shirakabaのブログ一覧

梅雨の合間で、富士山は久しぶりだが、山頂の木の枝を伐採。展望がよくなり富士山がよく見える。オリンピックにあわせたのだろうか。



今年の初トンボ。小型だが、ヤンマっぽい。たぶんクロサナエ。






2019年の台風で冠水した駅前駐車場だが、2年がかかりで脇の川幅が拡張され、かなり広くなった。さすが行政。

青い9gの小型サーボ(SG90)は、PWM方式なのですが、1つ400円と安く、友人から紹介され何年か前から使っている。ネットのArduinoの記事では定番になっていますね。
中身は、極小のモータ、ポテンショメータ（可変抵抗）、回路基板にICが一つ、プラスチックギアが綺麗に詰まっています。こういうのは日本では作れないのでしょうね。この極小のモータは携帯電話のバイブレーション向けかなと思っています。

ところでこの小型サーボでもハンチング現象は起きています。どうしたものか！

強力サーボモータ（RS405CB）の震え(ハンチング現象）はサーボの設定の変更で収まったのだが、このサーボにはハンチング現象抑制の設定がありません。

ありうる対策は：
(1)サーボへの負荷を減らす：軽くしてモーメントが大きくならないように。まあ、構造的に限界はあります。
(2)サーボのガタを無くす：輪ゴムや、コイルスプリングで引っ張ります。でも輪ゴムは時間が経つと切れてしまいます。コイルスプリングも良いのですが、サーボの変動角度を大きくすると、スプリングの張力が大きくなりすぎて負荷が相当なものになります。結果、サーボの寿命を縮めて修理の手間が増えます。
(3)新品に変えてみる。昨年は振動していなかったようなので、負荷で短期にサーボが劣化したのかもしれない。

で、究極の選択は、強力なモータを使うことです。しかしながら、SG90並に小さくて強力なものはあるのだろうか....

というわけで注意していたところ、MG92Bというのを発見<写真左>。
基本、SG90と大きさが同じで高さが4mmほど伸びている、フランジから、サーボホーンの先端までの長さが同じ。SG90向けの設計を大きく変えなくても取り付けられるのが嬉しい。トルクが3.3kg cmとSG90のおよそ倍になっている。値段も重さも倍ですが。...サーボホーンはSG90のものは使えず、サーボホーンの上に1.4mmほど出っ張りがある！
私の場合はこのサーボに交換して、ハンチング現象は解決しました。

MG92Bの名前は、*M*etal *G*earで、sg*9*0の2倍(2B)、かも（笑)

サーボモータ（RS405CB）の震え(ハンチング現象）を抑えようと、サーボの設定を弄っています。

ハンチング現象関連のこのサーボの設定（以下の名前がどこまで汎用的かはわかりません）と私の解釈は：
(1) ダンパー：振動を収束させる度合い
(2) コンプライアンスマージン：サーボが位置の修正を始める誤差。「変更されないことを推奨します」と注意書きが!これが大きくすると位置精度が悪くなると思われる。大きくすれば、小さな振動は起きなくなるだろう。
(3)コンプライアンススロープ：位置的誤差の大きさと回復力の比例定数。
(4)パンチ：サーボが位置の修正を始める時の最小のパワー。大きすぎると振動の原因になる。

たどり着いた調整値は（こうした記事は見当たらなかったので参考までに）、
(1) ダンパー　16（初期設定）から90へ。これ以上大きいと電流が多くなり発熱する。私の場合、ハンチング現象はこれだけでは収まらなかった。
(2) コンプライアンスマージン：初期設定のままの1(0.1度）。例えば、3にすると、サーボが動き出す時には、大きくずれるまでは何もおきないが、その後いきなり反応するので、ピクンという動きになってしまった。
(3)パンチ：弱くしてオーバランしないように。パンチを1300(初期設定）から200へ変更した。対応してコンプライアンススロープを変更しないと。
(4) コンプライアンススロープ:代わりに、コンプライアンススロープをやや急に20して、目標から大きく離れた時はすぐ戻るようにする

結果、振動はおさまり、振動が始まっても短時間で収束できるようになりました。これらの値はこの環境だから有効ということ。だから、環境が変わるとまた振動しだすかもしれません。

ところで、このサーボはハンチング関連のパラメータを設定できたが、安い小型サーボ<写真>はどうしたものか！（当然、パラメータの変更などはあり得ません（笑い））

新緑の城山湖へ。高尾山から遊歩道（散策路）が続く。今の時期、新緑がとても綺麗。野いちご（蛇苺）もある。もちろん、桜の季節、紅葉の季節などもよいのですが、高尾山ほど行きません。実際、城山湖の周囲の山を回って2時間程度。尾根伝いに道があって、アップダウンがかなりある。ここに階段が整備されているのですが、階段のステップの高低差が相当あるので（普通の2倍くらい）、相当歩きづらい。特に降りは。超有名観光地高尾山と背景の東京都と相模原市の違いかも（笑）。
総じて、そこそこの運動になります。でも山というレベルではありません。

特記すべきことは、この湖には、揚水ダムがあり、水位が大きく（20-30m)変わり、危険なので、フェンスが張り巡らされている。そして、フェンスの開門時間が9am-5pm（4-9月）ということ。
時間を過ぎると、城山湖を一周できなくなって、引き返さなければならない。
これはかなりのプレッシャーl。特に半日コースはゆっくりした気分にならない。

ところで鳥が2種類ほど目視できた。一羽は全体が茶色で、目の周りが白い。これはガビチョウ。いきなり、崖の草むらから飛び出してきた。もう一羽はヒヨドリ。

ここのところサーボモーターの周辺がガタガタ震えるというハンチング現象にハマっています。サーボが、荷重の慣性やギアのガタでオーバーシュートし、それを戻そうとサーボが逆方向に制御し、結果、全体が共鳴し、振動し、最終的に発振してしまうわけです。ヒトも膝がカクカク震えることがあるが似た現象かもしれません。

ハンチング現象対策として、ソフトや電気的なシステムなど確認し、ガタを無くすスペサーや歪みの調整など簡単にやれそうなことはやったのですが、たいした効果はなかったというわけです。

ハンチング現象を起こしているサーボは、ずいぶん前に入手した、トルクの大きいサーボ　双葉のRS405CB。
トルクは48.0 [kg･cm]でPWM方式でお手軽に使っていますが、このサーボはデジタル通信でコマンドを送る方式も実装されています。しかし、電気的な接続もマニュアルも面倒そうなので無視していました。

そこで、今まで避けていたサーボのコマンド制御に手をつけようかと(汗）。（わかりにくい書き方だが）マニュアルを見ると、ハンチング現象の解消のためにいろいろサーボの特性を変化する設定があるではないか! さらにPC(Windows)から設定を変えるGUIベースのツールもある。

もっとも、現在、「デジタルサーボ」はプロポなどを使ってこうした各種設定できるものがあり、ネットにもわずかだが、記事があって、それによれば効果があるという。

これで震えが止まれば、双葉さん、お見事ということになる。