2012年01月13日

今年もあけまして

しばらく放置で年があけてしまいました。
本年もよろしくお願いします。
さほど更新がないのに、毎日30前後のアクセスがあり、有難い限りです。

それとJMCR全国大会に参加された方々、お疲れ様でした。
ゆっくり自宅でUst見てました。

予選で何台も同タイムがあったり、決勝コースレイアウトになると途端にダメになったりと、波乱も多い大会で面白かったです。
各校で落ちるポイントとか落ち方が一緒するのは、まぁそんなもんだなーと思いますが、やっぱり短時間で解決するのは難しそうです…。練習でできないことはできないってジンクスも聞きますし。

後は女子生徒の参加者も例年より多いような気がしなくも…?

そういえば山形大会とか見に行こうかなーと思ったのですが、大学祭とバッティングしていたために行けず…。
去年のGW前に母校の先生とお会いしたっきりですね…。夏休みにも行ったのですが、その時は生徒だけしかいなかったですよ…。



やべぇ、最近書いてないから文章にまとめる能力が確実に落ちているぞ…。
とりあえず箇条書きにしてみます。
・受験を支援してあげた後輩が、私と同じ大学の同学科にに入学が決まった。
つくばチャレンジに、ヒューマノイドロボットで参加する羽目になり、プログラムをほぼ1人で担当していた。(と言っても、どっちに移動するかのデータを受け取って、ロボットにコマンドを送る部分のプログラムしか書いてませんが…)
・↑に関連して、先輩が作ったIMU通信モジュールの手直しをすることになってしまった。ちなみにIMUはこれ。
滝田技研株式会社様からサンプルでマイコンを頂いた。(ロボット競技に使用、参加予定)


とか何とかやっています。
しばらくマイコンカーには触れずにいます。コースを広げるのが大変と言うか難しいのが8割の原因を締めますが、単に行動力が下がっているという点も否めず。

去年1年で、なんとなくロボットへのアプローチ方法の選択肢が増えたような気がします。ですがまぁそれを活用して自分のものに出来るかどうかは別として…。
そういう意味でも、今年はもうちょっと積極的に行きたいなぁ。
posted by Tmk at 23:25 | Comment(0) | TrackBack(0) | MCR・活動記録

2011年10月30日

リチウムポリマー電池をバラす

最近はそれなりに忙しい(はず)のですが、顕著に結果が目立つようなものが無いので微妙なところです。

ちなみに、仙台であった知能ロボコンには参加してきました。
参加機体はこの機体です。
気まぐれで応募し、周りには2日前ぐらいに参加をバラし、強行日程で行って来ました。(夜行バス往復)
初参加の仙台の大会で、なかなか良いマシンたくさんあった中、無事にチャレンジコース1位をいただくことが出来ました。(結果はこちら
試走場所では照明の関係でカラーセンサが不調だったのですが、本番はしっかり動いてくれて一安心です。

応援していただいた方々、協力していただいた方々、本当にありがとうございました。
ちなみに今後は、大学ニュースへの掲載、地元イベントの展示と、第4回先端ものづくりチャレンジin習志野(2011/12/11)でのデモ走行をさせて頂く予定になっています。
当日は知能ロボコンのチャレンジコースも開催する予定なので、是非参加をよろしくお願いします。
大学サイトに大会翌日に掲載されてた! 先生にも学校側にも言って無かったのになぜ…?

※当日の写真、動画をお持ちの方、良ければ動画と写真を頂きたいです。
私達のチームでは全然撮影出来なかったので…
特に私達の動画をいただければと思っています。
YouTube等へのUp等でも構いませんので、ぜひ頂きたいです。
よろしくお願いします。




先日、使用不可のリチウムポリマー電池を処分する際、「ついでだからバラしてみようか」と思い立ちまして、バラしてみた次第です。

リチウム系電池は、性能が高い分扱いを間違うと発火し、火災の原因となる可能性があります。
電池の処分も含め、一切の責任は使用者にありますので、安全を確認して行なってください。


バラすのはLAB503759(株式会社エイ・ティバッテリー(A&TB) 既に解散
CIMG0781.JPG


ハイペリオン 2100mAh(詳細はわかりません…)
CIMG0782.JPG

の2つ。どちらも完全放電済みで、しばらく塩水づけしておいたものです。
まずはA&TBのやつ。
パッケージを破るとこんな感じです。表面の四角い跡は、透明シールでした。
CIMG0783.JPG

CIMG0784.JPG

その透明シールをはがすとこんな感じ。
CIMG0786.JPG

更にもう少し…(途中で手が荒れてきてるような感じだったんで、写真では手袋つけてます)
CIMG0787.JPG

パッケージ破るとガスの匂いが臭いです。
破る前に触った感じ、膨らんでいる感触はなかったのですが…。

電池なので、こんな感じに積層されています。
CIMG0792.JPG
電極が1つしか出ていないですが、実は引きちぎってしまいました…。

そして、くるくるっと全部開いてみました。
CIMG0795.JPG

どうやら、半分にたたんだものをくるくる巻いてあるって感じです。
CIMG0796.JPG

黒いのは負極のカーボン系統の素材っぽい。結構ボロボロ崩れやすい。
光って見えるのがリチウム系素材かな?



