Monthly Archives: December 2019

記事一覧 – 元Web屋のマイクロマウス製作記

キット編

マイクロマウスキット「Pi:Co classic3」を使って全日本大会での完走を目指します。

自作編

基板からマイクロマウスを自作して、全日本大会での完走を目指します。

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Pi:Co製作(マイクロマウス研修)Part12(宇野)

前回LEDでどのルーチンに入ったか見れる様になって

プログラムが無駄に複雑な書き方になってるのが判ってきました。

このまま手を加えて行っても、どんどん見辛く迷宮入りしていってしまいそうなので

一旦複雑な条件を無くしてシンプルに戻してから、精度を上げていく方向にしました。

 

それとは関係なく、

息抜きにスイッチを押した時に鳴らしているブザー音を少しアレンジしてみました。

サンプルプログラムのデフォルトでは、モード番号が上がる時の音、下がる時の音、決定音

と3種類ありましたが、折角音程の定義をしているのでモード番号毎に音程を割り振って

モード1は「ド」が、モード2は「レ」が鳴るという様にし、

スイッチでモード番号が進んでも戻ってもモード番号の音程が鳴るので、

今何番なのか判り易さが上がったかな、と思います。

しかし、進むスイッチと戻るスイッチに直接1~15まで1個ずつ書き込んでいると、

結構長い記述になってしまったので、何とか簡単にならないかなと考えて

別個数字を入れるだけで鳴らせる様に改造してみました。

これをデモ用のファイルに記述しておき

実際鳴らす方に投入。

随分すっきりしました。

 

次、時間が取れれば決定音も何かしら変えようと思います。

 

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マイクロマウス研修(しおたに)その12

こんにちは、しおたにです。

前回、滑らかに曲がれるようになったので、今後の進め方についてまとめたいと思います。

以前、以下の順で進めるよう計画しました。

  1. 滑らかに曲がる
  2. より速くしてみる
  3. 完走率を高める
  4. コース適応力を高める

前回で「1.滑らかに曲がる」は一区切りついたので次に進みます。

「2.より速くしてみる」は後回し

現状、直線走行の最高速度に関しては現状でかなり限界近くに設定しています。
ハードウェア的にはさらに速くできるのですが、現状の台形加速では最も長い直線区間でも最高速度に達する前に減速する必要があり、あまり意味がありません。

また、現状の速さでは安定した走行が難しく、デバックの効率が悪いです。

このため、速さを求めるのは後回しにし、まずは安定走行を目指したいと思います。(マウス十則にもそうありました)

走行時間を短縮する方法としては、
加減速方法の改良(曲線加速やS字加速と言われるそうです)や階段上の経路で斜め走行、連続カーブはまとめる等の走行経路の改良があるようなので、後々やっていきたいと思います。

 

まずは安定性

「3.完走率を高める」を進めていこうと思います。
今のところ完走率が高まりそうだなぁと考えている工夫はこれです。

  • スラローム時の前壁補正の実装
  • 袋小路での走行位置補正
  • 櫛型壁配置での安定走行

前壁補正とはスラロームに入る前に前面にある壁との距離を測り、適切な距離で曲がり始めるようにする補正のことです。

図のように、適切な位置で旋回を開始することで、旋回終了時にコース中央を走れるようになります。
長距離を走行しているとタイヤのスリップや走行距離の誤差等が蓄積した際に、スラロームの開始位置がズレることを防ぎます。

次の袋小路の走行位置補正では、袋小路に入った際に前と左右の壁との距離を測り、壁間の中心に位置を修正することで走行位置の補正を行うことを考えています。

最後の櫛型壁配置での安定走行とは、ロボット両脇の壁が櫛のように配置されていると徐々に壁に近づいていくように走っていく現象への対処です(対処方法はまだ検討中)。

 

というわけで、まずは安定走行を目指して進めていきます。

今回はここまで。良いお年を

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M5Balaを分解してみた – 元Web屋のマウス製作記 Part.13

ししかわです。

研修の一環で、マイクロマウスを基板から自作します。

記事一覧

私のマウスはM5Stackの拡張モジュールとして作る予定ですが、「本体とモジュールの通信をどうするか」「モータやセンサをどのように制御するか」のイメージがまだ付いていません。そこで、学習のためにM5Stack公式のモジュールを分解して仕組みを観察しました。

今回分解したのはM5Balaという、2輪でバランスを取るロボットカーです。倒立振子ともいいます。

国内ではスイッチサイエンス等から購入できます。
マイクロマウスではありませんが、エンコーダ付きのDCモータやバッテリー等共通する部品も多いです。

公式ドキュメントにはモジュール内部の回路図等は見つかりませんでした。
実際に分解して使われている部品等を確認したいと思います。

 

