいのだけれど。

と、まあ、妄想している通りの結果が出てくれれば、しめしめ、なのだがどうだろう。
自ら証明できるように、精進しよう。

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ここまでは、静的な部分での話。

本当の狙いは、もっとダイナミックな部分なのだけれど。
そこまで、届くだろうか．．．？

昼まで寝ていて、かなり復調したので、夜作業開始。

姿勢制御ゲインを調整してみる。
今日の目標値は、Min5の公開スペックの6m/s/s。
自宅調整迷路の６区画直進でテスト。

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まだまだ調整の余地はありそうだけれど、一先ず目標には届きそう。
このくらいなら、まだ制御を受け付けるようだ。

調子にのって10m/s/sも試すが、さすがにこれは無理だ。
トルクは足りてそうだけれど止まれない。
大分オーバーランする。それと同時に、減速区間ではふらつきが大きい。
これはこれで狙った特性なので、悪い兆候ではない。はず。

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0.2mm厚（１プライ）のカーボン板で作ったバンパーが、ガンガンぶつけているうちに、あっという間にギザギザに。
端面はやわらかい材料のほうがいいな。
とりあえず、テープを貼り付けておく。

昨日の夜から急に悪寒がするので、朝一、仕事を休んで病院に。
インフルエンザの判定は陰性だったものの、３割くらいは外れるとのことで、念のためということでタミフルを処方される。
この忙しいときに．．．

やはり、温度差が効いたのか。注意していたつもりだったのだけれど。

探査走行用の走行コマンドを実装中。

見た目の印象よりは、再現性はあるようだ。
とはいえ、通常の２輪よりは小回りがきかない傾向にあるようなので、まだまだ調整が必要だ。

また、タイヤが汚れてくると、ターンの誤差が出る。
実戦では探査走行時でも、ジャイロによるターン量の補正が必要かもしれない。

当日まで参加できそうもないなあ、と思っていたのだけれど、色々折り合いがついて名古屋まで出かけることが出来た。

勝手が分からないので、周辺をうろうろ。
おそらく、いつも大会をやっているあたりなのではなか？と当りをつけてなんとか到着。
特に連絡をしていたわけではないのだけれど、飛び入りで参加させていただいた。

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マウスのほうは、とても迷路を走れる状態ではないのだけれど、せっかくなので開発環境を開いて、直線加減速テスト。
サーボゲインは、まったく調整していないのでへろへろだけれど、モーターのトルク的には9.8m/s2は出せるようだ。
設計値は満足しているような。

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迷路にさわって、こんな感じだっけ？と思う。
なんだかんだでもう１年以上、本番迷路にさわっていない。
やはり、定期的にさわっていないと、感覚が鈍る。

本番迷路を走行できる機会には、可能な限り参加したいものだ。

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帰宅して夕食後にマウス作業。

信地旋回のターンを作ってみる。
前作より素直な特性をしているようだ。

一つ面白いのは、信地旋回180度ターンをするときの、トレッドを実際の寸法、75mmと与えると実際の旋回量が足りなくなるようだ。

では、幾らならうまくいくかというと、トレッド幅を82mmとして計算させると、ぴったりのようだ。
この82mmというのがどこの寸法かといえば、４輪の対角線上のタイヤの接地点間の距離なのだ。

（超）信地旋回のときは、４輪の各接地点が一つの円弧の上に載っていて、その円の直径が82mmになるようだ。
納得。

２輪差動と同じくらいには、安定しているように見える。

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明日は本業で、大ヤマが１件。
あまり準備する物もないのだが、どうなることやら。
うまくいってほしいものだ。

出先からの帰りの道中、1/2のことを考えていて、まずいところに思い当たった。

コストダウンのため、レジスト無し基板で試作してるのだけれど、FETゲートドライバの放熱パッドの所を、パターンが通っていたような．．．

確認してみると、やっぱりそうだ。
今回使ったドライバのデータシートには、あまりはっきり書いてないけれど、GNDかフローティングにするようにとあるような気がする。

で、通っているパターンは、下側のFETのゲート信号だ．．．
たしか１相死んでいたのも、下側だったような気がする。
直後に作ったレジストあり基板なら、ここの問題はとりあえず回避できるかも。
どうしよう．．．とりあえず１／１を進めておくか？

ようやく外仕事終了。

最初はゆっくり、次第に色々と、最後はドタバタして終わった。
別件も舞い込んで、急遽宿で作業したりとか、思っていたほどマウスに時間を取れなかった。
まあ、仕方ない。

とはいえ、微妙に挙動不審なところを直したり、まあ、それなりには成果はあったので、ちゃんと進歩はしているはず。
なかなかフル迷路を走る機会は無さそうだけれど、新作での大会出場を目指して進める。

