2010年3月末で仕事が終わりになり時間ができたので、3才の孫(男の子)が遊べるおもちゃを作ることにした。動くものに限ると思いあれこれ検討した結果、以前息子用に買ってあったレゴのマインドストームを使うことに決めた。制御は自作することにしてネットでCPUの調査を行い、昔ながらのDIPのパッケージが自作向きなのでPICを使うことにした。 いくつかおもちゃを作成し、自分用のメモを作っておくことにしたがついでなのでブログを作成して公開することにした。 写真と動画を見て笑っていただきたい。 なお、1ページで表示できなくなってきたので、以前のものを見る場合は、このページの最後の「前の投稿」をクリックしてください。
2011年6月3日金曜日
5.4 一筆書きの家を書く三輪車
次に作るもののアイデアがなかなか出てこなかったが、絵や字を書く車、というのを思いつき、一筆書きの家を書かせることにした。
車はその場で左右に回転できるのが決め手で、久しぶりに初代の三輪車とした。
左右の前輪の中央のところにLEDを着け、この軌跡で絵を書くことにする。
書いた絵をブログでどう見せるかを考える。動画を処理してLEDの軌跡を静止画にするのは、ソフトを調達する必要があるようであきらめる。カメラはニコンのD40XとP100があるので仕様書をみたところ、D40XのシャッターはBulbがあり、リモコンを使えばリモコン1回押しでシャッターが開き、もう一度押すとシャッターが閉じる、ということを発見。リモコンも持っているのでこれを使うことに決めた。
三輪車の駆動は、路面の状態が変わっても速度が変化しないよう、車輪を駆動する歯車にフォトインタラプタを付け、回転速度を監視しながら一定速度になるよう制御している。
絵を書くときの移動距離・回転角度は車軸の回転数(フォトインタラプタで計測)と駆動時間の2種類の制御を試してみた。
車軸の回転数のほうがうまくいくのではないかと期待していたが、そうでもなかった。フォトインタラプタを車軸の歯車に着けているが、これだと歯車の回転が遅く、絵をかくときの歯車の回転数の設定値が一桁の値になっており、精度が低いためと思われる。
モーターの軸にフォトインタラプタを付ければ改善できそうであるが、実装が難しいので今回はあきらめた。
移動距離は家の四角の一辺の値を決め、屋根のところはこの√2分の1、家の壁の×印は√2倍とする。回転角度は45度の値を決め、90度・135度はこの2倍・3倍とする。
歯車の回転数で制御するデータと時間で制御するデータをPICのソフトに組み込もうとしたが、初期化付きのデータのサイズに制限があるようで2つ同時には組み込めない。しかたないので#ifで切り替えながらコンパイルしている。
調整を何度もやったが、けっこう面倒。動かしてカメラでLEDの軌跡の写真を撮り、それを見て設定値を修正してビルドし直し、PICに書き込んでまた動かすのだが、この間にD40Xの設定がリモコンから普通のシャッターボタンに戻っているので、再度リモコンを選択してから車を動かす、というのを何度も繰り返した。
最初の写真が移動距離を時間で制御したもの、次が移動距離を歯車の回転数で制御したものである。
夏に向け、節電のために食卓の上の照明を白熱電球からLED電球(白色)に取り換えたところ、写真の色の感じが全く変わってしまった。
友人からこれまでの写真の被写界深度が浅すぎてボケている部分が多すぎる、という指摘もあり、D40XとP100で同じ被写体を撮って比較してみたところ、絞り値が同じでもD40XよりもP100のほうが被写界深度が深く、ボケが少ないことが判明した。
今回の車の写真は最初の2枚がD40X、次の3枚はP100で撮ったものである。
孫の反応
最初に「何をやってるかわかるかな?」と言って動かして見せたがさっぱりわからない。次に書いた家の写真を見せて、「これを書くんだよ」と説明して動かしたら、「ほんとだ」と感心して見ていた。
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