モジュール側にPOGOピンというバネ付きのピンが4本生えています。
本体とモジュール間はこの4ピンのみで繋がっていて、I2Cプロトコルで通信します。

本体上面や側面に空いている穴はLEGO TECHNIC互換になっています。
M5Stackのセンサユニット等、他の部品もこの穴が空いている物が多く、ブロックを使って自由に固定、拡張できます。

ではモジュールを分解していきます。

①モジュール下部のネジ4本を外します。

②モジュール本体とモータを繋ぐケーブルを外します。
画像のように、モータと車輪部分は別部品になっていました。

③左右のモータと車輪を取り出します。
モータの軸に磁石、その側面にエンコーダが2つ取り付けられています。モータはN-20という型番でした。
さらにモータとエンコーダのセットがAliExpressで販売されているのを見つけました。
この部分はM5Stackオリジナルではなく、この単位で流通していると思われます。

④続いてモジュール本体側です。六角レンチを使ってネジを4本外します。

基板が見えました。

モジュールの基板側にマイコンが搭載されています。
Atmel社のATmega328Pというマイコンです。Arduinoでよく使われます。
基板側面の6ピンのコネクタを経由してファームウェアを書き込めるようになっています。
(ただし、ファームウェアのソースコードは公開されていませんでした)

そのほか、次の部品が使われていることを確認できました。

  • モータドライバ:L9110 x2個
    • 他のモータ搭載モジュールでも使われています(別記事で言及予定)
  • バッテリー(550mAh@3.7V)
  • バッテリー制御IC:IP5306
  • 16MHzのクリスタル:型番不明

M5Balaを分解して基板を観察しました。
設計上、次の点が参考になりました。

  • モジュール側にもマイコンを搭載し、M5Stackとは最小限のピンで接続している
    • モータ駆動やセンサ通信処理をモジュール側に任せられる
    • 基板にファームウェア書き込みのコネクタを搭載することで、組込後に開発ができる
  • モータとエンコーダ部分を別部品としている
    • 簡単に交換できる
  • M5Stackや他のモジュールと同じ部品を使っている
    • 部品やドライバプログラムの再利用ができる

特に「モジュール側にもマイコンを積んでモータやセンサとの制御を任せる」の部分は真似したいです。
(マイクロマウスでよく使われるSTM32を使いたいと考えています)。

以上です。

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マイクロマウス研修(しおたに)その11[滑らかに曲がる⑦]

こんにちは、しおたにです。

前回、台形駆動スラロームを実装しました。

以前より滑らかに曲がれるようになりましたが、旋回前後がかなりフラフラしているように見えます。

原因の一つとして、

スラロームの調整不足

が考えられそうです。

曲がった後に壁に近すぎるようなので少し大回りになっているのかもしれません。

調整方法

画像のように壁をグルグルとまわり、旋回距離と旋回半径が適切かを見ます。
この際、壁制御はすべて無効にし、旋回前後のズレが残るようにします。

この状態で3周くらい回ってみると…

序盤は良さそうですが途中で旋回距離が足らないのか壁に当たりました。

この後、何度か旋回距離を変えたりしたのですが、再現性のないズレがよく見られたのでタイヤがスリップしているような気がしてきました。

スリップするということは加速度が大きすぎるか速度が速すぎるということ。
旋回速度を遅くしてやりました。すると、

かなり安定するようになりました。

調整後

速度は遅くなりましたが安定性が増したように見えます。
依然としてゴール後に壁に当たるという問題はありますが、スラロームの調整は出来ました。

今回はここまで。

 

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Pi:Co製作(マイクロマウス研修)Part11(宇野)

しばらくこれといった進展が見受けられない宇野です、こんにちは。

動きが止まらなくなってから、がっつり調整する時間があまり取れず

プログラムに自分で手を加え出してからは、それを読むのにまた時間がかかり

毎日の進展がかなりスローペースになっております。

 

前回、自分で作ってみたルーチンに入ってるかどうかの確認方法で

一旦異常な数値で動きを見る方法を取っていましたが

直後に様々な確認方法を教えて頂き、その中でLED点灯を実装する事にしました。

幸い、サンプルプログラムでLED点灯自体は簡単に行えるので

ルーチンの中に一文入れるだけで様々な状況をLEDで確認出来る様になりました。

これによりどの部分で詰まるか判るようになりましたが、

残念ながらすぐに直る感じではないので、やっぱり調整には時間が掛かりそうです。

ゴール到達率は半々くらいですが、LEDがどう光るかの記録を残しておきます。

思った以上に動画では判り辛いですね。

ただ、曲がった時にどのルーチンに入ったかが確認出来る様になったので

直す部分の特定は楽になりました。

場所がわかっても簡単には直らないんですけどね

これから頑張ります。

 

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安江の自作マウス製作記【Part.01】-コンセプト決め

<公開中のブログ一覧>

こんにちは!安江です。

前回までは[Pi:Co Classic3]を使ってマイクロマウスについて勉強してきましたが、弊社の研修はあくまで自作マウスで全国完走することが目的です。

よって、今回からは自作マウス制作記として、新たにブログを書いていきたいと思いますので、よろしくお願いします!

