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スペンサー(HO)にMP3V5のSLスケッチを入れてみたが その2 [ds-DCCデコーダ]

 その2です。今回、まだ解決していません。
(今回は、オシロの波形ばかりです)
 症状は、走行中リセットがかかったり、無音で走行(暴走したり)になったりします。
 なお、同じデコーダを使っているゴードンは全く問題ありません。
で、HOスペンサーのチェック開始です。
(1)まず集電不良を疑い、レールと車輪をきれいにしました。直りませんでした。
(2)音に対して、瞬間的に電気が足りなくなっているかもとのことで、トマランコンデンサを220uF*2→1000uFにしました。直りませんでした。
(3)モーターの負荷が高いかもと思って、SLのピストンとかにグリスを塗って動きを滑らかにしてみました。直りませんでした。
(4)集電かどうかの切り分けのため、集電を車輪からやるのをやめて、コマンドステーションから直にデコーダに入れてみました。直りませんでした。→これで、車輪による集電系は白です。
(5)スピーカーを松下の16Ω1W品→ブラックキューブ1個に変更してみました。音は変わりましたが、直りませんでした。
(6)スピーカー無しにしてみました。直りませんでした。→これより、スピーカー系は白です。
(7)モーターによる切り分けをしました。モーターを秋月の高品位12Vモーターにしてみました。直りました。→モーターが犯人です。
 でも、モーターを変えるのは無理です。同じ形をしているモーター持っていませんし、モーターにウォームギヤ入れるのなんてできませんし。
 ということで、確認です。モーターを接続しつつ、デコーダのモーター端子にオシロを当てて確認です。

モーターはコンデンサ103付きです。
re_DSC02076.jpg

まず、
(A)スペンサーモーターのもともとの状態です。(ノイズキャンセル用のコンデンサ(103)が付いています)。
矩形波の部分がモーターのPWM制御で、矩形波の後マイナスに大きく振れてその後プラスでへろへろとしていところがBEMF検知用にフリーになっている部分です。モーターに大きく負荷がかかっていると、フリーになった次の瞬間マイナスに大きく振れます。
mp3v5_mot_コンデンサあり.png

土曜日にDCC電子工作連合の方と飲み会で話していてい、「モーターのコンデンサはDCC化で外すべきかどうか?」という話をして、「ノイズ対策用で、滑らかに走るようになるわけではない。外す方が普通じゃないか。」とのことだったので、外してみました。ということで、
(B)スペンサーモーター、ノイズコンデンサ無し波形です。デコーダリセットは直りませんでした。
mp3v5_mot_コンデンサなし.png

なお、
(C)同じ部分を秋月の高品位モーターにすると、以下です。状態を似た形にするため、指でモーターシャフトをゆるく押さえて、負荷状態としています。
mp3v5_mot_コンデンサなし_秋月モーター.png

わかりづらいですが、(C)秋月モーターに比べて、(A)、(B)のスペンサーモーターはときどき、ショットノイズが見えます。
 このノイズが5Vラインを飛ばして、ATMEGA328にリセットをかけているに違いないと思って、次は5Vラインの確認です。
 今度はオシロのAch,Bchともに使います。
Bch(黄):モーター端子、Ach(赤):5V(スマイルコネクタ部分) です。
まずは、(D)スペンサーモータ
mp3v5_5Vスマイルコネクタ_コンデンサなし.png

次に(E)秋月モーター
mp3v5_5V_コンデンサなし_秋月モーター.png

一応、5Vラインにボソボソとショット系のノイズがどちらも乗っていますが、スペンサーモーターのほうが大きいです。

で、このボソボソ部分、回転を上げると増えるので、たぶんモーターの整流子のスイッチングノイズなんじゃないかなあと(素人考えに)思いました。こうなると、統計処理(波形を重ね書きして七色になる機能)のオシロが欲しくなります。