対してハイペリオンの電池の方も。
塩水が入り込んで、極の素材が錆びてる感じです。
CIMG0797.JPG
A&TBのやつと違い、もう1重にビニールパッケージングしていました。

それを破ると… この見た目もA&TBのやつと違う。
CIMG0798.JPG

何となく積層度合いも違うし、極の素材が1枚1枚ばらばらになってるらしく、それらがまとめられて外部に電極として出ているみたいです。
CIMG0800.JPG
CIMG0803.JPG

全部広げるとこんな感じ。
絶縁体のビニールが、さっきのA&TBのと比べてもっと薄いような感じがする。
ちらっと見えますが、全部は開ききれなかったので途中で半分にしています。
なので全長は140cmってかんじです。
CIMG0810.JPG


こんな感じで、電池は高度な技術のもとに成り立っています。
高いCのものは、その物理的な密度も大きいですが、中ではこんなにしっかり詰まってるんですね…。
posted by Tmk at 20:44 | Comment(0) | TrackBack(0) | MCR以外

2011年09月27日

エンコーダの回路

Portescapのジャンクモータを扱ってた店が秋葉原にあって、エンコーダが搭載されているもののほとんどのモータが外部回路がついていないものでした。↓
CIMG0706.JPG
※詳しい所在は先輩のブログ見てください。

ちなみに↓みたいなモータもありますが、なんかタコジェネか何からしいので注意してください。
この間見に行ったら、ほとんどこのモータだった。
CIMG0714.JPG

これは、RE12(pdf)とか、EX15(pdf)とか、OME-Nモデル(pdf)とかのように、LEDとフォトトランジスタしか搭載されてないエンコーダと同じような仕組みになっていると考えられます。


RE12に似た見た目のRE12Dは過去に書きましたが分解したことがあります。
DSCF2019.JPG
コンパレータを利用した回路みたいです。

また、ジャンクのPortescapモータを先輩が購入した際、回路がむき出しだけど正常に使用できるものをがありました。
CIMG0709.JPG
こういうの。これもコンパレータを使用していました。

こちらの回路はさっきのRE12Dより大きくて、簡単に解析できそうです。
ということでこれを解析。自作してみました。
CIMG0711.JPG
これで無事波形も出ましたよ。

回路図はこちら
※以下の図面のコンパレータ出力からクロスしているところは「・(ドット)」がつく交点です。
その部分だけ未修正ですのでご注意お願いします!(11/10/01)

enc.JPG

一部不可解な部分もありますが、まぁ理解できなくもない回路です。
コンパレータへの入力の−側に約0.05V程度の入力で、プラス側にフォトトランジスタからの入力、p-p値で0.8V程度の振幅があります。

コンパレータのプラス電源は、電源からLEDのカソードを介して接続されてました。

ちょっと部品数ありますが、こんな感じで使えるみたいですよ。


そんな事言いながら、私のマシンに積んでいるRE12エンコーダは、適当に大きな抵抗をフォトトランジスタにつけて、74HC14を通してるだけです。ONとOFFのデューティー比がキレイじゃないのですが、200パルスあるのでそんなに影響ないかなという淡い期待を抱きつつ使ってます。(100パルスと200パルスは値段変わらなかったです。)立ち上がりだけカウントすれば影響は実質無いし。
posted by Tmk at 00:16 | Comment(2) | TrackBack(0) | MCR・活動記録

2011年09月26日

エンコーダを使う

ロータリーエンコーダは、マイコンカーのみならずロボットの制御によく使うデバイスです。
よくマイコンカーに使われるモデルはOME-Aモデル(pdf)RE12D(pdf)ですね。
どっちもロータリーエンコーダのプログラム解説マニュアルに掲載されてるモデルです。
私は高校の時からRE12Dを使ってます。それなりな入手性に小型でいい感じ。

