WRX micro:bitを車両で使う その12 可動式雲台を作る(1軸編)

micro:bit, 社外部品・DIY

前回はサーボモーターを2つ組み合わせて、上下左右に動く雲台を作りました。ただし車載動画での利用を考えると上下方向の動きは不要かと思います。今回はサーボモーターは1つにして左右のみの動きにし、micro:bitでの動作プログラムももう少しスムーズに動く様にしたいと思います。また実際に車内に設置して動画も撮影してみます。

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動作プログラムの改善

今回は最初に動作プログラムの改善を行います。前回の動作プログラムはmicro:bit本体のロールとピッチ角度を範囲で分割して、それぞれの角度範囲内となった時にサーボモーターを対応する角度に動かしていました。従ってサーボモーターの動きは段階的でスムーズではありません。もう少しmicro:bitのロールとピッチ角度に対してスムーズに追従する様な動きにしたい所です。

Microsot MakeCodeで用意されているブロックを見てみると、「数値をマップする」というブロックがあります。このブロックはある数値の変化の割合を異なる割合に変更してくれます。例えば0~100で変化する数値を-100~100の範囲の変化に変更するという物です。「数値をマップする」の隣にある入力欄には変数やセンサーによる入力値のブロックを入れる事が出来ます。従ってmicro:bit本体のロール・ピッチ角度をサーボモーターの動作角度に変更し、「数値をマップする」ブロックその物をサーボモーターの動作ブロックに入れてしまえば、ロールとピッチ角度に追従したスムーズな動きになります。

Microsot MakeCodeで開く

※サーボモーターは「PCA9685」のモジュールで動かしています。micro:bit本体のみで動かす場合は「入出力端子」にある「サーボ 出力する端子」ブロックに置き換えて下さい。

上記は単純に1つのサーボモーターを「数値をマップする」ブロックを使って、micro:bit本体のロール角度で動かしています。「元の下限・上限」はロール角度、「結果の下限・上限」がそれに対するサーボモーターの角度です。ロール角度が-90度の時にサーボモーターは150度、90度の時は30度になります。

注意点は上限・下限となっていますが、元の入力値や結果の出力値がその値で止まる訳ではありません。上記の場合はmicro:bit本体を裏返す方向へさらに回転させればロール角度も-90度あるいは90度を超え、サーボモーターも150度あるいは30度を超えて動きます。あくまで「元」から「結果」への変更の目安です。

可動式雲台(1軸)

前回のサーボモーターを2つ利用した形から、今回は上記の様にサーボモーターは1つで部品も少ない形に組み替えました。ちなみにサーボモーターを支持しているサクションカップの様な吸盤のパーツも、ホームセンターで購入した吸盤に3Dプリンターで作成したパーツを付けた物です。カメラが水平になっていませんが、とりあえず固定した状態です。

動作プログラム

※サーボモーターの動作には、サーボモーターの動作用モジュールを使用しています。micro:bit本体のみでは以降のプログラムは動作しません(動作側)。あくまで参考として下さい。

今回はサーボモーターは1つで左右の動きのみ、加えてロール角度を検出する操作側とサーボモーターを動かす動作側に分けて、無線で数値や文字をやり取りします。

操作側

Microsot MakeCodeで開く

操作側は自身のロール角度をサーボモーターの動作角度に変更し、その数値を動作側に無線で送信しています。実際には電源投入後「A+Bボタン」で角度数値を送信開始、「Aボタン」または「Bボタン」あるいは角度数値送信中の「A+Bボタン」で角度数値の送信は停止し、文字「L」「R」「C」をそれぞれ送信しています。

動作側

Microsot MakeCodeで開く

動作側は単純に、操作側からの角度数値を受信してサーボモーターを動かしているだけです。ただしサーボモーターの動作角度に制限を設けています(120~60度)。また操作側から文字「L」「R」「C」が送信された時はそれぞれ120度、60度、90度位置にサーボモーターを動かします(固定位置)。これは操作側のABボタンによる手動操作です。

動画

操作側のロール角度でサーボモーターを動かしているので、車のハンドルに操作側のmicro:bitを固定すれば、ハンドルの切り角に追従してサーボモーターが動かせます。ただしハンドルは左右180度以上回転するので、サーボモーターの動作角度に制限を付けた理由になります。

・・・今回はハンドルの振動を考えておらず、それによってサーボモーターにも振動の動きが出てしまいました。追従性が良すぎるので今度は甘くする方法を考えなければなりませんが、今回のサーボモーター1つの形でも常用する予定はないので、可動式雲台についてはこれで一旦終了するつもりです。本当は雲台を車外に取り付けて、広い範囲を動かして撮影してみたいのですが。

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