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いのはな電子工房

キャタピラ・ロボット②

robot3■2016-11-01
この素材を入手したので、今後電子回路を組み込んで行く予定。
基本構成は、
・WiFi・USBデバイス・サーバー
・Arduino Nano
・Webカメラ
を考えている。
USBデバイス・サーバーを選ぶ理由は、これだと工房のPCのUSBの口にArduinoや、Webカメラが接続されているのと同等になり、ロボットを遠隔操作中でも、Arduinoの中のプログラムを書き変えることが出来る。従って、開発効率が上がると思えるからだ。

■2017-08-28
しばらく、放ったらかしでしたが、ようやく重い腰が上がりつつあります。長い時間が経過してしまい、使えるデバイスも、進化しました。やはり、これから作るならばESP32だと思います。現在、あれこれ思案中なので、こちらで試行錯誤しています。
構成は、以下に変更。

・ESP32
・Androidスマホ
・WiFi・USBデバイス・サーバー(プログラム開発時のみ)

■2017-08-30
とりあえず、動かせるようになりました。まだ、電子回路を入れるケースも作ってないんで、秋月のビニール袋に入れて、走行させてみました(これでは、秋月の宣伝カー)。YouTubeにUpするレベルでもないんで、工房のエリアに置きました。5V DDコンは、ESP32に5Vを供給するとともに、外部に装着予定のスマホとデバイスサーバーへも電源供給する予定なので、余裕を持たせて3Aの供給能力のものを搭載した。
自分的には、ESP32で動かしている点が新しい。このデバイスは、IOがたくさんあるので、従来ESP8266+Arduino Nanoでやってたことが、このデバイス1個で可能になった。3号機をつくるということより、このESP32を使ってみることの方が、よりモチベーションが高い。

robot3 e circuit

■2017-09-11

batt casee case
BATTと電子回路のケースが完成したので、ロボットらしくなってきました。BATTはシャーシ下に装着し、電子回路は、ESP32でWiFiの送受信する都合があるので、シャーシ上に付けました。
まだ、基本的な走行系しか実装してないので、今後カメラ、道具などを搭載して行く予定です。

■2017-09-13

★ロボット3号機・いろいろ装着

前からやってみたかった遠隔プログラム書換え用のUSBデバイス・サーバーと、スマホ・カメラを装着してみた。USBデバイス・サーバーの方は、そこそこらしく動作するが、100%は期待通りには動いてくれていない。遠隔プログラム書換えは、うまく行ったが、デバッグの方はSerial.printがプログラムの処理時間に大きく影響しているらしく、動きが変になる(追実験で、理由は不明だが、Arduino IDEのシリアル・モニタを一度切ってからプログラム書き込みしたら、全て期待通り動作した。これで、ロボット・プログラム開発の効率は大幅に上がる。ESP32 OTAによる遠隔書き込みも成功した➡試行錯誤)。スマホ・カメラ動画はスタンドアロンで動作しているので、従来通りまったく問題無く機能した。

robot3 back

robot3 front

★ロボット3号機・スマホ・カメラ動画

自宅の庭を一周させてみたが、クローラーの凹凸で、振動が激しい。操縦は、この動画を見ながら工房2Fからやっている。犬猫目線で、ロボットに乗って操縦しているかの如き、疑似体験が味わえる。

■2017-09-16

★走行テスト

ほぼ々々、基本部分は出来上がったので、外に出て走行テスト。

■2017-09-26

★操縦システム

soju

操縦システムは、PS4コントローラー  = (Bluetooth)⇒スマホ  =(WiFi) ⇒ROBOTとした。スマホを間に挟んで、WiFiを使っているのは、操縦範囲を広げる(BTでは10m、WiFiならば200m)のと、ROBOTからの情報(バッテリー電圧、その他センサー情報など)を表示するため。スマホ単体でも可能だが、PS4の方が、圧倒的に操作性は良い(詳細は試行錯誤参照)。
PS4のBluetooth接続では、タイムラグが気になる(USBではOK⇒Gamepadで解決)。

