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RoboCup Junior Soccer Lightweight 部門に参加したチーム。自作ESCによるBLDC(ブラシレスDCモーター)のダイレクトドライブ制御、およびベクトル演算を用いた連続性のあるボール追従軌道制御を実現した機体。2022年 日本ロボット学会(RSJ)賞受賞。
RoboCupJunior
STM32
BLDC
Eagle
Autodesk Fusion
概要
RoboCup Junior Soccer Lightweight部門に出場したチーム「Root41」のプロジェクト。2022年の全国大会において日本ロボット学会(RSJ)賞を受賞。また、開発段階から全設計データとプログラムをリアルタイムで公開するオープンな開発体制をとった。
BLDC(ブラシレスDCモーター)による自作足回り駆動
一般的なブラシ付きDCモーターが抱える騒音やコストの課題を解決するため、ドローン等に用いられる軽量・高効率・静音なBLDC(SunnySky V2806 400KV)を足回りに採用。
- 自作ESCの実装: 既製品のモータードライバに頼らず、DRV8332DKDとSTM32L010F4を組み合わせた駆動回路(ESC)を自作基板上に独自設計。
- 正弦波駆動と定速制御: 初期の矩形波駆動から、滑らかな正弦波駆動へと制御を高度化。さらに負荷変動時にも回転速度の低下を防ぐ定速制御を実装し、低速域から高速域まで安定した駆動を実現。
構成概略とUI設計
- CPU構成: メインにSTM32F446REを採用し、各センサーやモータードライバ側にSTM32L010F4やATmega328Pを分散配置するアーキテクチャとした。
- UI(ユーザーインターフェース): 16個のOLEDディスプレイ(SSD1316)と50個以上のRGB LED(WS2812B)を機体外周に配置。ロボットの内部ステータスを視覚化することで、人為的ミスの削減とデバッグ効率の向上を図った。