OLD MAKERS

低重心の1号機はなんとか立ちましたが、安定して立てるまでにはなかなかならず、オーソドックスな背の高い形状にした場合はどうなのかが気になりだしました。
　廃材を利用してサクサクと一台組み立ててみました。

本体の工作です。その前に、３DCADで作成した最終図面を載せておきます。

構想は決まったのでつぎは部品選定です。トランスミッションはタミヤのダブルギヤボックスNO.168を、タイヤは同じくタミヤのナロータイヤセットNo.146とします。モータードライバーは前作と同じTA7291Pを、ジャイロセンサはL3GD20という３軸ジャイロセンサモジュールを秋月電子にて購入。
　本体は直径１３０㎜のアクリル板で作るつもりなので、ネットにて調達先を検索。ショップにとって値段が全く違うのに驚き。
「アクリルショップ・はざい屋」というところで格安の円板を発見。一枚４６０円なりです。
　http://www.hazaiya.co.jp
その他の小物は前回の残りと、ストックで間に合いそうです。
　さて、部品到着までに回路を検討しておかなければならない。ネット上から参考になる情報を集める。以下の２件が今回は有益であった。
「もうひとつの倒立振子（デジタル版｝」http://www.instructables.com/id/Another-Easier-Inverted-Pendulum-in-Japanese/?lang=ja
「CNCの自作とCNCで作る工作」http://kishiwada2.web.fc2.com/CNC/inverted_robot.html
結局、回路とプログラムはこの２件を参考というかほぼ丸写しさせてもらうことに。（感謝）

前作で自律走行については一応完成はした。次になにを作ってみようかと考えているが、ジャイロを使ってなにかできないかとネット検索してみると倒立振子というものが面白そうであ。手のひらに棒を立てて倒れないように左右に動かしてバランスをとるというものである。手のひらで考えるとその動きは三次元で難解な制御になるが、二つの車輪の上となると一軸の制御だけになり比較的簡単なことになる。
　昨今は大学や高専の制御工学の実習課題にもなっているようで、ネット上には沢山の情報がある。一応、自動制御を大学では研究課題としていた筆者ではあるが、そんなのは半世紀も前のことですっかり忘れている。文献をみながら運動方程式をいちから勉強してみたが、さっぱり理解できない。昔はよくこんなことをやっていたものであると自分で自分を感心することしきりである。
　気をとりなおして、理論が理解できなくてもモノはできると勇ましい理屈をつけて、モノの構想に入る。ネット上には車輪幅に比べて背の高いモノが多くみられる、背の高いほうがバランスはとり易いことは直感的に想像できるので、ここは一番背の低いモノを作ってやろうということになった、
　とりあえず、構想図を作ってみた。ついでながら作図には初めて３ＤＣＡＤ利用してみた。フリーソフトの「design spark」というものである。どうやら電気部品メーカーが提供しているソフトのようで機械設計にはネジから作図しなければならないのだが、細かいところはどうでもよいので全体の感じを見るために使ってみた。慣れるまでに丸一日かかったが、なんとか構想図はできあがった。こんなソフトがフリーで利用できるとはなんともすごい時代である。

改造ポイントであった速度アップ、カバー、プログラムの完成を行いました。速度アップは電池を倍に、カバーは透明な半球を追加。完成した姿です。

試運転の結果、色々と不具合が見つかりました。クローラーの回転方向の間違いぐらいは可愛いのですが、走行中に距離センサーが変な値を検知してしまいます。結局、センサーの高さが低すぎて地面の反射を拾っているようです。20㎜ほど高くすると改善されました。つぎにクローラーの速度が遅いのです、単三2本で2.8Vぐらいの元電圧ですが、モーター直前で1.8V程度の落ちています。調べてみると使っているモータードライバーTA7291Pの内部降下であることが判明、対策は電池を増やすことしかなさそうなので、当面はこのままにします。
ということで、一応の完成品の姿です。

車体もほぼ完成したので、制御基板を作ります。構想図はFritzingというフリーソフトを使って描いてみました。初めて使うソフトですが、Arduiono専用のソフトでなかなか使い易いです。

前照灯は光電素子を使って、暗くなると点灯するようにしてみました。
Arduino基板とLED、サーボモーター、超音波センサー以外は一つの基板にまとめて、Arduinoの上に取り付けるようにします。そのための基板も売っています。

前回までで、走行系、障害物センサーまではArduinoで制御できそうなことが判りました。こうなると、なにか動くものを作ってみたくなります。プログラミングのほうはしばらくお休みとして、なにを作ろうかと思案。やはり、クローラー系の車両が面白そうなので田宮模型のHPを物色。選んだのはアームクローラー工作セットというものです。