2017年7月27日木曜日

TWELITEメモ

TWELITEでラジコンを作るためのメモの羅列
(人に見せれるものじゃない)

TWELITEのラジコン用汎用プログラム案
・基本はPWM出力4つを用いた4ch制御。
・電源はバッテリーから3~3.3V程度にレギュレーターを噛まして使用する。
・モーター等につながることを前提にレギュレータ前に村田EMIフィルを入れておく。
・DI4つを利用して、DIがHならサーボ、DIがLならモーター駆動としてPWMを切替。
・モーター動作でPWM周波数は、AIが1V未満で200Hz、1~1.8Vで20kHzとする。(20kHzに関しては要検討。モーターによっては推奨が5~48kHz以上と幅広い。とりあえず可聴域害ってことで。)
・送信機側はAIでボリューム等での電圧を読み取って8ビット分解能くらいで送信
・受信側(ラジコン本体側)でDIとかで場合分けしておいてサーボやモーター出力として解釈。
・モーターは反転可能な場合はDOを使って反転動作を切り替える。
・DOがLで正転、DOがHで逆転とする。
・モーターがHブリッジ制御の場合、出力ゼロ時に空転かブレーキかは別途ドライバユニット側で考慮する。
・受信機側のTWELITEから出る配線コネクタは、電源ピン+-で2ピン、DO,PWM,V+,GNDの制御用4ピン*4とする。
・また、モーター等に供給するため、バッテリー直のV+,GNDを4セット生やしておく。
・PWMピンはTWELITEの生出力なので1mA程度しか出せないことに注意する。
・上記V+は基本的にサーボ用を想定し、バッテリーからEMIフィルタをかました程度の直電圧とする。バッテリー電圧が高い場合はレギュレータを検討?
・DI、AIの制御用にピンヘッダかDIPスイッチを検討する。
・サーボのPWMは20,000us周期のうち、1,520usだけパルスを送ると中立点となる(フタバ仕様)。基本的にはそこからパルス幅を+-500us変動させ、約+-30度づつの計120度稼働するのが安全範囲らしい。(角度についてはモノによるらしい)
・しかし、実際には調整幅や、SG90等のパルス幅の広いの操作範囲を持つものがある。
・そこで、DIがサーボモードの際にAIがLで+-500us、AIが1V~1.5V程度で+-800us程に範囲を変更可能な仕様にする。(必要あれば)

サーボとの接続
・そのままPWM,V+,GNDの3ピン接続

モーターとの接続(低電圧ver)
・バッテリーが3.6~4.8Vの場合、モータードライバICの駆動はかなり制限されるため、回転方向を変えるにはリレーを用いる。秋月の5V2Cリレー(941H-2C-5D)が2Aまで行けるのと、3.3V程度でリレーが起動するため、これを使う。(仕様では4Vで反応のため、個体によってはアウトか?)
・どうしてもHブリッジが必要な場合、DRV8835かBD6211F-E2が有力候補だが、連続2.4A、1Aまでのため、接続するモーターに注意。
・制御にはDO,PWMを使用する。電源は別途バッテリーから取って、EMIフィルタをロジック用とモーターFET用に分けて通して使用する。
・MOSFETはPchのハイサイド駆動として、MOSFET駆動用にnpnトランジスタを使用する。
(例 強いのが欲しければ150円の2SJ334、そこそこで良いなら40円の2SJ681など。)
・どうしても低損失にしたい場合はローサイド駆動でNchMOSFETを使うが、駆動用トランジスタの選定、回路に注意。
(例 FKI06051、2SK2412、2SK3134L-E、EKI04036とか。)
・強力なMOSFET程、容量が大きい(数千pF)ため、駆動用の回路に注意。
・リレーはMOSFETの後段でモーターの接続極を入れ替える動作を行う。これもトランジスタのつなぎ方に注意。L入力でL出力になるようローサイドのnpnトランジスタで駆動。
・なお、トランジスタには保護ダイオードを入れること。
・モーターのノイズはすさまじい為、必ずノイズフィルタを使う。

モーターのと接続(高電圧ver)
・バッテリーが5V以上の場合、HブリッジICがそれなりに選択可能になる。
・逆に、4Aを超える大電流は汎用ドライバICでは難しくなってくるため、MOSFETを用いたHブリッジ回路を検討した方が良いかもしれない。
・ロジックICとモーター駆動の電圧差が大きくなるので、レベルシフト等を忘れないように。