迷走する倒立振子 |
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2015年 09月 25日
部品待ちの間に、プログラムをいじってみました。
せっかく距離センサーをつけているので、障害物との距離が近づけば停止、バック、右旋回ということにしてみました。 あちらこちらで頭をぶつけ、倒れても倒されても起き上がり、右往左往するうちに自分の行き場を見失うというかつての我が身を見ているようでなんだかせつなくなります。 (2015年9月)
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by kookymaverick
| 2015-09-25 10:58
| 倒立振子
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2015年 09月 18日
出来上がった前作の基板を検討してみると横方向を10㎜程度は詰めることが出来そうです。しかし横方向は車輪とモーター部分の制約があり、モーターはこれ以上短いものはなさそうなので車輪の選択にかかっていました。
日本橋の共立電子にてちょうど良い車輪を見つけてきました。「ウルトラライトホイール」というもので元来は模型飛行機の車輪用のようです。重さ1.8g、直径51㎜というものです。これならモーターシャフトに直接取り付けられそうです。 これを使うことにして、早速基板を検討してみます。仮組した基板と前作の基板を比較してみたところです。13.5㎜横幅が短くなりました。 この基板で完成させてみようと思います、モーターは前作では回転数200rpmを使ってうまくいきましたが、部品箱には40rpmのものしかありませんので取りあえずこれを使ってみます。 基盤にあわせてベースプレートを製作します。 モーターを瞬間接着剤にて取り付けます。ベースプレートの完成です。 倒立そのものは完璧で、左右旋回も問題なしですが、前後進では転倒してしまいます。やはり40rpmでは無理がありそうです。モーターを発注しなければなりません。AliExpressに発注です、3.78$/個(送料込)と安いので4個発注しておきます。また10日ほど待たなければなりません。 ところで部品箱にずいぶん前に製作したミニ倒立振子のスクラップ基板を発見、部品は一応揃っているというか、両面スルーホール基板では部品の取り外しができず、そのままになっていたもののようです。待っている間にこれを復活させようかと思案しています。ただ倒立させるだけでは芸がないのでなにか新しいアイデアをと思っています。 (2015年9月) ■
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by kookymaverick
| 2015-09-18 17:23
| 倒立振子
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2015年 09月 17日
車輪を交換してみました。柔らかくて幅の広い車輪にして走行面のグリップ力を上げてみようということです。きっかけはビニールレザーの机上と木製フロアーでは明らかに走行性が違い、ビニールレザーのほうが操縦性に勝ります。走行面とのグリップ力が影響しているのかもしれないと考え車輪を交換することに、結果はやはり柔らかいゴム製車輪のほうが操縦は容易になります。
車輪交換の副産物ですが、従来が車輪径35㎜だったのに対して、交換した車輪は30㎜と車高が2.5㎜下がったことで面白い動きをするようになりました。転倒した際に従来もたまに自動で起き上がることがあったのですが、車高を下げたことで転倒の際に機体下部の電池が地面に接触しその反動で機体が確実に起き上がってきます。転倒するたびに起き上がらせる面倒がなくなりました。 ということで、そのあたりを動画にしてみました。 (2015年9月) ■
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by kookymaverick
| 2015-09-17 12:52
| 倒立振子
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2015年 09月 13日
This page is my past records about self-balancing robot. My mother language is not English but I have summarized my past works by English for some people of foreigner ask me about my work. One day, I have found self-balancing robot from some web blog. It is very interesting for me. I immediately start to make it. Movie-1 is my first work. It is 130 mm diameter disc size. It was stood only few seconds but very impressed one for me. Movie-1 Movie-2 is the second machine, high gravity position is the temporary style of balancing robot. It was stand up longer period than first machine. Movie-2 Movie-3 is the third machine. It is constructed by geared-DC motors, MPU6050 gyro sensor and IR remote sensor. It stand up perfectly and move by IR remote control device. Movie-3 Movie-4 & Photo-1 is the improved machine of third one. Battery position moved to lower position and changed to nRF24L1 remote control module. The controller was changed to joystick controller. It was more stable and easy to control. I have satisfied it but I had not to seen overly small size self-balancing robot. I have decided to make next one is as small as possible. Movie-4 Movie-5 & Photo-2 is the palm-top size machine. It is 100mm wide and 130g weight. Movie-5 These are all of my developed machines. If you are interesting about these machines, please check other documents in this Blog. (2015/09) ■
