月別アーカイブ: 9月 2012

※この記事は2010年8月17日のものです。

そんなわけで、前にニコニコに投稿した自動運転装置について、ちょっと解説しておきます。

基本的な回路としては
・Arduino （全体の制御を行う）
・液晶 （デバッグなどのために）
・モーター制御部 （１２Vのモーターを制御するために）
・ポイント制御部 （同じく、１２Vで一瞬電流を流すために）
・測距用センサー （車輌の接近を感知するために）
・可変抵抗抵抗 （車輌の最高速度や、ブレーキ位置を設定するために）
で構成されています。

では、これらを一つ一つ解説していきます。
・Arduino （全体の制御を行う）
一番一般的な Duemilanove 328 を使っています。
本エントリーの後半に今回使用したスケッチを添付します。スケッチの内容については後述。
・液晶 （デバッグなどのために）
液晶は秋月の SC1602BSLB を使っています。
Arduino に液晶をつなぐ配線はこの辺（デバイスの接続）を参考にして接続しました。
・モーター制御部 （１２Vのモーターを制御するために）
１２Vモーター駆動用に TB6549PG と言うICを使っています。
このICを駆動するための回路はスペックシートの回路をそのまま使用しています。
スペックシートP15に指定されている部品を使ってP16の回路をそのまま組んでいます。
・ポイント制御部 （同じく、１２Vで一瞬電流を流すために）
基本的な回路は「Ｂトレ三昧」を参考にました。コンデンサーは2200μFを使ってます。
ただ、上記回路の切り替えスイッチ部分をリレーに変更しています。
以下の図で、リレーは Y14H-1C-5DS を、抵抗は10KΩを使用しています。
（作図ソフトを持ってないので、ネット上から一部借用して切り貼りしました、 すいません）

・測距用センサー （車輌の接近を感知するために）
基本動作はこの辺（せつぞく君）の赤外線測距を参考にしました。
・可変抵抗抵抗 （車輌の最高速度や、ブレーキ位置を設定するために）
10KΩの可変抵抗を使用しています。
ここまでで基本的な部品の調達や接続は出来ると思います。

引き続き、AutomaticControl001.pdeの説明をします。

本プログラムは「測距センサーに車輌が近づく→減速して停止→次の動作パターンを実行」をひたすら繰り返しているだけです。動作パターンには「どのセンサーで検知し、ポイントをどのように切り替え、車輌をどちらに走らせるか」を列挙します（後述）。各関数は読んで貰うとして、自分のレイアウトに合わせて変更する必要がある部分だけを解説します。変更が必要なのは「// driving pattern」以降です。

先ずは全体像として以下の４つを設定します。

レイアウトに含まれるポイントの数（今回は１を指定しています）。
#define c_NumOfPoint         1
モーター制御用ＩＣの数（今回は１を指定しています）。
#define c_NumOfPowerSupply   1
センサーの数（今回は３個設置しています）。
#define c_NumOfSensor        3
動作パターンの数（今回は４パターンです）。
#define c_NumOfPattern       4

次に、ピンアサインを設定します（// pin Assign 以降）。
今回はポイントは１箇所で、デジタルの１０番ピンを使用します。
int c_Pin_Point[c_NumOfPoint]           = { 10 };
モーター制御ＩＣへの接続はデジタル６／７／８／９番ピンを使います。
int c_Pin_Power[c_NumOfPowerSupply][4]  = {{  6,  7,  8,  9 }};
センサーは３個で、アナログの０／１／２番ピンを使います。
int c_Pin_Sensor[c_NumOfSensor]         = {  0,  1,  2 };
可変抵抗から、ブレーキ開始の距離を取得します。アナログ３番ピンを使います。
#define c_Pin_VRDistance      3
可変抵抗からブレーキやアクセルの強さを取得します。アナログ４番ピンを使います。
#define c_Pin_VRAcceleBreake  4
可変抵抗から車輌の最高速度を取得します。アナログ５番ピンを使います。
#define c_Pin_VRMaxSpeed      5
液晶などの接続は、他のページに書いてある解説の通りです。

最後に、運行パターンを設定します。まだ実装していない機能があるので２カラム目に無駄な項目がありますが無視して下さい。
int c_Program[c_NumOfPattern][2+c_NumOfPoint+c_NumOfPowerSupply] = {
{ 0, 0, HIGH, c_DirLeft  },
{ 1, 0, HIGH, c_DirRight },
{ 0, 0, LOW , c_DirLeft  },
{ 2, 0, LOW , c_DirRight }
};
これの
{ 0, 0, HIGH, c_DirLeft  },
について解説します。
１）０番センサーへ接近するパターンで
２）（２カラム目は無視）
３）ポイントは HIGH 側に切り替えて
４）車輌は左方向に進行せよ
と読みます。複数ポイントがある場合は、３）を羅列する形になります。

