A's LabⅡ

アスラボと読みます。マイクロマウスやロボトレースの大会に向けて、機体の構造設計・回路設計・基板設計・プログラミングを中心に行っています。趣味のパワーエレクトロニクス系では、テスラコイルやコイルガンなどを製作・評価・改善を繰り返しています。興味を持って頂ければ幸いです。アドバイスや質問、感想などございましたらコメント欄にお願いします。 また、私のブログは背景が暗めの設定を想定しているため、白背景では文字が読みづらい点があります。

マイクロマウス

2016年,あけましておめでとうございます。

 去年の今頃は高校生で制服を着て登校していたとは到底思えないくらい色々あって長い1年でした。理想のキャンパスライフを送っているとは言えませんが、趣味を思いっきりできることは嬉しい限りです。それにしても高校の頃叩き込んだ基礎的なアナログ回路、C言語や基板CAD技術がそのまま活かせるサークルがあるとは・・・

 さて、まずは去年の抱負を振り返ってみますか。
2015年後半に向けての抱負
 よくテレビやラジオなどのメディアで今年の抱負を語ってる人はいますが、ブログだと直ぐに遡って現状と比較できてしまうので怖いですね。だからと言って逃避する方がもっと怖いので比較します。

 早速冒頭の文が矛盾してるように見えますが、半年前に言ったのは半年間が短く感じたのであって一年間の話ではないんですね。その1年の中でも後半の6ヵ月間は北海道や東京に行ったり、自分のライントレースの機体を1枚のプリント基板を利用して製作したりしていたので中々貴重な経験ができました。1枚のプリント基板をベースにするにあたり、100pinマイコンの周辺回路やはんだ付け等、先輩達に助けていただきながら走らせられるところまでいけました。本当にありがとうございました。去年の抱負を読み進めると、「マイコンの技術力が一番上げられそうなマイクロマウス班に入りました。」とありますが、結局マイクロマウスは一度も手を付けられていません。それ以上にロボトレース競技がここまで奥深いものだということに半年前は気付いていませんでした。勿論マイクロマウスの方も奥深すぎるのですが、私の様な初心者が(一応)走らせられるマシンができて、DCモーターの基本的な制御法から賢く走行する為の考え方も学べる素晴らしい競技だと思います。まずはロボトレースができてからマイクロマウスに移ろうと考えています。基本的なモーターの制御ができないとマイクロマウスの"賢さ"以前の問題で死にそうなので。
 それからテスラコイルについてですが、これについては半年間一切触れ(てすら)いません。最早テスラコイルって懐かしいなと思えるくらいになってきました。その原因の発端を作ったのがaite○doなんですけどね。光ファイバー通信の技術質問を送ったのに一切音沙汰なし。こちらも忘れかけてました。近いうちに催促しようと思います。というか完全に向こうも忘れてるよな。現状と比較するのはこれくらいですね。

改めまして、新年なので今年の抱負を書きます。
 今年の一番目先の目標は現在製作中(まだ基板CADの段階)のトレーサーを2月中に完成させて、3月19日の某大会に出場して前作よりスピードを出して完走させることです。今回の機体はとにかくモチベーションを保てるハードを作ろうと設計しています。モーターに関してはトルク増し増しで、前作気を遣っていた機体の旋回時の慣性モーメントの優先順位をかなり下げて設計しています。というのも、前作の機体はスピードを出してコースアウトして壁に当たるとセンサーが折れてしまい、ひどい場合は基板から逝かれるような設計だったので、あれより速度を上げられるにも関わらず、スピードを出すパラメータの作成が億劫になっていました。初心の内は前にバンパーをつけて物理的に防衛を張った上で、ソフト面でフェイルセーフを調整していけたらなと思います。今作は勉強用の機体と割り切っているので、見た目重視でいきます。重さを極限まで追求する上位陣に蹴られそうな機体になりそうですが、自分のモチベーションを保ちつつ開発、調整できたらなと思います。
 そして今年全体の目標としては、やっぱり11月の全日本大会で好成績を出すことです。好成績と曖昧なことを言ってるのもアレなので明確な目標を立てます。決勝進出して15位以内の結果を出せるように頑張ります。それからいい加減マイクロマウスにも手を出さないと後輩に軽く追い抜かれるのもの不味いので、トレーサーが安定したらマウスの製作を初めて、全日本のフレッシュマンクラスでゴールまで導ける機体を作りたいと考えています。トレーサーを夏休み中盤までに安定させられたら嬉しいな。安定というのは加減速や色々な対策も込みの安定です。

