1. 自由研究


  1. 1、サッカーロボ
  2. 2、モーターを回す
  3. 3、移動させる
  4. 4、センサーをつける

1、サッカーロボ(H8/3069を使う) 

  ロボットに近いものを作ってみます。搬送ロボットなどを考えてみます。移動はタイヤ、目的のところへ移動する、障害物を避ける、なんかマイクロマウスみたいなもの。そこまで高度でなくても、単に障害物を認識する、スピードの調節をする、など出来ればいいなと思います。
ロボット本体は何か既存品をベースにして使いたいところですので、小学生が授業で使ったサッカーロボをベースにします(6年生の教材で「はくぶん」が提供しているようです)。・・・・と考えたのですが、移動距離測定が必要であることに気づきました。センサーをつけるのは厄介、ですので、最小限にするために、3軸加速度センサー(DesignWave 2008年5月号付録)を使ってみます。
ロボットというと冷たい感じがするものですから、ここでは心の温かいロボットを目指します。
車輪用DCモータ 詳細不明 推定で定格電流(500mA) 電圧3V 2個
車輪モータ制御 PWM(双方向回転) 2ch
キック用DCモータ 詳細不明 推定で定格電流(1.5A) 電圧3V 1個
キックモータ制御 DC制御(一方向回転)2ch
加速度センサー3軸 1個
インターフェース(無線(未定))LAN 1個
CPUH8/3069 1個
サッカーロボ

キック用モーターは小学生が組み立てるようになっていて、モーターの実験用になっています。そのためか、効率がすごく悪いですね。写真奥の方にはH8とその下にモータードライバが実装されています。

・2008年3月6日(書き始め)

2、モーターを回す

H8マイコンで車輪用モーター(2個)を制御します。またH8のD/Aコンバータでキック速度を制御します。

・AKI-H8/3069LANボードのH8マイコンからPWM信号を出力し、Hブリッジ(トラ技付録2008.3月号のD級アンプはオーディオ用なので不向き)のモータードライバでDCモータを制御します。LAN経由UDPでコマンドをPCから送り実験します。右左、前進後退、スピード調整。移動距離はまだわかりません。モーターにエンコーダーが付いてませんから。Hブリッジ回路ですが、PWM信号がDuty50%でニュートラル(モーター停止)になります。
・キック用モーターは、 一方向回転とし、トランジスタ1段でドライブする。・・・と考えたのですが、1.5Aも流すのが怖いので、まずは電源直結で実験です。

(1)UDPパケットでモータ制御コマンドを送る
必要なコマンドは  たとえば下表の通りで、[モータ選択][PWMカウント数(PWMのDuty指定)]と行います。
モーター選択 右、左、両方指定コマンド :mR, :mL ,:mB
PWMカウント数0〜400*** (***3桁数字を文字列で)
モーターON,OFF ON, OFFコマンド :ON, :OF
PWM周波数を40KHz程で動かしたいので、φ20MHz/40KHz=500カウントでPWM周期になるように設定すればよさそうです。上記のコマンド表でPWMカウント数を200で停止、>200で後退(バック)、<200で前進するようにします。
たとえば右モータを停止させる場合のコマンドは ":mR200"となります。連続でのコマンド送信にも対応させます。

(2)PWM信号を作る。
PWM信号の確認。オシロスコープやテスターがほしいですが、無い場合は、ちょっと困ってます。
右及び左モータ用PWM信号はそれぞれTIOCA0端子、TIOCA1端子としました。
センサーが付いてないので移動距離指定コマンドは後々実装します。サーボになっていないのでPWMの設定だけでは左右車輪のスピードを合わせられないことがわかりました。やっぱり サーボが必要ですね。

(3)HブリッジのDCモータードライバ
モータの定格電流(不明)を超えないように、まず300mA程度で動かしてみます。 MESを使う場合の注意点などは
こちらを参照ください

 

・2008年3月8日(書始め)

3、移動させる

本体を移動させます。ジョイスティックのような制御できる操作盤がほしいところですが、ここでは、パソコン上にVB(express 2005)でUDPパケットを送りテストプログラムを作りました。右、左旋回、前進(高速、中速、低速)、後進(バック)、キックモータON,OFFなどの動作ができます。とりあえず、時間を管理(VBプログラムのタイマーで)して動作をプログラミングしてみます。
単なるリモコン(ワイヤレスがほしい、コードが長いのは問題)のように見えてしまい、ロボットと呼ぶにはまだ早いようです。とりあえず動かします。

サッカーロボ 写真クリックで動画が見られます。

・2008年3月8日(書始め)

4、センサーをつける

加速度センサーをつけてみます。

直線、進路変更、加速、減速停止、バックがどのようにできるのか、確認します。

・2008年3月8日(書始め)


完成目標