 

まずは自作マウスのコンセプトを決めよう!!

半年間、いろいろな大会で皆さんのマウスを拝見して自作マウスの構想を練ってみました。

アールティの研修&初の自作マイクロマウスになるので、この機会に色々とお勉強をしようと思いコンセプトを下記としました!(全国大会後の打ち上げで決めましたw)

  • ESP32を実装した、クラシック競技用マイクロマウスを作る
  • 吸引マウス作りたい(吸引ファンの設計にこだわる!)
  • MATLABを使えるようにする(デバッグし易いのは正義!)
  • プログラミングのお勉強します(マウスに向かないって聞くけどMicroPython面白そう)
  • 機械設計段階の作りこみを頑張る!(宇宙人の皆さんから大事だぞと聞いたので)
  • 全国大会で完走できるスケジュールを計画して実行する

 

自作マウスの仕様を決めよう!!

具体的な使用部品はまだまだ未定ですが、僕の自作マイクロマウスの仕様は下記となります。

  • 機体名:Katzenkerl(カッツェンケール)
  • クラシック競技用吸引マイクロマウス
  • 基板:検討中(KICADで設計予定)
  • マイコン:ESP-WROOM-32D [shop] [datasheet]
  • 壁センサ:発光ダイオード@検討中
  •      フォトトランジスタ@検討中
  • ジャイロセンサ:未定(MPU-6050を予定してたけどディスコン・・・)
  • エンコーダ:モータに付属
  • モータ:駆動用@Faulharber 1717T 006SR –

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2019年マイクロマウス大会(全国大会)

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岩本ブログ一覧
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こんにちは岩本です。
今回は、ついに全国大会に参加してきました。

全国大会は毎度おなじ東京工芸大学で行われました。

大会前夜は、宿でマウスフィールドを広げて、マウスの動作確認を行いました。
いつもならここで、新しい走行パラメーターを追加するのですが、どこかにバクを仕込んで全国大会で走れなかったら目も当てられないので、プログラムを編集することはなく、前回の地区大会で完走実績のあるプログラムで挑戦しました。

その結果、タイムは27.761秒で26位でした。
少し惜しかったのは、フィールド間違いがあり走り直しになったのですが、走りなおしたほうが遅くなってしまいました。。。最高パラメーター安定しないのです。

大会後の懇親会では、大量のマウスが並べられて撮影会が行われました。
全国大会ということもあり、かなりのマウスが並べられて圧巻の光景です。

来年は、自作マウスを作成して、大会に出ていきたいと思います。
今は、マウスを作る為の加工機作成中です。

以上、今回はここまでです。

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shotaのマイクロマウス研修27 全日本大会完走!研修修了!?

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

[前回の記事]では、全日本大会の出場権を獲得したことを書きました。

今回は全日本大会に出場し、どんな走りをしたのかを書きます。

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Pi:Co製作(マイクロマウス研修)Part10(宇野)

こんにちは、相変わらず細かい調整を続けています。

 

そんな中、実はテストコースが歪んでいる

という事実が発覚してしまいました。

壁や柱がきれいに刺さらないとは思っていましたが、思った以上に歪んでいるようです。

なので、詰めた調整というよりは簡単な基本調整を行い

後は、サンプルプログラムを改造した部分が正常に動作するかのテストを重ねる

といった事がメインになっていきそうです。

 

今現在は連続した櫛やジグザグに入った時にだけ少しパラメータを変える様にしてみましたが

何分プラグラムの知識に乏しいので

簡単なC言語の本を借りて、読みながら進めて行っています。

 

しかし、コースが歪んでいるからか毎回動きが変わるので

少し弄った程度では意図したルーチンに入ったのか判らず

まずは想定より遥かに高い数値を入れて、

おかしな動きにする事によって動作確認をしています。

その後、数値の調整に入るのですが、

新たな発見、試みがなければしばらくこの調整で安定化を目指す事になるでしょう。

 

なんにしても、完走出来る安定した動きを今月中には実現したいです。

 

後、音楽の方も作りたい曲が確定したものの、走りが安定していない現状では

割ける時間がないので、出来る限り早く完走を目指したいところです。

 

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Posted in Pi:Co Classic3