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MPU-6050(GY-521)


加速度センサとジャイロセンサ(角度センサ)の組み合わせの6軸センサのMPU-6050。
GY-521はそのままarduinoに挿してI2Cが使える便利ものでとってもメジャー。



いざ使おうとするとよく軸の向きがわからなくなるので、メモ。

GY-521_2019043011125116a.png

手元の製品をarduinoに接続して調べました。
基盤のメーカーによって違ったりするかも?
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かいなで号トレーサー


部屋の整理がひと段落したことで何年もやりたいと思っていたことを消化するシリーズ。
誰でも作れてごく標準的なれど拡張性もあり、なおかつ本格的なロボットをカタチにしたいと思っていましたが、これを少しずつやっていきます。




第一弾は「かいなで号トレーサー(仮称)」。どこにでもあるごく普通のライントレーサー です。
他との違いは、なるべく入手性がよい材料を、なるべく低価格で。飽きても組み替えて使えるよう材料の標準性も担保します。

基盤は流行りのマイクロビットもよいですが、機器との接続や一般性を考えるとやはりアルディーノ系がベスト。
中でもモータドライバがお得なスタディーノを選んでみました。
筐体はカムロボもよいですが、もう少しコストダウンできる方法を選んでみました。




th_IMG_1947.jpg
かいなでトレーサーの完成イメージ。

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裏側イメージ。




<材料(値段はネット価格)>
・アーテック Studuino (スタディーノ) 153100 2,640円(ヨドバシ.com) 1枚
・Arduino用 ライントラッキングセンサー(Line Tracking Sensor for Arduino) 650円(秋月) 2個
・タミヤ 楽しい工作シリーズ No.157 ユニバーサルプレート 2枚セット (70157) ¥501(ヨドバシ.com)
・タミヤ 楽しい工作シリーズ No.144 ボールキャスター 2セット入 (70144) ¥293(ヨドバシ.com)
・楽しい工作シリーズ ユニバーサルアームセット [70143] 372円(ヨドバシ.com)
・タミヤ 楽しい工作シリーズ No.168 ダブルギヤボックス 左右独立4速タイプ (70168) ¥ 596(アマゾン)
・タミヤ 楽しい工作シリーズ No.145 ナロータイヤセット 58mm径 (70145) ¥390(ヨドバシ.com)
・電池ホルダー 単4x4本 150円(秋月)
・その他、ネジ、コネクタ類

だいぶ安く抑えましたが、全部買うと結局7000円ぐらいしてしまいます・・・
2セット入っているものもあるので、それを1セットで考えると5700円ぐらい。
さらに値段を下げるならセンサを1つ減らしてテーブルから落ちないロボットにするという手もあります。
が、材料のクオリティはこれくらいにとどめておくと、出来上がったものは拡張性のある本格的なものになるので、
パッケージングされた教材に比べて大人も子供も満足できるものになるのではないかと思います。




作り方。
①ギアボックスを組み立て、タイヤを取り付ける。
②プレートの一部を切り欠き、プレートにギアボックスを取り付ける。左側モーターがM1、右がM2。
③ボールキャスターを組み立て、プレートに取り付ける。
④スタディーノをプレートに取り付ける。その際、アームセット付属のスペーサーを使う。
⑤センサをプレートに取り付ける。アームセット付属のスペーサーを使う。左センサがA4、右センサがA5
⑥スタディーノ用スクラッチでプログラムを入れる。
⑦一旦完成。
 あとはプログラムや設定を調整したり、ハードを調整したりする。

と、ここまで完璧なようですが、DCモーター用のコネクタの自作という大問題は残したままです。
コネクタは入手可能ですが、カシメ工具がちょっと高価で、工具のためだけに数千円が飛んでいくという落とし穴。
少しコストアップしますが、コネクタ付きの線を買って使用するという手もあるにはあります。

ライントレーサー 2
(プログラム例。)




調整のコツ。
解説すると左右のモーターの回転速度があっていない時は、モーターの速さ設定のところでPWM的に投入する電圧を調整できます。また秋月のライントレースセンサーはデジタルのHigh/Low信号で、スタディーノのアナログポートでは0or98前後で数値が入ってきますので、50を閾値にしています。
センサの位置やその他プレートに設置したすべてのものについて、好きな位置に自由に変更できます。
センサの物理的な位置が地面まで遠すぎる場合がありますが、ワッシャを噛ませて調整できます。