また、マイクロマウス界を中心に、MTL(マイクロテックラボラトリ)のエンコーダがよく使用されてます。
ここのエンコーダは最小Φ7.5のMES-6-P(5V電源の場合 3.2VでΦ5もあり)からラインナップがあります。
ただ、1万円ちょいするという話だったので、そのぐらい投資できるなら選択肢に入るかなって感じです。


なんだかんだ行ってもエンコーダは値段が高め。
安いのを探すと、(擬似)正弦波のものがちらほら見受けられます。(同じメーカの似たようなタイプなら半分近く安くなることも)
例えば、RE12(pdf)とか、EX15(pdf)とか、OME-Nモデル(pdf)とか。

RE12とEX15は1相のみなので、マイコンカーの速度検出には使えますが、関節角度制御にはちょっと使えません。
またこれらの製品は、LEDとフォトトランジスタのペアが入ってるだけで、それをマイコンが読める波形にするために外部に回路を作らなくてはいけません。
大抵推奨回路のとおりに作るわけですが、矩形波に直す回路は大抵書いてないです。
※矩形波に直す回路は、次の記事で




最近、マイクロマウス界で注目されているのは、「マグネチックロータリーエンコーダ」と呼ばれるエンコーダ。
磁気式のエンコーダは随分前から存在しました。
CIMG0715.JPG
こんなのですよね。(日本電産サーボDMN29 これとほぼ同じ種類

これの発展形がマグネチックロータリーエンコーダです。私も研究室で取り扱っています。
図で表すとこんな感じ(AS5030のデータシートより)
menc.JPG

普通の磁石をICの上部で回転させると、エンコーダとして使うことができます。
中にホールICが4つ入っていて、それがN極とS極を検出しているみたいです。

磁石などの機械的な部分は自分で作る必要がありますが、精度よく作れば光学式より安価で軽量なエンコーダを作ることが出来ます。分解能も十分に取れます。(ICにもよりますが、8bit(256パルス)〜あります。)出力はシリアル通信やPWMでの出力に対応しています。
入手性は微妙ですが、マルツでセミナーをやっていたらしく、取り扱いがあります。

テクノフロンティアで聞いたのですが、こういった製品は日本で開発しているメーカは少ないです。
あるとしても、企業内で使用などを秘密にしている場合が多く、簡単に利用できるデバイスは海外製品がほとんどらしいですよ。


今回この記事を書いたのは、次の記事につなげる記事にするって意味で。
日付変わったら次の記事出します。
posted by Tmk at 22:51 | Comment(0) | TrackBack(0) | MCR・活動記録

2011年09月11日

試作機の紹介

ブラウザフリーズして書きなおし…。これほど落ち込むことはないよ…。

今回は↓のマシンの紹介です。
DSCF4412.JPG

マシン名 TR-17Li
全長 520mm
ホイールベース 160mm
全幅 170mm
重量 約1kg

マイコン SH7125(秋月)
駆動系 高校生指定モータ 後輪1輪1個 合計2個
    ギア比80:8 タイヤ径51mm 幅30mm
ステアリング K&S KS180モータLS ギア比50:1
センサ アナログセンサ基板TypeS
    ジャイロセンサ、加速度センサ、ポテンショメータ
その他 キャラクタ液晶、電源電圧監視、USBシリアル通信機能(バスパワーでプログラムダウンロード可能)




作った当初の写真は↓
SBSH0301.JPG

こんな感じで、4WDでした。
駆動部分にも1輪1個K&SのKS180モータLSを使用していました。
が、ギアを組んで無負荷でまわしても常時1A、失速状態(タイヤスピードがない時、即ちタイヤを手でロックさせた時)は10Aと、異常に電流を食うモータです。
…というのを、マシンの完成後に知りまして、そこまでとは考えてなかったので、しばらくはPWM60%以上は出せなかったです。

で、異常にカーブ粘らないで飛んでいくなと思ってたら、なんと坂道の設計を20度で設計するというアホなことをやらかしたことに、だいぶ後になって気づいてしまいました。
そのため、現在は坂道をガン無視して改造されています。

ステアリングモータは2回、駆動モータに至っては4回も種類が変更されています。こんなに手間をかけるつもりはなかったんだけれど。



車体は全て3mmのA2017アルミ板で作られています。

ステアリング部分は、長野工業さんのステアリング部分を参考にして作った覚えがあります。(製作は去年の春先です)

CIMG0341.JPG

手持ちの部品で作れるように適当に設計したため、スペーサに無理をかけていたり、あんまりよろしくない組み付け方をしていたりといった部分が見られます。

ステアリング歯車は全て協育歯車です。
黒いギアはポリアセギアですが、白いタイプのポリアセギアと違って、フラットではありません。
そのため、アルミの車体の方に溝を掘って、ギアの形に合わせています。これでギアを無理なく車体に取り付けられます。↓の写真でその様子がわかるでしょうか?
CIMG0343.JPG

