Arduino用モータードライブシールド「Arudumoto」でモーターを回す（４）

クローラーの進行方向を変える
　前回までのクローラーの進行方向は前進と後退のみでしたので、進行方向を変えたり旋回したりのスケッチを追加しました。

９０度方向転換
　左・右に９０度方向を変えるために、ＡモーターとＢモーターの回転方向を逆にして、回転角度が９０度になるよう時間を調整しました。

イメージ（左へ方向転換）

　方向転換のサブルーチン
　 //９０度左曲り
　 void left(int mspeed,int mtime)
  {
  digitalWrite(dir_b,LOW);
  digitalWrite(dir_a,HIGH);
  analogWrite(pwm_b,mspeed);
  analogWrite(pwm_a,mspeed);
  if(mtime>0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_b,0);
  analogWrite(pwm_a,0);
  }
 }

左右に旋回する
　左右に曲がりながら走行するように、ＡモーターとＢモーターの回転数を変えます。回転数の差が大きいほど小回りになります。
　モーター毎に回転数が変わるので引数が３個になります。

　イメージ（右へ旋回）

　
　旋回のサブルーチン
 //前進左旋回
 void FLcircle(int amspeed,int bmspeed,int mtime)
  {
  digitalWrite(dir_a,HIGH);
  digitalWrite(dir_b,HIGH);
  analogWrite(pwm_a,amspeed);
  analogWrite(pwm_b,bmspeed);
  if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

 

トータルスケッチ
　直進と左９０℃方向転換を４回繰り返し元の場所に戻る
 左方向に１回転旋回し元の場所に戻る

　//モーターピン設定
 int pwm_a = 3;
 int dir_a = 12;
 int pwm_b = 11;
 int dir_b = 13;

//スタートスイッチ　LEDピン設定
 int ST_SWITCH = 7;
 int LED = 6;

//サブルーチン

//前進設定
void forw()
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 }

//後退設定
void back()
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 } 

//前進
void forward(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

//後退
void backward(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }
//９０度左曲り
void left(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 if(mtime>0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_b,0);
  analogWrite(pwm_a,0);
  }
 }
//９０度右曲り
void right(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 if(mtime>0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_b,0);
  analogWrite(pwm_a,0);
  }
 }

//前進左旋回
void FLcircle(int amspeed,int bmspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 analogWrite(pwm_a,amspeed);
 analogWrite(pwm_b,bmspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

//前進右旋回
void FRcircle(int amspeed,int bmspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 analogWrite(pwm_a,amspeed);
 analogWrite(pwm_b,bmspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

//停止
void stopped()
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 analogWrite(pwm_a,0);
 analogWrite(pwm_b,0);
 }

//緩やかにスタート
void fadein()
 {
  for(int i=0;i<=200;i+=1){
  analogWrite(pwm_a,i);
  analogWrite(pwm_b,i);
  delay(30);
  }
 }

//緩やかに停止
void fadeout()
 {
  for(int i=200;i>=0;i-=1){
  analogWrite(pwm_a,i);
  analogWrite(pwm_b,i);
  delay(30);
  }
 }

 
void setup()
  {
  //ピンモード設定
   pinMode(pwm_a, OUTPUT);
    pinMode(dir_a, OUTPUT);
 
   pinMode(pwm_b, OUTPUT);
    pinMode(dir_b, OUTPUT); 
 
  pinMode(ST_SWITCH,INPUT);
  pinMode(LED,OUTPUT);
   }

void loop()
   {

   while(1){
 if(digitalRead(ST_SWITCH)==LOW)break;
 }

  digitalWrite(LED,HIGH);

   delay(2000);

forward(150,5000);
delay(1000);
left(150,1000);

forward(150,5000);
delay(1000);
left(150,1000);

forward(150,5000);
delay(1000);
left(150,1000);

forward(150,5000);
delay(1000);
left(150,1000);

FLcircle(150,80,22000);
delay(1000);

stopped();

digitalWrite(LED,LOW);

 }
 

Arduino用モータードライブシールド「Arudumoto」でモーターを回す（３）

電源スイッチ・スタートスイッチ・ＬＥＤの取り付け
 ユニバーサルプレート上にユニバーサル基板を利用して、電源スイッチとブレッドボードを取り付け。 
 さらに、ブレッドボードを使ってスタートボタンとＬＥＤランプを取り付け配線をします。

電源スイッチ
 電源スイッチはArduinoとモーター用電源をそれぞれ単独で入り切りできるように取り付けました。
 Arduinoにプログラムをアップロードする時や、モーターを別電源で駆動する時に使います。