で、(F)スペンサーモーターのノイズ時の拡大です。
mp3v5_5Vスマイルコネクタ_コンデンサなし_拡大.png

(G)スペンサーモーターのノイズ時の拡大BEMF部分です。
mp3v5_5Vスマイルコネクタ_コンデンサなし_拡大_BEMF部分.png

参考に(H)秋月モーターの拡大はこんな感じで、ノイズがほとんどありません。
mp3v5_5V_コンデンサなし_秋月モーター_拡大.png

そういえば、ゴードンもそうでしたが、モーターに103コンデンサが付いている以外に、集電とモータ―の間にこんな基板が付いていました。(今は外して、モーターをデコーダ直結にしている)

re_DSC02091.jpg


re_DSC02092.jpg

・集電(+)→4.7Ω?(黄、紫、金、銀)→ポリスイッチ→モーター(+)
・集電(-)→4.7Ω?(黄、紫、金、銀)→モーター(-)
回路は上の流れになります。裏側にモーター(+)~(-)間にチップコンデンサが直列につながっているようなのもちょっと気になりますが。
 抵抗はテスターで測ると0.2Ωでした。色間違えたかなあ?
 この回路で、整流子のノイズが取れるんだろうか?ということで、今度はこの回路を通してモーターを回そうかなあとも思います。(今週末)
 か、なごでんの日記様から聞いているこちらですかね?(サージ対策)
 
 ネット調べたらこんな記事も見つけました。22uFのコンデンサもつなぐか?

 アドバイスお願いします。(優しく)
 
コメント(6) 

コメント 6

ラスカル

ありがとうございます。
名古屋電鉄です。

5vの小さい波はスイッチング電源なのでやむなしですが、
ノイズが影響しているということであれば、もうちょっとノイズ
が大きいかなと思ってました。
5V側には合わせて122μのコンデンサが乗っており、マイコンの裏側に
0.1μのパスコンも配置しています。
ただマイコンの裏側にモータドライバがあるのでマイコンのピンにノイズ
が乗って誤動作することないかなと気にしてます。

ポリスイッチの基板は、抵抗でなくインダクタじゃやないかな?
LCのLPFみたいなノイズ防止基板のように思います。
コレつけても同じですかね。

by ラスカル (2017-10-11 00:52) 

あやのすけ

オシロのCH間のCOMって共通なので、モーター端子と5V一緒に
みても大丈夫だっけ?
by あやのすけ (2017-10-11 01:17) 

やあさん

BEMFを切ったらどうですか?
速度検出値が吹っ飛んでオーバーフローとか、速度値がノイズに振られて過大になったりして暴走に見えるとか。

by やあさん (2017-10-11 05:00) 

twaydcc

モータでしたか。R6n+EL103ですが、千石でゲットした中古モータで試して快調なので、鉄コレTM-03に組み込んだら同じ現象です。12Vに47MFを付けてだいぶ改善しました。BEMFオフで大きな変化はありませんでした。これからBトレに組み込み開始しますが、予備の動力が有るので、コマンドステーション直結で波形を捕ってみます。

by twaydcc (2017-10-11 11:37) 

fujigaya2

いろいろコメントありがとうございます。
>インダクタ
ですね。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03962/
基板付けて、どうか試してみます。
>オシロのCH間のCOMって共通
鋭いですね。最初、COM共通を忘れて、モーターの+、-共につないでひどいことになったので、+だけ繋いでいます。一応、5V,12VのGNDは共通なので。モーター波形は目安ということで。
>BEMFを切ったらどうですか?
>BEMFオフで大きな変化はありませんでした。
現状のスケッチでは、BEMFオフでもBEMF制御自体はする仕様でモニター電圧自体を無視するだけの仕様なので、スケッチ直して確認しようと思います。

一番「LCのLPF基板」が効果を発揮してくれると嬉しいですね。
by fujigaya2 (2017-10-11 19:31) 

ラスカル

BEMFはデフォルトOFFなはずなのですが
cv57が0でもMOTOR_Sensor() で検出に行っていますね。
だからといってアナログ入力のピンなので影響ないと思うのですが
問題は異常値が入ったときの処理ですね。

ちょっと話はそれますが、鉄コレの動力はフライホイールの影響で
停止命令かけても物理的にしばらく回り続けますのでBEMFに大きく
影響します。
EM13を例にするとEM13はBEMFの効果度合い(CV57)がデフォルトで6なのですが、この状態のままですと、速度命令を0にしても止まらない(止まるまでに時間がかかる)事象が出ます。
この場合CV57を3ぐらいに変えると改善されます。
スペンサーはフライホイール車でないですよね?



by ラスカル (2017-10-12 00:43) 

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