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micro:bit Lab.【マイクロビット】

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9-3.メカナムホイールロボットの制御
(1)

準備するもの

2019-06-262019-06-26

micro:bitを使って、メカナムホイールロボットを制御します。この記事では、メカナムホイールロボットの制御に必要な材料とツールを解説します。

メカナムホイールロボットの制御(目次)

  1. 準備するもの・・・いま読んでいる記事
  2. メカナムホイールロボットを組み立てる
  3. メカナムホイールロボットを制御する(プログラミング)

準備するもの(材料)

micro:bitを使ったメカナムホイールロボットの制御に必要な材料(パーツ)を紹介します。

メカナムホイール

メカナムホイールは、ホイールの車軸に対して、45度の角度で樽形の小型ローラーが配置された特殊なホイールです。ローラー軸の傾きが異なる2種類をそれぞれ2個、合計4個必要です。

図9-3-1-1.メカナムホイール
図9-3-1-1.メカナムホイール

メカナムホイール専用ハブ

メカナムホイールをギヤーボックスのシャフトに固定するためのハブです。スチールメカナムホイール用ハブ(3mm)がロボットショップで購入できます。各ホイールに一つ、合計4個必要です。

楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス

タミヤのキット「楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス」です。このギヤーボックスでメカナムホイールを駆動します。4輪駆動のため、ギヤーボックスは2個必要です。モーターは、ギヤーボックスに付属のものを使用します。

図9-3-1-2.楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス
図9-3-1-2.楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス

楽しい工作シリーズ NO.157 ユニバーサルプレート(2枚セット)

タミヤのセット「楽しい工作シリーズ NO.157 ユニバーサルプレート(2枚セット)」です。ユニバーサルプレートを2枚使って、シャーシを作ります。

楽しい工作シリーズ NO.183 ユニバーサルアームセット

タミヤのセット「楽しい工作シリーズ NO.183 ユニバーサルアームセット」です。パーツ「Q4」「Q5」をスペーサーとして使います。

楽しい工作シリーズ NO.181 3mmネジセット(30、40、50mm)

タミヤのセット「楽しい工作シリーズ NO.181 3mmネジセット(30、40、50mm)」です。40mmのビスを支柱として使用します。

リード線(4色)

このメカナムホイールロボットでは、4色(赤・黒・白・青)のリード線を使用します。6色×1mのお得なセットが共立エレショップで購入できます。

micro:bit

micro:bitは、BBC(英国放送協会/British Broadcasting Corporation)が中心となって開発した教育用の小型コンピューターボードです。

図9-3-1-3.micro:bit
図9-3-1-3.micro:bit

micro:bitを使ってプログラミングすることで、メカナムホイールロボットを制御します。ただし、micro:bitでは、DCモーターを直接駆動することができないので、次の拡張ボードと組み合わせます。

Micro:bit Driver Expansion Board

Micro:bit Driver Expansion Boardは、DFROBOTの多機能・低価格なモータードライバー拡張ボードです。micro:bitと組み合わせることで、最大4つのDCモーター(または2つのステッピングモーター)・8つのサーボモーター・9つの入出力端子・2つのIIC(I2C)を制御することができます。この拡張ボードは、スイッチサイエンスで購入することができます。

図9-3-1-4.Micro:bit Driver Expansion Board
図9-3-1-4.Micro:bit Driver Expansion Board

今回は、Micro:bit Driver Expansion Boardを使って、メカナムホイールロボットに搭載している4個のDCモーターを別々に駆動(正転・逆転)します。

単三電池ボックス(2本用・逆転スイッチ付)

単三電池2本用の電池ボックスを二つ用意して、合計4本の単三電池を直列につなぎます。

図9-3-1-5.電池ボックス
図9-3-1-5.電池ボックス

充電式のニッケル水素電池・充電器

4本の単三電池を直列につないで、Micro:bit Driver Expansion Boardの電源端子へ接続します。この電源端子へ入力できる最大電圧は5.5Vです。アルカリ乾電池などは、公称電圧が1.5Vなので、4本を直列につなぐと6Vとなり最大電圧を超えるので使えません。