■2017-10-07
★ゲームコントローラー(Bluetooth 中華GamePad)での操縦

ROBOTの操縦は、PC or スマホでやっていたが、操作性には改善の余地があった。PCのKeyboardやスマホ・パネルに視線を向ける必要があり、ROBOTを直視し続けながら操縦出来ない点である。この改善策として、ゲームコントローラー(PS4はタイムラグでNG⇒中華GamePadを採用)での操縦を試行錯誤してきた。紆余曲折はあったが、ほぼ実現出来た。部屋の中での走行は、クローラの3号機ではやかまし過ぎるので、タイヤの3.5号機で行った。

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ロボット1号機

ロボット2号機

⑤IOTセンサーライト センサーライトにスマホからリモコンON/OFF・タイマーON/OFF・監視カメラ機能追加

iotsensorlight

■2016/10/22(土)

■目指す作品

①市販のLEDセンサー・ライトを改造し、Webブラウザーで遠隔ON/OFF出来るようにする。
②監視カメラを内蔵し、WiFiで動画・音声を送りWebブラウザーでモニター出来る。
③指定時間にON/OFFするタイマー機能を組み込む(時刻は、NTPサーバーから取得し、自動設定)。指定時刻は、ブラウザから設定する。

■どこがCoolなの?

市販のLEDセンサーライト(80W→白熱電球換算800W→むちゃくちゃ明るい!)を買い、庭を照らすために設置した。これは、これで便利なのだが赤外線センサーで点灯した後、一定時間後に消えるので、しばらく点灯しておきたい時や、離れたところから点灯させられたら、更に便利になる。
また、センサーライトの基本的な目的は、怪しい侵入者対策なので、監視カメラと合体したら、センサーが作動した時、何者が侵入したかをスマホ、タブレット、PCで確認(隣の家の猫だったりする)出来るし、昼間は来訪者をチェック出来る。タイマーでON/OFF出来るので、自動点灯・消灯も出来る。
既に、IOTシリーズである程度のノウハウがあるので、これのシリーズに追加としたい。

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④IOTコンセント    スマホからON/OFF・タイマーでON/OFF出来るコンセント

■2016/10/20(木)

■目指す作品

①このコンセントに接続された電気器具(主に照明系を想定)のON/OFFをスマホから遠隔コントロールする。
②指定時間にON/OFFするタイマー機能を組み込む(時刻は、インターネット時刻サイトから取得し、自動設定)。ON/OFF指定時刻は、スマホから設定する。

■どこがCoolなの?

遠隔コントロール。照明などを、自宅のWiFi圏内にあれば、どこからでもスマホでON/OFF(勿論PCでもタブレットでも)出来る。外灯などに最適。いちいち、そこまで行かなくてもOK。
ON/OFFタイマーで、指定時刻①にONし、指定時刻②でOFFが出来るので、外灯の自動点灯、消灯に最適。
内蔵時計は、インターネット上の時刻サイトで自動設定されるので、常に正確。

 

■2016/10/21(金)

iot-sw-circuit

まずは、電子回路から。
基本的なシステムは、IOT蚊取り機と同じです。蚊取り機では、電撃ネットのON/OFF制御をしていましたが、これの代わりにAC100V電源をパワーリレーでON/OFFをすればOKです。過電流検出部以外は、動作確認済みで、3台実用に給してます(ものぐさな私に最適)。リレー(G2R-1 DC5)の接点電流の最大許容値は10Aなので、余裕をみて8Aで過電流検出し、OFFする予定です。

■2017/4/15(土)

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IOTコンセントのTP1(Test Product) がようやく出来上がった(ケースの材料違いで2つ作ってみた)。そこそこの出来だと思う。ポイントは以下

