NanoScoutの資料公開

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まず、NanoScoutの運用に必要な機材です。

実験に使っているのはWindows XPのパソコンです。もちろんパソコンからCS-Y07G-CYに接続し、画像が見えることが必要です。APモードでもインフラストラクチャモードでもOKです。パソコンにはロボットの制御用のXBeeを接続します。今回は以前比較実験で使ったS1を使ってますが、最近のS2でも問題なしです。ここで説明しているようにパソコンとロボットのXBee同士をユニキャストに設定、パソコン側をCOODINATOR、ロボット側をEND DEVICE、ボーレートは38400にします。

次に回路図です。
「NanoScout.pdf」をダウンロード
特別な部品は使っていません。というかちょっとばかり保安部品が足りないかな、と言う感じです。リボ電池の電圧3.7Vは、XBeeにはわずかばかり高く、サーボにはかなり低いですが、一応動いてます。

PICマイコンのCCSCプロジェクトファイルです。
「nanotansor.zip」をダウンロード
CCSCを使ってなくとも、main.hexを書き込めば使えます。

パソコンのコンソールのプロジェクトはこれです。今回は無償のVisual C#2010 Expressを使いました。インストール形式のファイルは入れてません。開発環境をDLした上で「自己責任」で使ってくださいね。
「NSremote.zip」をダウンロード

画面の説明は下記を見てください。

開発環境からソフトを実行したら、まずトリムをとってロボットを停止した状態に持っていきます。

試作機では左右のサーボのばらつきが大きくて、操作特性はあまりよくありません。ステアリング補正は左右の舵の効き具合を調整します。切れすぎる方へツマミを持っていくと効き具合がマイルドになります。本来、サーボのバランスがよければこんなものはいらないはずです。サーボの電圧が定格以下なのでやむを得ませんが。追試したい人で懐具合の良い方は、使うサーボを選別するといいと思います。

大事なことを一つ。ハードウェアハンドシェークでないシリアルポートを選ぶとハングアップします。デフォルトではCOM10です。ここに問題になりそうなポートのある人は、プロジェクトフォルダのbin>Debugにある初期データファイルNSResetting.txtを削除してください。そうすると起動時に無効なポートを選択します。

以上、カンタンですがわかる方向けの資料一式です。

NanoScoutの艤装完了

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ナノスカウトは偵察ロボットですから、それらしいセンサを載せたいものです。測距センサや明るさセンサなどはシンプルなロボットに自律性を持たせるには有効ですが、カメラを搭載したテレオペレーションロボットでは、あまり必要性はありません。操縦者は現場が見えているわけですからね。カメラではわからない何かを探知するセンサがあると、あらかじめ隠した「何か」をロボットを使って探し出す遊びなんかが出来そうです。

そうなるとなかなかいいものがありませんね。時節柄ガイガー管も考えましたが、ある程度の大きさもあり、昇圧回路も場所をとるので本機に搭載するのは困難です。よしんば首尾よく搭載できたとしても、検体を入手するのは楽ではありません。もし運良く検体が手に入っても、それを使って遊ぶというのはあまりほめられたことではないでしょう。

そんなこんなで最終的に候補に残ったのがガスセンサです。例えばこれは「においセンサ」と言うふれこみで、悪臭の成分に反応します。うーん悪臭ねえ。あまり気が乗りません。テストするにも遊ぶにもあまり愉快そうではありませんね。ただし、このセンサは良く出来ていて、ヒーターを間欠駆動することで消費電力を押え、電池駆動できるようになっています。ロボットに搭載するにはおあつらえ向きですね。

ここでデータシートが見られます。よーく見てみるとエタノールにも感度があります。他の物質に比べると低感度ですが、検出できることは確かのようです。エタノール！　こりゃあいいじゃないですか。つまりバドワイザーとかジャックダニエルとか角とかダルマとか、花春とか菊正宗とか黒霧島とか一刻者とかロバートブラウンとか、スミノフとかストロワヤとかシェイクしたウォッカマティーニとか、とにかく大好物が検体に使えるのです。愉快に開発できることはまちがいないでしょう。これ、TGS2450を使うことにしましょう。300円ですし。

センサはこんな感じに実装しました。動物の鼻のイメージでセンサを前に突き出し、テレオペレーションでにおいを嗅がせようと言うわけです。回路図は後ほどシステム全体の資料を公開するつもりですので、そちらで見てください。

　　

