はじめに
ArduinoとXBeeとモーターシールドを使ってラジコンを作ろうと思う。ラジコンのソースコードは今後Arduinoを用いた動くおもちゃを作る際の動作確認に利用する事が出来る。また、XBeeによる無線通信とモーターの制御を組み合わせた最も基本的な工作のひとつであるため、ソースコードやノウハウを他の工作に生かす事ができると考える。
Arduino Tankの機能
無線により操作が可能
一本のスティックで操作が可能
スティックを倒した方向に進む(角度は無段階)
スティックを倒した角度に比例してスピードが変化(1chにつき255段階)
超信地展開が可能(左右のキャタピラーを逆方向に回す事によりその場で回転) 車体側
車体側の機能
無線により値を受け取る事で動作
左右のキャタピラーがそれぞれ比例制御が可能(8bit-255段階) ハードウェアの構成
キャタピラー(タミヤ工作キット)
ギアボックス(タミヤダブルギアボックス )
シャーシ(タミヤユニバーサルプラスチック基盤)
マイコン(Arduino Uno)
モータードライバー(Ardumoto : Arduinoのシールドの一種)
通信モジュール(XBee Series2) ハードウェアの説明
タミヤ工作キットのキャタピラー工作キットとダブルギアボックスを組み合わせて駆動系を作った。また、シャーシはタミヤユニバーサルプラスチック基盤で作った。マイコンはArduino Unoを用いており、モータードライバーにはArdumotoを利用している。また、ArduinoとXbeeはArduino → XBeeは分圧抵抗により電圧を落としている。XBee→Arduinoはそのまま入力を行っている。本来はロジックレベル変換レベル変換を行うべきであるが、現状で動作している。(XBeeに5Vを入力してしまうと壊れるので注意)
ソフトウェアの説明
XBeeから3Byteのデータを受け取り、それを2系統の8bit出力と1bitの回転方向に変換し、Ardumotoに出力する事でモーターの制御を行っている。
スティックコントローラー側
スティックコントローラーの機能
スティックを倒した方向に応じて、2つのキャタピラー出力に変換し無線送信する
スティックを押す事で超信地旋回するモードとしないモードに切り替わる(超信地旋回するモードの場合には緑LEDが点灯) 使用した部品
ハードウェアの説明
Arduinoのアナログ入力0, 1にジョイスティックのX軸とY軸を接続し、AD変換を行っている。また、D2ピンにボタンを接続し、スイッチが押された場合はGNDレベルに落ち、割り込みが発生するようになっている。D2ピンとスイッチに関しては 10KΩのプルアップ抵抗が取り付けられている。またD3とD5ピンにLEDが取り付けられており、PWMにより明るさの調整が可能になっている。
ソフトウェアの説明
XY座標により入力されるデータを2つのモーター出力に変換している。変換のために極座標に飛ばし、角度θにより左右のモーター出力の係数を出力する関数を記述し、それをベクトルの大きさRと掛け合わせる事でモーター出力を得ている。またスイッチによりモードの切り替えを行い、モード0(超信地旋回あり)とモード1(超信地旋回しない)で別の関数を呼び出している。データは現在100ms毎に送信を行っている。チャタリング対策に関してもソフトウェア的に行っている。一旦ボタンが押された場合は500ms割り込みを無視するように設定されている。
実験
Arduino Tank Ver0.1と合わせて動作実験を行い、意図した通りに動作している事を確認した。ただし、通信エラーが発生する事がある。通信エラーはPCの近く等電磁波が発生していると考えられる場所、および走っている途中で発生している。現在はデータの送信周期は100msになっているが、遅くしすぎるとレスポンスが悪く、速くしすぎると通信エラーが頻発する。
今後の課題
通信モジュールのテスト(どういった場合にエラーが発生するか)
一定時間データが来ない場合に停止するような実装(車体側で一定時間データが来ない場合タイマー割り込みにより出力を0にする実装)
最終的にこうなった(苦笑)
最終更新：2013年08月12日 18:58
