GW企画第二弾 工作＆マイコンその２ 初ハンダ付けに引き続き、子供の科学の2009年04月号で紹介されている「あさひアラーム」を完成させます。キットは、【KOKA0904】子供の科学2009年4月号 あさひアラームです。
基盤が完成したら、動くように電池とモータを取り付けます。部品です。
送られてきた厚紙を利用し、基盤と電池とモータをセットします。接合に本来はボンドなどを利用すれば良かったのですが、見つからなかったのでテープで代用しました。
基盤に、電池とモータを接続する為に、ハンダ付けをします。
あさひアラームは、本来ですと左にある縦長の厚紙に鉄などをつけ、モータを回して音を鳴らします。雑誌には、コーヒーなどの缶を切り取ると書かれていますが、缶を切り取るハサミが無い為、とりあえずモータが回ったのがわかりやすいようにしました。
実際に動かしてみた様子です。
フォトトランジスターに、光が集まるとモータが動き回りだし、光がないとモータが止まります。光の量の調節は、半固定抵抗器で調整することが出来ます。あさひアラーム完成！？という所でしょうか。
子供の科学の2009年04月号で紹介されている「あさひアラーム」を作成しました。キットは、【KOKA0904】子供の科学2009年4月号 あさひアラームです。
静電気対策のために、【F-61-M】除電手袋 Mサイズを使用して、作成開始！！
まずは、ユニバーサル基盤が大きいので半分に切って作成します。
基盤にハンダ付けする部品です。
部品の紹介です。
一番上の長いのが「抵抗器：100Ω 1/4W」、左が「半固定抵抗器：100kΩ」です。
続いて、左から「電解コンデンサー：220μF 16V」、「トランジスター：2SC2236、2SC1815」、「フォトトランジスター：TPS-601A」、「スイッチ：小型スライドスイッチ」です。
後は、「なべネジ：M3×12mm」、
「座金」および「ナット」です。
※フォトトランジスターは、光信号によって電流を制御するトランジスタである。パッケージには、光を透過する樹脂またはガラスが用いられ、一般的にはベース端子の無い二端子素子の形状となっている。主に光センサとして用いられる。同一パッケージ中に発光素子と組み合わせて封止したフォトカプラは、電源系統の違う回路間で絶縁を保ったまま信号伝達するのに用いられる（Wikipediaからの引用。） 。
回路図を参考に、部品を配置してハンダ付けを行います。
はじめてでも、もう少し出来るかと思ったんですが、焦げている箇所も幾つかありますね。
続いて、無駄な足を切ります。
写真がぼやけていますが、足を取ったら、足を使って回路通りにハンダ付けをします。
さらに、見た目がすごい事になっていますが、つながっているはずです。では、表では？
裏よりは、酷くないですが、少し部品が偏っています。
ボードの組み立ては、以上です。次は、「あさひアラーム」を完成させる為に、その為の部品を作成し、電源・モータをハンダ付けします。
去年のGW企画では、1週間でプログラミングを学ぼうというのをやっていたのですが、今年は、工作とマイコンの作成を紹介します。
科学技術週間ということもあり、昨日はレクリエーションで科学技術館へ行ってきたのですが、その話の詳細は後日記事で紹介します。
今週は、いろいろとGW用というわけではないのですが、買い物していたので、今日から少しずつ作成しています。その過程をGW期間中にご紹介できればと考えています。今日は、購入したものを紹介いたします。
現在、子供の科学を購読しているのですが、そこで紹介されている電子工作や工具を中心に買いました。今日は工具だけ紹介します。
●【KOKAKOUGU-OP】子供の科学 工具セット
●【KOKA-KOUGU】子供の科学 工具セット
また、H8マイコン完全マニュアルで紹介されているH8/3048F（ＡＫＩ－Ｈ８／３０４８開発キット（即使えるキット）［ＣＰＵ/マザー/電源/アセンブラ/ソフト付］）を購入しました。
