こんにちは。takepiyoです。今回はブラシレスモータを動かせるようにした後、pcからduty比をpublishすることで速度調整してみようと思います。
使用するモノ
- ブラシレスモータ:昔買ったキットについてきたやつです。単品でも売られていました。
https://www.amazon.co.jp/-/en/ARRIS-S2205-2300KV-Brushless-Racing/dp/B071V4VDJC/ref=sr_1_1?dchild=1&keywords=arris+s2205&qid=1605317243&sr=8-1 - esc:昔買ったキットについてきたやつです。単品でも売られていました。
https://www.amazon.co.jp/-/en/Brushless-Amplifier-170-330-Version-Assembly/dp/B01GJDUQIC/ref=sr_1_2?dchild=1&keywords=arris+esc&qid=1605317312&sr=8-2 リポバッテリー 4セル
電源用基盤
昔買ったキットについてきたやつです。リポバッテリーから5vを取り出すために使います。ドローンのフレーム 昔買ったキットについてきたやつです。単品でも売られていました。
https://www.amazon.co.jp/ARRIS-%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%82%B9-FPV250-250%E3%83%9F%E3%83%8B%E3%82%AF%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%89%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%A0FPV%E7%A9%BA%E6%92%AE%E6%A9%9F/dp/B00T8VQ0TC
はんだ付けして、組み立てて下の写真のようになりました。
escについて
escのデータシートが見つからないので、他の人のブログを参考に、周期10msのpwmを入力してみたら動きました。ブラシレスのescはデューティー比10%で初期化がかかるそうなので、mbed_init()でそのような初期化処理を行っています。
https://emb.macnica.co.jp/articles/3797/
http://l52secondary.blog.fc2.com/blog-entry-21.html
esc.cpp
#include "mbed.h"
#define PERIOD 10
#define MIN_DUTY 0.0 //暫定
#define MAX_DUTY 1.0 //暫定
// mbed variables
DigitalOut led1 = LED1;
PwmOut motor1(p21);
void init_mbed()
{
motor1.period_ms(PERIOD);
write_duty(0.1); //esc is initialized by 10% duty
wait_ms(1000);
}
void write_duty(float value)
{
if(value > MAX_DUTY){value = MAX_DUTY;}
if(value < MIN_DUTY){value = MIN_DUTY;}
motor1.write(value);
}
int main()
{
init_mbed();
while(1)
{
write_duty(0.2);
led2 = !led2;
}
}
pcから速度調整
pc側からデューティー比を調整するプログラムを作成しました。
esc_ros.cpp
#include "mbed.h"
#include <ros.h>
#include <geometry_msgs/Pose2D.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <std_msgs/Float32.h>
#include <std_msgs/UInt32.h>
#define PERIOD 10
#define MIN_DUTY 0.0 //Period 10ms
#define MAX_DUTY 1.0 //Period 10ms
// mbed variables
DigitalOut led1 = LED1;
DigitalOut led2 = LED2;
PwmOut motor1(p21);
// ros variables
ros::NodeHandle nh;
std_msgs::Float32 duty;
ros::Publisher pub("now_duty", &duty);
std_msgs::UInt32 cnt;
ros::Publisher chatter("chatter", &cnt);
void write_duty(float value)
{
if(value > MAX_DUTY){value = MAX_DUTY;}
if(value < MIN_DUTY){value = MIN_DUTY;}
motor1.write(value);
}
void update_duty(const std_msgs::Float32& input_duty)
{
write_duty(input_duty.data);
pub.publish(&input_duty);
chatter.publish(&cnt);
led1 = !led1;
cnt.data = cnt.data + 1;
}
ros::Subscriber<std_msgs::Float32> sub("input_duty", &update_duty);
void init_mbed()
{
motor1.period_ms(PERIOD);
write_duty(0.1); //esc is initialized by 10% duty
wait_ms(1000);
}
void init_ros()
{
nh.initNode();
nh.advertise(pub);
nh.subscribe(sub);
nh.advertise(chatter);
cnt.data = 0;
duty.data = 0.0;
}
int main()
{
init_ros();
init_mbed();
while(1)
{
nh.spinOnce();
wait_ms(10);
led2 = !led2;
}
}
コンパイル&書き込みを行い、mbedとシリアル通信を開始します。
roscore
rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyACM0 _baud:=921600
publishしてみます
rostopic pub -1 input_duty std_msgs/Float32 '0.2'
