Moonmile Solutions Blog

勢い余って組み立て式のロボットアームを買いました。ロボットアームって、ブーム自体は2,3年ぐらい前にあって、各社で発売されていたのですが結構高価だったのとブームが家庭用二足ロボットに移ってしまったのか、今日び非常に手に入りにくい状態でした…まあ、結構な値段だったので手が実験にせよ手が出なかったわけですが。

で、ebay なんかを眺めていると、↓なロボットアームが売っていてですね、もうちょっと調べていくと amazon にもありました。Amazon.co.jp | グリッパーアームロボット　40320C | おもちゃ 通販 今回買ったのは amazon ではないのですが、何故か色々な値段であちこちで売っています。在庫処分っぽい感じ。

発売元が、株式会社イスペット でメイドイン台湾です。amazon の評にもありますが、コントローラが非常に固くて子供に手には…つーか、大人の指にまめができそうなぐらいなんですけど、これはコントローラの接点で使っている金具の強度の問題ですね。曲げをもう少し緩くすればいい感じになるかと。モーターは5個入っていて、台座＋アームの開け閉め＋腕x3 という構成です。惜しいのは手首部分の回転が入っていないので、アームが回転しません。あと、モーター自体は普通のブラシモーターでサーボモーターではありません。つまり、電子回路制御ではないんですよね。廻しすぎるとギアが外れてカチカチなるようになっている（構造上そうなっている）ので、それはそれで良いのです。電池は、単1電池を4個という構成になっていますが、実はモーターを3Vで動かします。そう、モーターの駆動部分には電子部品を使っていないので、電源2個使ってモーターの正逆をする回路になっています。すごい。というわけで、全く電子部品を使っていないので、5,000円程度という格安な値段になっています。サーボモータを使っていないのも安い要因かと。

外枠はプラモデルの要領で作って、約2時間ほどかかります。部品はそれほど多くないのだけど、はめ込み式ではなくてビスで止めるので、ちょっと手間がかかります。ですが、後から外すこともできるわけで、改造はできそうですね。

現状の回路は、こんな感じになっています。電源を2つ反転させておいて、スイッチで切り替える古式ゆかしき方式。電子部品を使わないので、半田付けもないし難しい基盤も必要ありません。

ただし、これだと Arduino とかのマイコンからは制御しづらいので、適当にモータードライバを差し込んで、回路から制御できるようにしましょう。

ちなみに、今日１日試してみた感じでは、積木を詰める位の精度があります。単１電池４個分の重さもあって結構台座が安定しているので、アームをきりきりと動かすして何かを挟んで持たせることができます。こうなったら、車輪を付けて自走させてもいいんじゃないかってほどの安定性があります。

そんな訳でこれを参考にして、

• LEGOと安価なサーボモータで別のアームを作る。
• 手元の meArm の制御を Arduino に移す。
• このロボットアームの Arduino 化＆無線化

をやっていこうかなと。

ちなみに、このロボットアームの電子回路版を海外のサイトで見つけました。1万円位だったので、まあ、電子制御の部分は勉強がてら自分で作るのが良いかなと思って。

海外のモータードライバと言えば L293D が乗っていることが多いのですが、ぼちぼちと SN754410NE に切り替えるのか？と話題があって。こっちのほうは秋月電子で150円で買えます。

それとは別に、TB6612FNG を買ってみたのでお試しとして。手元にあるのはスイッチサイエンスのものではなくて互換品で 3$ 程度で買っています。

ブレッドボードで配線

それぞれのモーターに対して IN/OUTが2本ずつとPWM線があるので、結構本数が多いのが難点ですね。まあ、Arduino Tank を動かだけの2個のモーターならばいいけど、多脚ロボットにしてそれぞれの足にモーターが付いている、ということになると、ちょっと考えないといけないかも。I2C 経由にすればよいのですが。いずれ ロジコマ作ってみる【ぼーだー1】 ‐ ニコニコ動画:GINZA を参考にして作ってみたいところ。