連載記事「マイコン制御基礎以前」は、途中から流し読みしていたのですが、「印加」という言葉が使われていました。専門用語というと横文字や略語のイメージがありましたが、漢字にも当然あるですね。横文字や略語は、何かを略していたり翻訳して説明されているので、調べるとわりと解りやすいのですが、その言葉自体が新たに使われているのは、感覚で理解しないとしっくりこないですよね。IT用語にも多く、はじめはしっくりきませんが、使い続けていたり、読んでいくと違和感なく理解できているですよね。
上記の記事の次に、図解ロボット技術入門シリーズ ロボット入門を読んでいたのですが、ロボットの種類が紹介されていました。ロボットの種類として、図解ロボット技術入門シリーズ ロボット入門のリンクを辿ってもらうと、目次の「1・3 ロボットの種類」を見てもらうとわかるのですが、12種類に分かれていることがわかります。多いと感じるか少ないと感じるかは、人それぞれだと思いますが、それぞれの中にもさらに分類されています。
読んでいた中で、これは面白そうだなとか完成したら役に立ちそうだと思いながら読んでいたので、紹介します。ロボットの種類の中に「多目的ロボット」がありますが、多目的ロボットは「ASIMO」を代表とするロボットなので、みなさん知っていると思うので多目的ロボットは抜きで考えます。
●作業支援ロボット
一つ目は、作業支援ロボットが実際に実用化され仕事場や家に置いてあったら面白そうかなと思います。実際に仕事場や家に置いてあってもどれだけ生活が変わるかというのもあるのですが、現時点で考えてもあまり変わらないと思います。コスト的にいえば、自分や他の人がやった方がよいでしょうから。。。
ただ、環境によっては、ロボットの恩恵を受けると思います。私の場合は、見える意味でのロボットらしいさがあるので、実用化されると面白そうかなと思います。見えるとは、日常で見えるという意味です。あまり深く突っ込むとそもそものロボットの定義から考えなくてはいけませんが、見えないロボットとは、自動車などの製造現場で使用されている作業用ロボットを想定しています。たぶん、作業用ロボットがコストパフォーマンスが圧倒的に良いですが。。。
ちなみに、ロボットはハードだけではなくソフトだけの場合もロボットとして考えられています。たとえば、検索エンジンやWebの収集など。
現在、作業支援ロボットとして、愛・地球博に出品されたwakamaruなどがあります。
●レスキュー支援ロボット
二つ目は、レスキュー支援ロボットです。実用的なのは、独立して動くロボットではなく、ショベルカーのように、人が直接操縦したり、遠隔操作によって支援を受けながら動くロボットがあります。レスキュー支援というのは、守りの為に使用されているので、あまり見かける機会がないと思いますが（ない方が良いですが）、ロボットのイメージでとして、ハード面でイメージしやすいからです。例えば、瓦礫をどかすなど。
保育園に通っていた頃、特警ウインスペクターや特救指令ソルブレインを見ていたという思い出もあるので。
現在、レスキュー支援ロボットとして、テムザックなどがあります。
●ロボットキット
三つ目は、Beauto Chaserなどのロボットキットです。教育用やホビー用として販売されています。個人が楽しめるというは、コンピュータなどと同じではないでしょうか。
現在、ロボットキットとして、KHR-2HVなどがあります。
今月の下旬に、春季レクリエーションが行われるのですが、会社では例年2年目が幹事を担当して、午前のイベントと食事を決めます。今回の幹事は、私を含めて3人です。
午前のイベントは、運動系と見学などを考えたのですが、運動系の場合で体育館を使用とすると2ヶ月前に予約しなくてはいけないので、今回は見学に決めました。また、前回は卓球で運動系という事もあったので。
先輩に過去の事例を聞いてみると見学では、動物園、水族館、ビール工場、救急訓練、陶芸教室、そば打ちがあったようです。候補は、3月中に考えていたこともあり、お花見も挙がったのですが、4月の下旬に行われるので、バーベキューなども考えていました。
最終的に、私の見たかった・行って見たかったものを対象に考えることにしました。そこで、最近ハマっている科学系で探していると科学技術館があったので、科学技術館に決めました。範囲は広いので2・3時間あっても飽きることはないと思ったので。
