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2012年3月

2012年3月27日 (火)

アクエストークの新LSIが発売になりました

I05665
(写真は秋月電子のHPから転載)

以前、アクエストークでしゃべるLSI,、MicroTalkというデバイスでTTS装置を試作しましたが、もっと簡単に作れるデバイスがアクエスト社から発売になりました。秋月で購入できます。

このATP3011F4-PUというデバイスは、以前アクエスト社がMTM07に出展していたものと酷似しています。MicroTalkが0.5mmピッチのQFP100と、アマチュアに優しくないパッケージなのに対して、DIP28Pなので、普通のユニバーサル基板やブレットボードに簡単に載せられます。また、クロック内蔵だったり、スピーカーをトランジスタ1石で駆動できたりと使いやすさもアップしてます。その上、MicroTalkが2400円なのに、こちらはたった850円とお財布にもやさしい仕様になっています。

性能面はどれほど違うのでしょうか?近いうちに購入して調べてみたいと思います。

2012年3月19日 (月)

シールドバッテリーの充電回路

ロボット作ろう:シェーキー製作記

今回はシェーキーの電源周りの話です。

シェーキーは12V8AHのシールドバッテリーですべての電源をまかないます。モノは数年前に購入したこれです。このバッテリーはUPSなどの低放電向けのモノで、10時間率で8AH、つまり、0.8Aの電流を取り出して10時間保つということになります。セルモーターのような大電流の引き出しには向きませんが、自己放電が少ないので、いつの間にかバッテリーが完全放電していたというようなトラブルがありません。場合によっては数ヶ月もほったらかしにされる僕の実験用ロボットにはおあつらえむきです。

問題は一般的な鉛蓄電池に比べ、引き出せる電流が小さいことです。このサイズの鉛蓄電池なら、10A以上の放電が可能ですが、このバッテリーではおそらく数A程度が実用範囲ではないでしょうか。
移動していないときのシェーキーの消費電流は0.6A程度になりますから、何ら問題はありません。問題は移動中です。モーター2個とPSD14個分の電力が追加になります。おそらくトータルで平均2Aくらいの電流は必要になると思いますが、いままでこのバッテリーを使って移動ベースのテストをしてきた感じからすると、それくらいの電流は問題なく引き出せるものと見込んでいます。

さて、シェーキーの電源周りの回路ですが、こんな風にしました。

Photo

バッテリーから各種電源を作っている様子が分かると思います。DC-DCコンバータはコーセルのものを使っています。結構なお値段ですが、電子回路の電源はケチらない方針なのは以前の投稿で書いた通りです。不安定な電源のせいで原因不明のトラブルに見舞われるのは本当に嫌なものですからね。

バッテリーの充電回路ですが、ごらんの通り電源用ショットキーダイオードと3Ω/5wのセメント抵抗で、ごくごく簡単にすませています。充電用の電源には15V3AのACアダプターを使いました。
この回路では、バッテリーの充電終了電圧を15V、放電終了電圧を10Vとして、充電の全行程で最大の充電電流が0.2Cくらいになるよう常数を決めています。この方式では充電開始時に最も充電電流が大きく、充電が進むにつれ次第に電流は低下します。あまり効率のいい方法ではありません。完全放電からの充電にはおそらく15時間以上かかるのではないかと思います。急速充電はできません。

しかし、この回路は充電終了電圧に近づくにつれて充電電流が減り、最終的には数十mAになりますから、ACアダプタを常時接続したままにしておいても危険がないという特徴もあります。また、アダプタを接続したままでロボットをONにすることも出来るので、プログラムの開発中はケーブルをつないで充電状態にしておき、動かすときにだけケーブルを外すという使い方が出来ます。民生機器のような使いやすい性能を抵抗1本で実現しているわけですね。

実験用ロボットのように、常時電源を入れておきたい用途にはもってこいです。また、回路が単純なので故障しにくいのも特徴です。アマチュアの機械には向いているとおもいます。

ただし! こんな簡単な回路で充電できるのはシールドバッテリーだけです。ニカドやリポは専用の充電器を使うのが無難です。また、セメント抵抗はかなり発熱するので、部品やケーブルのレイアウトには注意が必要です。


2012年3月15日 (木)

TrueSTUDIOの困ったポリシー変更

ロボット作ろう:シェーキー製作記

Dscn2108

以前の投稿にあるように、シェーキーのメインボードであるSTM32F4 Discoveryの開発は、atollic TrueSTUDIOのLite版で行っています。現在のバージョンは2.3.0ですが、3.0.0がリリースされたということで早速サイトをのぞいてみると… どうも様子が変です。これまでコードサイズの制限はなかったのですが、このバージョンからは32KBのサイズ制限がかかっています。その代わり、制限の多かったデバッグ機能がすべて使えるようになったようです。

