停滞

  マウス活動が進んでいない．時間がない．体力も切れてきた．でもまだまだ続く．

- あと4週間はほとんど何もできない．
- 中部の初級者大会は参加するか未定．今月中に登録するか決断する必要あり．

> 福井さん
旋盤の件，私は対応できません．もし必要なら，代わりに誰か他の機械硏メンバーに頼んでください．

さようなら，機械硏迷路

  6年前に私の所属するサークル（京大機械研究会）でマイクロマウス試走用に作っていままでマウスの調整に使ってきた5x10の迷路が見つからない．台もなければ壁もない．自走機能はなく勝手に出ていったとは考えられないので（自走してくれたら今までどれだけ楽できたか），捨てられたのでしょう．たしかに今年はごたごたがあった上にもともと悲惨な（しかし考えうる最良の）保存環境でしたが，今までなくなることはなかったので油断していました．

  というわけで，今年はクラシックには力を入れない方針．ハーフマウスのプログラムを移植して迷路持ってるところにおじゃましてちょこっと調整すれば去年くらいの走りはできるでしょう．ただ，ハードウェアが完成しない可能性はある．

  しかし，なぜ我々のサークルは部室というものがないにも関わらず続いているのでしょう．すばらしい生存力ですね．

関西支部試走会

  昨日のことですが，マイクロマウス関西支部の試走会に参加しました．なんとなくマウス走らせに行っただけといったかんじですが．クラシックマウスは持っていっていたけれども走らせず，ハーフマウスを9x9迷路でひたすら走らせていました．

  まだまだいまいちなところも多く，このあたりが限界です．


  今年は昨年にも増して忙しくなりそうなので，全日本大会までに使える時間を数えて計画を立てる必要がありそうです．クラシックマウスは今年は手抜きになるかも．

プログラム再構築

  来週の関西支部試走会に向けて調整．．．ではなく調整できる体制を整えている．プログラム内に散らばっている経験定数をまとめる．役割を再確認して調整の手順を考える．できるだけ調整の必要な定数は減らしたいが，減らすと自由度がなくなってしまう．結局ちょっと増えたような気がする．

  制御部はこんなかんじになった．本質的な変更はない．今まではPIDループで直接PWM dutyを与えていたが，加速度と角加速度を与える形に変更した．これでハードウェアが変わってもゲインを大きく変更する必要はないと思われる．

  これで来週ハーフの迷路がなかったりしたら悲しい．
クラシックの方は放置中．これは迷路がないのでどうしようもない．

フォトセンサの指向性の問題

  ハーフマウスを作って走らせてみて強く感じたことの一つにフォトセンサの指向性が低いことがあった．赤外LEDにしても，フォトトランジスタにしても半値角が10～20度と大きいからである．この場合，前センサで横壁が見えたりして壁の有無を間違えたり，姿勢制御に使えなかったりするので困る．とりあえず状況を確認するために赤色φ3のLEDを使って次の写真のような状態でテストしてみた．なお，壁が上下逆になっていることに意味はない．

  横壁はあるが，前壁がない状態だと，以下のようにLEDから出た光が直接横壁に入射する．黒色板でガードしている部分はちゃんとカットされている．

  横壁も前壁もある状態だと，以下のように，前壁に入射した光の散乱で横壁が照らされる．LEDの隣にフォトトランジスタを配置して受光すると，もちろん前壁からの光が圧倒的に強いが，横壁からも無視できないくらい光が入ってくる．

  まとめると，光の経路として，
    1. LED -> 前壁 -> フォトトラ
    2. LED -> 前壁 -> 横壁 -> フォトトラ
    3. LED -> 横壁 -> 前壁 -> フォトトラ
の3つがあり，1番以外をカットしようと考えるとLED，フォトトラ両方に高い指向性が求められる．まあ十分要求を満たしてくれて手の出せる価格の素子はないわけですが．

  ちなみに，下2枚の写真はISO感度，シャッタースピード，Ｆ値をそろえて撮影しました．

コアレスモータの特性を計測4

  今回は, トルク測定を試みました. 前回と同じ以下の簡単な回路で,katoさんが追記してくださった方法によって計測します.

    発生起電力 Vn = 0
    電流 I = V_R / R
    プローブ長さ r = 22 [mm]
    トルク T = r * m * g
    m : 計りの指示値
    g : 重力加速度
    端子間抵抗 R_M = V_M / I

  結果は以下のとおりで, おおむね電流の増分に比例してトルクが増加することがわかります. さらに, T切片が負であることから, 摩擦トルクがわかります. ただし, 静止状態の摩擦なのであまり役には立ちません.

  ここで得られたトルク定数k_Mと前回得られた発生電圧定数k_Eにはk_E = 2*pi/60 * k_M の関係があることになっていますが, 15%ほど値がずれます. これはトルクを測るときにモータが静止状態であることに問題があるように思います. ここで知りたいのはモータがある位相にあるときのトルクではなく, 一回転の平均トルクだから.
  何か簡単にできて回転状態のトルクを測る方法はないですかね?

  ついでに端子間抵抗の結果は以下のとおり. ただし, これは熱平衡状態になったのを確認しているわけでもなくあくまでも目安ですが, 熱時定数がそれほど大きいとは思わないのでだいたいこれくらいでしょう.

コアレスモータの特性を計測3

  前々回に試した方法で, もう少しちゃんとデータをとってみました.

  モータに直列にR=0.68Ωの抵抗をつないでその両端電圧V_Rとモータの両端電圧V_Mを計測しました.

    電流 I = V_R / R
    発生起電力 V_n = V_M - R_M * I

  回転数についてはFC-100の1000fpsでがんばってカウントする...

  結果, 以下のように回転数nに対する発生起電力V_nの関係を得ることができ, 予想以上にきれいに直線にのりました. なかなか信頼できるデータではないでしょうか.

  ただし, 回転数が増加すると摩擦トルクが大きいらしく, 以下のようにnの増加に伴って電流Iが増加します. 高回転で回すと効率がよくなるとは単純には言えなさそうですね.