配線

　ロボットが大きくなると当然配線も長くなり、また電源線に流れる電流も大きくなる。DSR8801クラスになると、通常で5A、瞬間的には10Aを超える電流が流れることもある（ここでいう電流は、平均電流ではなくパルス電流のピーク値をいう）。そうなってくると、ケーブルでの電圧低下が無視できなくなってくる。実際鉄人3号では1Vを超える電圧降下が観測された。こうなってくると当然トルクは小さくなり、発振の原因にもなる。また、電源線と信号線はＧＮＤが共通のため、最悪モーションコントローラが壊れる（実際壊しました）。そこで、配線に関してもまじめに検討を行った。
　まずは、何種類かのケーブルについて特性を調べてみた。まずケーブルに5Aの電流を流し、そのときの電圧降下からケーブルの抵抗値を求めた。その結果より鉄人３号で必要とされる50cm×2（往復）のケーブルでの電圧降下を算出した。
　
　

	導電部断面積	導電部太さ	抵抗	電圧降下 50cm×2
	導電部断面積	導電部太さ	抵抗	5A	10A	25A
K社サーボケーブル	0.13mm²?	0.4mm?	170Ω/km	0.85V	1.7V	4.3V
H社サーボケーブル	0.24mm²?	0.55mm?	65Ω/km	0.33V	0.65V	1.6V
JR社サーボケーブル	0.24mm²?	0.55mm?	65Ω/km	0.33V	0.65V	1.6V
AWG22	0.3mm²	0.6mm	40Ω/km	0.20V	0.40V	1V
AWG20(スズメッキ)	0.5mm²	0.8mm	24Ω/km	0.12V	0.24V	0.6V
AWG16(スズメッキ)	1.3mm²	1.3mm	14Ω/km	0.07V	0.14V	0.35V
AWG14(スズメッキ)	2.1mm²	1.6mm	10Ω/km	0.05V	0.10V	0.25V

※AWGとは：アメリカのケーブル規格。日本でも良く使われる。数字が小さいほど太くて抵抗が少ない。

　この結果より、ケーブルによっては電圧降下が無視できないオーダーであることが明らかになった。
　以上のことを踏まえ、電源線を検討した。また、以下の理由より中継基板を作成し、信号線と電力線のGNDを分離・絶縁した。
　　・コントローラや電源からの配線数が少なくて済む（５サーボで８本）
　　・サーボ間の電流を平均化し、電圧降下を抑える
　　・信号線と電力線を絶縁することにより、コントローラへのノイズの混入を防ぐ（コントローラを保護する）
　また、中継基板には信号線にコントローラ保護用の抵抗を入れた。

　中継基板は１枚で４あるいは５つのサーボがつながる。電源から中継基板までの電源線には５サーボ分の電流が流れるので、そのことを考慮し、例え25A流れても電圧降下が0.25VのAWG14のケーブルで配線を行うこととした。ただし、導電部が太ければ全体の外形も太くなる。そこで、皮膜の薄いテフロン皮膜のケーブルを使用することにした。
　


左からテフロン皮膜AWG14、ビニール皮膜AWG22、JR社、H社、K社	中継基板