ちなみ先端には、最終段から42枚歯を通してギアを組み、なるべくポテンショメータ替わりのボリウムの分解能を挙げています。結構ギリギリだったはず。

上の写真の裏がこんな感じ。
その場の思いつきと勢いで作ったから、あんまり頭よくない設計。簡単にネジが取れるように、更に言えば部品点数を少なく、シンプルにすべき。
CIMG0344.JPG




回路の方は、センサ基板はTypeSのを使っていますが、メインの基板は自作です。

DSCF4389.JPG

3chのモータードライバをはじめ、ロータリーディップスイッチ、フルカラーLED、ブザー等
上に書いたように、バカみたいに電流を食うモータを使用していたこともあって、後付コンデンサがひどい事になっています… FETドライバの上の無理やりつけたコンデンサとかね、もうね。
マイコンの下にも、ところ狭しとコンデンサが犇めき合ってキモチワルイことになってます。
それでもあの強烈なモータには勝てませんでした…
質の悪いリチウムポリマーでも勝てない感じ。ちょっと容量多めの質のいいリチウムポリマーで何とか走れる程度。

microSDスロットが付いてますが、ピン数不足のため使ってません。
LEDかスイッチを殺しちゃえばたぶん回路組めますけど…
SH7125は性能がいいけれど、今までのマイコンカー基板の気分で設計すると、ちょっとピン数が足りない。
ロータリーディップスイッチ取って、EEP-ROMとプッシュスイッチ幾つか乗っければ、それでパラメータ調整できたよねこれ…。SDに足りないのは2本ぐらいだったような気がする。そのぐらいすぐに用意できそうな気がするんだけれど。

液晶に表示されてるのはバッテリーの電圧です。
この時はUSBバスパワーでマイコンを動かしてるので、バッテリー電圧は0Vとなっています。


ハンダ付けはあんまりうまくない。
CIMG0333.JPG


やり直す度に汚くなっていくUSBシリアル変換IC うん、下手くそ。
CIMG0337.JPG


まだスマートでシンプルだったときの回路。ここからだんだんと悪化していったのです。
SBSH0290.jpg


載せ忘れましたが、エンコーダは矩形波出力ではなく、擬似正弦波出力のものです。(安かったからってだけ)
そのため、矩形波に波形を補正する回路が必要です。私はインチキコレクタ接地回路を作りました。
なんでそんな回路なのか、全然わかりません。というか覚えてません。たぶん適当にググったんでしょう。(悪い見本なんで見習わないで…)
本来なら、ちゃんとコンパレータなりを使って回路を組むべきだと思います。

ジャイロセンサは使ってみたかったんですが、積分したときにうまく角度にならなくてしばらく放置。
最近改めてその問題に挑もうとしたら、ありえないほど出力がふらついて使いものにならない値しか帰ってこなくなりました…。何らかのダメージがジャイロセンサに加わってしまったんだろうか…勿体無い…。




そういえば、横須賀大会の時に周りをきょろきょろ眺めてたら、「ジャイロがジャイロがー」って言ってる人がいて、「へぇ、ジャイロ使ってる人いるんだ」って思ってたら、ジャイロの動作確かめるのに車体を左右に平行移動させて動作を確認してた。
うーん、それジャイロで検出させる動きじゃないからー!って突っ込もうかと思ったけれど、調整する姿が幸せそうだったので見て見ぬふりをしました。

一応言うと、車体自体の前進後進する力は加速度センサで。
それに関係なく、マシンが自転する角速度を測るのにジャイロセンサを使います。
調べればいくらでも出てくるので、そのへんは興味に合わせて調べてみてください。
この辺の動画がわかりやすい。








そんなこんなで、それほど悪くはないステアリングになったのでアナログトレースも思ったより楽に制御できます。
はっきり言うと、現行のBardiaよりプログラムは頭が良いので、システムの完成度としてはこちらのほうが上です。プログラムの完成度とするとBardiaの方ですが。

新しいメインマシンを作っていないので、実験として作る程度ですが…。

SBSH0263.JPG

ギアヘッドを使わないステアリングを作ったのは、真面目に次に作るマシンは、自分でギアを組もうと思っているから。
ちなみにステアリングに使うモータはRE16でもRE-maxでもないです。他の人と同じだと面白くないし。
posted by Tmk at 07:49 | Comment(0) | TrackBack(0) | MCR・活動記録