プラロボホンの改造その７
2017年5月1日
5月15日改訂
今回はプラロボホンにモーターを付けて動かしてみました。
以前にロビクルにプラロボホンを載せて内蔵したた赤外線コントローラーでロビクルを操作したことがありますが今回はロボホン自体にモーターを内蔵させて動かしてみます。
モーターはロボホンの足の部分に内蔵させます。
内蔵するのはギアーボックスモーターでギアが付属していて毎分40回転します。(減速比1:278)
これを左右の足にひとつづつ付けてそれぞれのモーターを個別に制御します。
取り付けたタイヤは外径18mmのオモチャの車のものを使用しました。
タイヤが足の底から2mm程はみ出すようにプラロボホンに取り付けます。
これによりタイヤと地面が接触してタイヤの回転で前後に進みます。
ギアーボックスモーターを右足の甲に組み込んだ状態です。
上が前でかかとの前の部分に組み込んでいます。
靴と結合する支柱は一番前の支柱を残して２本の支柱を撤去しています
ギアボックスモーターの長さは足の甲のパーツの幅より長いため外側をくり抜いています。
このまま靴に納めることができます。
なお靴はシャフトが当たる部分はカットしておきます。
ギアボックスモーターの長さが靴の内法より少し長いので押し込む事によりネジ留めしなくても外れなくなります。
足の甲の横回転によりタイヤが上に上がるのを防ぐためある程度の角度以上に回転しないよう消しゴムを切ってストッパーを作ります。
あまり角度をつけすぎると不安定になるので高さを調整して下さい。
調整できたら底面を両面テープで靴に固定します。
モーターを動かすためにモータードライバーが必要です。
TA7291Pというモータードライバーを使いました。
このモータードライバーには入力端子が２つあってHIGHとLOWの組み合わせでモーターを正転/逆転/停止する事ができます。
ロビのLED基板の出力を直接モータードライバーにつないでも動作しませんでした。
そこでトランジスターで増幅しました。
回路図を下記に示します。
上の回路図は右足用で左足用にこれと同じものがもう一組必要です。
電源はロビのマイコンボードのシリアルバス(I2C)から取ります。
上の回路図ではLEDボードから取っていますがシリアルバスは共通なのでどこのコネクターから取っても構いません。
LED基板の右目の出力端子のG(緑)とB(青)の信号線をトランジスターで増幅したものをモータードライバーの入力(5PIN,6PIN)につなぎます。
なおトランジスターは手持ちのNPN型の物を使いましたがPNP型でも可能だと思います。(回路図の変更が必要)
また抵抗の値は計算で求めたものではなく手持ちのものを適当につないでますのでちゃんと計算して最適な物を使用してください。
モータードライバーの出力(2PIN,10PIN)をモーターにつなぎます。
モーターの取り付け方向により進む方向が違ってきますのでモーターの極性は実際に動かしてみて合わせてください。
モータードライバーは脚に入れます。
支柱が一本邪魔になるので撤去します。(小さいモータードライバーを使った場合は支柱はそのままでも構いません)
今回は増幅用のトランジスターを外付けにしましたが余った隙間に入れることができると思います。
ロビのプログラムで動かす場合はロビの目の色を変える事でモーターを制御する事ができます。
G(緑)をHIGHにしてB(青)をLOWにするとモーターは前進方向に回転します。
G(緑)をLOWにしてB(青)をHIGHにするとモーターは後進方向に回転します。
G(緑)とB(青)の両方をLOWまたはHIGHにするとモーターは停止します。
赤や黒の場合はG(緑)とB(青)の両方共LOWG(緑)をLOWとなります。
ロビモーションエディターやロビモーションシミュレーターを使えば目の色を変えるロビのプログラムを作成することができます。
なおロビモーションシミュレーターでは左右違う色には設定できません。
またメモ帳と等でロビのプログラムのポーズデータを直接変更して目の色を変えることができます。
左目を緑にするにはモータションデータの66番目を0x00ffにします。
左目を青にするにはモータションデータの67番目を0x00ffにします。
左目を赤にするにはモータションデータの65番目を0x00ffにします。
右目を緑にするにはモータションデータの69番目を0x00ffにします。
右目を青にするにはモータションデータの70番目を0x00ffにします。
右目を赤にするにはモータションデータの68番目を0x00ffにします。
参考のためいくつかの簡単なプログラムを作成しました。下記のURLよりダウンロードしてください。
robi_motor.zip
実際に動かしている動画です。
今回手持ちのモータードライバーを使いましたが、探せばLED基板の出力で制御できるものもあるかも知れません。
またTA7291Pはパッケージ自体が大きいので小さいみのを使えばもっと楽に実装できるかも知れません
今回行った作業はハンダ付けによる作業が含まれ配線を間違えるとロビのマイコンボードの破損を伴いますのであくまでも自己責任という事でお願いします。
使用しているパーツを変えてみました。
モータードライバーはTA8080Kというものを使いました。
TA7291Pに比べて便数が少なく配線がしやすいと思います。
また目のLEDの出力をAQW214AXというフォトモスリレーを使いました。
表面実装タイプなのでハンダ付けが少し厄介です。(DIPタイプのものもありますが安く入手できたのでこちらにしました)
回路図を下記に示します。
このフォトモスリレーでモータードライバーの入力をGNDにする事によってモーターの制御をします。
このモータードライバーは入力がオープンの場合、HIGHレベルとして扱われるようなのでのHIGHレベルの接続は不要です。
ロビの両目のLEDのカソード(+)側は共通なようなのでどちらかの信号線が構いません。
なお信号線に1KΩの抵抗を付けていますがこの値が小さかったり直接入力しても動くようですが目のLEDが点灯しなくなったり暗くなったりします。
またあまり大きいとフォトモスリレーに流れる電流が小さくなりリレーが働くなくなりますのでその場合は抵抗値が小さいものに変えてください。
車輪を3Dプリンターで作成しましたました。
参考に3Dデータを下記のURLアップしました。
robi_wheel.zip
ホイールの半径は8.0mm、幅4.0mm(タイヤに入れる部分)です。タイヤに合わせて調整してください。
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