【回転計測】RPMとHzの関係？KVとVの関係？？ブラシレスモータの回転数はセンサ無しで測れそうな。。【BLDC】

今更ながら。。ブラシレスモータの計測（笑）

ちょっと趣味で（笑）モータテストベンチを作ろうかな？と。。

こんなのを作って、トルクと、スラストを測れる機構をESP32で作ってて。。ESCもPWMで操作できるようなプログラムと、Windows側で読み取れるPythonとTkinterでGUIも作ってみてて。。

Open BLDC Motor Test Bench
とか誰か一緒にやらないかな？(笑)

てか部品代とか供給してくれたら
もうちっと作り込むんだが(笑)#esp32 #drone #testbench #measurement #モーター pic.twitter.com/TDUSxAZUZF

— Tetsuya Tominaga (@tom2rd) July 22, 2022

それで。。　反射型のフォトインタラプタも持ってるので、こんなのを作って計測してみたんですが。。。どうもうまく計測できない（笑）

ふと、回転数をセンサレスで測れないかな？って思って。。そういえば、前に発売されていたKV/RPMメータって。。ブラシレスモータの線の１線の電圧で測っていたなと。。　それで、ちょっとどんな制御で、どんな波形だったか？調べてみた。

ブラシレスモータのコントロールの基礎は、これ読むと良さそう。

https://jp.mathworks.com/solutions/power-electronics-control/bldc-motor-control.html

どんな波形かというと。。Matlabのシミュレーションの波形がわかりやすいかな？

PWMの周波数の断続になる。　Digikeyの資料もわかりやすい。。

ちなみに。。BLDCのESCの設計などは、TIの資料とか、STMの資料が参考になります。ただこのあたりの制御は、いろいろと進んでいるので、ESCによっては少し変わってくるかもしれませんが。。基本は、こんな波形がでるはず。

PWMの周波数は、数十kHz~　くらいを使っているみたいですが。。

PWM周波数を無視して、大きなうねりだけを計測すると。。（BLDC-ESC間の１線と、BATTマイナス間の電圧測定）

こんな感じで、矩形波が観測できる。

実際に測っている映像でみてみると。。

回転と周期が同期しているように見えますね。

関係を測定してみる。

440kVモータ　６セルLipo(最高25V）くらいなので、満充電で、最高では440✕25=11000rpmくらい回るモータとバッテリーの関係です。

手持ちの光学式タコメータ（持ってるんかぃ！）とオシロで測った周波数（繰り返し周期）を比べてみました。

１Hzは１秒間のサイクル数なので、１分のrpm（rotation per minuets）に変換すると、１Hz は60rpmになりますね。

120°だと思ってたけど。。どうもこれだと60°ごとの繰り返しなのかな？？

1.5kHzくらいでカットオフのローパスRCフィルタを入れると、まぁまぁ計測できそうですね。

ここで計算してみると。。

http://sim.okawa-denshi.jp/CRtool.php

R = 1.1kΩ
C = 0.1uF

くらいで、こんな特性になりそうなので、近い値のを入れてみる。

そして計測。

少しきれいな波形になりましたね。。

これくらいだと。。　ESP32でも直接読めそうな感じ

RCフィルタ　1k　100nF で、25Vmaxだとすると、8：1くらいの分圧で測れば良さそうかな？

今はここまで。。