☆方位センサ☆ Part1

今日は方位センサの部分を話しましょう。

ハルの方位センサにはＲＤＣＭ－８０２デジタルコンパスモジュール（秋月電子）を使っています。値段は￥5,200です。
詳細参照：http://www.technobase.jp/eclib/OTHER/DATASHEET/rdcm802j.pdf

ＲＤＣＭ－８０２ボードには電池ホルダー(9Vバッテリー用)がありますが、外部電源を繋いで起動したら電圧6.6Vから動作し始めることを確認しました。

電源は、００６Ｐ（９Ｖ）電池から５Ｖレギュレーターで供給されますので直接電源を供給する場合は5Vで動作可能です。具体的な電源と接続方法は以下のようになります。
　






黒 → D0
赤 → D1
白 → D2



実験したときの様子を下の図に示します。













　








本センサの出力は3ビットなので、表せる方位は8方向、つまり45度ごとに信号が変化します。
８方向に対応して以下の表の通りになっています。ここでのポイントは３つの線を正しく繋ぐことです。

表１　方位センサの出力信号
H8に接続してテストしました。
まず北に向いたところ(信号が01 01 00です)　00は表１の「0」、01は「1」に対応しています。
















４５°左回したところ　（北西側に来る信号が01 01 01になります）

☆スラスタ☆ Part1

さて、HALウラボのスラスタ（推進器）部分を作りましょう。

普通、水中でモーターを動かすためには水が入らないような工夫が必要です。

そのための方法としてマグネットカップリングやメカニカルシールなどがありますが、今回はなるべく安く手軽に作るために、ブラシレスDCモーターを直接水中で使う作戦です。以下のページを参考にしました。

http://www.geocities.jp/suityurov/motor01.htm

HALのモータにはブラシレスDCモータHP-Z2209-26を使います。ラジコン用なので安く、入手しやすく、また使いやすいのです。値段は￥6,710です。
詳細参照：http://www.aircraft-japan.com/prod_datasheets/hp/z22/z22all.htm

プロペラは以下のものを使いました。
模型用プロペラ　YSP3809　値段は￥3,650
　　　[商品説明]
　　　　TDK 4537378032204
　　　　SP3809 スクリューV
　　　　D(直径)　　　　　 38mm
　　　　P(ピッチ比) 　　　0.9
　　　　適用シャフトネジ　4.0mm

ドライバはQuark Pro Car 22Aを使っています。値段が￥10,900でちょっと高いですね。 本来はラジコンの送受信機を使って制御するものですが、HALウラボではH8で制御します。

ドライバの設定は以下の通りです。

モード設定：ブレーキ・バック

ブレーキの設定：0%

ドラグブレーキ強度設定：3%

バッテリー設定：ニッケル水素(ノーマル)

リチウムポリマーバッテリーカットオフ電圧設定：2.2V

設定方法：http://h1070250.hobbyshopnow.com/ProdInfo/Files/SQB0022APC_33A_65AR_80BC_125BMP.docを参照してください。

実験したときの様子を下の図に示します。










H8からドライバへ送るPPM信号は次のようなものです。

ドライバのモード設定が「ダイレクトリバース」にできず、なぜか「ブレーキ・バック」にしかできませんでした。このため、モーターの回転方向を変えるには以下のような信号を送らなくてはなりません。ラジコンの送受信機を使えば問題ないかもしれませんが・・

右回転から左回転へ：max(右回転) → center(ニュートラル) → min(ブレーキ) → center(ニュートラル) → min(左回転)
左回転から右回転へ：min(左回転) → center(ニュートラル) → max(右回転)

準備ができたら、さっそく動かしてみましょう。

まず、ペラをつけずにモータが水中で動くかどうかを確認します。

次はペラをつけて水中テストをします。接着にはエポキシ系接着剤（araldite）を使いました。シャフトの径よりもペラの穴がわずかに大きいのですが、うまく軸を合わせてください。ペラを付けた後一日ぐらい待ってね。ここでのポイントはペラの回転軸がモータの回転軸と完全に合うように確認することです。モーターを手で回して、ペラの先端がブレないことを確認します。

まわりました！！７Vで７A程度流れます。

２時間の連続稼動でも問題なしです。それから一ヶ月半ほど空中で放置しましたが順調に動いています。錆などの心配もなさそうです。まったくメンテなしで、そのままで使えました。ただし海では使えないかもしれませんけどね。

競技ルール

さて

いよいよ始まりました。このページでは水中ロボコンに向けてU研究室が製作中の自律型水中ロボット「HALウラボ」の情報を公開します。水中ロボットは陸上ロボットと比べて電波が使えない、水漏れを防ぐための特別な仕掛けが必要になるといった問題があります。そして水中用のセンサはとにかく高額です。どうにかして安く手軽に作れないものでしょうか。。我々の試みが、水中ロボットを作るときの参考になれば幸いです。うまくいった部分から順次UPしていきます。

ちなみに、HALウラボの名前の由来は、 High Autonomy Level Ura Laboratory Robot　です。