科学好き者の日々

PICkit2というPICマイコンのプログラマーを買いました。
マイコンはプログラムを書き込まないと使えません。今までは秋月のプログラマーを使っていました。

秋月のプログラマーはPICをプログラマーのソケットに差し込んで単体で書くものです。外部電源として１５～２４Vの電源を必要とします。価格は完成品で６７００円です。キットを組み立てると６４５０円です。
また単体で書いてまたターゲットボードのＩＣソケットにつけて動作確認を何回もやっていると、PICの足とソケットの接触が悪くなって信頼性が落ちてしまいます。（このためにデバッグ中は、PICにICソケットのゲタをはかせて書いたり動作させたりを繰り返すことをしています。）

PICkit2というプログラマーがマイクロチップから売られています。最近秋月で取り扱うようになったので購入しました。４０００円です。
USB接続で外付の電源がいらないのがいいですねぇ。又、このプログラマーはICSP（In Circuit Serial Programming）用です。ICSPはPICを基板につけたまま、プログラムを書き込むことのできる方法で、いちいちPICを外す必要がありません。半田つけで固定したまま書き込むことができます。

PICとPICkit2の間は5本の線で接続します。（基板に接続用のコネクタを用意する必要があります。）
線はMCLR、Vｃｃ、GND、PGD、PGCでPICより取り出します。
回路設計で注意することはMCLRには１２Vの電圧がかかるので保護抵抗などでMCLRピンに接続されている回路を保護する必要があります。またPGD、PGCピンに接続されている出力ピンがあれば、それも抵抗で保護します。



上図は火星ローバーの2号機のソフトを書き換えたときのものです。

これで基板に半田つけしなければ使えないSOPタイプのPICがやっと使えることになります。

火星ローバーの改良の続きです。

1号機（自走式）は２０度の山が登れません。

加速度センサーで姿勢をみて、ひっくり返りそうなら後退するとした制御が裏目に出ています。
もっと急でないと、後退しないようにすればいいのですが、そうすると、コースの外に外れそうなときを検出できないかもしれないのです。
火星ローバーコンテストの技術コースはコース外の境目が高さ５cm程度の壁で、この１号機の光を使った障害物センサーでは検知できませんでした。そこで、コース外に落ちないために、壁に乗り上げたことを加速度センサーで検出し後退するとしてあります。（障害物センサーの両方が検出できない狭い障害物に乗り上げたときに後退するという役目もあります）

そこで、壁に接触したことを直接的に検出することにしました。



両側に伸びているのが壁検出の「腕」です。腕が壁に接触するとスイッチを押すことにします。



腕は両側に独立で設けました。４つあるマイクロスイッチがリミットスイッチになっています。腕が前に動いても、後ろに動いてもスイッチを押して検出します。（スイッチは前後２つが並列になっています）

加速度センサーはセンサー出力をボリュームで可変として、再度の試走会で最適値に調整できるようにしておきます。

追加のスイッチを設けたので、もとの木のフレームは使えず、ユニバーサルボードでフレームをつくりました、下がモーターとスイッチ、上が障害物センサーと基板、電池との２階建てになっています。

スチロール樹脂の加工は再考するとして、他の材料はないかと探していると缶詰を見つけました。やはり100円ショップです。

直径７５ｍｍ、幅３０ｍｍとちょうどいい大きさです。しかもタイヤの部分に大きなテーパーがなくそのまま使えそうです。メーカー名はHONIHOというようです。１缶１０５円です。もったいないので中身は頂きます。

この中心に六角シャフトが入る車軸を取り付けます。２ｍｍのビス３本で固定しました。

缶のままでは摩擦が小さすぎるので、周りにゴムを張ります。幅１５ｍｍ、厚さ２ｍｍのゴムを両面テープで張ります。最後に輪ゴム（オーバンドというようですね。幅１５ｍｍ、折径（二つ折したときの長さ）１００ｍｍ）を巻きつけます。



車輪の外側と内側の写真です。



結果直径８０ｍｍの車輪になりました。ライトツナ号と名付けようかなぁ。。。。。

で、３０ｍｍの段差は登れる？

車輪の摩擦と重量バランスが問題のようです。
前輪は後輪の駆動力（全輪駆動にしました）によって簡単に段差を登ります。しかし後輪が登れないのです。そのとき前輪に荷重をかけると後輪も登れます。前輪と接地面との摩擦をもう少し増やす必要がありそうです。

試走会であえなく途中リタイアの火星ローバーの改良に取り掛かりました。

車輪タイプの2号機は３０ｍｍの段差を登ることができません。
直径が５６ｍｍのオフロード用のタイヤだったのです。デモ機をみると７５ｍｍのタイヤを使って段差を登っています。
少なくともこの程度の直径がいるようです。

