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CPUを作ろう ~計算機教材とマイコンと電子工作~

mbedでマイクロマウス

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mbedでマイクロマウス作った方いませんか?


センサとモータをつければお手軽にマイクロマウスを作ってみたりできそうなんですけど、
Googleで
mbed マイクロマウス
mbed micromouse
mbed のページのcodeでmicromouse
で検索してみたけど、マイクロマウスを作って動かしてる人を見つけきれませんでした。
時間ができたらmbedの勉強もかねて、マイクロマウスを作ってみる、かも? です。

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mbedでマイクロマウス構想


気になったので前に作った教材用のマイクロマウスのベースを使って、
ユニバーサル基板を切り出して部品を載せてみた。
寸法的には問題なさそうです。

CIMG4832.JPG

急ぎの仕事に目処がついたら製作に取り掛かります。

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mbedでマイクロマウス、ハード完成(たぶん)

まだ詳細なチェックはしてないですが、mbedによるマイクロマウスのハード完成。
これからソフトを組みながら動作確認していきます。

  • CIMG5189.JPG


  • 兄弟と記念写真。中央はH8、奥はArduino、手前がmbedによるマイクロマウス。

  • CIMG5193.JPG



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mbedでマイクロマウス、基板設計中


いろいろと締め切りに追われているので、記憶が残っているうちに、動く見込みで基板設計中。このサイズなら無難に自動配線できます。もうちょっと縮めていいみたい。

  • mbedMicromouse-brd.jpg


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mbedでマイクロマウス、ソフト(ほぼ)完成。

回路最確認して電源投入。問題なし!よかった…

  • CIMG5214.JPG


続いて、各パーツの動作確認。
モータには最初ポート指定で0,1パターンを入れて正しく励磁され、順送りすると回転することを確認。左右ともOK!
次にセットスイッチ、スタートスイッチの確認、これも問題なし。
次にセンサの動作、最初はフォトトランジスタの値を読み10倍してそのままボード上のLEDにバイナリで表示。続いて、赤外線LEDで前をパルス照射、バックグラウンドと差分を取って反射光を検出して表示。距離センサが上手く動きました。
感度が低かったので、照射から値の取り込みのタイミングを調整。うまくディレイを入れると感度がちょっと上がりました。
後は、以前作ったArduino版のマイクロマウスのソフトを移植、ほぼ完成。
これで心置きなく基板の設計を進められます。

動画-> mbedマイクロマウス、センサチェック

動画-> mbedマイクロマウス、Uターン走行

動画-> mbedマイクロマウス、左手法による探索


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mbedでマイクロマウス、基板設計

記憶にあるうちに基板設計までやりました。前の書き込みでは部品がスカスカだったので、
ステッパーマウスによく使われる39mm角のステッピングモータ用の寸法で部品を詰めて作ってみました。放熱がよくないですが、モータドライバは裏面においてみました。
(Arduino版のマウス基板よりちょっと小さいくらい)
mbedは高性能なのでソフトしだいで結構な戦力が見込めるはずです。
これでmbedによるマイクロマウスプロジェクトは終了・・・か?

  • mbedMicromouse-brd.jpg


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mbedでマイクロマウス、専用基板のミス発見、修正して終わり。

昨年末にmbedを使ってマイクロマウスを作り、基本的な動作は確認できたので専用基板を作ったのですが、基板の動作確認をする前にパーツ不足で放置されっぱなしでした。
先日ある講座でマイクロマウスを10数名に製作体験してもらって、その時に購入した予備部品を使って作ってみました。

こんな感じで機体製作はできました↓
CIMG6733.JPG

基板上面はmbedとセンサ。
mbedと基板の間にも幾つか部品を入れ込んで、下面にFETドライバを起きました。
放熱が悪くなるので、あまり高電圧で高速回転はさせられないかもしれません。

CIMG6727.JPG

ところが、LEDが光ってくれません。
基板の設計ミスか、ソフトの問題か? 

次の日、原因見つけました。電源電圧3.3VなのにLEDを2個直列に光らせようとしてました。
電源5Vの時は良かったので、その回路を載せてました。なんでこんな凡ミス・・・
抵抗を接続する場所を3.3Vからじゃなくて、電源へ接続して問題解決。
(電圧が落ちるとセンサ値が変わる欠点ありです)
パターンを切ったりせずにすんだので良かったですが、教材として学生さんに作ってもらう場合はミスが頻発しそう。
最近は、説明を読まず、話も聞かずにハンダ付けはじめる人が少なくないですから。

基板は50枚作ったので、1クラス単位の実習か、グループ単位の実習数回分あります。
使い切って次に基板を発注するときに修正することにします。

CIMG6748.JPG

後は、機体に合わせて、センサ値とステップ数を修正すれば基板の検証は終わり。


この機体のCPUのスペックは十分だし、ステッパーマウスではよく使われるモータだし、センサの検出距離も長いので、ソフト次第でいい走りを期待できます。



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