kuwamai/micromouse_ocelli

micromouse_ocelli's Issues

足立法

ギヤ比、歯数を決める

目標加速度、速度からギヤ比を決める
ホイールのサイズからスパーギヤの歯数を決める
モジュールは3Dプリンタで制作しやすい0.5にする

最短走行実装

速度制御割り込み

探索走行中に自己位置がずれる

5区画走行すると4mmほど走行距離がのびる。これはget_nextdirの処理中に進んだ距離を計測していないためである。

回路図作成

モジュールごとに設計する

• フォトリフレクタ
  • ５ｍｍ赤色ＬＥＤ　６２４ｎｍ　１５度　ＯＳ５ＲＫＡ５１１１Ａ　（１０個入）: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • コーデンシ製フォトトランジスタST-1KL3A　4個入り [ST-1KL3A_4] - ￥1,320
  • ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ　５０Ｖ３００ｍＡ　ＢＳＳ１３８　Ｐａｎｊｉｔ製　（２５個入）: 半導体(モジュール) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 板Pi:Coと同じ構成
• モータドライバ
  • 参考: M5Stackマイクロマウスの回路設計：DRV8835を使ったモータドライバ回路 – ししかわのマウス研修 Part.35 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • DRV8835 のデータシート、製品情報、およびサポート | TI.com
  • Thermal padはGND
• IMU
  • 参考: M5Stackマイクロマウスの回路設計：ICM-20648を使ったIMU回路 – ししかわのマウス研修 Part.36 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • SPI通信の略語: マイクロマウス研修(のり)[39]STM32F446 STEP7-1 SPI | アールティ　移動型ロボットブログ
  • Data sheet: Typical Operating Circuit
• エンコーダ
  • AS5055A Small size, low power rotary position sensor, hall sensor - ams | ams
  • ESP32マウスPart.36　SPIで磁気式エンコーダMA702を使う | アールティ　移動型ロボットブログ
  • ショウのマイクロマウス制作-Part29 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • IMUとエンコーダのSPIをわけておくと万が一仕様が異なっていても大丈夫
• マイコン
  • STM32F405RGT6｜製品情報（STM32）｜STM32, STM8ファミリはSTの32bit／8bit汎用マイクロコントローラ製品
  • 書き込みコネクタ
    • ピンヘッダ付き６極ケーブル　オス⇔オス　１×６　１．２７ｍｍピッチ　１５ｃｍ: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
    • ケーブル用コネクタ　（１０個入）: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
    • コネクタ用ハウジング　６Ｐ: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
    • １．２７ｍｍピッチピンソケット　１×２５　（２５Ｐ）: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
    • M5Stackマイクロマウスの回路設計：M5StackとSTM32周辺回路 – ししかわのマウス研修 Part.37 | アールティ　移動型ロボットブログ
    • マイクロマウス研修(のり)[2]STM32F446データシート | アールティ　移動型ロボットブログ
    • マイクロマウス研修(のり)[3]STM32F446回路設計 | アールティ　移動型ロボットブログ
      • マイコンへの電源供給まわりも参考にした
    • ショウのマイクロマウス制作-Part18 | アールティ　移動型ロボットブログ
    • 書き込み用ピン - P30
    • NUCLEO boardをST-Linkとして使う - P19
  • 書き込み時の出力(reset value)を気にしないと書き込むたびにマウスが走り出したりする
    • P287
    • https://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00031020-stm32f405-415-stm32f407-417-stm32f427-437-and-stm32f429-439-advanced-arm-based-32-bit-mcus-stmicroelectronics.pdf
• LED
  • 赤色チップＬＥＤ　［１６０８］　６２５ｎｍ　１２０度　ＯＳＨＲ１６０８　（２０個入）: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 青色チップＬＥＤ　［１６０８］　ＯＳＢＬ１６０８　（２０個入）: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 黄色チップＬＥＤ　［１６０８］　ＯＳＹＬ１６０８　（２０個入）: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
    • 黄色と青のカラフルな感じに出来たらいいな
• 電源
  • 低損失表面実装型三端子レギュレーター　３．３Ｖ８００ｍＡ　ＮＪＭ２８４５ＤＬ１－３３: 半導体(モジュール) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • ＰｃｈパワーＭＯＳＦＥＴ　６０Ｖ８Ａ　ＴＪ８Ｓ０６Ｍ３Ｌ: 半導体(モジュール) 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 板Pi:Coを参考
• スイッチ
  • 表面実装用タクトスイッチ　ＴＳ－０６１０４: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
• ブザー
  • 表面実装圧電サウンダ　ＰＫＭＣＳ０９０９Ｅ４０００－Ｒ１: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 板Pi:Co参考
• 水晶発振子
  • USB通信等クロックに高い精度が求められることをしないので今回は使用しない
  • クリスタル（水晶振動子）　８ＭＨｚ　（５個入）: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 表面実装型クリスタル（水晶発振子）　８ＭＨｚ　（５個入）: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
  • 表面実装型クリスタル（水晶発振子）　３２．７６８ｋＨｚ　（４個入）: パーツ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
• バッテリー
  • 300mAh
• フェライトビーズ
  • MZ1608-102Y Bourns Inc. | フィルタ | DigiKey
  • 参考: マイクロマウス研修(のり)[8]KiCAD部品表出力 | アールティ　移動型ロボットブログ

