小型自走ロボットの赤外線コントロール

2006.2.11新規開設、2006.2.12一部追加


FF9用赤外線送信ユニットが完成しました。さっそく、飛行機に搭載したいところですが、適当な飛行機もメカもないので、まずは小型自走ロボットをリモコン化しました。

注:使用しているプロポのFF9Hは空物ヘリコプター用ですが、RFモジュールを外して赤外線で遠隔制御しているために、陸上で使用しています。


ロボットの紹介

このロボットは高田直人氏が設計した物です。赤外線センサーを3組搭載し、PIC16F84Aで処理した後で、モータドライバICTA7291で2個のモータを制御して、白いラインテープ上をトレースする小型自走ロボットです。詳細は高田氏の著作を読んで下さい。


ロボットの仕様

反射型フォトセンサ3つの信号により、白色のラインテープを見分けます。読み取った信号を16F84Aで処理して、2つのモータをコントロールして、テープ上をトレースする小型自律制御自走ロボットです。

このロボットに赤外線送信ユニットの信号を受信して手動制御できるように改造し、自律制御モード(オートモード)とプロポで切り替えが出来るようにします。

赤外線受信ユニットは実験に使用した物を搭載してあります。


基本動作

基本的な動作は2chで行いますが、5ch目のギアチャンネルを手動とオートモードの切り替えに使用したので、5ch使用しています。

・エルロン・・・右旋回、左旋回
・スロットル・・・ニュートラル:停止、アップ:前進、ダウン:後退
・ギアスイッチ(Fに割り当て)・・・手動・オート切り替え

(追加仕様)
・スロットルアップ(前進中)
   エルロン・・・右一杯:右超信地旋回、右ちょっと:右信地旋回、左一杯:左超信地旋回、左ちょっと:左信地旋回
・スロットルダウン(後退中)
   エルロン・・・右一杯:右後退超信地旋回、右ちょっと:後退右信地旋回、左一杯:左後退超信地旋回、左ちょっと:左後退超信地旋回

2モータの走行というと各モータを1ch毎に割り当てて操作する戦車型のコントロールが多いと思いますが、操縦は決してやりやすくないと思ったので、旋回としてエルロンスティックに割り当て、チャンネルパルスの長さにより左右の旋回を行っています。エルロンスティックの操作だけではその場で旋回するだけなので、3chのスロットルにより、前後をコントロールします。

前進中の旋回及び、後退中の旋回を追加しました。プログラムがスパゲッティ気味になっています。

小型自走ロボット 搭載した赤外線受信ユニット

回路図

回路図は概略図です。

自走手動切り替え型ロボット回路図

 プログラム

最初に手動走行部分をプログラミングしてから、オートモードを組み込む形で進めました。

自走手動切り替え型ロボットコントロールソースファイル(j-robo1.c)

 完成!

プロポの電源を入れてから、ロボットのPICボード、モータボードと順番にONにします。スロットルはニュートラルから・・・アップにすると前進、ダウンで後退、エルロンの左右でちゃんと左右の旋回を行います。思わず、にんまりとしてしまいました。
部屋にはインバータタイプの蛍光灯が点灯していますが、特に影響は受けていないようで、けっこう楽しく操縦できます。

それほど速い動きをするわけではないので、小2の息子が「やらせて!」と言ってきた時に、ほいっとプロポを渡すと適当に動かしながら操縦を覚えてさっそく遊んでいました。

オートモード(自律制御モード)に切り替えるときは・・・「オートパイロット、オン!」と(心の中で)叫んで切り替えます。家にはコースがないので実際の走行試験は無理ですが、フォトセンサーを指で遮るとモータの回転方向が変わり、制御はしているようです。

今回はマニアックなメカむき出しの車体ですが、戦車や雪上車などのキャタピラ物に組み込めば楽しい動く模型に発展すると思います。

(追記)
子供に遊ばせたところ・・・
・エルロンスティックを一杯に切ってもゆっくりにしか旋回しない。
・後退中に回れない。
などが不満点としてでてきたので、エルロンスティックをちょっと切ると信地旋回、一杯に切ると超信地旋回するように前進・後退中に分けてプログラミングを修正しました。

タイヤ走行ではなくて、戦車に組み込んで、キャタピラ走行させると楽しそうです。