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2011年7月27日 (水)

夏休みに作ろう!自動制御で坂を登るロボクライマー(4)

花岡ちゃんのウィークエンド:ロボクライマー

今回からは「電子頭脳」の製作です。

ロボクライマーはコンピュータを使わず、電子回路だけで制御装置を構成しています。また、回路をなるべく簡素化して部品点数を少なくしてありますので、電子工作の初心者でも挑戦し易いと思います。

■回路図
本機の回路図です。

Photo

PDF版はこちらです。部品名や値はこちらで見てください。
「rc.pdf」をダウンロード

この電子頭脳の心臓部は、加速度センサー(U2)とオペアンプIC(U1A,U1B)で構成した2つの電圧比較機(コンパレーター)です。

加速度センサーは、左右の傾きを検出するために使用しています。ロボの車体が右にも左にも傾いてなければ、電源電圧の1/2の電圧を出力し、左に傾くと電圧が上昇、反対なら電圧が降下するようにしてあります。これをコンパレーターで判別して、左右のモーターのON/OFFをコントロールします。もちろん、コンパレーターの出力をそのままモーターにつないでもパワー不足でモーターは回らないので、トランジスタで電流を増幅しています。

電源には、モーター用にアルカリ単三電池2本、電子回路用に単四電池を2本使用します。スイッチは電子回路の方にだけ入っています。電子回路を切るとモーターも停止するので、モーター側にはスイッチがなくとも問題ありません。

おっと、あまり詳しく説明してしまうと自由研究ではなくなってしまいそうです。実際の回路の動作と坂道を登る理由は皆さんで考えてみてください。

■主要部品
主な部品のリストです。まとめて購入し易いように、秋月電子の部品でそろえてあります。

・U2 加速度センサーモジュールKXM52-1050
・U1 オペアンプLM358 3Vで動作する2回路入りのオペアンプなら大体のものが使えます。
・Q1 Q2 トランジスタ2SC3964 Icが1A以上、hfeが100以上の2SCか2SDなら大体のものが使えます。
・VR1 1Kオーム半固定抵抗 1K~10Kくらいまでなら使えます。
・R2 R3 抵抗1/4W 4.7Kオーム 3.3K~10Kくらいまで使えますが、2つとも同じ抵抗値にしてください。
・R1 R4 抵抗1/4W 100オーム 47〜220くらいまで使えます。
・C1 電解コンデンサ10uF 16V 耐圧は6V以上、10uF〜47uFくらいまで使えます。
・C2 電解コンデンサ1uF 50V 耐圧は6V以上、1uF〜4.7uFくらいまで使えます。
小型ブレットボード 他に配線用のジャンパワイヤが必要。
単四2個用電池ボックス

部品をそろえたら、次回はいよいよ電子頭脳を組み立てましょう。

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