まぁアルコールが好きな人は、その午後がメインのようですが。食事は、科学技術館近くの飲食店でコースを頼み、飲み放題です。
今日中に出席者の確認が出来たので、事前準備としては一通り終わりました。あとは、事前に総務に仮払いを申請すればOK！
前回から進めたところと言えば、参考になるWEBを読んでいました。
現在はその中で、連載記事「マイコン制御基礎以前」を読んでいます。連載している組み込み開発 － ＠IT MONOistには、その他にも、H8とやHEWの記事もあるので少しずつ読んでいく予定です。
前回の記事でKHR-2HVは、Beauto Chaserと同じくH8シリーズのCPUと書きましたが、情報が間違っていたので、訂正します。KHR-2HVは、「M16C」でした。同じルネサス テクノロジだったのでHEWの開発環境が使えたという事ですね。前回の記事には書かれていた箇所は、投稿の次の日に削除しました。
さて、前回はBeauto Chaserを「Beauto Builder NEO」でプログラムを作成していましたが、今回はHEWを使用してC言語で動作させてみたいと思います。
まずは、[Beauto chaser] サポート【ヴイストン株式会社｜Vstone Co_,Ltd_】（以下「サポート」という。）にアクセスし、「H8マイコン統合開発環境「HEW」インストールマニュアル」をダウンロードしました。ダウンロードしたインストールマニュアルに、詳しい説明があるので、後は、Vistaに置き換えて作業を進めました。私がインストールしたのは、マニュアルのバージョンと同じですが、若干違う箇所もありました。違う箇所は、マニュアルでは手動で設定するところが既に設定してあるなど、良い面で違っていたので、操作としては同じです。
続いて、サポートから「LEDの点滅」ソース一式および「LEDの点滅」ビルド方法解説もダウンロード。ビルド方法解説に従って、試しました。HEWを起動すると
拡大表示
が表示されます。画面は、ダウンロードした「LEDの点滅」のワークスペースを開いたところです。「ビルド方法解説」通り進め、無事LEDが交互に点滅しました。
続いて、サポートから「VS-WRC004によるサーボモータの制御」 ソース一式をダウンロードして、早速試しました。ただ、反応がいまいちおかしい。VS-WRC004と書かれているので、VS-WRC003と制御方法が違うのかな。動いたことには変わらないので、少しソースを変更してみます。サンプル通りだと、車輪がお互い反対方向に回り、Beauto Chaserがくるくる回るので、まっすぐ前に進むように変更しました。
「
Mtr_Run(-64,-64,-64,-64); //モータ回転
」
の部分を
「
Mtr_Run(-64,64,-64,-64); //モータ回転
」
に変えるだけ。モーターが反対なので、同じ設定にしては、お互いが反対に回るのは当たり前ですね。
「VS-WRC004によるサーボモータの制御」には、スイッチの制御もあり、これで
・LED1
・LED2
・DCモーター×2
・スイッチ
が制御出来た事になります。後は、WEBで、ブザーの鳴る方法も見つける事が出来ましたが、赤外線に関する情報は見つかりませんでした。そこで、どのような仕組みになっているかを確認してみました。
仕組みを理解するために、サポートからVS-WRC003回路図をダウンロードして、回路図とプログラムを比較してみました。ソースを見ると「IO.PDR5.BIT.B5」、「IO.PDR6.BIT.B4」および「IO.PDR6.BIT.B5」が書かれており、これに関連する回路図を見れば何かつかめるかもしれない。そこで、WEBや書籍で情報をあさっているとターゲットボードでLEDを点灯させてみるに、定義されている構造体がH8から出力されているポート番号と一致している事がそれなりに分かり、スイッチなら「PDR5」だから5で、LEDは、「PDR6」なのではないかと思い、回路図を探してみると「P55」が、これはP5の5ということだとわかり「IO.PDR5.BIT.B5」と一致することから線を追っていくと「SW2」の文字がありました！！