①PCB基板は、Eagleで設計し中国のFusion PCBに発注し、格安なので20枚作ったが、1枚1$程度で出来た。

iot-sw-pcb

②ケースは、巷を賑わせている3Dプリンターで作成
iotsw-autocadIOT-SW-Kumitate因みに3Dデータは、無料の AUTODESK 123D DESIGNで設計した。3Dプリンターは、L-DEVO、フィラメント材はH-PLAである。印刷時間は8時間、使用材料代は72gで¥360程である。組み上げて、多少紆余曲折はあったものの、ほぼほぼ期待の動作をしている。

3Dプリンターを導入し、IOTコンセントのケースを作成したが、これは改めて画期的な装置だと実感した。金型無しに、このようなモノが作れるようになったのは素晴らしい。

■2017/4/19(水)

IOT コンセントの応用編として、当工房で日常的に使っているIOT  SWコントロールを紹介します。遠隔操作でON/OFFしたいSWにESP-WROOMを介してIPアドレスを持たせ、それぞれのチップの中でWebServerを動作させてます。ここに、Webブラウザで入りSW ON/OFFの指令を出しているのです。従って、Webブラウザがあれば、PCでなくてもスマホでもタブレットからでもいけます。1台のSW(ESP-WROOM)では、大した帯域も使いませんので相当な数の(恐らく100台以上? 試してませんが)SWのコントロールが可能です。

■2017/4/22(土)

IOTSW

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これが、IOTコンセントの操作画面(Galaxy Noteでの例)です。ESP-WROOMに仕込んだWebServer内の6つのhtml(Java Script含む)で描画させ、ON/OFF動作と各種設定をやらせてます。設定内容はESP-WROOMのフラッシュメモリーに保存されるようになってます。
この事例では、1チャンネルのスイッチですが、IOピンはまだまだ余っているので、多チャンネル化が可能です。
WiFiは、子機として動作させるのがデフォルトですが、親機(アクセスポイント)としても動作させることが出来、WiFiルーター無しでもOKです。(※2018-11-08追記 最近やった実験では、WiFiのアンテナ等の条件を整えれば、1Km遠方のコンセントでもON/OFFが可能)
USBのACアダプタを流用したので、ついでにUSBの充電口もあけておきました。

■2017/5/9(火)

3Dプリンターの立上げも、条件を確立出来たので(試行錯誤参照)、試作のステップは完了した。ケース作成のプリンターの造形時間がかかる(8時間弱)ので、24時間フル稼働して1日3台の、およそ量産とは言えない体制は出来上がった。

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③IOT蚊取り器    屋敷の蚊との対決・根絶を目指して

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■2016/10/14(金)

つい先日まで、IOT蚊取り器なるモノにはまっていました。この企画は、世の中に存在しないし、発想そのものが自分的にはCoolだと思い制作を始めました。ただ時期的に秋も深まり、蚊そのものの生息数が、少なくなってきて、最近は実証実験が難しくなってきました。が、その紹介を順次して行きたいと思います。今後、マイペースで綴ってみます。今日は、記事スタート宣言のみ、、、

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②ロボット2号機   自律走行・作業を目指して(将来は田植え機・トラクターの自動作業に適用)

 

 

 

■2016/10/12(水)

これが、ロボット2号機です。1号機が小さ過ぎて、ぎゅうぎゅう詰めになってしまったので大型の2号機を作成途上です。ベースとなる走行系はほぼ完成しました。走破性能を向上させるために、クローラ仕様としました。まだ、道具は持たせていません。
悪路・障害物・走行性能は抜群です。

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①ロボット1号機   自律走行・作業・芝刈り等を目指して・超高精度cm級Navi搭載

■2016/10/12(水)

これが、ロボット1号機です。
操縦は自宅のPCで、送られてくる動画(スマホ・アプリを流用)を見ながらの手動と、RTK NAVIによる緯度経度情報を用いたプログラミング(VB2013で開発)走行。 続きを読む ①ロボット1号機   自律走行・作業・芝刈り等を目指して・超高精度cm級Navi搭載