作って壊してまた作って

Segway clone 2020年バージョン

　

※今年プログラム変更状態。安定しています。私は体重70kg。動画の最後は手放しで自立しています。自撮りでしたのであまり良くわからないかもしれません。

※昨年の不安定状態。65kg以下の血の気の多い高校生しか乗れなかった。

　2019年1月から作り半年かけて一様動くようにし、8月にMakerFaireTokyo2019に持っていった。しかしながら６５Kg以上の体重だとどうも走行は難しく、不安定であった。

　その後プログラムを改善しスプロケットの歯数を55にしギヤ比を変更（モータの軸についているギヤが11歯であるので、5対1のギヤ比である）。

　ということで、どうにか最大８０Kg の体重の生徒が乗る事が可能となった。プログラムについては以下のHPのものを参考に一部書き換え使っている。

https://www.instructables.com/id/Rideable-Segway-Clone-Low-Cost-and-Easy-Build/

　その後色々変更改善点を上げたらきりがないのであるが、MPU6050は初期化後徐々に微妙に初期値からズレが生じ、ハンドルを前方に傾けると前に進むわけであるが、その傾け方が大きくなり、電源を入れてから数分してからTilt調整をしなければならない。

右側ブレッドボードに刺さっているのがジャイロで振動で揺れないようスタイロフォームの切れ端とホットボンドで固定。I2c接続だ。
arduinoで使えるモータドラバーは沢山あるのですが、Sabertooth Dual 12A 6V-24V回生モータードライバー以外はだめでした。根気が足らないのかもしれませんが、Hブリッジ型の２つのモータを制御するタイプのモータドライバーは他に２種類使ってみましたがうまくゆきませんでした。PWM制御で当然モーターの回転方向と回転数を制御します。最初から

Sabertooth Dual 12A にすればよかったのですがこのモータドライバーだけで１万円近くするので一番後回しに使ってみたところ結果としてうまくゆきました。I2c通信で制御するのですが、I2c用の二本のケーブルともう一本のケーブルをarduinoに接続しています。このもう一本のケーブルは５V出力のケーブルでarduinoの電源として使っています。本当はいけないのかどうかわかりませんが、arduino５ｖ出力のピンに５V入力し電源にしています。

ノイズにだいぶ悩まされ３ヶ月ぐらいうまく動かない状態がありましたが、制御基板の位置を踏み台の上部に持ってきたことによってうまく動くようになりました。

踏み台下部の様子ですが、モーターに銅箔が貼ってあります。これは磁気を制御基板に影響を与えないようシールドで貼りましたが、制御基板を踏み台上部に移動したことによってどうでも良くなりました。いわゆる電磁波はアルミ箔のようなものでシールドできるのですが磁場はなかなかシールドするのは難しいようです。銅箔が優れていると聞き試してみました。上記のURLにI2c通信のノイズ除去のためによくケーブルをツイストさせることと、ありますが、こちらも試しました。バッテリーはご覧のような状態で固定しています。説明書によるとバッテリーは寝かして使用しても可能とあり、横にぶら下げています。逆さに使用することは避けてください。
ヒューズが電源につけてあります。保護用に２０Aです。つまり２４Vで２０A、４８０WまでOKです。ということは公道を走行しても大丈夫なのでしょうか。赤いボタンは緊急停止ボタンです。バッテリーを充電しすぎて２６Vぐらいまで電圧が上昇するとどうも暴走する時がありまして、大変な状況になります。その時はとりあえず電源を遮断します。赤いボタンの右側の液晶画面は電圧が表示されます。因みに踏み台は学校の片隅に放置され備品シールの剥がされた机の天板を使用しています。
左右に方向回転させるときのためにハンドルにボタンが付いています。生徒が作ったのですが、取り外しができてハンドルから手放し運転ができるようになっています。要するにプログラムの書き換えによってすごく安定したということです。
残る問題点右側のタイヤの品質が悪くハンドルを取られる。タイヤ部分を注文して購入したが、どう見ても大きさが違うような物が届いた。気のせいであろうか。怖くて付け替えていない。もしかするとリムにはめて空気を入れれば同じ経になるのかもしれないが、空気が抜けた状態では小さく見える。いやたしかに小さい。
去年MakerFaireに持っていったが、まだ完成していませんでしたということで、今年も持っていってもよろしいでしょうか。最大８０Kgの人が乗っても大丈夫でしたが、車軸が若干変形しました。まー７５Kgまででしょう。路面が荒れているアスファルト上ではハンドルを取られ意外と力が無いので実際に１００万円近くで販売されているセグウェイはすごい。因みにこれは結局５万円位かかりました。（私は色々なパーツを購入し、失敗もあったのでもうちょっと安くできるはず。でも3万円は最低かかりそう）モーターとモータドライバーの大きい物があるのでそれに変えれば悪路も行けるとは思います。

Arduinoでキャタピラロボット

Arduinoを駆使し、キャタピラー型のロボットを２つ作って見た。小さい方は赤外線センサーで動くのだが、大きいもう一つの方は生徒が作ったのであるが2.4Ghz帯の無線で動く。因みにプロポも作っている。カメラも付いているので、映像を見ながら遠隔操作が可能なのだ。

以上の技術で人が乗れるロボットも作ってみた。因みにセグウェイも製作中だ。

DLP光学式3Dプリンター自作

　UVレジンを使ってDLP式3Dプリンター作りました。結構昨年から時間をかけて調整して作りましたが、現実的にはもう飽きてしまいました。

　理由ですが、構造材を作るにはUVレジンで作った物はちょっと物足りないし、これと言って細かい物を作ったりフィギアを作る趣味も無く。しっかり最近は動くことはございませんが、一様出来ましたのでご披露します。

　下から紫外線を当てると紫外線透過透明膜を通過するので紫外線の力が弱くなり、照射時間が長くかかります。でも比較的綺麗に出来ました。

こちらは上から紫外線を当てるタイプに作り替えています。こちらの方が紫外線を当てる時間が少なくて良いが、造形物を載せる台が水平にならない。でも簡単。

CNCはGrblで

GrblCNCボードはちょっとpin配置に分からないところが多かったが、最近分かってきた。因みにモーターはX方向2つついているので画像のような配線となっている。サーボモーターも付けている。

良寛の草書をCNCで再現

良寛の草書は非常にシュールで良いと思うのですが、その作品の一つをCNCDrawingマシーンで取りあえずトレースしてみました。草書と言ったらやはり良寛なのですが、実際の書の画像からトレースした物では無く、筆で描く方法を考えて実験中である。今少しうまく行かないので、うまくいったらアップすることにしよう。ペンの角度をサーボモータで変えて描きますが上下にペンを動かす方が良さそうです。現在改造中。
君看雙眼色。不語似無憂。

（きみみよそうがんのいろ、かたらざればうれいなきににたり）」 良寛が愛し書にした句としても知られているそうです。

ドットで画像を描くと点がしっかり丸になっていない。やはりペンを上下に動かす方法が良さそうだ。