LEDも「P65」および「P66」の先に、LED1およびLED2があり、一致しました。なんとなく、回路図の読み方が分かり、「H8/36064 グループ」が分かったような気がします。これなら、他のH8シリーズを買ったとしても、LEDの点滅ぐらいは出来そうです。
新たに「H8マイコン完全マニュアル」の書籍を買いました。C言語中心ではなくアセンブラが中心で書かれています。次はアセンブラで挑戦かな。
水曜日に、地下で、Jazzの説明会がありました。
参加したメンバーは、社長とWEB-DBチームが中心で、私も参加しました。社長のブログにも、チーム開発のためのオープンな統合プラットフォーム「Jazz」の記事で紹介されていますね。
WEB-DBチームでは、Javaを中心に行っていることから開発環境として、eclipseを中心に使っています。
「Express-C」では、三名までのクライアント・アクセス・ライセンスが含まれているため、開発者三名までは無料で使えることらしいです。私はまだ試していませんが。
参考URLとして、はじめて使うJazzを紹介して頂きました。eclipseを使っている人には必見です！
Jazzの説明会は午前中だったのですが、その前にWEB-DBチーム内で事業計画のミーティングがあり、午前中は仕事が進みませんでした。午後も、初の客先とVSなどで、書いていました、私にとって初の客先に資料の返却および期が変わったということでリーダーと二人であいさつにいってきました。
ミーティング、説明会および客先という一日でしたが、その中で仕事を進めるためにも、効率的に動く術を身につけないとこれからはいけないと思う一日でもありました。
4月に入り、上期に突入して最初の月曜日ということで、各部の事業計画が発表されました。IT事業部内の事業計画も発表されました。その中で、技術以外の勉強の取り組みという項目があり、そこで、まずは読書と書かれています。読書のすすめは、前期の下期から社長が薦めています。
私の場合は、知識欲があるので、いろいろと読んでみたいと考えているのですが、最近は例年以上にいろいろなものに手を出しているのと、私が購入した書籍がまだまだたくさん残っているので、まずはそこから片付けているところです。最近手を出したといえば、まさしく最近書いた記事です。購入した書籍（図解ロボット技術入門シリーズ ロボット入門）も優先順が低いので、いつ読み終わるか。
現在読んでいるのは、約1年前に購入した第8の習慣です。現在は、第15章で残りわずかですが。上記の話で知識と書きましたが、今日読んだところで知識で納得したところがあったので引用します。
「第15章 自分のボイスを賢明に生かし、人々に奉仕する」 P-424からP-426 「知恵はどこに？」より引用
知れば知るほど、自分がいかに知らないかをますます知ることになる
やがて私たちはこの事実を学ぶのだ。
図15・1を参考に作成
図中記述中からの引用
「教育とは、われわれ自身の無知をしだいにはっけんしていくことである」 ウィル・デュラント
いろいろな所に興味が湧いたり、手を出すと自分が知らなかったところがどんどん見えていき、知れば知るほど、もっと知りたいと思うわけですよね。
ヴイストン「Beauto Chaser」で学ぶプログラミング入門講座 【第3回】Beauto Builder NEOの使い方および【第4回】Beauto Builder Neoを使った応用プログラムの作成 を参考にBeauto Chaserを動作させてみました。
ソフトウェア（ドライバおよびBeauto Builder NEOなど）をインストールして、早速、プログラムを作成してみました。GUIのBeauto Builder NEOを利用することによって、ブロックを組み合わせることにより、動作を決定します。
例えば、LEDを光らせるには、「LEDのアクションブロック」を配置して、時間を指定してあげればOKです。
「分岐のアクションブロック」では、赤外線センサーやボタン動作によって分岐させることが出来ます。例えば、壁があれば止まるとまたはバックさせるとかが出来ます。
