(電子工作) |
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ラジコンサーボ制御 2010年 7月 7日〜 |
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オートバイ排気管バルブのテスト用に制御基板を製作 JPEG 400x400 33.6KB 左ハンドルのウインカースイッチ付近に制御部を仮設し、右ボタンを押すとバルブ開、左ボタンを押すとバルブ閉になるように、ラジコンサーボを動かす。 サーボ角度の分解能は5゚とする。 0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90 ボタンを長押しすると、ゆっくりと連続で動き、短時間ワンプッシュで5゚だけ動かす。 |
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JPEG 350x350 23.8KB |
制御は、いつもの マンチップマイコン PIC16F88 小さくまとめたかったので、 2段基板とした。 角度表示部は7セグメントLEDとしたが、 ダイナミック点灯ではない。 サーボ制御信号は正確な送信時間が 必要であり、ダイナミック点灯をすると ソフトが難しくなりそうだったので、 ハードで工夫した。 1桁目は「0」か「5」のどちらかなので、 4セグメントは常時点灯している。 3セグメントだけ制御することにより、 切り替え表示できる。 ところが試通電してみると、「0」か「2」の 表示になる。「あれっ」銅箔パターンを 間違ったようだ。(白細電線で修正) |
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JPEG 300x225 13.68KB |
主基板にもミスがあった。 PICのRBピンは内蔵プルアップがあるが、 RAピンには内蔵プルアップが無い。 押しボタンはRAピンに接続したので、 外付けのプルアップが必要であった。 (10KΩの抵抗x2本を後付け修正。) なお、7セグメントLEDは、屋外ではオレンジが 見やすいのだが、 手持ち在庫が1コしかなかったので、1桁目は 「青」を付けた。 それから押しボタンは、秋月電子通商の アウトレット品を使用。 |
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サーボ制御信号 |
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インターネット検索すると、ラジコンサーボ実際の動作をオシロスコープで解析している方が多いが、使用サーボのメーカー等で、多少の差があるようだ。それらの中で19ms周期の1.5±0.5msが多かったので、その数字を使わせてもらうことにした。 ・周期は19ms(0.019秒)固定として、PICのタイマー1でタイミングを計る。 ・角度を決める信号は、1.5ms(0.0015秒)を中間位置と決めた。 0゚と90゚の位置は実際に動かしてみて決める。 PICのタイマー0で角度制御する。 GIF 600x150 3.61KB ・思ったよりも簡単に動かすことができた。 |
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回路図 |
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・簡単確実で安定した時間調整するため、水晶発信器を使用した。 GIF 600x250 22.7KB (回路図は線の交差が多いが、プリント基板パターンによるため。) |
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GIF 300x150 10.6KB |
1桁目はPIC16F88のRB7ピンのみで制御する。 1桁目は「0」か「5」なので、PIC10F200にて、 3セグメントのみを制御する。 桃色部が点灯するとき、緑色部は消灯し、 桃色部が消灯するときは緑色を点灯させる。 その他の部分は常時点灯。 |
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基板プリントパターン |
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(間違い修正していない) GIF 600x220 36.9KB |
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ソフト |
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PICの主制御プログラム…【 Ex_test.src 】 (9.71KB) アセンブル後のファイルはこちら。… 【 EX_TEST.HEX 】 (3.08KB) 1桁目の7セグメントLED用のPIC10F200 ロジックIC的簡単プログラム…【 0or5_10.src 】 (2.39KB) アセンブル後のファイルはこちら。… 【 0OR5_10.HEX 】 (137B) |
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今後の予定 |
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走行しながら排気管バルブを動かしてみて、エンジン回転数と排気管バルブの最適角度を見つける。 そのデーターにより、エンジン回転数による排気管バルブ角度の自動制御を行いたい。 PICの主制御プログラム…【 Ex_test2.src 】 (9.71KB) |
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2011年春 |
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これだ!という位置は見つけられないが、大体こんなもんかな?という感じは分かった。 それから、エンジン回転数に合わせるのではなく、スロットル開度に追従させるのがよいと思った。 テスト仮設品だと雨対策をしていないので、そろそろロングランテストバージョンを製作してみることにした。 |
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回路図 |
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表示をしなければ、スロットル開度によりサーボの角度信号を出すだけなので、簡単である。 ワンチップマイコンは米粒6ピンの10F222で十分だと思ったが、タイマーが1つしかないのと、外部クロック入力ができないので、手持ち在庫があった12F675の1/2ピッチ(1.27mm)パッケージを使うことにした。 GIF 600x300 16.1KB PICのプログラム…【 Ex_test3.src 】 (8.24KB) PICのプログラム…【 Ex_test5.src 】 (8.30KB) 【2012年 5月少し変更】 |
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JPEG 400x160 12.9KB |
小型水晶 左は前回使用したものと同じもの。 左から2番目は以前、秋月電子通 商から購入したもので1.3MHz。 今回、それの4MHzを使おうと思っ たが、秋月電子通商とマルツパー ツで無かった。 しかし、より小型のものを入手する ことができた。 |
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左から3番目がそれで、マルツパーツから通販購入 京セラ KC7050B04.0000C51A00 表面実装型クロック用水晶発振器 4MHz \535 右のものは、PIC12F675の1/2ピッチ(1.27mm)パッケージ。 |
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JPEG 200x200 8.96KB |
JPEG 200x200 11.9KB |
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部品数は3点だが、小さくて空中配線が困難だった。そのため、秋月電子通商の変換基板を使用することにした。 やはり電線の接続が楽だった。 |
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JPEG 300x200 10.4KB |
防水と耐震として、いつものクリスタルレジン固めを 施工した。 この状態で必要なピンは出しているので、ソフトの 書き換えが可能である。 MCLR(黄色)だけが書き換え時以外に使用しない線。 |
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[ 結果 ] たったこれだけの仕掛けで、スロットルにきちんと追従してサーボを動かすことができた。 アイドリングでは、ノーマルよりも静かなような気がする。 実はソフトに隠しモードがある。 電源をONにする時、スロットルを少し開けた キルスイッチをOFFにした状態でONにすると、排気管バルブは全開固定になる。 当然、うるさくなる。効果の体感比較用として入れておいた。 |
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