今回は、充電式のニッケル水素電池を使用します。ニッケル水素電池は、公称電圧が1.2Vなので、4本直列につなぐと4.8Vとなります。また、充電器も用意します。

準備するもの(ツール)

micro:bitを使ったカムプログラムロボットの制御に必要なツールを紹介します。ツールについては「9-1.必要なツールを揃える」で詳しく紹介しています。

プラモデル専用ニッパー

パーツをランナーから切り出して、パーツに残ったゲートをきれいに取り除くために、プラモデル専用で薄刃タイプのニッパーを使います。

図9-3-1-6.プラモデル専用ニッパー
図9-3-1-6.プラモデル専用ニッパー

クラフトバサミ

リード線を切断するために、クラフトバサミを使います。

図9-3-1-7.クラフトバサミ
図9-3-1-7.クラフトバサミ

ドライバー

パーツをフレームなどに取り付けたり、ギヤケースの組立には、タッピングビスによる固定が必要です。ビスの固定には、ビスのサイズに合ったプラス(+)のドライバーを使用します。

図9-3-1-8.ドライバー
図9-3-1-8.ドライバー

はんだこて一式

リード線と端子をはんだ付けします。はんだこて・はんだ・こて台などを用意します。

おすすめ品

48mmスチールメカナムホイール4コセット(14209)

直径48mmの小型のメカナムホイール4個(左2個、右2個)セットです。

楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス(クリアータイプ)

2つのモーターを別々に動かすことで、変化のある動きが楽しめる組み立て式ギヤボックスです。

楽しい工作シリーズ NO.97 ツインモーターギヤーボックス

2つのモーターを別々に動かすことで、変化のある動きが楽しめる組み立て式ギヤボックスです。

楽しい工作シリーズ NO.157 ユニバーサルプレート(2枚セット)

各種のギヤボックスなどを自由に固定でき、自動車工作のシャーシやロボット工作のフレームなどに幅広く使えるセットです。

楽しい工作シリーズ NO.183 ユニバーサルアームセット

自由にセットできるカムを使って動きをプログラムできるロボット工作。

楽しい工作シリーズ NO.181 3mmネジセット(30、40、50mm)

ギヤボックスやユニバーサルプレートなどとともに、オリジナル工作に欠かせないネジ。特にロボット製作に使える特殊サイズのネジをセットにしました。

タミヤ 楽しい工作シリーズ No.151 単3電池ボックス 2本用 スイッチ付

単3形電池2本が入るコンパクトな電池ボックスです。

エネボルト(enevolt) 大容量 単3形充電池 3000mAh

電池容量:3000mAh / 電池種別:単3形 ニッケル水素電池 / 電圧:1.2V

エネボルト(enevolt) ニッケル水素 充電池用充電器

8本用のエネボルトやニッケル水素の市販充電池を充電できる充電器

タミヤ クラフトツールシリーズ No.123 先細薄刃ニッパー(ゲートカット用)

細かなパーツの切り出しに威力を発揮する薄刃ニッパーの先端をさらに細く仕上げたのが先細薄刃ニッパー。

タミヤ クラフトツールシリーズ No.124 クラフトバサミ(プラスチック/軟金属用

アルミや真ちゅうなどの軟金属から紙、皮革、ゴムまで、各種ホビークラフトで使用する様々な素材をカットすることができます。

アネックス(ANEX) カラービット 段付 精密 マグネットなし 65mm 5本組

各先端のサイズごとにビットが色分けされているカラービットシリーズ。異なる先端の段付精密65mmビット5本(+00・+0・+1・-3・-4)を組み合わせたセット。

アネックス(ANEX) ソフトグリップ差替ドライバーハンドル

さまざまな種類の電動ドライバー用ビットを装着して、手動のドライバーとして使用することができるANEXの差替え式ハンドルシリーズ。

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