まずは駆動部の製作

テストをするためにモータがある駆動部とセンサとMPUを含む制御部に分離することにした。製作のはじめの一歩は駆動部である。

筐体の材料は再利用

筐体の図面を書きアクリル板から切り出せばよいのだが、色々なサイズのアクリル板の端材があるのだ。AVR Dragonのケースで作成したのだが結局使用しなかったケースの蓋もあった。

AVR Dragonのケースの蓋

AVR Dragonのケースの蓋

前回作って報告したDCモータドライブモジュールと赤外線戦車で使用したタミヤ製ダブルギヤボックスを現物に合わせてみたところ何とか収まりそうだ。 😕
曲げ加工されている分、板そのもののアクリル板より丈夫な(剛性がある)ので利用することにした。

現物あわせ

現物あわせ

鬼門である

ステッピングモータの回転には1ステップずつ制御しなければならず煩わしいが姿勢制御で必要なモータの回転速度や移動距離がソフトウェアで決定されるのに対して、DCモータは加える電圧で回転数を調整するので簡単だが回転速度や移動距離がわからないのだ。そこで何らかの方法でモータの回転状態を感知するセンサを取り付ける必要がある。これが鬼門なのである。

ダブルシャフトモータ

タミヤ製ダブルギヤボックスでは両端に軸が出ているダブルシャフトモータを使い、片方の軸にロータリーエンコーダープレート(スリットが入っている円盤)を付けフォトインタラプタで回転数を検出するのが一般的なようだが、ロータリーエンコーダープレートは筐体にあったオーダメードな製品が必要でCNCなどの高精度な工作機械を持ってないと製作が難しく鬼門なのである。

新規に購入したダブルシャフトモータ

新規に購入したダブルシャフトモータ

ロータリーエンコーダープレート

不器用なばんとさんが製作した手順を書いてみる。

1)2mm厚のアクリル板に小さな穴を開け

端材に穴あけ

端材に穴あけ

2)端材を適当に整形しリュータの取り付け、ヤスリに当て円盤を製作

適当に整形しリュータに取り付け

適当に整形しリュータに取り付け

3)整形した円盤にスリット穴を開ける

スリットの穴を開ける

スリットの穴を開ける

モータに取り付けてみた。

モータに取り付けてみた

モータに取り付けてみた

スリット穴の位置がバラバラだが、これでも不器用なばんとさんとしては上出来だ。

ロータリエンコーダではなく回転計

ロータリーエンコーダープレート1個にフォトインタラプタを2個使うといわゆるロータリエンコーダになり回転速度とともに回転方向も分かるのだが、ご覧のとおりスリット位置がバラバラなため正確な回転方向を検知できるかどうか疑わしいのと、使用するMPUのポート数が足りないので、ロータリーエンコーダープレート1個にフォトインタラプタを1個で回転速度計として利用する。

回転計

回転計

組立

赤外線戦車は残しておきたいのでタミヤ製ダブルギヤボックスを新たに購入し組み立てた。

駆動部完成(表)

駆動部完成(表)

駆動部の(裏)から見るとAVR Dragonのケースの蓋の名残の穴がある。

駆動部完成(裏)

駆動部完成(裏)

戦車のダブルギヤボックスはギヤ比114.7:1で組立てられている。このギヤ比では車軸は簡単には回らない。安定するかもしれないが瞬発力に欠けるような気がするのでギヤ比38.2:1で組み立てた。
ギヤの組み方によって車軸の出る位置が変わるようで、ギヤ比38.2:1では買い置きのナロータイヤではギリギリの車高になった。

戦車の車軸位置との比較

戦車の車軸位置との比較

制御部は上部

バッテリと制御部は、天井に取り付けた板をスタック状にして組み立てようかと思っている。
次は制御部の設計である。まずはLPC1114ベースで作ろうかと思っている。