ブレッドボード 
 ブレッドボードは、今後回路等を仮り接続して実験や調整できるように小さいものを取り付けました。

スタートスイッチ
 現状では電源が入ると即スタートする状態なので、スケッチ上でスイッチの　ON/OFF　を判断してスタートできるように回路の追加とスケッチの変更を行いました。
 スイッチはブレッドボード上にタクトスイッチを取り付けて、デジタル７番ピンに接続します。

ＬＥＤランプ
 プログラム動作状態でＬＥＤランプが点滅するように、ＬＥＤ回路をデジタル６番ピンに追加します。

配線

スケッチ
 各動作をサブルーチンから読み込むように大幅に変更となりました。
 スタートスイッチが押されるとＬＥＤランプが点灯し、約２秒経過後 Fedein  forward  fadeout  backward の順に回転し  stoppedで停止します。
 最後にＬＥＤランプを消灯してスタートスイッチの入力待ちになります。
 void Loop内のサブルーチンを入れ替えると回転方向や回転モードを変えることができます。また、forward  backward　の引数の値を変えることにより回転速度と  回転時間が変わります。

//モーターピン設定
 int pwm_a = 3;
 int dir_a = 12;
 int pwm_b = 11;
 int dir_b = 13;

//スタートスイッチ　LEDピン設定
 int ST_SWITCH = 7;
 int LED = 6;

//サブルーチン
void forw()
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 }

void back()
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 }

void forward(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,HIGH);
 digitalWrite(dir_b,HIGH);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

void backward(int mspeed,int mtime)
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 analogWrite(pwm_a,mspeed);
 analogWrite(pwm_b,mspeed);
 if(mtime > 0){
  delay(mtime);
  analogWrite(pwm_a,0);
  analogWrite(pwm_b,0);
  }
 }

void stopped()
 {
 digitalWrite(dir_a,LOW);
 digitalWrite(dir_b,LOW);
 analogWrite(pwm_a,0);
 analogWrite(pwm_b,0);
 }

void fadein()
 {
 for(int i=0;i<=200;i+=1){
 analogWrite(pwm_a,i);
 analogWrite(pwm_b,i);
 delay(30);
 }
 }

void fadeout()
 {
 for(int i=200;i>=0;i-=1){
 analogWrite(pwm_a,i);
 analogWrite(pwm_b,i);
 delay(30);
 }
 }

void astop()
 {
 analogWrite(pwm_a,0);
 }

void bstop()
 {
 analogWrite(pwm_b,0);
 }
 
void setup()
  {
  //ピンモード設定
   pinMode(pwm_a, OUTPUT);
    pinMode(dir_a, OUTPUT);
 
   pinMode(pwm_b, OUTPUT);
    pinMode(dir_b, OUTPUT); 
 
  pinMode(ST_SWITCH,INPUT);
  pinMode(LED,OUTPUT);
   }

void loop()
   {

   while(1){
 if(digitalRead(ST_SWITCH)==LOW)break;
 }

  digitalWrite(LED,HIGH);

   delay(2000);

forw();
fadein();
delay(1000);
forward(50,5000);
delay(1000);
fadeout();
backward(100,5000);
fadeout();
stopped();

digitalWrite(LED,LOW);

 }

 

Arduino用モータードライブシールド「Arudumoto」でモーターを回す（２）

 モーター２個でダブルギアボックスを駆動
今回はモーター２個で、「ＴＡＭＩＹＡ」のダブルギアボックスを駆動し、同じく「ＴＡＭＩＹＡ」のトラック＆ホイールセットに取り付けてクローラー（無限軌道）を作ります。

ダブルギアボックス（左右独立４速タイプ）は、左右のギアボックスが独立しておりそれぞれにモーターを取り付けます。
そのことにより左右の速度を変えたり、方向を変えることが可能となります。
速度はギアの組み合わせを変えることによりは高速から低速まで４種類あり、今回は低速側の「Ｃ」を選びました。

　　速度Ｃタイプ　ギア比　114.7 : 1
    回転トルク　809gf・cm
    回転数  115rpm

クローラーの組み立て
 組み立てには「ＴＡＭＩＹＡ］のユニバーサルプレート２枚を使用し、ダブルギアボックス・トラック＆ホイールセットを取り付けました。
 ２枚のユニバーサルプレートは上下に重ね、間隔はダブルギアボックスと電池ホルダー（単三４本・００６Ｐ）が間に収まるようにします。

 ダブルギアボックスの回転方向は、モーターの回転方向が同じであれば逆方向になってしまいますので、どちらか一方のモーターの配線を逆接続にします。

Arduino基板とArdumoto基板をクローラー上部に取り付け。

 

