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2006年10月

2006年10月26日 (木)

Roppoidoの回路紹介、サーボ用時分割PWM信号について

Circuit_annotatedRoppoidoの回路です。元はラジコンの受信機をそのまま使っていましたが、マイコン制御に変わりました。大きなラジコン送信機を持ち運ぶのが不便だったので、プレイステーション用の無線コントローラで操縦するようにしました。受信機接続ケーブルが長いのは帷子丸から外して流用したためです。受信機から線を引き出す方法としては、このように本物のコネクタを用いる以外にUIコネクタ適当なコネクタのコンタクトなどを用いる方法もあるようです。

複数のサーボへのPWM信号を発生する原理は宮田さんのLittle Burning Coreと同じです。以前述べたように信号周期が長くなってしまうのを避けたかったので、周期15msでの6分割としました。これによりサーボの動作範囲は180度以上確保できました。ただこのままではIC(74HC237)1個あたり6個しかサーボが動かせないので一工夫してあります。

出力先の切り替えを「0,1,2,3,4,6, 0,1,2,3,5,7, ...」という、6回ではなく12回で一周する順にします。これにより、前半4個は15ms、後半4個は30ms周期の信号を合計で8本出力することができます。トルクを落としたくない脚のサーボの4個に前半を、そうでない腕と発射装置のサーボには後半を割り当てるのです。

たかが簡易2足なのであまりこだわる必要はなかったかもしれませんが、新型機でも同じような仕組みを使うので良い実験になりました。

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2006年10月25日 (水)

縦横比を指定して画像を切り取る

トリミング、すなわち画像の一部を切り出すソフトです。切り出し範囲の大きさを決めてから平行移動したり、縮小して指定のサイズにするなどといった便利な機能が備わっています。

ロボットフォースではロボットを登録する際に縦320x横240の画像ファイルを送るのですが、この画像を作るのに都合が良いので利用しています。

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2006年10月24日 (火)

木製外装完成

Roppoido_wood_front Roppoido_wood_back

スパーリングでお披露目した木製外装のRoppoidoです。表面はニス塗り仕上げです。正面と背面はお弁当の包装(?)に使われていた荒い合板を再利用したので手を抜かず目止めも行ってみました。おかげで綺麗な仕上がりになりました。

顔は、何もない大きな面が前にあるとのっぺらぼうのような印象を受けるので急遽付けてみたものです。これだけ単純な形でも顔のあるものはやはり妙に強い存在感があります。

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スパーリングinニノミヤ

写真を取るのを忘れていてほとんどありません。

写真1:GUARDIAN vs ASSAULT-v1 試合前 トーナメント戦のGUARDIANとASSAULT-v1。ASSAULT-v1が抱きついて横に倒す投げ技やGUARDIANが突き攻撃を外した隙を突いてカウンターでダウンを取るという離れ業で勝利しました。

Ts271134そのASSAULT-v1とYOGOROZA。ヨゴの振り回した手の先がかすっただけで吹き飛んでいくように見えました。RoppoidoもYOGOROZA自慢のハンド(爪だそうです)にしっかりと掴まれてしまい注目を集めました。あのハンドはKHR-1の胴体をつかめるサイズで設計されたそうです。

Ts271135特別に行われた1対4の試合。めったに見られない光景です。単騎のYOGOROZAが勝ってしまいました。

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2006年10月22日 (日)

スパーリング前夜

日曜日22日(本日)、ロボットフォースのスパーリング(公開練習会)があります。会場は日本橋で新装開店準備中のニノミヤです。http://www.robot-force.jp/ 11月のロボファイト4に出る人が練習を兼ねて参加します。私はロボファイト4には出ませんがRoppoidoで遊びに行ってきます。

先日RCサーボの信号分配の話を書きましたが、Roppoidoに使うためにH8/3664でサーボコントローラを作っていました。先ほど、数日間悩んだPSコントローラの読めないバグがとれました。今から操縦システムを作ります。新しくなったRoppoidoの詳細は後ほど。

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2006年10月17日 (火)

