2017-07-02 20:50 | カテゴリ:PIC応用回路

先日、コントローラにLCD表記を取り付ける過程で、基板そのものが不調をきたして、結果、再度基板の製作に追い込まれました。
その基板も完成し、基本的なテストを終え、いよいよ各種パラメータの検証に進んでいます。

(V4_00)
V4_00.jpg





「制御できるパラメータ」


そもそも、PFM方式の鉄道模型制御において、どのような制御パラメータがあるかということですが、(笑)

パルスで駆動していますので、

1)パルスの幅(時間)

2)パルスの周期(送出間隔時間)


になります。当然です(笑)

新しく追加したLCD表示器には、

(V4_01)
V4_01.jpg

とりあえず、4個のパラメータを表示させています。

上段(左) S 393 (0-1023)
速度指定用のVRで入力した値です。(5Vを1023等分した電圧)

上段(右)   B 394 (0-1023)
モーターの回転子から起動された電圧BEMFです。(12Vパルス後の電圧で、便宜上抵抗で分圧し、AD変換しています)

下段(左)   D 0
パルスの幅(Duty)に関するパラメータを表示させます。(未表示)

下段(右)   F 0
パルスの周期変動に関するパラメータを表示させます

問題は、上記のパルス幅と周期をどのように制御するかです。


「実際のパラメータを計測してみる」

まず、周期を変えて、制御する方法を試してみます。

一発のパルスを送出後、(電圧がゼロに戻ってから)レール上の電圧をAD変換して、モーターの起電圧を測り、それと指定速度の電圧を比較して、その差に比例する数値分だけ、周期を加減させました。

(V4_02)
V4_02.jpg

指定速度をS変えるとBEMFも変わりますが、速度を一定にしてもBEMFは揺らぎます。
その差によって、パラメータF(下段右)も変わり、周期が変更されて、列車の速度を一定に保とうとします。
比較的低速の場合、速度‪一定でBEMFはプラスマイナス20くらいの範囲になりますが

(V4_03)
V4_03.jpg

時々、大きく乖離する事もあります。
おそらく、モーターの回転子の位置関係と思われます。

列車が始動直前は、指定速度が上がっていても、モーターが回転しないので、BEMFが生じることがなく、その差が大きくなって、周期が短くなり、始動した瞬間には列車が「飛び出し気味」となることがあります。
これは走行させるモデルにもよります。
VRつまみを少し回して、一旦、止めて、周期が徐々に短くなってくるのを待つ感覚で制御すれば問題ないのですが。
一旦、始動してしまえば、比較的安定して走行します。
この辺は、ソフトで対応する必要がありそうです。

とりあえず、現状の各種パラメータを計測してみました。
計測に際して、表示させるパラメータを下記の様に設定しました。


(V4_04C11Image)
V4_04C11Image.jpg


下段(右)は、Qでパルスの周期カウントを表示させます。


(V4_05Mini)
トレインショーティーのDD51
V4_05Mini.jpg



(V4_06C11)
カトーC11(旧モデル)
V4_06C11.jpg



(V4_06DD51)
カトーDD51
V4_07DD51.jpg


赤い線はBEMF(左軸)、緑線は周期カウント(右軸:大きいほど周期が長い)、青線は指定速度とBEMF値の差(瞬時)(右軸)となっています。

BEMFは、おおむね300から700位の範囲。
周期は、50から30位まで累乗的に低下していきます。(当然ですが)
速度とBEMFの瞬時値の差は、BEMFが大きくなるにつれて増大します。これもBEMF等の絶対値が大きくなるので当然です。

この実際のデータに基づいて、周期を制御する方法を検討していきます。  つづく、、、



【ジャンル】:趣味・実用 【テーマ】:鉄道模型
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