昇圧回路搭載

電源回路の見直しを行いました。

今まで500mAhのバッテリーで４つのモーターはduty比100%まで駆動可能、飛行も可能でした。但し、モーターを急に始動した時（例：静止状態から短時間でフル・スロットルにする）マイコンが正常動作できなくなり、暴走するという問題が起こっていました。これは２つの問題が関係しています。

１．正常動作を続けられない状況でマイコンを停止させていない

ESP32 IMU基板には低電圧検出(リセットIC)が付いていません。これはおそらく、USBケーブルでPCに接続しての使用を前提としているからではないかと思います。

ESP32のICおよびWROVERモジュールの方にもその機能はありません。バッテリによる電源を使う場合は、（他の多くのマイコンと同じように）電源電圧監視をして2.3Vを下回ったらENピンにlowレベルを入力して動作停止させることがデータシート(Figure 9 Reset Circuitの下)で推奨されています。

動作停止ではなくモーター出力ONのままマイコンが機能を停止（ロボットが暴走）することがあるのはおそらくこのためです。これは明らかな問題ですので、後日改造します。秋月で購入できるものとしてはＴＣＭ８０９Ｒ(2.63V)あるいはＲ３１１１Ｎ２１１Ａ(2.1V)が使えそうです。

２．電池を一時的に限界近くの領域で使用している

現在使用している500mAhのバッテリは、顕著な瞬間的な負荷以外は電圧を大きく低下させずに電流を供給可能です。一般的なロボットの設計上、バッテリー電圧が顕著に低下しないような負荷の範囲で使用するべきと考えています。しかし、今回は重量との兼ね合いもあり、妥協点を探しているところです。

あまり良い方法ではないかもしれませんが、マイコン用電源に昇圧回路を追加しました。基板上のシリーズレギュレータ(3.3V)に入力する前に一旦、より高い電圧(5V)まで昇圧します。これにより、モーターへの電流供給で電池電圧が(一時的に)３V以下まで低下しても、昇圧回路に必要な電流が供給できている限りマイコン側は正常動作を続けられます。

一時的な高負荷以外でも電池電圧が低い場合は早急に着陸して停止すべきですので、マイコンによる電池電圧監視も同時に行います。また、バッテリの過放電を防ぐ必要があるのでICによる電圧監視も併用します。（後で追加予定）

ESP32 IMU基板は動力系とマイコン電源が分かれていないので、まず基板上のパターンをカットしました。次いで、秋月の昇圧モジュール(AE-XCL101とAE-XCL102)を基板上に接着して配線しました。また、以前述べたように、基板上の電源スイッチは当ロボットの使い方では定格を超えるので、使わないようにバイパスしてあります。