サーボPWM信号分配用デマルチプレクサの検討

サーボの信号がON区間最大2.5ms、周期20msとOFF区間が長いことを利用してマイコンから複数チャネルの信号をORした波形を出力し、タイミングよく振り分けることで複数のサーボを動かすものです。理論上、マイコンの出力できるRCサーボ用PWM信号の数を8倍にできます。

この手法の一つの要となるICが74(HC)238です。3-to-8 line Decoder/Demultiplexerと表記されており、1-line-to-8-line(長いので以下1-to-8と略記)デマルチプレクサとして使う場合は1つの入力信号を8本ある出力のいずれか1箇所を選んで出力することができます。

詳しくはバーニング宮田さんのLittle Burning Core解説をお読みください。

ON区間長2.5ms、周期20msなら時間の比が8倍あるので確かに8分配できるのですが、手持ちのFutaba受信機T6EXAPでは周期が14ms程度でした。MicroMGのようなアナログサーボでは周期を長くすると反比例して保持力が低下してしまいます。周期を元のまま14msとすると5、6個までしか分配できません。

このことを踏まえ、マイコンが出力できるPWM信号の数が多い場合は分配数を4とした方が良いのではないかと考え、1-to-4のデマルチプレクサがないか調べてみました。ルネサス74HCシリーズ東芝74HCシリーズを調べたところでは、下記のようなものがありました。

74HC139 Dual 2-to-4 line Decoder/Demultiplexer
×出力負論理
△出力ピン配置にやや難あり
(74HC)4052 Dual 4-channel Analog Multiplexers/Demultiplexers
△出力プルダウンすれば使えるかもしれない
△出力ピン配置に難あり

残念ながら都合よくはいきませんでした。やはりLBCと同じ74HC238等の1-to-8のものを使うのが良さそうです。

ついでに、アドレスラッチ機能付き74HC237を見つけたのでLBCの74HC75は省略できるのではないかと思いGoogle検索してみたところ、宮田さんのBBSで既にその話が出ていました。やはり、手に入ればこちらが良いそうです。

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2006年10月14日 (土)

新型機設計中

2soku21帷子丸とは違った方向で、小型軽量かつ本格的なヒューマノイド二脚ロボットを作ろうと思います。

無償で使える3DCAD(Alibre Design Express)の学習を兼ねて設計中です。
膝のモーターの置き方はKHR-2HVを参考にしました。

Ts271124 いわゆる反対軸はサーボケースに直接つけます。前田さんのOmniHeadを参考jに、樹脂ブッシュをネジで止めて軸とします。ケースに穴をあけ、内側にM3ナットを接着剤で固定してあります。

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Roppoido 木製外装

Ts271128腕が折れたのを機に木(アガチス材)で作り直しました。ついでに外装も付けて木の箱が歩いているかのようにしてみます。

Ts271129材料がなくなったのでまだ半分までです。

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2006年10月 8日 (日)

鉛バッテリー回復器

ロボットではありませんが、バッテリー回復DIYパルサーというものを作ってみました。

研究室のメンバーの小型電動二輪車(玩具)が充電できない状態だったので調べてみたら24V鉛バッテリーでした。鉛バッテリーは満充電しておかないと劣化して充電できなくなる性質があります。持ち主はそういう性質を知らなかったそうなので、おそらくこれが原因でしょう。

バッテリーを買って替えるしかないかと思っていましたが調べてみると冒頭で述べたバッテリー回復DIYパルサーのように断続的に高電圧をかけて充放電することで回復を促す方法があるのを見つけました。アナログ的な調整が必要そうなこと、そもそも本当に効果があるのか怪しいこと等問題はありますが、駄目で元々ということでやってみています。

動かし始めて3週間くらいになりますが、わずかながら回復の兆しが見えています。どうやって充電しても3V以上にならなかった開放電圧が10V近くまで上がりました。

しかし依然として使えるようになるには程遠く、LEDを繋いでも暗く光る程度にしか電流が流れません。気長にやっていきたいと思います。

ちなみにこの回路、要するに電圧制御なしの昇圧回路なので出力にコンデンサを繋ぐと70Vあたりまで上がります。危険です。

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