かわロボ 380モーター動作確認

Mei

やっぱりアンプの性能比較まではたどり着けていないです。
申し訳ございません。

380モーター(4045)の特性測定

各種アンプの動作比較を実施する前に家に転がっていた380モーターの動作について下記の項目を確認します。

  • 無負荷時の回転数、電流値

  • ストール電流

実験環境

実験環境

  • 電源装置1：KIKUSUI PAN35-10A 主電源として使用 出力電流値と電流計で測定した電流値で差があることは確認済み(電流計の方が値が大きい)。バッテリー使用時と比較したいため電流計測値は電流計の方を採用する。

  • 電源装置2：KIKUSUI PMC-18-2A 電流計用の電源として使用

  • 電流計：ARCELI 電流計として使用。モーター駆動電圧が9Vを超えないと電源が入らなかったため電源装置2が必要になった。安かったから選定

  • モーター：マブチ RS-380PH-4045 軸に回転数測定用のカラーを接続している。さほど無負荷時回転数に影響はないと思っている。

  • タコメーター：FOCUSMART FMTDT2234C 安かったから選定

無負荷時の回転数、電流値

モーターに負荷を与えていない状態での回転数はKV値×印可している電圧でおおよその値を求めることができます。
380モーターは定格6Vを印可している場合、12500rpmで回転するため、KV値は約2100rpmといえます。
無負荷時の電流値についてはよく知らないのでただただ計測してみます。仕様上は、6Vで0.56Aとなっています。

測定結果

$$
\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline
印可電圧[V] & 回転数(理論値)[rpm] & 回転数[rpm] & 電流値[A] \\ \hline\hline
6 & 12500 & 11900 & 0.44 \\ \hline
9 & 18750 & 18300 & 0.55 \\ \hline
12 & 25000 & 24700 & 0.61 \\ \hline
14.4 & 30000 & 30100 & 0.68 \\ \hline
\end{array}
$$

14.4V印可時の電流値
14.4V印可時の回転数

上記より、回転数の方はおおむね仕様通りの値であることが確認できました。
無負荷時電流の方はやっぱりよくわからん。

ストール電流値

380モーターのストール電流値は6V印可時に18.0Aが定格値です。つまり1V印可すると3.0A程度電流が流れます。PAN35-10Aはその名の通り10Aまでしか電流を流すことができないので、3.3V程度までしか電圧を印可することができません。
ひとまず定電流で5Aと10A電流を流してみて、それ以降はかわロボの電装系を使用してストール電流を測ってみます。ひとまずアンプはモーター一発程度のストール電流では燃えないと信じてQuicRUNを使用。

測定結果(電源装置使用)

$$
\begin{array}{|c|c|} \hline
印可電圧[V] & ストール電流値[A] \\ \hline\hline
1.49 & 5 \\ \hline
3.19 & 10 \\ \hline
\end{array}
$$


電流値を5Aに設定した際


電流値を10Aに設定した際

測定結果 電装系 2セル

検証風景
満充電したのに7Vしか出てない…
ストール結果

ジーフォース GFG102を使用してモーターをストールさせてみると、出力電圧は5.6Vまで低下したうえで、16.3 A程度の電流が流れていた。
思ったより電圧降下の幅が大きい…

測定結果 電装系4セル

とりあえず4セルつないでみたらQuicRUNが起動しなかった。
QuicRUNのピンでバッテリー種別をNiMHに変更したら起動したので実験(その後バッテリーを再充電したらまた起動しなくなった。2セルだと動作するので致命的に死んではいない模様。誰かQuicRUNで4セルの安定駆動方法をご教授ください……)
QuicRUNおよび、MC340CRは一定値より高い電圧をかけると電圧チェックで動作しないことを教えていただきました。
実際にやってみたところ、13.4～13.5より高い電圧では動作しないことが確認できました(NiMH設定時)

撮影に失敗したやつ 35A 10.7Vが読み取れる
2回目の撮影　30Aしか流れなくなっている…
3回目 26Aまで減少

モーターがそれなりにホカホカになっていたので下記のような事象が発生し、電流が流れなくなっていたと考えられる。

  1. 35Aも流れることにより、モーター内部のコイルが発熱する。

  2. 配線が発熱すると、電気抵抗値が増加する。

  3. 抵抗値が増加しているため、電流が流れなくなる。

ブレブレで申し訳ないですが、10.7Vで35A程度の電流が流れていました。前回の記事では、14.4V電圧を印可し45Aぐらい電流が流れると記載しておりましたが、バッテリーの電圧低下が思ったよりも大きかったため45Aも流れてはいませんでした。

終わりに

ちょっとQuicRUNとの対話および、情報収集が足りておらず4セル駆動ができなかったため、アンプの性能比較までたどり着きませんでした……
本 当 に 申 し 訳 な い(某映画の博士風に)

今回実験してみて、バッテリーが思ったより電圧降下が起きるなということを理解しました。
次回こそはアンプの性能比較をしたいのですが、よく考えてみるとどんな性能比較をすればいいのか迷子になってきました。(電流計が1秒に1回ぐらいしか数値更新されないので瞬間的な電流値等の測定が不可のため、比較しても電源装置で14.4Vとかかけてるのと大差ないのではというような感じです。)

一応プロポとアンプの設定を行った際のエンドポイント差異を下にまとめておきます。
対象として、10JプロポのCH1を使用し、スティックを右に倒した場合を正転、左に倒した場合を逆転としています。
スティックを限界まで倒した状態でエンドポイントの値を変化させ、アンプの出力中を示すLEDの色が変化するポイントもしくは点灯しっぱなしになるポイントを基準とします。

リバース設定は全部ノーマル側です。
回転方向としては、モーターの赤印がついている方を、MC402CRの場合はオレンジ色の配線へ、それ以外の2つは黄色の配線につないでいます。

確認結果

$$
\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline
 & MC402CR & MC340CR & QuicRUN 1060 \\ \hline\hline
正転側 & 82 & 73 & 77 \\ \hline
逆転側 & 85 & 78 & 94 \\ \hline
正転側回転方向 & CW & CW & CCW
\end{array}
$$

上記確認をした結果、MC340CRはQuicRUNを双葉のプロポの設定に合わせるようなソフトウェア調整が行われているようです。
また、MC402CRに比べ、MC340CRはエンドポイントの値が小さいです。そのためMC340CRを使用する際、MC402CR使用時と同じようにスティックを倒すと実際の出力的には高出力となります。
さらに、QuicRUNの方では、正転と逆転のエンドポイント値に差があるため、ちゃんと調整してやらないと左右で脚の速度が異なるというケースが発生するかもしれません。




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