2011年7月20日水曜日

鉄道模型におけるBEMFの測定(マイコンを使用したシステム)

さて、前回に引き続き、鉄道模型におけるBEMFについて考察を続ける。今回は基板を製作し、実際にBEMFの測定を行なってみた。
処理の中枢はAtmel AVR MEGA328Pでトランジスタによるゲートドライブ回路を形成し、PチャンネルFETを駆動させている。またPCとの通信用にシリアル-USB変換ICを使用し、絶縁の為にフォトカプラを使用している。フォトカプラの選定、周辺回路の設計にミスにより通信速度は4800bpsと遅めである。

実際にデータを収集し、解析を行なう。注目していただきたいのは、○で囲った部分である。この部分はレールが勾配(坂道)になっている部分で、模型はその重量によって速度が落ちる。よってBEMFの電圧が下がっている部分である。

今回の結果より、BEMFが鉄道模型のモーター制御において利用可能であるということがより理解出来た訳であるが、その他の問題も多く出てきた。上記のグラフを見ても分かる様に、ノイズが非常に多い。マイコン上で平均化処理を行なっていても、値の変動は激しい。

鉄道模型におけるBEMFフィードバックについて
利点
①低速走行や坂道での一定速度走行が実現出来る。
②BEMFをそのまま車速として換算出来るので、実際の模型の速度基準で走行出来る。

欠点
①レールとモーターの接点が不良または不安定なので、ノイズが発生し易い。
②BEMF計測や処理に一定の時間がかかる。またヘッドライトや室内灯のちらつきの原因となる。

今後は実際にフィードバック制御を行い。その実用性を検証してみたい。

ご意見、ご感想があればお気軽にお問い合わせ下さい。またブログにて紹介しているコントローラの一部は店舗またはこだわり電車運転台ストアにて販売もしております。是非、ご検討ください。

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