ニコニコ動画にアップしているのと同じ構成であればもちろんスケッチを変更する必要はありません。ってか、先ずは確実なニコニコと同じレイアウトからはじめるのがよいと思います。その上で内容を理解してレイアウトを変えるのがよいかと。

ご参考まで。

※この記事は2010年5月28日のものです。

さっきネットにアップした動画の一番最初に入るべき文字列がすっかり消え去ってた。動画から何から全て登録し終わった後に気付いたんだよなー。まぁ、しょうがないか。そんなわけで、今回もニコニコ動画に投稿してみました。

ここのところすっかり Arduino 漬けです。まだもうちょっとだけ作る物があるので、後一週間くらいはゴチャゴチャやってると思います。

ちなみに、上の写真がその Arduino + Apple Remote で操作できる鉄道模型。

・Playボタンを押すと、走行中なら減速して停止、停止中なら加速して巡航

・＋ボタンを押すと、巡航速度を上げる

・ーボタンを押すと、巡航速度を下げる

・←→ボタンを押すと、走行中なら減速して逆方向に加速、停止中ならその方向に変更

・Menuボタンを押すとポイントの切り替え

今回のレイアウトにはポイントが４器。Menu ボタンを押すと、手前の引き込み線から順に上に向かってポイントが切り替わっていく仕組みになってます。一番上まで切り替わると、次は周回に戻ります。こ のように、Menuボタン一つで４器のポイントが不整合無く動くようにプログラムされているところがポイント（シャレじゃなく）。

しかし Arduino は面白いわ。ハード的にはたいしたことはやってなくても、ソフト的に加減速の微調整が出来たり、特定のパターンに従ってポイントを切り替えたり。ＰＣが起動していなくてもこのマイコンさえあれば動いちゃうってのがオモチャ感覚で凄くいい。

今回のプログラム（スケッチって言います）を書くに当たって、前回のスケッチを読み返したんだけど、無駄なルーチンや include が残ってたりして恥ずかしいー！ダメぢゃん！

※この記事は2010年5月27日のものです。

そんなわけで、Arduino 用に鉄道模型を簡単に制御できるモジュールを作ってみた。ポイントの自動制御のためのモジュールも作ってみた。

久 しぶりの半田付けだった事もあり、出来上がりとしてはまあまあ程度。しかし、予めブレッドボードでプロトタイプが組めることのありがたさを改めて実感。ブ レッドボードでの借り組みのステップで色々見えてくることもあるし、プログラムの動作も試せるし、実際に動作させて問題がないことを確認した上で制作に入 れる。ブレッドボードがこれほどありがたいとは。

今回、５Ｖの信号で１２Ｖの回路を駆動するワザを覚えたので、今後、２４Ｖと１００Ｖのブツを駆動する予定。長年ホコリをかぶっていたアレが火を噴くときが来たぜ！

※この記事は2010年5月17日のものです。

そんなわけで、Arduino が我が家に来てからちょうど一ヶ月。ああ、目的の場所にやっとたどり着いたよ。

今回やりたかったのは「鉄道模型の自動運転」なんですが、なにぶん半田付けは出来ても自分で回路図なんて書けないので、人様の回路図を Google 様にお願いして探すくらいしか能力がありません。そんな時に発見したのが Arduino 。これを使うと、Ｃ言語の基本さえ出来れば誰でもハードウェアに対してちょっかいが出せるらしい。詳しくは、他の人が書いているのでここでは割愛。

で、Arduino を使ってどのように実現しようかと考えたか、っちゅーと

・状態を表示するディスプレイの接続（SC1602BLSB 秋月＋10KΩ可変抵抗）

・可変にした方がいいと思われるパラメーターの供給（10KΩ可変抵抗）

・測距モジュールを使って車輌位置の検知（GP2Y0A21 秋月）

・Arduino 経由で車輌の加減速（TB6549PG 樫木総業＋スペックシートに書いてある部品）

・Arduino 経由でポイントの切り替え（Y14H-1C-5DS 秋月＋2SC1815,逆流防止ダイオード）

これらをクリアすれば、あとはプログラムで何とかすればいい話。

ええ、上から順にぐぐってはテストして動作させましたよ。問題は一番最後のポイントの切り替えでした。これだけどうしても自力では実現できずに人に聞いて教えて貰いました。その節はありがとう御座いました（と北を向いて祈る）。

プログラム（ってかスケッチと呼ぶ）も何とか動いたのでここで動画を公開しておきますね。リセットすると、まず各部の動作チェックが始まります。液晶、ポイント、速度制御、センサーの順にチェックプログラムが動きます。それが終わると自動運転が始まります。

スケッチも公開の予定。ちょっと待ってね。