小学校にフィジカル・コンピューティングを（其の7）

2010年9月19日　フィジカル・コンピューティングでモータを動かす実験(1)

夏休みは溜まっていた仕事をこなす毎日で終わってしまいました。orz　さて、本年度の研究及び授業実戦（SPP採択「フィジカル・コンピューティング環境を活用したロボット制御の学習活動」）に向けて、鋭意準備中（とは言え他の仕事も多いので専念できる状態ではありませんが…）と言ったところなのですが、今年の研究は、既にほぼ準備が整っているラップトップPC（KNOPPIX 6.0.1）とNetBook（WinXP）にインストールしてある各種Scratchの活用を軸に、PicoボードやWeDo（最近、OLPCの成果からLinuxでも使えるようになった）と合わせて「HelloBoard」を活用することにしました。HelloBoardは、Arduino互換のPicoボードクローンともいうべきものです。Picoボードと同じようなことができるだけでなく、Arduinoよりは少ないものの（Picoボードの機能を実現させるために、各種センサが予めつながっているため）ピンソケットがついています。今回は、これを利用することを考えました。

【HelloBoardに対応したモジュール】

HelloBoardには、さまざまなセンサやアクチュエータをつなぐことができるというのが大きな魅力です。これを生かさない手はない。でも、各種センサーが予めつながっているために、ちょっと特殊な配列になっています。前回紹介したArduino用に作ったモータドライバモジュールを載せようとすると、ボードからはみ出してしまって何だか収まりが悪い感じになります。そこで、TA7291SGを使ってHelloBoard対応のモータドライバモジュールを作ってみました。

今までのものでは…	HelloBoardに合わせました	HelloBoardに載せると

さて、これを動かすためには、いくつかの方法があります。そもそもHelloBoardはArduino互換機ですから、Arduinoとしても使 えます。となると、Arduino-IDEでそれらしいsketchを書いてやれば動かせるはずです。しかし、目指すところはその先の「Scratchか ら動かす」こと。Catenaryを使って動かす方法もありますが、本当はScratchだけで動かしたいところです。既に1つのモータ（WeDoと同様）に対応したHelloBoard用のScratchが開発されていて、これとMyuRoboを動かしたScratchMyuあたりを利用すれば、動かせそうな予感がします。（そのためには、helloboardv2motor.pdeの修正とSmalltalkでScratchを改造する技術が必要なようです。）時間を見つけて作業を進めたいと思います。

【モータドライバモジュール】

いろいろなモータドライバICを試そうと思って買ったものの、時間がなくてほったらかしにしていたTA7279Pを 使ってArduino用モータドライバモジュールを作ってみました。（気がついたら生産終了予定になっていて、取扱店舗を探すのが大変になっている） ArduinoからPWMを使ってモータドライバICを制御するためには、PWM出力に対応しているピンを選んで接続しなければなりません。しかし、ユニ バーサル基板でモジュールを作ろうとすると、Arduinoのピンソケットのズレに対応できません。そのために「バニラシールド」なるものが用意されているのですが、この程度のモジュールを作るには大きすぎるし、値段も割高になってしまいます。そこで、PWMに対応したピンソケットに接続するために、1本だけ配線を別に出して（写真では黄色の線）対応することにしました。

ICが大きいので、足の内側に配線をしてあります。それはそれで、見た目がスマートなので良いかもしれないと思いました。動作テストも問題ありませんでした。

次に、これを作っている過程で、L字ピンヘッダを使ってユニバーサル基板をバニラシールドにしてしまうというBlogの記事を見つけました。ズレているものに合わせてズラしてしまうという発想はちょっと思いつきませんでしたが、この記事を参考にしながらTA7291SGを使ってArduinoにピッタリ載せられるモータドライバモジュールを作ってみました。

見た目もすっきりしましたし、快適に動いてくれました。この2つは、ピンソケットの配列に互換性があるJapaninoなどでも使えます。（HelloBoardでは残念ながら使えません）

【振動モータモジュール】

秋月で小型の振動モータが安く売られていたのを見つけて衝動買いしてしまったのですが、使わないで放っておくのももったいないので、小型のユニバーサル基板と合わせて振動モータモジュールを作ってみました。「Prototyping Lab」を参考にしています。

使っている部品は、振動モータ、トランジスタ、抵抗、整流ダイオードだけです。作るのも簡単ですが、ちゃんと動きました。

＃東芝セミコンダクター社製のTO-92型のトランジスタ製品が、NRND（Not Recommended for New Design）指定となってしまいました。今回作った振動モータモジュールを個人的に量産する程度なら問題なさそうですが…。

【4chフォトカプラモジュール】

自分のブログでも構想を吐露しておりましたが、ラジコンで動くおもちゃ（最近は、安売りしているものを見つけるのに苦労しなくなりました）をArduinoなどから制御してみようと考えて、フォトカプラモジュールを作ってみました。

これを使って、以前サイパンで購入したチープなラジコンカーをArduinoから制御することができました。ラジコンカーのコントローラからタクトスイッチを取り外して、そこにピンヘッダを付けてフォトカプラモジュールと接続しました。やっていることはとても単純なのですが、動作が機敏なので、意外に実用的かもしれません。