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電子工作やってみたよ

ジャイロボーイのプログラムいじり出してから もう 3か月も経ちました。
時間の過ぎるのは、早いですね。
この夏休みに孫が遊びにくるということなので、マインドストームを渡すことが出来るように何とかジャイロボーイソフトを終わりにしたいのですが、なかなか納得いくまでの理解が出来ません。
あの天才と言われた将棋の加藤九段も77歳でC級2組から落ちて現役を辞めるとニュースになっていましたが、天才でも若い時のままというわけにはいかないのですね。
ましてや、ただの凡人が歳を取ったらどうしたらいいのでしょうか。
まあ 無理せずに最善を尽くしてみます。

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ネットで「倒立振子」を検索したら「半日で作る倒立振子」というのが出てきました。
この人のブログ 素晴らしいですね。 丁寧に解りやすく書かれており、プログラムなども全部発表されて細かく説明されています。
その中で、倒立振子の制御動作を一言で分かりやすく説明している式がありました。

転載始め***************************************************

モータの回転力= k1 × 躯体の傾き(角度)
          +k2 × 躯体の傾きの変化率(角速度)
          +k3 × 車輪軸の移動速度
          +k4 × 車輪軸の移動距離

転載終了***************************************************

これ ジャイロスコープ EV3ソフト と全く同じですね。
実際にはこの式に積分要素などが入ってきますが基本的には全く同じ。
アメリカで考えられたものも、遠く離れた日本で考えられたものも目的が同じならば同じ形になるのはすごいですね。
特に3行目と4行目の項 k3 × 車輪軸の移動速度 と k4 × 車輪軸の移動距離
よく思いつくものですね。 これは倒立振子の制御では常識なのでしょうか。
私は、これ無くても制御できるのではないかな、と思い3行目と4行目の項 外してやってみました。
K1,K2にあたる係数をいろいろ変えてやって見たのですが足の動きがオーバーシュートしてしまい制御できませんでした。
この3行目と4行目の項が理解できれば、今回の勉強はおしまいということにしたいのですけれど。
この方は エクセルを使って倒立振子のシュミレーションも発表されています。
わたしは 回路シュミレーターのサーキットビュアーにのせてみたいですね。


わが家のアジサイです。 周りの家には真っ白なのが多いですが我が家にはありません。
分けてもらっておこうかな。

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作っていたトウモロコシ ついに食べられてしまいました。
まだひとつだけですが、器用に皮をむいてありました。
四つ足動物に皮むけるのでしょうか。 サルが出たのでしょうか。
やるやると言ってながらまだ「網」つけてなかったですからね。
やはり 言葉より行動ですね。







by telmic-gunma | 2017-07-30 23:29 | レゴ マインドストーム | Comments(0)

倒立振子制御 その1

テレビのおもちゃショーでセグウェイみたいに二輪で自立して動くおもちゃの紹介をしてました。
ほんと、可愛い人形がペットボトルなど乗せてきれいに自立して動いていました。
そういえば昔ファジー制御が流行ったころ(家電もやたらファジーと言っていた)オムロンが倒立振り子を制御するファジー制御LSIを作ったなんて広告出てましたね。

これ制御するのおもしろそうなので、作ってみたいと思い、久しぶりに秋葉原に行ってみました。
相変わらず、可愛い女の子がたくさん並んでビラを配っていますね。 一度お店に入ってみたいと思いつつ、まだ実現していません。

倒立振り子の車輪を動かすのは直流モーターかパルスモーターのどちらがいいのか?悩みますね。
単に自立するだけなら直流モータが簡単でいいのでしょうけれど、方向や距離を認識するためにはパルスモーターでないと、難しいはずだなんて考えていました。
以前はやったマイクロマウスの部品など使えるだろうと思って秋葉原のお店まわったけれど、なかなか見つけられなかったのですが、ガード下の以前ラジオストアのあった所に秋葉原の組合の紹介所みたいなところが出来て、そこで売っていそうなところ5軒ほど教えてくれました。
その中の一つ、ウィストンロボットセンターに行ったら私が作ろうとしていたその物のキット売ってました。
「倒立振子制御学習教材 ビュートバランサー2」
これはDCモータを使っていましたね。 帰ってからネットみたら詳しくのってました。なぜ事前にネットを見たとき気づけなかったのかしら。
本来なら全部自分で考え、自分で個別部品を集めて、試行錯誤を繰り返しながら作り上げるところが楽しいのだけれど、目の前に完成品があるというのは、嬉しいような悲しいような?、これをリモコンするコントローラもあるということで一緒に買ってしまいました。
これは ほとんど完成品で組み立てて電池入れたらすぐ動きました。
楽しむなんてとこ無かったな。
これのソフトや資料が公開されているそうなので、これから調べてみます。
また これの物理的な動作を回路シュミレータで表現して見たいですね。

完成して動作しているところです。 You Tubeに出せたらいいな。勉強してみよっと。
車輪のところ、前後のメカ的なガタが3mmくらいあるためにか、
制御しているとき前後10mmくらいふらついています。
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キットの全部品です。
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CPUはLPC1343Fを使っています。
ARM 32ビット 72MHz
おもちゃにこんなのが使われる時代なんて、すごいですねc0335218_10120846.jpg

















モーター軸から直接、摩擦でゴム車輪を回す構造。
ゴム車輪の上下のガタはモーター軸に接触するため必要だけど、
前後方向にガタがあるためバックラッシュとなってしまいます。
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モーターのエンコーダー用のプロペラ  1回転が6枚
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エンコーダー用のフォトセンサーの付いた基板裏側(中央下側)
モーター1つにセンサー2個付いているので回転方向も検出できる
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以上



by telmic-gunma | 2015-06-09 12:50 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Comments(6)