Fグループ電子工作講座

前回SH7125を使って一応台から落ちない制御を行いましたが、台から落ちないものの台の渕に真正面から突っ込むと両方のセンサーが反応してその場で停止してしまったはずです。

そこでもうちょっと真面目に台から落ちない制御を行います。
何もないときに直進するのはそのままにして

※2019/06/23誤記修正
片方の履帯が落ちそうなときに超新地旋回超信地旋回(そのバターン)させます。

正面から落ちそうなときはバックさせます。
この方式でその場で止まったままになることはなくなります。

・右センサーが反応しているとき、左モーターが正転(前進)
・右センサーが反応していないとき、左モーターが逆転(後退)
・左センサーが反応しているとき、右モーターが正転(前進)
・左センサーが反応していないとき、右モーターが逆転(後退)

前回使用したライントレースプログラムを解説します。
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ライントレースの動きは
・ラインの真上に居るときは直進
・ラインの右側に寄ったときは右旋回
・ラインの左側に寄ったときは左旋回
が基本となります。

これをセンサーとモーターの動きで表すと
・右センサーＯＮ、　左センサーＯＮ　の時：右モータＯＮ、　左モータＯＮ
・右センサーＯＮ、　左センサーＯＦＦの時：右モータＯＮ、　左モータＯＦＦ
・右センサーＯＦＦ、左センサーＯＮ　の時：右モータＯＦＦ、左モータＯＮ
・右センサーＯＦＦ、左センサーＯＦＦの時：右モータＯＦＦ、左モータＯＦＦ
センサーが両方ＯＦＦの状態は元々決めていませんでしたが、止めておくことにします。

ライントレース用のすべての要素が揃ったので組み立てていきます。
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・マイコン（AD,PWM）
・車体
・モータドライバ
・センサー（１）（２）
・電源

機械設計が得意な人は自由に設計してください。
半田付けが得意な人はブレッドボードを使わずユニバーサル基板で回路を作成しても良いでしょう。

今回は誰でも作りやすいよう様な構成で作ってみます。

追加部品
・30mmスペーサ×4本
・10㎜スペーサ×4本
・M3ネジ(長さ10mm)×沢山
・M3ナット×沢山
・ミニブレッドボード
・黒ビニールテープ

車体に30mmのスペーサーを取り付けます。

今まで100Vを5Vへ変換するアダプターを使用して開発してきました。
しかし、ロボットを作成する場合はこのアダプターを使用できるとは限りません。
特に移動式のロボットを作成する場合、電源は各種バッテリーを使用することになります。

なぜ電源回路が必要なのか

移動ロボットに乾電池を使用する場合を考えてみます。
乾電池は標準で1本1.5Vが出力されます。1.5Vはマイコンを動かすのに十分な電圧ではありません。電池を直列に接続すれば電圧は上がります。しかし3本4.5Vでは電圧が低く、4本6Vでは電圧が高すぎます。

電池4本で6Vの電源を作成して抵抗で分圧すれば5Vを生成することはできます。
しかし、電池は使用するにつれて電圧が低下していきます。
可変抵抗などを使用して電池の電圧に合わせて5Vちょうどになるように調整することは可能ではありますが、あまり現実的ではありません。
また、分圧抵抗を使って電源電圧を確保した場合、消費電流によって電圧が大きく変動してしまいます。

この問題を解決するために電源回路が登場します。

前回作成した基板に部品を実装します。
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こんな感じになります。

基板を裏から見た配線の配置はこんな感じです。

水色がフォトリフレクタ受光側の脚
黄色がフォトリフレクタ発光側の脚
赤が200Ωの抵抗の脚
オレンジが47kΩの抵抗の脚
裏返すので上の写真とは部品配置が上下反転しているので気を付けましょう。

機能的には
　GND：赤のくの字＋短いオレンジ
　５V：黄のへの字＋短い水色
　信号：オレンジのへの字＋短い水色
となります。