できあがりの試走。まずはゆっくり。




<課題点>
・DCモーター用になにか抵抗などは入れる必要がないかどうか。ノイズキラーコンデンサが別途必要かどうか。
 基本的にはそのままでいきたいが、焦げる匂いがちょっと出ちゃう。
・電池ホルダの組み付けが輪ゴム。ねじ止めの方がかっこいい。




これで300円ぐらいのジャイロセンサを取り付ければプログラムをがんばるだけで倒立振子もできるはすなので、
次はそちらもがんばってみようかと思います。

テーマ : 自然科学
ジャンル : 学問・文化・芸術

第22回ロボットグランプリ

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第22回ロボットグランプリに中3中1チームでスカベンジャービギナークラスに出場してきました。

小中学生にとってはむちゃくちゃ面白い大会ですがいつも参加者が少なめでロボットスポーツの穴場です。
今回の会場はギャラクシティ。明るくて通りすがりのギャラリーもふらりと立ち寄れる、かなり恵まれたロケーションです。
大会会場(ホワイトあとりえ)がガラスで隔てられたテーブル盛りだくさんの教室(ものづくりガレージ)と隣り合っていて、二足系の小規模のロボット大会にも持ってこいの会場だと思います♩
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前回出場したのは2年前。小5時代のムスコとの親子コンビでの20回大会でした。
今回は娘2名でエントリーしましたが他の発表会が重なったという事で妹が出られず、中1息子が代打となりました。



他のイベントなどもあり、1週間前にようやく組み立て開始。
21日の休日に各自のロボットのベースが完成。
2500円かけて作った自宅フィールドで練習を開始しました。

とはいえ中学生ともなるとなかなか練習してくれず、親としてはやきもき。
特に練習で数回試しただけでうまくできてしまった時はロボットスポーツとしては最悪のケース。
当人にとっては「もう完璧!」という印象になってしまいますが、逆に当日起こりうる数多あるトラブルの可能性は山積みのまま潜伏した状態になるわけで、当日トラブルに見舞われて悔しい思いをするのが目に見えています。
目に見えていますが当人たちは完璧と思っているので追加の練習をなかなかしてくれないという。
もし練習してくれたとしても、前日や直前にあわてて調整や改修に走り、時間切れになるというのも目に見えています。

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(材木代2500円もかけてつくった特設フィールド)



前日の夕方からようやく本腰が入ります。(遅い・・・)
ハサミロボ担当の中3はグリップなどを微調整。最後の最後でギアボックスが空回りする可能性があることに気づいた後、それを修正することのめんどうくささに絶望し、「うう、パパおねがい・・・」という言葉を残して就寝してしまいました。
トラック担当の中1は夜になってからピンポン球をゴールに入れる際に弾みでゴール外にこぼれ出る可能性に気づき、バウンドを防ぐ機構を試行錯誤し始めました。養生テープでピラピラをつけるとピンポン球の暴れを防ぐことができることに気づき、美しく滑らかなボールの排出を何度も確認し、こちらは大満足のうちに就寝できました。
中3分のギアボックスを分解して微調整して寝ました。



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当日の会場で少しでも練習できるかと思いましたが、練習エリアは使えず。リニューアル機体ではほぼぶっつけ本番での挑戦となります。
ロボットグランプリのスカベンジャー競技は、2トライ制で、合計得点により4位までが決勝トーナメント進出となります。
シード2チームは決勝進出が決まっているため、総計2位までに入れば安全圏。厳しいですが総チーム数は6チームなので、チャンスは十分にあります。
以前出場した時はあと一歩のところで決勝進出ならずでしたので今回はなんとしてもリベンジしたく、予選突破が目標です。



1トライ目。
直前の練習チャンスにも中3はちょっと缶をつかんだ程度であとはひたすらスマホいぢり。
そんな状況で試合に臨んだわけですが、案の定さっぱり缶がつかめず。
ピンポン球担当の中1のフォローでなんとか缶を入れたものの、練習よりもひどい内容で、パーフェクトには遠く及ばず。
一方、他のチームは着々とパーフェクトもしくはそれに近いスコアを出しています。