うーん、このプロセッサはコード食いで、サーボや通信系を組み込んだくらいのテストプログラムで10KBほどのサイズになってしまいます。コマンドインタプリタやオドメトリを組み込んだ本番のプログラムは、32KB以内に収まりそうもありません。これは困りました。

まあ、ただで使っているのだからあまり文句もいえません。だいぶ使い込んだことだし、正規版を買おうかということで値段を再確認したら、なんと$2295! 最初のバージョンをインストールしたときに確認した価格は$500くらい。ずいぶん値上がりしています。よく読むと12ヶ月のサポートとアップグレード付きだそうですが、個人でホビー用に導入するのは無理ですね。販売方法も国別のディストリビューターから見積もりを取る必要があるそうで、クレジットカードで簡単に支払う訳にもいかないようです。ちなみに日本のディストリビューターはこの会社です。お値段の記載はありません。

プロフェッショナル向けというポリシーを明確に打ち出したのでしょうが、ホビーストとしては梯子を外された気分です。とりあえず現行バージョンはコードサイズ制限がないので、これを使い続けるのも手ですが、再インストールが必要になったときにちゃんと認証が出来るかどうかは不透明です。

やっぱり早めに他の開発環境に乗り換えるべきでしょうか。

2012年3月11日 (日)

デティルアップはこんなもので

ロボット作ろう:シェーキー製作記

先週完成したシェーキーにアクセサリ部品の追加やマーキングを施しました。

Shakeycat_edited  Dsc_0015_edited1

正面パネルにツマミとトグルスイッチがありますが、これらはプラ棒とプラナットで作ったダミーです。
猫との比較でおおよそのサイズの検討がつくでしょうか。60年代のコンピュータ機器らしい雰囲気が出ていると思います。

別アングルの写真です。

Dsc_0027

シェーキー顔の特徴である二眼レフのような目がキュートですね。

胴体内部の電気部品の組み込みも終了しました。あとはソフトですね。基本的には、以前パソコンでテストしたオドメトリによる自己位置推定とマップの作成機能などを、内蔵のSTM32F4に移植する予定です。21世紀ですからね。
マップの作成機能はこのブログに投稿していませんが、スキャナ式レンジセンサを手に入れたときに、Shakey先輩式のマップ作成をテストしてあります。センサの精度が気になりますが、シェーキーでもなんとかなるのではないでしょうか。

2012年3月 5日 (月)

組み立て完了

ロボット作ろう:シェーキー製作記

この週末はなんとか天気が保ったので、塗装を終わらせました。
この写真は、塗装前の部品です。

Dscn2078

これだけあるとベランダで作業するのはかなり大変ですが、事前に作業工程を作っておいたので、5時間ほどで一通り作業を終えることが出来ました。塗料はタミヤのアクリル系スプレーです。途中で塗料が切れるのを恐れるあまり、ちょっと買いすぎてしまいました。

ところでShakey先輩の頭のお皿ですが… いままで、プラスチックの円盤の外周に導線をまわしたループアンテナかなと思っていたのですが、いろいろな写真を見ると、どうもこの円盤は金属製のようで、となると、ループアンテナ説は怪しくなります。
この金属円盤の真ん中にホイップアンテナがついていることや、大きな面積があることなどから考えると、グランドプレーン(仮想グランド)と見るのが妥当ではないでしょうか。円盤の下の胴体には消費電流が半端でない当時のデジタル回路が詰まっているとなれば、高周波ノイズも相応に厳しいのは想像に難くありません。ここに仮想グランドをおくことでこのノイズをシールドし、アンテナに飛び込むノイズの低減をはかったのではないでしょうか。だとすると、円盤のふちが赤くなっているのは、ループアンテナの導線ではなく、単なる危険防止用のカバリングということになります。

ともあれ、これを模型で作るには意外と難しい。円盤は、サークルカッターのエクステンションを買って、0.5mmのプラ板を直径200mmに切り取り、これを2枚重ねました。問題はふちの赤い部分です。いろいろ考えた末、ダイソーで赤いビニールコートされた2φの針金を購入し、円盤のふちにそって丁寧に曲げ、瞬間接着剤で要所を接着しました。こんな感じです。

Dscn2084

苦労はするもので、組み立てるとなかなかそれらしくなります。

Dscn2087  Dscn2088

この模型は、1968年にラジオリンクが搭載された状態を模型化したので、よく見る写真と比べてみます。

7474f2_19681114_654x800  Dscn2092

ちょっとばかり馬面だったかなというのが正直な感想です。でも頭部のフレームを作り直すのは大変なので、これは我慢することにしましょう。ただ、首がいくら何でも華奢すぎるようです。プラ板でカバーを作ってボリュームを出すようにしましょう。それに頭部フレームにはもっと構造体や部品がついてごちゃごちゃしているようです。模型はちょっとあっさりしすぎているみたいですね。
せっかくここまで作ったのですから、このへんの手直しはしたいと思います。

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