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May 28, 2023

RC ウェブサイトで積極的に買い物をする人なら、このモーターのように、重量わずか数グラムで数百ワット仕様の小型モーターを見つけることができるでしょう。 残念なことに、同社の相補モーター コントローラーは高速で駆動するように設計されているため、最大速度、最小トルクの構成で動作させないと「520 ワット」の電力仕様に達することができません。 確かに、その構成はラジコン飛行機やマルチコプターの愛好家にとっては問題ありませんが、低速高トルク構成でこれらの BLDC モーターを駆動したいと考えているロボット工学者にとっては、検索結果は空白になります。

しかし、塵にまみれた日々も終わりに近づいています。 [キャメロン] は、従来の BLDC 航空機モーターをハイエンドのサーボ モーターに変換する、ロボット工学コミュニティ向けの低コストの閉ループ コントローラーの開発に熱心に取り組んできました。 何よりも、位置センサーを含むパッケージ全体の部品代はわずか 20 ドルだけです。

「別の BLDC モーター コントローラーですか?」 あなたが考えるかもしれません。 「確かに、これは前にも見たことがある」。 忠実な読者の皆さん、恐れることはありません。 [キャメロンの] ソリューションは、最も不機嫌なエンジニアでさえ笑顔になるでしょう。 まず、彼は Melexis MLX90363 ホール効果センサーを使用してループを閉じ、ローターの位置を特定します。 小さな磁石をシャフトに接着し、1 回転で磁場を校正するだけで、なんと、ワイルドな 14 ビット エンコーダが登場します。 何よりも、このソリューションの部品コストはわずか 5 ～ 10 ドルです。

次に、[Cameron] は、Arduino Leonardo 内のチップとしてよく知られている ATMEGA32u4 のあまり知られていない秘密を明らかにしました。 このチップのTIMER4ペリフェラルには、三相ブラシレスモーター制御専用に設計された機能が含まれていることがわかりました。 相補 PWM 出力は 3 ペアのピンに組み込まれており、チップ ハードウェアに設定可能なデッドタイムが組み込まれています。 最後に、[キャメロン] は、可聴範囲をはるかに超えたクリーンな 32 Khz で FET をパルスしています。つまり、安価な BLDC モーター コントローラーの特徴である、あの鋭い 8 Khz の鳴き声は聞こえません。

好奇心旺盛？ Github で [Cameron の] ファームウェアとドライバーの設計をチェックしてください。

もちろん、注意点もあります。 [キャメロンの] 磁気エンコーダ ソリューションには、特性を評価する必要がある数ミリ秒の遅れがあります。 また、モーターのシャフトに磁石を接着する必要がありますが、スペースに大きな制約があるすべてのプロジェクトで磁石が飛ぶわけではありません。 最後に、ありふれた物理学があります。 現実の世界では、モーターのトルクは電流に正比例するため、既製の BLDC モーターを最大トルクで停止させると、モーターを冷却するために空気を送り込むプロペラがないため、モーターが焼き切れてしまいます。 それにもかかわらず、[キャメロンの] クローズド ループ コントローラーは、ついに自作ロボット コミュニティにこれらの限界を探索する機会を与えることができます。