センサは1mmのシンチュウ線を軸にして車体前方に突き出しています。右の写真はセンサの取り付け部です。収納する時のために、コネクタで丸ごと外せるようになっています。

コンソールでセンサの読み出し値を表示させテストしました。いい感じです。グラスに注いだウィスキーなどは風下なら数十センチ離れていても検出できます。お酒探査ロボとしては合格点でしょう。そうそう、このセンサは消毒用ウェットティッシュにも良く反応します。下戸や未成年の方はこちらをどうぞ。

このセンサはヒーターを8msだけON、242msOFFというシーケンスを繰り返して使うようになっています。どの時点でセンサ抵抗体の値を読んだらよいのかは不明でしたので、とりあえずヒーターをONにする直前で読み込んでいます。オシロで見るとヒーターがONの時とその後しばらくは抵抗が変動し、その後はヒーターの再点火まで比較的安定しています。今回は安定したところで読もうというわけです。はたしてこれが正しい使い方かどうかはわかりませんが、ちゃんと読み取れています。

もう一点、高輝度白色LEDによるサーチライトも搭載しました。こんな感じです。

すごく明るいというわけでは無いですが、あるとないとでは大違いです。これもコンソールからON/OFFできます。

近日中に、今回試作したソフトのプロジェクトファイルや回路図を公開する予定です。ただし、「花岡ちゃんのウィークエンド」でやってるような懇切丁寧なものではなく、「わかる人向け」の内容です。

ミニテレオペロボットNanoScoutの動画

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まだ、センサーを搭載していませんが、CS-Y07G-CYを搭載したミニロボットの操作の様子です。今回はキャプチャソフト「HyperCam3」を試用しました。とても簡単に使えます。画質もまずまずで、早速購入の手続きをしました。

ロボットにはまだセンサを搭載していませんが、ADのデータは送信されています。画面右上に数字がチカチカしている部分がありますが、これが送られてきているデータです。何も接続されていないので、ノイズっぽい感じです。

これは別のシーンですが、ロボットの動く様子を撮影したものです。狭い場所でも自由に操縦できるのがわかると思います。

いちおう操作は出来るのですが、走行用サーボのトリムが不安定で静止させておくのが難しいという致命的な問題を抱えています。次第にずれてゆっくり回転し始めてしまうのです。

サーボのポテンショメータのリファレンス電圧は安定化されているのですが、今回は本来4.8V以上必要なサーボの電源電圧が、たった3.7Vしかないため、安定化回路が働かないようです。こうなると電源電圧のわずかな変動でニュートラルの位置がずれてしまいます。

ドラッグアンドドライブのサークルの上に、左右トリム用のセレクタがあるのですが、頻繁に操作しているのが動画からもわかると思います。

しばらく動かして、サーボの温度が安定してくると、トリムもそこそこ安定してくるのですが、カメロで使った4.8V動作のサーボのような安定感はありません。あれは一旦トリムを合わせて車輪を停止させると、滅多なことでは狂いません。なにか対策をしないといけませんね。

ともあれ、ボディを塗装して本組みしました。こんな感じです。

　　

うちの猫との大きさ比較です。ロボットをNanoScoutと命名しました。Nanoとは大げさですけど。

CS-W07G-CY利用のミニロボットその後

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前回工作したボディに、回路とテレオペレーションのソフトを搭載しました。

全てを仮組したところです。サーボやカメラは両面テープで固定しただけなので、まだグラグラします。ケーブルも引きっぱなしです。

缶ビールの半分くらいの大きさです。下は他のアングルからの写真です。

　　

マイコンは例によって16F886、20MHzで動かしています。写真では見えませんが、XBEEの下に実装してあります。カメラのチルトサーボもPICOで、写真の通り片持ちです。カメラが軽いのでそこそこしっかり保持できます。尾輪はキャスターではなく、10mmくらいのビーズ玉を使用、旋回時には滑るようにしました。車重が軽いので、こんなものでも問題なく使えます。

パソコンのコントロール画面です。
今回のソフトは、テレオペレーションということで、ネットタンサーの「ドラッグ＆ドライブ」を画面ごとパクりました。（スミマセンです）

画面右下の丸いところをマウスをドラッグすることで、ロボットをプロポーショナルに操縦できます。また、その上のスライダでカメラをチルトできます。例えばこんな風に。

上を見上げると室内の様子が良く分かりますね。

まだまだ具合の悪いところも多いのですが、ナントカ遊べるくらいにはなってきました。