GR-KURUMIで倒立振子

2014.7.27 ルネサスナイト5
西村備山 (@lipoyang)
GR-KURUMIで倒立振子

自己紹介
西村備山 (@lipoyang)
■奈良県在住＆勤務
■組込み系技術者(ソフト)
■OSレスからLinuxまで
■たいていCかC++
■ロボット製作が趣味

過去のがじぇるね作品
茶運び人形ロボット
ミニ四駆ラジコン
FM音源シールド

今回のテーマは倒立振子
倒立振子：
・車輪で直立姿勢
・静止・走行
・セ○ウェイ

倒立振子の原理(1)
θ1
θ2
ω1
ω2
θ1 :車体傾斜角度
ω1 :車体傾斜角速度
θ2 :車輪回転角度
ω2 :車輪回転角速度
トルク:
τ = K1θ1+K2ω1+K3θ2+K4ω2
駆動電流：
i ∝ τ
i = K‘1θ1+K’2ω1+K’3θ2+K’4ω2

倒立振子の原理(2)
ジャイロ
センサ
ロータリー
エンコーダ
モータ
状
態
方
程
式
∫
∫
θ1
θ2
ω1
ω2
マイコン
i τ
車体傾斜
車輪回転

ロータリーエンコーダ
☆低価格な製品
アルファ技研 REL18
☆裸の部品を組み立てる
コーデンシ KE203
高価！

ロータリーエンコーダ抜きで

「半日で作る倒立振子」
http://www.instructables.com/id/半日で作る倒立振子
作成者：
ArduinoDeXXXさん
・安価でシンプル！
・詳細なレポート！
・素晴らしい再現性！

僕も作ってみた
マイコン電源
006P電池
モータ電源
NiMH単三電池×4
Arduino Uno
モータドライバ
とジャイロ

でも006P電池って…
・400円くらいする
・容量あまりない
・舐めたら痛い
高価！

そこでGR-KURUMIですよ！
モータ
モータ
ドライバ
ジャイロ
センサ
NiMH
×4セル
Vbat
5V
昇圧コンバータ
搭載！
GR-KURUMI
5V

回路設計
USBシリアルも搭載！

失敗１：ジャイロモジュール
DIP8だと思い込んでた
ジャイロモジュール
横幅が一穴違った！

失敗2：シリアルポート
FT232のDTRがRL78のRESETに
直結されていて切断できないため、
通常のシリアル通信に使えない
FT232
RL78
DTR RESET
RxD
RxD
TxD
TxD
CTS TOOL0

失敗3：電源ノイズ
モータ
モータ
ドライバ
ジャイロ
センサ
NiMH
×4セル
Vbat
5V
GR-KURUMI
5V
モータが回転すると
アナログ信号が暴れる

まあ、なんとか立った
http://youtu.be/4Dj65RKEbd0
修正２:
DTR切断スイッチ
修正1:
ジャイロを裏面に取付け
修正3:
マイコン電源を別系統に

次回予告
ルネサスナイト6でリベンジ！
滴了庵日録
http://d.hatena.ne.jp/licheng/
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