 写真が一切なしの味気ない記事になってしまいましたが、取り合えず基板のデザイン等はお楽しみということで。さて、1年後の自分に恥ずかしくない行動を取って頑張らないと。

草の根大会2015に(一応)参加しました。

試験が終わった(二重の意味)ので7月19日に行われた草の根大会について書こうと思います。

テストもそうですが、今回の大会は本当にやらかしました。今までは大体徹夜する勢いでやればなんとかるものだったのですが、今回はなんとかならない事案が発生してしまいまして・・・
ロボトレースの大会で優勝を何度もしている人達の中で、私はライントレースのコートに機体を置きに行っただけです。はい。 金沢まで行ってプログラムの間に合わなかったハードを置きに行きました。

CKNBhWUUwAAYyhP
ロボトレースのルールとして、持ち時間3分の間で3走まで走らせることができるので、私はその3分間を語る時間に使おうということになりました。そもそもモーターのパラメータを全て抜いた機体を堂々とエントリーして堂々と置きに来る人は私だけでしたね。勿論この大会に間に合わなかった人は友人にも何人かいるのですが、自分の出番30分前までハンダごてを握って完成させる人もいて、ここで差が出るんだなぁと痛切に感じていました。当の私は前日の夜まではデバッグを頑張っていたものの、モータにエンコーダをつけるという一番大切なことをしていなかったせいで、Kp,Ki,Kdの調整以前の問題だということに草の根に向かう電車の中で気づきました。
CKOtc9mUkAA72Sj
傍から見たら変な光景だったでしょうね。通報はされませんでした。モータのギア比を上げればPWMのduty比に大体比例してモータが回転してくれるのですが、私のギア比はトルクは低くても速度を出そうと低すぎるギア比に設定していました。なので適当にdutyで制御しようとしても動かないんです。Lineを読もうとするところまではいきましたが、結局は思いっきり動いてしまうのでマイコンが制御しきれずコースアウト。思いっきり動くということは基準値を下げてやれば・・・次は動かない。一応大会の会場でも粘ったのですが、ここは清く諦めてマイクを持とうという結論に至りました。何がいけないのか、ハードをどうやってプログラムをどうすればいいのかというのは大体考えがまとまっているので、次に出る大会では加減速付きの機体を走らせられたなと思います。でもこの機体は速さを追求するのではなく、次に制作する機体をどれだけのレベルまで持っていけるかというところに重点をおいているので、色々なデバイスを搭載して様々な制御を学ぶための機体にしました。

そして今回マイクロマウス競技の最上位レベルの走りを見させていただきました。この走りを見るためだけでも今回現場に来て良かったなというレベルでした。
草の根大会の動画はYouTubeにあげられていたのでそちらを見てみましょう。

早送りしてるんじゃないの?ってくらい早いんです。今回の大会はこれの実物が見れただけで価値のある時間でした。ロボトレースとマイクロマウスの大会は、1年に10箇所ほどで行われるようで、次に出場する大会には今回できなかった機体を改良して、適切な場所で加減速ができる機体にして出場したいと思います。そして全国大会ではプリント基板を使用した機体の製作を予定しています。それも先輩たちのを模倣では面白みに欠けますよね。機体が同じだとプログラムの勝負になってしまい、とても上位レベルまでのプログラムができる気がしません。色々と新しいアイディアをテスト期間中に考えていたので、取り敢えずはそれらのアイディアを試したいと思っています。(できる気がしないんですが)。この前の合宿で習った言葉で置き換えると巨人の肩の上に乗る矮人ですね。