ここでようやく火がついて微調整&練習開始。
こうならないように1回でも多く事前練習してほしかったのですが、若い人にはそれがわからんのです。


2トライ目。
開始直前にフィールドのアイテム配置を見ながら、姉弟で入念な作戦会議。
今度は中3が目を見張るような活躍をし、早々に缶とペットボトルの回収を終了。弟のピンポン玉改修も手伝うほどでした。
ピンポン玉の回収時に1個だけフィールドの外に出てしまいましたが、たっぷりと時間を残らせての準パーフェクトを達成。
最高記録を更新できました。んーでも予選突破はちょっと厳しいかなというところで午前の予選会が終わりました。



お昼を済ませて午後になってから結果発表。
なんと4位で予選突破となりました。しかも3位と4位の点数差が大きい、ギリギリの4位です。
パーフェクトペースだった上位がシードチームも兼ねていたおかげで、なんとか滑り込めたようです。
俄然やる気が出てきます。



中3はハサミのグリップをさらにチューニング。
中1のトラックもボールに乗り上げる不具合をストローとテープで補正。

決勝トーナメントの準決勝の相手は、パーフェクト達成の格上チームです。
フィールドも若干変更となり、ピンポン玉の数が20個から30個に増えています。
中3中1は今までになく真剣な作戦会議。それぞれ1試合ごとに明らかに練度に成長が見られます。
相手チームの実力が勝つか、中3中1の伸びしろがそれを上回るか。



いざ準決勝。
中3はコードが絡まるなどのトラブルで時間をとられ、中1のトラックも十分な活躍ができていない様子。
一方の相手チームは明らかにペースが早く、パーフェクトペースで試合を進めます。
結果、中3中1はピンポン球を10個近く残して終了。
パーフェクトペースだった相手は・・・トラックにピンポン球を残していました。
ギアボックスのトラブルだそうで、ゴールに入れることがうまくできなかったそうです。
中3中1チームの辛勝。悲願の入賞決定です!
(前の晩に夜なべしてギアボックスを調整しといてよかったです・・・)



もう思い残すことはない決勝戦。ですがあわよくば優勝を狙いたくもなってきます。
中3中1の右肩上がりの実力アップが、今度こそ相手の実力に追いつけるか。
コードの絡まりもなく、今度こそ目をみはる活躍を見せる中3。
中1もほぼ完璧かつスムーズな動きでピンポン球をさばいていきます。
自分のタスクを早々に終えた中3はピンポン球の回収に回ります。
ゴール前に2個ピンポン球が見えていたのでそれを回収するかと思いきや、後ろに下がって別のピンポン球の回収に行ってしまいました。
たしかに事前の作戦では、離れたピンポン球の回収を優先しろと伝えましたが、今はここで2個回収してしまうのが時短には上策。でもそこまで融通を利かせるには練習不足だし、中3が臨機応変な作戦変更ができないのを予見して方向転換の前にゴール前優先を先に促しておくことができなかったのもセコンドの私の経験不足。5秒以上の余裕を持ってピンポン玉をゴールに運ぶ中1。ここも私が相手のフィールドの点数を目算して、あと1個多く回収して勝負に挑むべきという判断をすべきところでしたが、それができませんでした。

th_決勝
結果は相手がピンポン球を1個だけ外に出してしまい1ミス、中3中1はピンポン球を2個残す2ミス。大接戦でしたわずか10点差で、準優勝という結果に落ち着きました。



うちにはまだ小学生もいるので、来年も挑戦できればと思います。他のイベントが被らなければ出ます!


プロフィール

二名川(ニナガワ)

Author:二名川(ニナガワ)
ホビーロボットをレトロゲームが発展したものと捉えて楽しく遊び倒します。
子供が夢を見ている時間帯に稼働します。

電子出版
「コンソロイド ガイドブック」
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■作成中の機体
汎用ヒト型決戦遊具 ~RX計画~
RX-7.5 ゼロタンク
RRf-0.6 ゼニィ
RXM-7.9 ゼムネス
RX-7.5R 量産型ゼロタンク
RX-7.5Fp ファミタンク仮設1号
RX-7.7 ゼロキャノン
RX-7.8 ゼログレイ
SMS-0.1 ゼロライナー
以下続く

RX整備計画(仮)

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