値を色々変えてみて、速度を調整することができました！
有効なduty比の範囲を調査
publishする値を小刻みに変えながら、上記のesc_ros.cppのMIN_DUTY, MAX_DUTYを決定します。
〜結果〜
MIN_DUTY: 0.11
MAX_DUTY: 0.21
ps3で速度調整してみる
https://qiita.com/srs/items/9114bb3c27a148e0b855
この記事を参考にさせていただき、joyスティックからduty_inputに値をpublishするノードを作製しました。
左スティックの縦の入力をduty比として使用します。
joy_state_publisher.cpp
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <sensor_msgs/Joy.h>
#include <std_msgs/Float32.h>
// geometry_msgs::Twist cmd_vel;
std_msgs::Float32 duty;
void joy_callback(const sensor_msgs::Joy& joy_msg)
{
duty.data = joy_msg.axes[1];
}
int main(int argc, char** argv)
{
ros::init(argc, argv, "joy_state_publisher");
ros::NodeHandle nh;
// ros::Publisher cmd_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("cmd_vel", 1000);
ros::Publisher cmd_pub = nh.advertise<std_msgs::Float32>("input_duty", 1000);
ros::Subscriber joy_sub = nh.subscribe("joy", 10, joy_callback);
ros::Rate loop_rate(10);
while (ros::ok())
{
cmd_pub.publish(duty);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
}
return 0;
}
launchファイルも作製しました。
joy.launch
<?xml version="1.0"?>
<launch>
<node name="joy_node" pkg="joy" type="joy_node"/>
<node name="joy_state_publisher" pkg="drone_mbed" type="joy_state_publisher"/>
<node pkg="rosserial_python" type="serial_node.py" name="serial_node">
<param name="port" value="/dev/ttyACM0"/>
<param name="baud" value="921600"/>
</node>
</launch>
CmakeLists.txtに追加
add_executable(joy_state_publisher src/joy_state_publisher.cpp)
target_link_libraries(joy_state_publisher
${catkin_LIBRARIES}
)
catkin build --this
roslaunch drone_mbed joy.launch
ps3コンで速度調節ができました！
mbedの方も少し変更を加えたので一応載せます。
joy.cpp
/*
* rosserial Publisher Example
* Prints "hello world!"
*/
#include "mbed.h"
#include <ros.h>
#include <geometry_msgs/Pose2D.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <std_msgs/Float32.h>
#include <std_msgs/UInt32.h>
#define PERIOD 10
#define MIN_DUTY 0.10 //Period 10ms
#define MAX_DUTY 0.21 //Period 10ms
// mbed variables
DigitalOut led1 = LED1;
DigitalOut led2 = LED2;
PwmOut motor1(p21);
// ros variables
ros::NodeHandle nh;
std_msgs::Float32 duty;
ros::Publisher pub("now_duty", &duty);
std_msgs::UInt32 cnt;
ros::Publisher chatter("chatter", &cnt);
void write_duty(std_msgs::Float32 input_duty)
{
input_duty.data = (MAX_DUTY - MIN_DUTY) * input_duty.data + MIN_DUTY;
motor1.write(input_duty.data);
pub.publish(&input_duty);
}
void update_duty(const std_msgs::Float32& input_duty)
{
write_duty(input_duty);
chatter.publish(&cnt);
led1 = !led1;
cnt.data = cnt.data + 1;
}
ros::Subscriber<std_msgs::Float32> sub("input_duty", &update_duty);
void init_mbed()
{
std_msgs::Float32 initial_duty;
initial_duty.data = 0.1;
motor1.period_ms(PERIOD);
write_duty(initial_duty); //esc is initialized by 10% duty
wait_ms(1000);
}
void init_ros()
{
nh.initNode();
nh.advertise(pub);
nh.subscribe(sub);
nh.advertise(chatter);
cnt.data = 0;
duty.data = 0.0;
}
int main()
{
init_ros();
init_mbed();
while(1)
{
nh.spinOnce();
wait_ms(1);
led2 = !led2;
}
return 0;
}
次回はxbeeと加速度センサを使えるようにします。
ここまで読んでいただきありがとうございました。