どうもhmsnです。
昨日はトコロさんのロボット紹介と大会の振り返りそして私への宣戦布告でした!
まさか、名前の由来が弁当箱とは...
マイクロマウス Advent Calendar 2023 の22日目として、
自分の学生大会の報告と今季の取り組みについて紹介させていただきます。
取り組みについては、フィードバックいただけますと幸いです。
学生大会の報告
ホテルを予約し忘れていたり、二徹を入れたりと死にそうでしたが、優勝しました。
学生大会の運営の方々、本当にありがとうございました。
優勝したとはいいつつも3機だして最短走ったのは一回だけという(クラッシック優勝＆ハーフ二位のkさんとは違い...)安定性に欠ける結果でしたので来年度は安定性を向上させていきたいです。
今季は自己都合により、全日本大会出場できませんので、
来年度も"フレッシュマン"として32x32を完走できるよう頑張ります。
(いよいよ、これネタにできなくなってしまっているので本気で焦っています。)
今季の取り組みについて。
今季はモータの逆起電力(トルク)定数を求めること、スリップ角についての考察を改める、NJL5820エンコーダ、切削にて部品作成、0.4mm基板等いろいろ行いました。自分のX(旧twitter)で遡ればいろいろ呟いていますが、まとめていませんでしたので、今回はモータの逆起電力(トルク)定数の測定法について、記述していきたいと思います。
(内容としては上級者向けかもしれませんすいません。)
これまで、モータの逆起電力求める求める方法としてハイスピードカメラを用いて測定、固定具を作成し別モータで回転させその時の起電力を測定、??(最後の画像)が紹介されています。いずれにせよ、無負荷ではない状態であったり、測定環境をセットアップするのが大変という課題があると思っています。今回は比較的容易に測定する方法を示します。
ルール無用JCJCアタックの動画を見るとたまに回転数を測定する機器を目にします(俗にスマホっていうんですけど...)。モータは回転するときに音が発生します。その音は回転数に応じて周波数が変わるため、FFTを行うことで特定の周波数にスペクトルが出現するはずです。それを利用し逆起電力定数を求めます。
回路図を以下に示します。
電源と電流が測定できるテスターそして、音のスペクトルを出してくれるアプリが入ったスマホがあればできます。モータのインダクタ成分については定常状態で測定することを前提にするため，無視します。
以下に結果を示します。
左図がモータを回していないときのスペクトル。右図がモータを回しているときのスペクトルです．393Hzに特徴的なスペクトルが立っていることがわかります。(多分，他のスペクトルも定数倍の周波数のスペクトルのはず...?)
周波数(Hz)から回転速度(rpm)への変換は60倍すればOKです．
試しにMK06-4.5の回転速度ごとの逆起電力のプロットを以下に示します．この逆起電力はモータの抵抗、配線抵抗分の逆起電力を電流測定から算出し電源電圧から差し引いた値です。
このプロットの傾きが逆起電力定数(V/krpm = mV/rpm)です．
おおよそ、先人たちが求めてきた定数に近いのではないかと思います。
これまでの方法よりも比較的簡単に準備できるものかと思いますが、正しいかはわかりません。ご意見ください。余談ですが，この方法を応用して今季は吸引ファンの設計にも少し取り入れることもしてたりします。
明日はこみさんです。
X(旧twitter)でシミュレータを活用されているのをみかけたので、どのように作成されたのか知りたいと思っていました。楽しみにしています!