【おまけ】
テスト期間でやったことといえば上記のロボトレースの大会に出場(笑)したことくらいなのですが、少し大きな買い物をしていたことを思い出しました”大きな”とは金銭的に大きいのではなく、重量的に大きなものです。

まずは直流安定化電源装置。
CJeWh7eUEAA5Nbe
これは今まで使ってたものです。使ってたといっても2回ほどしか使ってませんが。電流が最大40A流れるのに、カレントリミッターが付いてないんですよ。危なっかしくてとても扱えたもんじゃない。普段は写真の右に写りこんでる方の電源装置を使っています。これは父が高校生の時に自作したもので、数十年経った今でも私が使っています。こちらは1.6Aのカレントリミット固定なので弱電の工作には最適だったのですが、どうしてもこれら二つの中間のスペックはないものかと思ってしまいますよね。30V以上10Aほど出力できてリミッターを可変できるものが・・・
CJeRRx_UcAAUk1-
ヤフオクで探したらありました。確か2700円だったと思います。ちなみにMAX40Aの電源は千円台でした。まあ値段はどうでもいいのですが、この電源がとても優秀で驚きました。電圧つまみは多回転で微調整が容易にでき、電流調整つまみは一回転でととても扱いやすい。更にOVPの調節つまみを回せば37V~0Vまでの出力電圧の制限がかけられます。例えば、5V以上掛けてはいけない回路に低圧からゆっくり電圧を上げたいときってありますよね。そういう時はOVPを5Vに設定すれば、5V以上まで電圧の調整つまみを回すと電源スイッチ(ブレーカー)が勝手に落ちるようになっています。これで安全に試験できるわけですね。良くできた電源です。
CJeJPBVUcAEGsUm
一応カレントリミットが動作してるかも確認しました。完動品でした。

次の大きな買い物は電解コンデンサとパワーIGBTモジュールです。
CI00TdsVAAA9qub
真ん中に大きさ比較としてArduinoを置いてあります。IGBTは1.2kV300A定格のもので、電解コンデンサの方は400V2700uFだったかな。この電解コンデンサ1つ100円だったので衝動買いしたのですが、翌々考えてみたらこの静電容量でこの大きさだと使う機会がほとんどないような・・・って感じです。IGBTの方は大型テスラのバス電圧を616Vの設計で製作するときに使います。ここまでくるとそろそろ怖いですね。感電したら指が吹っ飛びそうです。感電するような設計にしなければ何の問題もない話です。(某電気柵のようなry)

ここからは買い物ではないのですが、少し驚いた電卓の進化を目撃したお話です。
CLnYLM1UYAEF4Vi

CLnYLxlVEAATpCf
右が工業高校で愛用していたもの。
左が大学で使うということで購入したもの。
なんとなんとドット表示じゃなくなってたんですよ。数字は明朝体で書かれ、英語だけでなく漢字まで表示できるようになっていました。四則演算や行列計算は勿論のこと、ちょうど確率・統計の講義で習っていた正規分布やポアソン分布などの計算も一発で出来てしまって、もうこれさえあれば手計算要らないなって感じです。

ここからはほんとどうでもいいようなおまけです。CLumwGgUsAA2q8R
初めてうちの近くのド〇キーホーテに昨日入ってみたのですが、中々イカしてるUSBがありまして。写真のように端子がむき出しのデザイン。あとは言いたいことを察してください。

CLunovRVEAEcjdm
 これもド〇キーホーテで見つけたものです。このクッションをパソコンにUSB接続すると、クッションを殴るとエンターが押されるというスグレモノ。プログラミング捗っちゃいますね。

それではまた1ヶ月後。進捗がよければ月2の更新にもなるかもです。
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