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2014年6月28日 (土)

床ラインセンサー

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床ラインセンサーは2004年からの設計を引き継いでいます。

  • 4個横一列。中心を車体の左右中心に。
  • センサーの中心同士の間隔は15.24mm。2個が同時にライン(19mm)に掛かる間隔で、ユニバーサル基板のピッチ6個分。
  • 床から浮かせる。赤外LEDで広い範囲を照らし、広い範囲の反射光を得ることで線から離れるにつれて滑らかに変化する信号を得るため。

赤外線LEDの発光をMOSFETで制御し、反射光の強度をフォトトランジスタと抵抗で電圧に変換してA/Dコンバーターで読み取る形式です。フォトトランジスタの線形性を仮定すれば、消灯時の電圧と点灯時の電圧の差を取ることで外から(センサーの赤外LED以外)の光の影響を打ち消すことができます。回路図は風兎2009LTの解説にほぼ同じものがあります。フォトトランジスタと赤外線LEDの代わりに、秋月電子でも販売されているTPR-105Fを使用しました。これは入手性の高い部品を試験的に使ってみようとして選んだものです。

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取り付けは前方が軽く斜め上を向くようにしました。これはセンサーの光軸が床と垂直になることによる鏡面反射成分の影響を避け、かつ床との距離を離すことで床との距離の変動の影響を減らすためです。平らな床の上での静止時、センサー素子は床から8~9mm程浮いている状態になります。

取り付け方法は、斜めにするためのくさび形の土台をシャーシに付けた上に両面テープで基板を接着します。元々は衝突時の破損を防ぐためでしたが、ネジ穴等の加工が不要で小さく低く作りやすい利点もあり、そして簡単なので試作段階で採用してそのままになりました。ただ、時間が経つにつれて接着面方向に平行に斜めにずれてきてしまっていたため、あまりよい方法ではないかもしれません。

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またこれも恒例ですが、外からの光を防ぐための覆いをつけました。厚紙に黒ビニルテープを貼ったものです。いつも直前に作るのでこのように簡易的なものなります。

外からの光を防ぐ効果を狙ったものでしたが、床との隙間が大きいこと、また回路とプログラムで外部光の影響を除去できるようにしていることから、気休め程度だったのではないかと思います。むしろ基板を機械的に保護する外装としての機能が主でした。

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