開発環境構築

• OpenOCD

  • 環境構築 – しゅうの自作マウス研修 part3 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • Lチカ – しゅうの自作マウス研修 part4 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • 環境構築とLチカ （STM32/Makefile/VSCode） – 元Web屋のマウス製作記 Part.15 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • STM32をVSCode & PlatformIO (C++) で開発する - いろいろつくるよ

• CubeIDE

  • マイクロマウス研修(のり)[15]STM32F446開発環境構築 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • マイクロマウス研修(のり)[16]STM32F446書込&デバッグ | アールティ　移動型ロボットブログ

• OpenCFDの設定ファイルは/usr/share/openocd/scriptsにある

  • OpenOCD + ST-LinkでFirmware書き込み - ryochack.blog

• 書き込み機の改造

  • stlink_usb.c:773 stlink_usb_init_mode(): target voltage may be too low for reliable debugging

走行距離計算が割り込み周期に依存している

現状、走行距離を走行速度 x 割り込み周期から求めている。そのため割り込み周期が伸びた際に走行距離が実際の走行距離より長くなってしまう。エンコーダからは車輪回転角を取得できるため回転角の変化量をそのまま走行距離に足し合わせることにする。

進行方向決定時に走行速度が遅くなる

迷路の区画ごとに一瞬速度が遅くなる。迷路サイズを32→16に変更したところ改善したためget_nexdirが怪しい。

壁センサのフレーム作成

壁センサのLED、フォトリフレクタがむき出しの状態のためちょっとしたことで向きがずれてしまう。3Dプリンタ等でフレームを作成したい。

ADC

壁センサや電圧監視の動作確認

壁制御

スラローム走行実装

機体サイズを決める

斜め走行、旋回動作を考慮した迷路内で走行可能な機体サイズを考える

回路ブロック図の作成

見落としがないように必要な回路と入出力の関係をブロック図にまとめる

回路パターン作成

• 基板外形設計
• 部品配置
• 配線

台形加速

超信地旋回

足立法を自力で実装

現状HM-StarterKitのサンプルをコピペしてきてるので改めて足立法を実装する

IMU

• ICM-20649データセット
  • https://product.tdk.com/system/files/dam/doc/product/sensor/mortion-inertial/imu/data_sheet/ds-000192-icm-20649-v1.1.pdf
  • MSB【Most Significant Bit】
  • LSB【Least Significant Bit】

ホイールベースを決める

目標加速度をもとに機体がひっくりかえらないホイールベースを求める

壁センサ割り込み

エンコーダ

• 5047の記事
  • マイクロマウスの磁気式エンコーダの設計をしてみる | Sora's Activity Record
  • AS5047P | ams
  • data sheet
• AS5055A Small size, low power rotary position sensor, hall sensor - ams | ams
  • 購入したエンコーダ
  • data sheet
• HM-Kitは5050
  • ハーフマウス研修　その13エンコーダの再選定 | アールティ　移動型ロボットブログ
• Magnet Selection Guide

変則四輪の調整方法を調べる

変則四輪は調整が必要と聞くが具体的にどんなものか調べる

PWM

• STM32でDCモータを回す – 元Web屋のマイクロマウス製作記 Part.18 | アールティ　移動型ロボットブログ
  • PWM周波数[Hz] = （クロックソース[Hz] / プリスケーラ） / カウンタピリオド
  • PWM(200kHz) = (16Mhz / 16) / 5
• AHB ClockはMAXまで上げて問題ない
  • 多少消費電流が増えるがバッテリが小さくなければOK
  • 16 MHz→168 MHz

機体設計

• ネジの選定
  • 鉄(三価クロメート) ＋低頭精密小ねじ(ラミクス) FX-0000E【ウィルコ-WILCO-】ねじ(ネジ)の通販・販売
  • ネジやボルトの必要最低長さ計算方法 | alumania INFORMATION
    • ネジの長さはネジ径x1.5なのでM2ネジ長さは3mm
• モータマウントの外形決め
• センサ配置検討
• 基板のおおよそのサイズ決定

Lチカ

ログ機能作成

速度制御のゲイン調整のため目標速度と実際の速度のログを残したい