Transcript RCサーボの製作

RCサーボの製作
桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科
T20R022
山下 晃
サーボについて
制御信号を送ることでサーボホーンの回転角を制
御することができる。
サーボホーン
○○度右に
回転
○○度右に回
転しろ
図１、サーボの動作
仕組み
RCサーボに制御信号として一定周期のパルスを送る。
（一般的な製品では16~20[ms]）
パルス周期
パルス幅 （一般的な製品０．７～２．３[ms]）
この時のパルス幅によって回転角が決定。
目的
• 前回のプロジェクト研究でH8マイコンを使い、RC
サーボと同じ制御信号で角度制御を行うことができ
るものを制作した。
• それをもとにして、
▫ ケースにまとめ、電源・制御信号・GNDの三つだけを
接続して動作できるようにする。
▫ エンコーダを使用し、より高精度のサーボにする。
モータ
• 光学式のエンコーダ付DCモータ
「ROD-37KE50G9A」を使用する。
• 定格電圧：D.C.12V 回転速度：400 rpm
• ９：１のギア付。
エンコーダ仕様
図２、エンコーダ付モータ
分解能
１０００P/R
出力相
A,B ２相
方式
光学
ギア
• モータは回転速度が４００rpmとそのままサーボに使
うには早すぎる。
• 市販のサーボを参考にして、速度が0.1 sec/60deg
となるよう ４：１のギアを組み減速することにした。
エンコーダ
• モータには1000 P/Rのエンコーダが取り付けられて
いる。
• モータのギアとケースのギアにより36：1され、さらに
マイコンで逓倍することで最大144000 P/Rの分解
能を得ることができる。
• 前回のプロジェクト研究ポテンショメータを利用して
角度制御を行ったが、その時と比較して約140倍の
精度を得ることができる。
制御基板
• 学生実験で使い慣れている事からH8/3052Fを使用
する。
• ケースに納める必要があるので105×72×22で収ま
るようにマイコンとモータードライブを収めた基板を
製作した。
制御基板
H8/3052F
モータードライバ
モーター
エンコーダ
図３、制御基板
ケース
• ギアを組み込んだケースを制作した。
• 材質：アルミ ギアボックス
150
75
86
モーター
サーボホーン
図４、サーボ設計図
スペック
図５、正面写真
• 電源電圧：12V
• 速度：0.1 sec/60deg
• トルク：7.2 kgf・cm
図６、側面写真
考察・感想
• プログラムの完成が間に合わなかった。
• 制御信号のパルス幅の長さで角度を決定する方法
ではCPUの速度によってはカウントできるパルス幅
の細かさに限界があり、高い分解能を持っていても
使い切ることができない。
• シリアル通信などを利用して、データとして角度の
情報を送信することで問題を解決できると考えてい
る。