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空港にて。

仮眠スペースで、しこしことマウスプログラム。
とりあえず、色々はかどった。

そろそろ、ボーディングゲートに移動する。

帰りの機内は．．．さすがに寝て帰ろうか。

初めてリポを膨らましてしまった。
ちょっと充電電流が多めだったか。
バッテリの物にも拠るのだろうけど、御代わりを注文しておかないと。

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順調に行けば、月末の中部支部の月例会に行ってみようかと思っていたのだけれど。
しかし、中島さんのblogで、今月の月例会は20日とある。
20日では行けないなあ．．．残念。

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作業は継続中．．．

とりあえず、構成要素評価用に組み立てたのは１台あるのだけれど、無理のある部分もあるので、検討は続ける。

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とりあえず分かったことは、１枚基板で作ろうと思うと、CPUはQFP64pinのパッケージでもちょっと大きすぎるということ。

64pinのパッケージならば、いろいろ選択肢はあるのだけれど、これ以下となると、なかなかいいのが無い。
2枚基板で作れば成立するけれど、そこに戻るのはもっと後でもいいかと思う。
BGAに行けば色々ありそうだけれど、まあそれも厳しいし。

という訳で、QFP48pinのなかで使えそうな物を検討。

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当面のターゲットは、LPC2106、LPC2103、SAM7S32の３つ。
LPC2106は、メモリ、I/O点数とも十分なのだれど、ADCを内蔵していない。
LPC2103とSAM7S32は、ほぼ同等だけれども、プログラムメモリがぎりぎりっぽい。（フラッシュ32k、RAM8k）
H8Tinyにも48pinあるけれど、処理能力的に厳しいか。

寸法を考えると、QFP64Pと同サイズに、QFP48PとMSOP8のADCが２個入れられる。

というわけで、当面LPC2106 + 外部ADCで検討してみる。
反射センサ回路も、BasicMouseの回路を元に、大幅に部品点数を減らす方向で考えてみよう。

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まあ、迷路の上で動くだけのマウスなら、小さいPICくらいでも作れると思うけれど、せっかくやるなら勝敗の場に立てるマウスにしたいものだ。

移動１０時間で到着。
７７７は、いつもの２－５－２座席。

結構すいていた。遠慮なく、真ん中の列を占有。
快適。

移動中はメール書いたり、マウスのソースを整理したり、寝たりなどなど。

２５℃、雨。

なんだ涼しい。
半袖必要無いくらい。
今日は移動のみで終了。

今週は、本業がかなり忙しく、マウス作業はほとんどできず。
今日は休みだけれど、疲れが来たのか、ダウン。

しかし明日からは、金曜日まで外仕事。
出発は早朝だけれど、まだ何も準備していない。
半袖も出しておかないと。

戻ってからも、また別件、第３の本業が本格稼動するので、体調を崩さないように気をつけないと。
忙しい日々は続きそうだ。

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とはいえ、現地に行ってしまえばそれなりに時間はありそうなので、マウスは持ち込む予定。
身の回りの荷物はまあ、いつものことだから３０分もあれば支度出来るのだけれど、マウス関連の準備は先にやっておく。

いろいろ見ると、充電器用のACアダプタが２４０Ｖに対応していない。
最近、トランスなんて必要な機器なんて少ないのだが、しょうがないので近所の電気屋で調達。

基本的な走行部分を作れるといいのだが。
それもまあ、本業の様子次第か。

一昨日は胸騒ぎがして、一日はやく仕事場に行って見る。
結果的には、行ってよかった。

昨日は仕事始め。
土曜始まりだが、いきなりいろいろ厳しかった。

今日は休みだったが、家の用事やら何やら。

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夕方、ようやく作業。
ハードウエアは、ほぼ作業終了だったのだが、バッテリ電圧監視のADチャネルがうまく動かない。
プロセッサの問題かも？このポートだけ壊してしまったのかもしれない。
チップを張り替えてみればいいのだけれど、実装の関係で簡単にははがせない。
どうせワンオフなので、パターンカットとジャンパーで、別のポートにつなぎ替えて対応。

いままで外部電源で動かしていたのだが、今からはようやくバッテリで作業することにする。

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1/1、1/2とも、入力デバイスは、フラッシュ書き込みモード兼用のタクトスイッチ１個きり。
そこでモーターのエンコーダーと、ジャイロも入力デバイスとする。
エンコーダーも、ジャイロも走行中しか使わないので、入力デバイスとして使わない手は無い。

1/1はそうでもないけれど、先々考えると、操作性の向上と部品点数の削減を両立さないといけない。

そのあたりの制御ルーチンをいろいろ作って、評価してみる。

明けましておめでとうございます。
今年もよろしくお願いします。

今年は1/1エキスパート最後の年ということで、是非とも今の形の機体を、大会に出したいと思います。
大会までに十分熟成できるか分かりませんが。
早々に、フル迷路での調整に持ち込めるようにがんばりたいと思います。