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。
2014年4月13日日曜日
14.04.13 残像表示振子時計
教材用に作った残像表示時計は、時計を見たい時には振子を手で動かしてやる必要があった。
いつでも時計を見れるようにするため、永久ごまで使った電磁石で振子を駆動し、時間も振子の周期で決めるようにした残像表示振子時計を作成した。
電磁石を駆動するため、基板にトランジスタを追加した。最初は振子側と固定側と両方とも電磁石でやってみたが、うまく動かない。調べてみたところ、電磁石2ヶを単2電池でドライブするのは苦しいようで、電圧がかなり下がることが判明。電流を減らすため、振子側は電磁石、固定側は永久磁石とした。
駆動と表示の制御はどちらも振子に取り付けたリードスイッチで行う。振子の往復両方で駆動できるよう、振子の振幅の中央でリードスイッチがオンになるようにしておく。
電磁石と永久磁石が反発することで駆動するよう、振子に取り付けた電磁石が永久磁石を通り過ぎた時に電磁石に電流を流す。
リードスイッチがオンに変化→タイマーで時間待ち→電磁石オン→タイマーで時間待ち→電磁石オフ、の制御を振子の往復両方で行う。
テストモードにすると、中央のLEDがリードスイッチのオン・オフを示し、一番下のLEDが電磁石のオン・オフを示すようになる。待ち時間と駆動時間はリモコンで調整できるので、LEDの付き具合を見ながら調整する。
表示の制御は、振子が右から左に動いてリードスイッチがオフになったときに、タイマーを起動して表示開始までの時間待ちをする。次に文字の左側の列から順にLEDに表示していく。
表示までの待ち時間、文字の幅、文字の明るさをリモコンで調整できる。
電磁石とLEDを使っているので、長時間使えるよう電池を単2に変更した。教材用の時計はタイマーで時間を管理していて、常にタイマーが動いていたので、PICを完全にスリープさせることはできなかったが、今回はタイマーが動いていない時はスリープするようにして消費電力の低減を狙った。
電池の耐久テストはこれからであるが、以前作ったモーターを使った振子時計よりも静かに動くので部屋においても邪魔になりにくくなった。
2014年4月1日火曜日
14.04.01 2代目迷路探索
2代目ライントレーサーで迷路探索をやる。初代のものは、ライントレースの安定度が十分でなく壁に当たることが多かったこと、かなりの高さの壁が必要なため壁の作成に手間がかかることが気になっていたので、この2点を改善するのが狙い。
レゴのモーターを使い歯車で駆動することで、走るスピードは遅くなったものの、安定度はかなり改善されたことは前回の「2代目ライントレーサー」で確認できた。
壁の高さを低くするため、壁検出のセンサーを低い位置に取り付ける方法を検討した結果、ライントレースに使っているフォトインタラプタを使うことにした。センサーが小型なので、車体の下部に取り付けることができる。
実験してみたところ、壁の高さは15mmで良いことがわかった。15*10mmの木の棒を85mmの長さに切り取ったものを壁として使うことにした。初代の壁に比べると圧倒的に簡単に作成できる。
初代で使った超音波センサは、オペアンプを使ったアンプが必要であったが、フォトインタラプタならアンプは不要で、ハードもシンプルになった。
また、測定にかかる時間も超音波だと数msかかっていたのが、μsのオーダーに短縮でき、ソフトもシンプルになった。
迷路探索のコードは初代のときに作ったものをほとんどそのまま使っている。スペースがなくてブザーをつけなかったので、探索の成功・失敗はLEDのブリンク回数で表示することにした。探索が成功したときは2回ブリンク、失敗したときは1回ブリンクとする。
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