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2006年05月14日
ジャイロについての考察
前口上
ここんとこ、ひたすらジャイロの活用について考えている。アナログ回路であるジャイロ基板を自作することにはかなりの緊張感を禁じえないが、ジャイロは RoboShell の標準コンポーネントなので避けては通れないし、これが無いとロボの精度向上は望めない。
ハードウェア
基本的にはムラタのサンプル回路のとおりだが、一部の部品は変更する。これは入手性と再現性を考慮したものだ。具体的には OP-AMP NJM2115 を NJM2114 に代えて、実験してみるつもりだ。NJM2114 なら秋月電子で入手できる。実際の基板の製作と搭載は本基板到着後に行う。本基板の搭載可能エリアはかなり小さいので、高密度実装になる。この辺はきっちり作りこむ予定。
ソフトウェア
ジャイロはラジコンで使っているように直接 PWM信号の増減を行うわけでなく、A/D 変換後に各サーボモータにジャイロのフィードバック信号をソフト的に増減する方式を採用しようと考えている。具体的には…
ダイナミックレンジの設定
現在のサーボモータの角度設定のパルス幅は 最小値が 1100, 最大値は 4400程度になっている。これには単位があるわけでなく、サーボモータの特性とPWMコントロールサブシステムのクロックの分周比に依存する。ジャイロの出力もこれに合わせて正規化する。つまり、ジャイロのダイナミックレンジを 1100〜4400 にソフト的に変換してしまうわけだ。正確にはこの中心値である± 1650 にする。あとはジャイロの出力応じた値をサーボモータの設定パルスに足しこんでやればOKだ。もうひとつはムーブやモーションで使われているサーボモータのパルス幅に応じてのレンジの変更だ。各ムーブやモーションはすべてのダイナミックレンジを使い切っているわけではないので、利用幅に対応してダイナミックレンジを変更してはどうだろう？というアイデアだ。
ソフトウェアフィルタの設定
あまりにもセンシティブはフィードバック制御はサーボのピクつきが発生する原因となるのは、自動制御理論においての定説である。静止状態ではフィードバックを切ってしまったり、あるいは長い時定数を設定するのが有効であると思われる。
設定ツール
上記はロボの動作中に設定出来るとわかりやすい。RoboShell Composer に適合ツールチックな機能を付加し、RoboShell もこれに対応する。設定項目は
１．ジャイロ分配のON/OFF
２．モーションダイナミックレンジ変更のON/OFF
３．ゲイン設定（２と連動）
４．ソフトウェアフィルタ設定
ちょっとずつ、実装していく。
投稿者 skykiz : 2006年05月14日 00:30
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コメント
お聞きしたいのですが RCジャイロはPWM信号を出していますが 電子部品としてのジャイロセンサーは アナログ信号 それは 電圧変化なんでしょうか
今 RC用ジャイロ信号を プロポ送信機の
トレーナー端子から入力したいのですがPPM信号でしか受け付けません 変換できるのか 叉 アナログ信号を
PPM信号に出来るのか教えてください。
このような物製作します
http://www.youtube.com/watch?v=baoHWooXxqA&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=GCd5sVdRa6k&feature=related
投稿者 ｼｭﾘﾝﾀｰｻﾞｰ : 2008年06月01日 14:21
Youtube の動画を見ました。
別に難しいところは無いと思いましたけど、何か問題ありますか？
マイコンの機能とかそれのアプリケーションノートとかを理解できれば、それで解決できるような問題だと思います。
投稿者 skykiz : 2008年06月01日 18:00