●はじめに
2007
年8月号のトランジスタ技術には,マイクロチップ・テクノロジー社のdsPICマイコンを使った基板が付録になっています.同社の8ビット・マイコンは強
烈な個性(それもまた魅力かも…)を感じており避けていましたが,付録になったので試してみることにしました.
製作物は以前より興味のあった,2足歩行ロボットです.作成する上で楽しいものがよいので,ゴジラのような被り物を装着することとしました.
2足歩行は,入門しやすい静止歩行としました.静止歩行であれば,4軸あれば歩行できます.起き上がりができるよう,予備の2軸をいれ6軸を制御
目標としました.コントローラは人とし,自由度を考慮し無線で動かせるようにしました.コントロールする無線は、既存のおもちゃの光送信機を利用することにしました.
また,WAV音声を再生させる機能と動作を表現するLED表示機能を付加しています.デバック時に通信ポートがあった場合,何かと重宝するのでモ
ニタ機能もつけました.なお,フラッシュ書き込みツールを持っていませんので,製作の前提は「ブート・ローダ機能を残しブート・ローダから起動される
プログラムとする」としました.
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回路説明
実験で動作した回路を,そのまま継ぎ足し接続しています.ノイズなどの影響の少ない環境では動作しますが,信号の線路長が長いのでノイズにあまり強くないと思います.写真1に主要部品の一覧を示します.図1には,今回作成したものの回路図を示します.
写真1 主要部品一覧
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ソフトウェアの説明 (1)
各機能ブロックは,回路に対応しています.
各機能ブロックをサブルーチン・コールで行い,プログラム間の結びつきを弱くしています.
ハードウェア・タイマが3本の制約がつきますので、音声再生とRCサーボのパルス幅制御を排他的に行っています.ハードウェア・タイマがもう1本あれば,論理的には動作中に音声の再生ができますが,割り込みのオーバヘッドなどでうまく再生できないかもしれません.
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ソフトウェアの説明 (2)
●LED表示部,サーボ・モータ制御部,音声出力部
タイマ1とタイマ3の割り込み処理で構成され
- LEDの表示(動作の強調と内部状態表示)
- RCサーボへの制御出力(目標位置への移動)
- 光受信コードのコード解析(移動動作の構築)
- WAV→PWM変換(音声出力)
を行います.
LED表示,音声出力,RCサーボ動作の関連を表1に示します.
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ソフトウェアの説明 (3)
●プログラム階層図で見た場合のパソコンとの通信処理
図1にパソコンと付録基板を階層で見た場合のデータの流れと機能分担(プログラム階層図)を示します.付録基板の担当部分が,UART部とモニタ部に位置します.
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装置としての組み立て
組み立て途中を再現できればよかったのですが,再度作り直しになりますので、出来上がりにマーキングすることで大枠を説明します.LED,センサ,基板の配置を写真1に示します.また,写真2には,別な角度から見たセンサ,基板の配置を示します.写真3は,メカニカルな駆動部分とCPU基板を組み立てたものです.写真4は被り物を装着前の結線が済んだ状態を写したものです.写真5~写真7は,暗いところでLED表示の効果を確認するために写したものです.
被り物は,発泡スチロールを使っています.100円ショップにて入手可能な発泡スチロールを両面テープで接着し,削りだして成形しています.
▼LEDの配置
LEDはそれらしく見える部分に配置します.LEDの光はある程度発泡スチロールを通して透過しますので、神経質にならなくても大丈夫です.
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