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by kookymaverick
| 2015-09-13 17:02
| Arduino
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2015年 09月 08日
発注していたジャイロセンサーが到着しました、止まっていた試運転にとりかかります。
測距センサーは後にしてプログラムは前作を流用しますが、そのままでは前後進がうまくいかないようです。電池を最下部に移動したせいで重心がかなり低いのが原因のようです。速度変化だけでは走り出してくれません。機体を走り出しに傾けるようにプログラムに追加。再度の試運転です、走り出してはくれますが傾いたままでは加速が止まらず直ぐに転倒します。 そこでジョイスティックの動きにあわせて傾きをもとに戻すようにプログラムを修正しました,うまく動いてくれます。後は細かくチューニングをして一応の完成です。 測距センサーは障害物との距離10㎝で機体を後退させてみました、思いがけず機体は後退後、その反動で自然に起き上がってきます。これはこれで面白いです。 気になるのはモーターのトルク不足です、140rpmを選択しましたが、半分以下の回転数でも充分のようです、そうなればトルクは倍以上になるのでこの辺りが次回での課題です。 (2015年9月) ■
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by kookymaverick
| 2015-09-08 17:03
| ロボット
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2015年 09月 07日
部品待ちの間に測距センサーの試験をやっておきます。測距センサーは定番のSHARP製のGP2Y0A2YKを使います。本体に組み付けた様子です。ケーブルはコネクタを使わずに直結してあります。
距離計測のプログラムはごく簡単で以下の様なものです。 void setup(){ pinMode(0, OUTPUT); } void loop(){ int vout; int distance; vout = analogRead(0); distance = (6762/(vout-9))-4; } これを倒立振子プログラムに組み込んで試験のために距離10㎝で車輪が ストップするようにしてみます。動画のとおりうまく作動しているようです。 これで、リモコン運転中に障害物に近づけば停止するなり、バックするなり、 その場で転倒させることも出来るようになるはずです。 (2015年9月) ■
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by kookymaverick
| 2015-09-07 11:23
| 倒立振子
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2015年 09月 04日
機体が完成しました。重量は前作が134gでしたが、若干軽量になり126gでした。
3号機との比較です。ずいぶん小さくなりました機能的にはまったく同じです。 通電試験OK、とりあえず前作のプログラムを使って試運転というところでトラブルです。ジャイロセンサーの電源をショートさせてしまいMPU6050は敢無くオシャカです。ピンソケットに取り付けたMPU6050がグラつくので支えのステーを細工しているうちにショートしたようです。MPU6050をアリババに再発注です。しばらく試運転はおあずけになりました。 この間に測距センサーの試験でもして、倒立振子のプログラムにどう入れるのかを考えることにします。 (2015年9月
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by kookymaverick
| 2015-09-04 07:00
| 倒立振子
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2015年 09月 02日
コントロール基板の製作にかかります。使用する基板はサンハヤトのICB-88、47×72mmという基板が今回はピッタリサイズなのでこれを使用します。
いったん、すべての部品をCAD図面にしたがって仮置きしてみます。 ある程度がCAD図面の段階で配線の段取りは考慮してありますが、もう一度確認していきます。あわてて半田付けをすると後から大変なことになります。確認するのは、私の場合は電源とグランド配線は出来る限り単線で、しかも電源配線を優先したいのでそのように配線できるかを確認していきます。電源とグランド線を半田付け完了しました。後の信号線は被覆線で多少こみいった個所でも配線できる自信はあります。 配線作業のコツは一か所半田付けしたらテスターでその都度導通を確認していくことです。これで完成後の試運転での不具合がかなり少なくなります。今回は5V,3.3Vの回路になりますが、電源回路を完成させてこの部分だけで一旦試験してみます。つぎにマイコン回路を完成して、今回は13ピンにつないだLEDを点滅させてマイコン回路を試験します。つぎにMPU6050,nRF24L1というふうに個別に確認をとっていきます。面倒なようですが、完成後の不具合を検証する手間に較べるとはるかに楽です。 今回もマイコン回路が作動しない不具合発生、原因は今回削除したリセットボタンと同時に10K抵抗も削除してしまったのが原因と判明しました。 これですべての配線が完了しました。完成した基板を眺めていると、まだまだスペースに余裕がありそうです。頑張ればまだまだ小型化は出来そうですが、モーター周りの寸法をつめなければならないので今後の課題です。 (2015年9月)
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by kookymaverick
| 2015-09-02 16:03
| 倒立振子
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