BLDCの120°矩形波駆動

●自作ボード

　FPGAボードとして，Tang Nano 9K（Sipeed）を使っています．もともとNUCLEOボードが載っていたところに，Tang Nano 9Kを載せるために変換基板を作りました．ADCなど足りない機能も変換基板に載せています．

▲ADC

　ボリューム（もしくはカートのアクセル）の抵抗値を読み取るために，A-D変換ICとしてMCP3008（マイクロチップテクノロジー）を使っています．FPGAとADCとはSPIっぽいプロトコルでお話します．

▲スイッチ類

　ボードの余ったスペースには，プッシュ・スイッチ×4とトグル・スイッチ×3を載せました．

▲7セグ

　デバッグ用に，4桁7セグLEDを載せました．ボリュームの読み取り値や回転速度を切替表示できるようにしてあります．ワイルドなので，トランジスタも抵抗も入れずFPGAから直接駆動します．

▲DC-DCコンバータ

　Tang Nano 9Kへ供給する5Vを生成するために，BP5293-50（ローム）を使っています．電源はドライバ・ボード（緑）から12Vが供給されています．

●ドライバ・ボードはそのまま使う

　3相のHブリッジやゲート・ドライバICが載ったドライバ・ボード（緑）はそのまま使います．

　自作基板を通して，ホール・センサの信号をFPGAボードへ入力しています．

　やはり自作基板を通して，FPGAボードからゲート・ドライバICへ駆動信号を出力しています．

　アクセル開度（可変抵抗）を示すアナログ値は，自作基板上のADCに入力されます．これをAD変換した値をもとに，モータ駆動波形のDutyを変えています．

　BLDCの120°矩形波駆動は，ホール・センサ（3ビット）の現在値をもとに，6つのモードを切り替えることで行います．モードごとに，3相あるHブリッジの上側アームと下側アームのON/OFFの組み合わせが決まっています．詳細はFPGAマガジンNo.7に書いてあります．

●30分のエコランレースにも出走

　車体とモータ（コイルの巻き方は自由）はレギュレーション上，変更できませんが，ドライバ・ボードは自作もOKとなっています（今回は制御部のみ自作）．

　せっかくサーキットを走るので，レースカーっぽく広告も入れました．

差し当たって，完成！

●ドレミファ・インバータ？

PWM周波数は，あえて可聴域に設定しました．走っていると音でアクセル開度が分かるので，エコランでは結構都合がよかったです．

あいにくの雨でしたが，30分間走り切りました．

結果はこちら（No.29）

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