マイコン・コントロールのキャタピラで動く自走車を作ります
●フォト・センサについて
自走車の制御を行うマイコンのための、センサやモータ制御回路などの検討を今回から行います。
自走車の機能の一つには、白地に描かれた黒い線をトレースするライン・トレース機能を用意します。このライン・トレースのためには、白地に描かれた黒い線を検出する機能が必要となります。
この黒い線の検出には、赤外線発光ダイオードとフォト・トランジスタを組み合わせた反射型フォト・センサを利用します。ローム社のフォトリフレクタ　RPR220を使用します。ローム社では反射型フォト・センサをフォ・リフレクタと呼んでいます。

●フォト・リフレクタによるライン検出回路
フォト・リフレクタの赤外線LEDに電流を流し、発光した赤外線の光が白紙に反射してフォト・トランジスタが受光すると、フォト・トランジスタのコレクタに反射して届いた光量に応じた電流が流れます。LEDに流した電流と、反射した赤外線を受けてフォト・トランジスタに流れる電流の関係がデータシートで示されています。または前回実測したデータ。
この値を利用してフォト・リフレクタの動作条件とフォト・リフレクタの信号を判定するコンパレータの条件を設定します。

●電源電圧を決める
今回自走車で使用する予定のタミヤのツインモーターギヤーボックスで使用されているモータは1.5Vから3Vの電源電圧で駆動するようになっています。制御装置はPICマイコンを使用します。モータとは別電源として、3.6Vから4.5Vのニッケル水素電池3本もしくは乾電池3本を使用することにします。

前回組み立てた制御回路の調整と、白地と黒地の反射率の差によるフォト・リフレクタの出力の状況を確認します。測定結果の内、黒線の幅が20ｍｍ、10ｍｍ、3ｍｍのものについてEXCELでグラフ化したものを示します。

●測定点
各図のX軸の値はフォト・トランジスタの位置を示しています。そのため、+15ｍｍ、+10ｍｍの位置ではフォト・トランジスタよりマイナス側に設置された赤外線LEDが黒線の影響を受けます。一方、－10ｍｍのほうで赤外線LEDは黒線の影響を受けない状態になっています。測定値は、黒線を描いているボール紙のゆがみや、センサの向きの振れなどで1,2割変動します。

今回は、制御の対象となる自走車の準備を始めます。連載2-4でモータのオン/オフを確認したタミヤのキットです。まず、次に示す3種類のキットを用意します。
●　トラック＆ホイール・セット

ユニバーサル・プレートを重ねる場合間に、スペーサを用意します。スペーサがない場合は、45mmから50mmのM3のビスを利用する方法があります。ホームセンタではM3のビスは30mmくらいの長さまでそれ以上の長さのビスはあまり置いていません。
誰でも入手できるようにマルツパーツのメタルスペーサM3用35mm（105円）とジュラコンスペーサM3用40mm（47円）を入手しました。

音声スイッチで自走車を制御
  前回のテストでは、電源がニッケル水素蓄電池4本で、4.8Vと5.6VのスイッチングAC-DCアダプタの電源で動作を確認しました。次に示す自走車は、制御部の電源が乾電池2本の3Vの電源になっています。
　まず、3Vに電源電圧を下げて拍手をカウントするか確認しました。電圧を下げても拍手をカウントアップできたのを確認し、モータのコントロール部と接続します。

EIC-801のブレッドボードは連結できる
  EIC-801のブレッドボードは次に示すように、連結して利用することができます。前回テストした音声スイッチとカウンタを1枚のEIC-801に収めたものと、自走車のモータ制御のEIC-801のブレッドボードと連結しました。