ステッパーの開発を進めていくうち、どうしても超えられない重量の壁を感じた。
高速走行を可能とするマウスのためには、軽量、低重心が必要と考え、DCマウスの開発をスタートした。
DCモーターを使用する以上、何らかの減速機構を考えなければならない。
通常では機械加工を使うところであるけれど、なんとかコストを下げられないか、安価な構成ができないか検討してみる。
安価な構成といえば、BasicMouse。
コンセプトはBasicMouseを念頭に置くことにする。
また、逆に基本コンセプトを秘密にするためにも、hpではBasicMouseの呼称を使用した。
BasicMouse typeD-0
一連のBasicMouseで培われた、ユニバーサル基板でのシャーシ構成方法を使い、低重心DCマウスの試作をおこなった。
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development code: BM02D-0
cpu:H8-3664F 16MHz x 1
motor:HS-V1S x 2
gear: 8:60
wheel: d 46mm w 8mm
battery: NiMH 1.2V 1400mAh x 2
sensor: (TLRH180P & TPS601) x 4
weight: 230g
DCマウスの秀作。
相当の試行錯誤の末にL/O。
角型ニッケル水素バッテリ2本を、基板の下に抱え昇圧回路で、各部に供給....の予定だったが、用意した昇圧回路ではモータを回すほどの電力供給は無理だった。
ハブベアリングを片持ちとしてみたのだけれども、ミニチュアベアリングは、がたが予想外に大きかった。
BasicMouse typeD-1
−0の反省を踏まえ、レイアウトを再構成した。
主な変更点は、車軸の軸受けの多軸化、バッテリ構成、昇圧回路、横壁センサの取り付け位置。
細かいところで、LCDの取り付け、ホイールの肉ぬきなど。
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development code: BM02D-1
cpu:H8-3664F 16MHz x 1
motor:HS-V1S x 2
gear: 8:60
wheel: d 46mm w 8mm
battery: NiMH 1.2V 800mAh x 4
sensor: (TLRH180P & TPS601) x 4
weight: 240g
安定した電力供給ができるように、バッテリーを4セルとした。
この4セルから、昇圧回路にて7Vを発生。CPUボード等、ロジック系に供給している。
CPUからのPWM信号によりモーターをまわすことには成功。
しかし、当初Hブリッジの駆動に、簡単な74ロジックゲートを使用したため、誘導起電力の還流回路がなく、制御性に問題を持つこととなった。
その後、CPLDを(むりやり)搭載し、モーターの制御性は向上。
実際の走行を始めたが、1つのロータリーエンコーダーと、ジャイロセンサーでの制御に行き詰まり、
ヨーレートの確実な検出のために、エンコーダー左右独立の構成の検討に入った。
BasicMouse typeD-2
D−1に対し、CPLD(PWM、エンコーダー用位相カウンタ)、昇圧回路、モーター電圧などの見直しを行い、全長を10mm(穴4つ分)つめた機体を製作した。
稼働時間から、バッテリーの軽量化を行い、1/2単4サイズとした。
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development code: BM02D-2
cpu:H8-3664F 16MHz x 1
motor:HS-V1S x 2
gear: 8:60
wheel: d 46mm w 8mm
battery: NiMH 1.2V 270mAh x 4
sensor: (TLRH180P & TPS601) x 4
weight: 200g
これまで、機体中心に1個だけだったエンコ−ダーを左右2個として、ジャイロがなくてもヨーレートの検出ができる構成にしてみた。
たしかに2個のエンコーダーで走行距離とヨーレートは算出できるのだけれど、そのデータを使ってモーターにサーボをかけようとしたときに、いろいろ難しいことがあるのがわかった。
現実的には、相当ゆっくりでないと、迷路を走行できる精度を保つのは難しかった。速度を上げていくと、狙った軌跡を取らせるのが大変難しい。
エンコーダーの取り付け方法に問題がある]と思われた。エンコーダーの規制方法をうまく処理できてないために、機体がロールしただけでもエンコーダーがカウントしてしまい、姿勢を崩さない範囲でしか走行できなかった。
オッテンさんのMITEE8は、まさしくこのタイプの路面センシングの2輪DCだけれども、うまく処理されているのだろう。残念ながら実際に走っているのは見たことがないのだが......
こうへいさんのマウスのように、左右のエンコーダー同士がリジットに結合され、なおかつ姿勢変化があっても、エンコーダの回転方向には誤差が出ないような構造ならば、話は別なのかもしれない。
だめもとで、最低限の直進、右スラロームだけを作りこみ、03の東日本支部大会のサーキット競技に持ち込んだけれど、モーター配線のコネクタのカシメ不良もあり、まったく進めずに終わることとなった。
このときの失敗が、次の機体の製作を決意する原動力になった。
03watadanimouseB
04以降をにらみ、先行開発(ただのアートワークだけれど)していた機体。
機体コンセプトはこの一連のBasicMouse群のものだけれども、構成部品、回路構成などは、03KYOROのものを踏襲。
プロセッサはSH2。3.3Vで動く7145を採用。低消費電力に努めた。
センサ回路は、電源電圧こそ3.3Vとしたが、去年から使用している回路をそのまま継続。
03と同じように、SRAMを搭載。(バックアップは無し)
エンコーダーは、世のスタンダードと思われる出力軸に取り付けた。
ただし設計時点(東日本大会以前)では、路面センシングもできるように配慮したために、基板はエンコーダを避けるために、大きくえぐられている。
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開発中
(写真は組み立て途中のもの)
development code: BMC03
cpu: SH7145 49.1MHz x 1
motor:HS-V1S x 2
gear: 8:60
wheel: d 46mm w 8mm
battery: NiMH 1.2V 270mAh x 4
sensor: (TLRH180P & TPS601) x 4
weight: 147g
当初の予定では、来年以降の登場(BMC04)となる予定だったが、東日本支部大会のことをうけて、急遽製作に踏み切った。
今年の動向からして、早いうちにデビューしないと、没個性になりそうな雰囲気だったせいもある。
基板到着は中部支部大会の週の頭。そこからhpの更新も中止し、突貫工事で組み立てたけれども、ソフトウエアで問題点が解決できずに時間切れ。
信地旋回モードで、サーキット競技にのみ参加。
全国大会は悩みどころだったけれど、これまたテクニカルデータ提出の数日前に問題点を解決、滑り込みで全国大会に出場することにした。
大会は結局、熟成不足(というより、未完成のレベルだが)のために、リタイヤ。公式記録は残せなかった。
なんがかんだ言って、未熟性のDCの間隙をぬって、ステッパーで...と考えていた本人が、ミイラになってしまったようなものだが。
それなりに世間の反応はあったようなので、そこはよしとしよう。
*こちらの機体は、現在開発中のため、仕様は変更される可能性が(大いに)あります。