回路図

無線化もあわせると、こんな感じ。

ブレッドボードに配線すると、こんな感じで動きます。

実験用のコード

まだ Bluetooth のコードは入れていないので後で。

#include <Wire.h>

const int motorA1 = 8;  // IN1
const int motorA2 = 9;  // IN2
const int motorAp = 10;  //
const int motorB1 = 7;  // IN1
const int motorB2 = 6;  // IN2
const int motorBp = 5;  //
const int STBY = 11;
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode( motorA1, OUTPUT );
  pinMode( motorA2, OUTPUT );
  pinMode( motorAp, OUTPUT );
  pinMode( motorB1, OUTPUT );
  pinMode( motorB2, OUTPUT );
  pinMode( motorBp, OUTPUT );
  pinMode( STBY, OUTPUT );
  
  digitalWrite( motorA1, LOW );
  digitalWrite( motorA2, LOW );
  digitalWrite( motorAp, LOW );
  digitalWrite( motorB1, LOW );
  digitalWrite( motorB2, LOW );
  digitalWrite( motorBp, LOW );
  digitalWrite( STBY, HIGH );
  
  Serial.begin(9600);
  Serial.println( &quot;Motor Standby&quot; );
  delay( 1000 );
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  Serial.println(&quot;motorA forward&quot;);
  digitalWrite( motorAp, HIGH );
  digitalWrite( motorA1, HIGH );
  digitalWrite( motorA2, LOW );
  delay( 3000 );
  Serial.println(&quot;motorA stop&quot;);
  digitalWrite( motorAp, LOW );
  delay( 1000 );
  Serial.println(&quot;motorA back&quot;);
  digitalWrite( motorAp, HIGH );
  digitalWrite( motorA1, LOW );
  digitalWrite( motorA2, HIGH );
  delay( 3000 );
  Serial.println(&quot;motorA stop&quot;);
  digitalWrite( motorAp, LOW );
  delay( 1000 );

  Serial.println(&quot;motorB forward&quot;);
  digitalWrite( motorBp, HIGH );
  digitalWrite( motorB1, HIGH );
  digitalWrite( motorB2, LOW );
  delay( 3000 );
  Serial.println(&quot;motorB stop&quot;);
  digitalWrite( motorBp, LOW );
  delay( 1000 );
  Serial.println(&quot;motorB back&quot;);
  digitalWrite( motorBp, HIGH );
  digitalWrite( motorB1, LOW );
  digitalWrite( motorB2, HIGH );
  delay( 3000 );
  Serial.println(&quot;motorB stop&quot;);
  digitalWrite( motorBp, LOW );
  delay( 1000 );
}

以前、8pino を使って DRV8830 を動かしてみましたが、I2C の信号線とモーターへの給電線が一緒になっているので、8pino 自体に無理がかかって I2C が暴走してダメでした。という訳で、電子回路への給電（5V あるいは 3.4V）とモーター自体への給電を分けて回路を組まないと駄目ですね、ってことで TA7267BP を使ってみます。秋月電子で 2個300円で買えます。先に試してみた TA7291P よりも少しだけ小さくていいかな、と思ったのですが、DRV8832DGQR というさらに小さいのがあるので、小型の場合はそっちを使ったほうがよさそう。表面実装用なので、半田付けが大変そうですが。一応、これも買ってみたので後で試してみます。

ブレッドボード

組み合わせとしては、手元の Trinket とつなげています。8pino と同じ ATtiny85 なので、同じ作りになります。これも小型化だけ目指すのだったら、チップだけ買えばいいわけで、【Arduino】ATtinyをArduinoで開発する – The jonki を参考にして、Arduino を使って焼き込むことができます。これも後で試す予定。

給電は別にしたいといいつつ、6番ピンの Vs と 7番ピンの Vcc に Trinket と同じ電池から給電してます。別電源にしたい場合は、6番ピン（左から6番目）へ 0～18V の間で電圧を掛ければok。

回路図

別給電にする場合

この状態で、モーター１個を制御できます。ピンは3本余っているので、HC-05 につなげて Bluetooth で無線化することも可能ですね。たぶん、Vs に対しては、PWM 制御ができると思うんですが、前後に動かすだけだったら、特に速度制御の必要はないかなと。

これを小さ目に組んで、プラレールの電源車…は高いので、ダイソーの100円の電車に乗せていきます。電池4個は大きいので、3Vのボタン電池を2個つなげるか、手元にあるミニヘリのバッテリーを使ってみる予定。

ちなみに動かしているのは美工社の工作セット 車軸付モーターギヤボックス2セット で480円です。遅めのギアまでくっついているので、工作には便利ですね。タミヤのギアボックスの一番遅い組み合わせ位の遅さで動きます。ラジコンとしては遅いけど、こういう風な実験で動かすときには、回転が遅いほうが途中で止められるので便利です。思ったより、でかかったけど。