電子回路と制御 ロボット班 メンバー 085748D 仲本康倫 085769G 山本武志 085766B 佐久川仁美 テーマ 人を探知し追跡する 巡回警備ロボット テーマ決定動機 一からロボット作成を行いたかった ロボット作成を通してセンサーの扱い方 に慣れる サンサーを複数用いてロボットに複雑 な動きを可能にさせる 主要使用部品 RPR-220フォトリフレクタ シャープ測距モジュールGPZYOA21YK 焦電型赤外線センサ ＡＫＥ−１ PIC 16F88 モータードライバＴＡ７２９１Ｐ 仲本康倫担当分 ロボットの大まかな設計 大まかなアルゴリズムと動作の設定 パーツの配置設定 車輪になるモーターの組み立て ロボットの土台の加工 ロボットに付けるパーツの作成 各センサーの動作確認 ロボットの組み立て ロボットの大まかな設計 どんなロボットを作るかの大まかな設計図を ３種類ほど絵に描き、全員でどの案を採用するか決めた。 大まかなアルゴリスムと動作の設定 全体の大まかな挙動の仕方やセンサーなどの 大まかな動作方法などを設定した。 パーツの配置設定 パーツをロボットの土台にどう設置するかを 決めた。意外と土台は狭かったがパーツを一部 上下で同じねじで固定するなどして解決した。 車輪になるモーターの組み立て 車輪になるモーターを組み立てた。 モーターのキットだったのであっさり組み立て られた。 ロボットの土台の加工 ロボットの土台を加工した。 パーツがねじで止められる様に穴を広げたり 接続パーツを作ったり、タイヤを入れるための 隙間を空けたりもした。 ロボットの付けるの作成 ロボットに付けるパーツの作成を行った。 主に土台とセンサなどのパーツを繋ぐ 接続パーツの作成を行った。 各センサーの動作確認 センサーの動作確認を行った。 センサーの繋ぎ方や信号の入出力の仕方など を確認した。 ロボットの組み立て 作ったパーツやセンサーをねじでロボット本体 に取り付けた。 作業するにあたって工夫したところ •パーツの配置を干渉しないようにした。 後ろの補助輪は電池を止めるねじで止めて いるなど。 •空きスペースができないようにパーツの配置を行った。 •障害物や壁を感知するセンサーに 光センサーではなく測距センサーを使った。 これにより少しは慣れた距離から探知できる ようになった。 作業するにあたって工夫したところ •センサーを回すことで複数付けなくても全方位 を感知できるようにした。 •回転するセンサーの角度を調べるため 光センサーを利用した。 •パーツによってはそのままねじで止めることが できなかったため、接続用のパーツを作ったり、 土台の穴の拡張を行った。 PIC16F88 16F84Aよりも多機能なPIC Ad変換を使用できるポートが７つと多いため 使用している。 多機能なためコンフィグレーションビットが 多い。 PIC16F88 ポートA PIN 役割 ポートB PIN 役割 0 17 右前方センサ入力 0 6 右モータ出力２ 1 18 フォトリフレクタ入力 1 7 右モータ出力１ 2 1 2 8 左モータ出力２ 3 2 3 9 左モータ出力１ 4 3 4 10 中央モータ出力２ 5 4 5 11 中央モータ出力１ 6 15 6 12 右後方センサ入力 7 16 7 13 前方センサ入力 フォトリフレクタ 発光ダイオードとフ ォトトランジスタが セットになったパー ツ 光の反射を検出する フォトリフレクタ 上についた板の欠 けた部分が上にきた ことを検知する。 絶対最大定格が低 く、ノイズがひどい ので抵抗を付けてい る。 測距モジュール 光の放出と検出に よって距離を測る部 品。 10cm以上離れてい る場合電圧が下がる 。 焦電型赤外線センサ 今回使用できなか ったセンサ。 赤外線の変化を検 出する。 出力をどう取り出 すのかがよく分か らなかった。 焦電型赤外線センサ オシロスコープでどのように変化するか調べ たが、10mV程度と非常に変化が小さかった 。 オペアンプで増幅回路を作り、それを通して 出力を調べたが、手をかざしても反応しない など、人を検知しているとは思えない動きを した。 焦電型赤外線センサ センサ アンプ コンパ レータ 出力 使用例を調べた結果、人を検知する場合この ように出力を取り出す必要があることが分かっ た。 出力を出す端子２つの電流をそれぞれ増幅し て、コンパレータで比較する必要がある。 モータドライバ モータをコントロールするための部品。一度 使用していたため、特に実験などは行なって いない。 配線 出来るだけつなぐ部品同士の距離が短くなる ように配線した。 プログラム編 佐久川仁美 課題 ・AD変換 センサから入力してくる情報が アナログ信号なのでデジタル信号に する。16F88のポートA(RA0~RA4)と ポートB（RB6~RB7）の計７ビット は アナログ入力が可能なI/Oピンであ る 課題 ・センサで障害物のチェック ハードの右側と右後方と前側にセンサ がついているので、障害物を検知した ら避けるような動作をする ・PWMでモーターの速度制御 パルス幅の比で実現 実験の手順 step1. ANAELレジスタ（７ビット）をAD変換 に使うためにアナログ入力用にする。 step2. ポートAとポートBの入出力設定を行う Step3. ADCON0の変換クロック指定とAD変換 ON状態にする 課題 Step4. On状態にしたらAD変換を開始する （４回） Step5. センサのチェックをし障害物があれば回 避。動作は'1010'で直進 '0101'でバック B'0110'で左回転 B'1101'で右回転 課題 Step6. PWM方式を使う。3種類のWAITを用意 する。それぞれ信号ありと信号なしの 時間の比が500:100と300:100である ようなパルスにする。 参考文献 ・PICマイコン制作集 誠文堂親光社 遠藤敏夫 著 ・センサと計測で学ぶPICマイコン講座 Cq出版社 秦明宏 著 ・PICマイコン完全マスター 電波新聞社 遠藤敏夫 著
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