配線

 

スケッチ
前進、後退を交互に繰り返す。

//モーターピン設定
 int pwm_a = 3;
 int dir_a = 12;

 int pwm_b = 11;
 int dir_b = 13;

void setup()
  {
  //ピンモード設定
   pinMode(pwm_a, OUTPUT);
    pinMode(dir_a, OUTPUT);
 
   pinMode(pwm_b, OUTPUT);
    pinMode(dir_b, OUTPUT);  
   }

void loop()
   {
   //正方向回転セット
   digitalWrite(dir_a, LOW);
   digitalWrite(dir_b, LOW);
 
   //回転数（１００／２５５　３９％セット）
   analogWrite(pwm_a, 100);
   analogWrite(pwm_b, 100);
   delay(5000);
 
   //逆回転セット
   digitalWrite(dir_a, HIGH);
  digitalWrite(dir_b, HIGH);
   
 
   //回転数（１００／２５５　３９％セット）
   analogWrite(pwm_a, 100);
   analogWrite(pwm_b, 100);
   delay(5000);
 }

Arduino用モータードライブシールド「Arudumoto」でモーターを回す（１）

Ardumotoは、Arduino用モータードライバーシールドで、モーター２個を独立して制御できモーター１個当たり２Ａまで電流を流すことができるようです。
モーターによる逆起電力から保護するための回路も搭載されております。
ＡモーターはArduinoのデジタル１２番で回転方向、デジタル３番でＰＷＭ出力を変化させることにより回転速度を制御することができます。
Ｂモーターはデジタル１３番で回転方向、デジタル１１番で回転速度を制御します。
回路図やサンプルコードはスイッチサイエンスのページで見ることができます。新しいバージョンのものも発売されているようです。

（ピンエッダ、ターミナル取り付け済み）

配線図
　とりあえずＡモーター１個だけつけて回転させてみます。

 Ａモーター端子にマブチ工作用モーター（ＦＡ－１３０タイプ）を接続

 
 マブチ工作用モーター(FA-130)
  使用電圧範囲　１．５Ｖ～３Ｖ
  適正電圧範囲　１．５Ｖ
  適正電圧・負荷時の消費電流　５００ｍＡ

 ArduinoとArdumotoの電源はお互いの影響を避けるため、別電源としたほうが良いようです。
 そのために、Ardumotoの Vin 回路のパターンをカットします。
 モーター用電源　単三電池４本　６Ｖ
 Arduino用電源　 006Ｐ電池　 ９Ｖ

 なお、スケッチを作成したり回路のテストを行うときには、ArduinoはＵＳＢ端子からArdumototoは電池以外の電源も使用することができます。

 スケッチ
 正方向回転、逆方向回転が交互に実施される

 

 //モーターＡピン設定
int pwm_a = 3;
int dir_a = 12; 

void setup()
{
  //ピンモード設定
  pinMode(pwm_a, OUTPUT);
  pinMode(dir_a, OUTPUT);
 
}

void loop()
{
  digitalWrite(dir_a, LOW);  //正方向回転セット
 
  analogWrite(pwm_a, 100);   //回転数（１００／２５５　３９％セット）  

  delay(1000); 

  digitalWrite(dir_a, HIGH);  //逆回転セット
 
  delay(1000);
 
  analogWrite(pwm_a, 100);
 
  delay(1000);
}

モーター出力端子波形図
 
 スケッチのanalogWrite(pwm_a,100);の数値を変更することにより、デジタル３番ピンの出力波形が変化しそれにより実行電圧値も変わります。
 実行電圧値が変化することによりモーターの回転数が変化します。

   analogWrite(pwm_a,50); 実効値電圧　約１Ｖ

    analogWrite(pwm_a,100);実効値電圧　約２Ｖ

     analogWrite(pwm_a,100);実効値電圧　約3.9Ｖ

 

我が家の太陽光発電 ２０１３年１２月の発電量

１月６日気象庁より「２０１３年１２月の天候」が発表になりました。
それによりますと、盛岡の日照時間は86.8時間で平年比85%でした。
降水量・降雪深さとも平年よりも大幅に低いのですが日照時間はあまり増えませんでした。
発電量は前年比131.7%と増加しております。日によって日射時間と発電量が比例していないところがありますが、積雪が影響していると思われます。

 

明けましておめでとうございます

昨年中は多くの方々にアクセス頂き有難うございました。
今年も今迄のことを継続しつつ、新しいことにもチャレンジして、
スクラップを増やして行きたいと思っております。
本年もどうぞよろしくお願いいたします。

　　　　　　　　　　　　　　　　　平成２５年　　元旦