今日やってみて、足りないとすれば、ボタンの数を変更する機能が無い事です。他にも制限があり複雑な操作をする事は出来ませんし、出来たとしても画面いっぱいにブロックが並び、見えにくくなってしまいます。そうなれば、C言語の登場です。
Beauto ChaserのCPUボード（VS-WRC003）に搭載されているCPUは、ルネサス テクノロジのH8（H8/36064G）で、H8マイコン統合開発環境「HEW」に対応しています。HEWを導入することによりC言語での制御が出来るみたいです。
H8の参考書籍はPICと変わらないぐらいなので、情報としては十分ですね。Beauto Chaser用のパーツも別売りで購入できるので、色々と試してみます。
後、昨日Amazonで注文しておいた「図解ロボット技術入門シリーズ ロボット入門」が届きました。パラパラとめくった感じでは、分からない箇所が多々ありますが、少しずつ勉強です。
ヴイストン「Beauto Chaser」で学ぶプログラミング入門講座 【第2回】Beauto Chaserの組み立てを参考にしつつ、Beauto Chaserの組み立てに入ります。
まずは、駆動部分であるギヤボックスの組み立てから行います。
ギアの組み立て方によって、スピード重視か高トルクになるそうです。全部で4タイプあります。
| タイプ | ギヤ比 | 回転トルク | 回転数 |
|---|---|---|---|
| A | 12.7:1 | 94gf・cm | 1039rpm |
| B | 38.2:1 | 278pf・cm | 345rpm |
| C | 114.7:1 | 809gf・cm | 115rpm |
| D | 344.2:1 | 2276gf・cm | 38rpm |
記事にならって、タイプDの高トルク重視にしました。やっぱり安定と力でしょうか、それに、モーターぐらいなら、自分で交換できますし。ミニ四駆時代は、改造と言っても、モーターを高性能な物に替えるだけでしたが。。。
Beauto Chaserでギヤの重要な箇所と言えば、、左右独立ということです。車みたいに、ハンドルが切れれば良いですが、そのタイプでは値段が張りますし、制御も大変そうです。左右独立ならモーターを二つ用意すれば、比較的簡単ですし、曲がる時も一つのモーターを停止するだけで、出来るので制御も簡単です。
作成途中の様子は、参考記事に任せるとして、私の完成したギヤボックスを載せます。
ドライバは、Beauto Chaser：組み立て準備でも紹介した100円ショップで購入したものを使用していたので、ねじが最後まで締まりません。そこで、ちゃんとしたドライバを用意して、ねじを最後まで占める事に成功！
追加したドライバです。
やっぱり、ちゃんとしたドライバは良いですね。はじめから使わなかったのは、これまた父親からの借りものなので（ニッパはワイヤが外れたので貰いましたが。）。今度、工作道具もいろいろと検討してみたいです、形から入る私としては。
続いて、本体に、ギヤセットおよびCPUボードを取り付けて完成です。
次は、GUIのツール（Beauto Builder NEO）を利用してプログラムを作成します！
組み立てに入る前に、少し私自身のロボットや組み込みの歴史を紹介します。
ロボットや組み込みではないですが、小学生に自分だけで作成したことがあるのは、プラモデル以外ではミニ四駆ぐらいですかね。小学校中学年頃に、ミニ四駆が流行っていたので、15機ぐらい作成していました。その頃には、コンピュータやプログラミングなんてまったく知りませんでした。
高校の頃には、実習の事業で、教育用ロボットをはんだ付けから行い、アセンブラでプログラムを作成していました。プログラムの作成は、ポケコンのPC-G850Vで非常に打ちにくかったことを覚えています。ただ、自宅にはポケコンから教育用ロボットに通信する機械がなかったので、その後触れていません。基本情報合格して、T先生から機械を貰ったのですが、その後ポケコンのPC-G850Vが壊れてしまい、それっきりです。
専門学校時代には、一時期「ROBOT LIFE」と「日経エレクトロニクス」の雑誌を購読していました。「ROBOT LIFE」は、一年立たずに廃刊して、「日経エレクトロニクス」はハード面で難しくて、途中解約しました。途中で、KHR-2HVを購入して組み立て、しばらくしてC言語で動作するようにKCB-1を購入したのですが、安定化電源が無く思うように作成できていなかったので、そのままになっています。追々やり直すつもりです。KHR-2HV+KCB-1だけでも値段的に相当しますので取り返す意味も含めて。
さて、次の記事でBeauto Chaserの組み立てを紹介します！
ヴイストン「Beauto Chaser」の記事に沿って、Beauto Chaserを組み立ててみます。その前に、組み立てる準備です。
では、Beauto Chaserのセット内容から見てみましょう。
ヴイストン「Beauto Chaser」の記事と唯一違うのは、購入したセットには、タイヤのゴムが既にはまっています。
作成するマニュアル類は、CDの中にあります。ロボット関連で、GUIからプログラムを作成する商品はCDで渡されることが多いようです。どこの情報というわけではないですが、以前購入したKHR-2HVもそうだったので。
CDの右側にあるダブルギヤボックスは、TAMIYAが市販に発売しているのが入っていました。
PCとやり取りするUSBも当然付属していますね。ロボットの作成の敷居が低くなった要因の一つが、USBからプログラムを転送できるようになった事ですね。一番の要因は、GUIでプログラムを作成できるようになった事だと思います。それまでは、アセンブラまたはC言語でプログラミングしないと操作できなかったので、特に制御が複雑な二足歩行ロボットには、GUIからプログラム出来るので、良いことだと思います。二足歩行ロボットから教育用のロボットに興味が流れることも考えられますしね。
次に工作道具です。
100円ショップで購入した、ドライバとミニ四駆時代から使用しているニッパです。ニッパは、父親からの譲りものなので、ワイヤがありませんが。。。工具では無いですが、Beauto Chaserの栄養源である充電池です。新品です！
そして、これが私の栄養源です（笑）
以前、休日出勤で先輩からもらってからはまった、わさび柿の種です。
早速、組み立てに入りたい所ですが、次の記事では私のBeauto Chaserを購入するまでの簡単な軌跡を紹介します。
ヴイストン「Beauto Chaser」の記事を見て、よさそうと思い、BeautoChaserを購入して、今日届きました。ついでに、ヴイストン「Beauto Chaser」で学ぶプログラミング入門講座 【第2回】Beauto Chaserの組み立ての記事で、電池の消耗が激しいということで、eneloopも注文してい置いたのですが、eneloopも今日届きました。
休日にでも、じっくり作成しようと思うので、詳細はその時に。
日曜日に、おふろから出てきたら、先まで動いていた愛機のFMV-MG830が動かなくなっていた。何度起動しても、電源は入るがBIOSが起動しない。ハードディスクは大丈夫そうなので、外部からハードディスクをアクセスすべくIDEからUSBの変換アダプタを注文して、今日届きました。注文したのは、IDE/SATA⇔USB2.0変換ケーブルです。
FMV-MG830からハードディスクを取り出すところです。
無事、ハードディスク取り出し成功です。
IDE/SATA⇔USB2.0変換ケーブルを使い、データを移行。
XP Proで、一部暗号化したのは、取れませんでした。暗号を取り出すには、FMV-830MGを直すしかないですね。
4月に入り、入社2年目に入りました。後輩が入社していないため、電話対応などから逃れるわけでもなく、すぐに実感が持てるわけではないですが、手帳も刷新したので新たな気持ちで取り組んでいきたいです。
入社2年目は、会社恒例としてレクリエーションの幹事を担当します。今回は、他の部と合わせて3人です。すでに、企画を立て、出席か欠席かの参加情報を集めています。レクリエーションの詳細は、別記事で。