タイヤを探してみましたがデモ機のもののほかには市販品は無いようです。（ラジコン用の大きいものはあります。がここで使っている「タミヤ」のギヤボックス、マブチのFA-１３０程度のモータの範囲でのものという意味です。小中学生主体のコンテストにそれ以上のパワー部品を使うわけにはいきません）



100円ショップをみていたら、上の写真のような食品の保存ケースを見つけました。
直径９０ｍｍのプラスチック製です。４つあって105円です。105円で4輪分できてしまいます。

プラスチックの円筒のまわりにゴムを巻いて車輪とすることができそうです。ギヤボックスからの六角シャフトを固定するには、今のオフロード用のタイヤの車輪を接着してもよさそうです。
すると円筒の幅を少し狭くしないと、シャフト長さが足りません。

「しかたない、切るか」

ところがこのプラスチックの保存ケースは熱可塑性のスチロール樹脂でできているのです。
熱可塑ですので、鋸やドリルを早く動かすと熱で溶けてしまいます。
どう加工すればいいか？古い友人に尋ねてみます。回答は

熱可塑樹脂のスチロール樹脂は７０度Ｃ位から軟化変形をはじめ
１００度Ｃでは形を維持できなくなります。
刃物をゆっくり廻してあげることですが、冷たすぎるとゴム成分の
少ないスチロールですとクラックが入り割れることがあります。
温度をコントロールしながらの作業となります。水で刃物を冷却しな
がらの加工も有効です・・エアーを加工物や刃物へ吹きかけての
再凝集防止を行なうのも良いかもしれません。

というものです。今の工作道具ではできそうもありません。

発泡スチロールカッターというニクロム線で加熱して切る道具があります。パワーを上げれば個体のスチロールも切れるそうです。

やってみると、ゆっくりとニクロム線がスチロール樹脂に入っていくのですが、すぐに溶けた部分が固まって切断はされないのです。

やれやれ。。。。。これは無理かな。。。。。。


つづく

アクセスが40000になりました。
10000回までに359日、20000回までに168日、30000回までに122日,40000回までに119日と、10000回ごとの間隔が段々短くなっているのは嬉しいですね。

昨年は８月に「自由研究」のキーワードでのアクセスが多かったのですが、今年はそれほどでもありませんでした。

さていつまで続けられますか。。。。。。

グラフィックイコライザーもどきの2号機をつくってみました。

今度はケースをタカチのものとして、見栄えよく？してみました。（でも長穴の加工が全然ダメでお恥ずかしい。いい訳ではないが、フライスのような加工機を持っていないと長穴加工は、穴の両端にドリルで穴を開け、その間を小さな穴をいくつかあけて、ヤスリで仕上げるということになり、結構難しいよね。最も今回は中心位置を2mmほど間違えて加工してしまって、後で手直しで余計汚いね）



小型化のため、ボリュームを基板用のものを使いました。これの取り付けも基板につけたボリュームをプラバンのチャンネルを使って、5個並列に並べるということをしています。



トラブったのは、イヤホン端子。なぜかケースにつけると音が聞こえなくなる。ケースから外すと聞こえます？？？？

ケースの厚さが厚くて、ナットを充分締められずイヤホン端子よりもナットが前にいたため、プラグが充分刺さらなかったのが原因でした。下穴をナットの大きさにして、ナットを埋め込んだようにしました。



内部の基板です。前と同じものです。Vccとグランド配線、デカップリングの抵抗とコンデンサ、電源のUSB保護のためのヒューズ（ポリスイッチ）が後付けで基板もお恥ずかしい。。。。。。

ネオキューブという球状のネオジム磁石を使ったパズルが最近流行っている？そうです。

http://theneocube.net/

５ｍｍΦのネオジム磁石を216個使ったもので、ネオジム磁石の強い磁力を使って、ひも状にしたり、平面状や立方体を作っていくことができるようです。
急にこの５ｍｍΦの磁石が売れ出したというようですから、広がっていくのかもしれませんね。

http://item.rakuten.co.jp/magnet/c/0000001926/
で購入すると￥9,072になります。
ちょっと高いですが、パズルは面白そうです。

磁石の利用方法もいろいろですね。

二重スリットや回折格子に光が当たると干渉縞をつくります。
単スリットでも回折して、干渉縞が見えるのだそうです。

スクリーン上の光の強度I(X)は
I(X)＝Io（sin（BX）/BX）2
で表せるのでエクセルで計算してみます。
ここでBは2πｗ/λLでｗはスリットの幅、λは光の波長、Lはスリットとスクリーンの距離ですが、グラフでは１としています。



上のようなグラフになりました。

単スリットでも干渉縞ができるのは、スリットの両端からのスクリーンまでの距離が光の波長分だけずれるからで、2重スリットと考え方は同じようです。

実験につかうスリットをみせていただきました。金属に0.08mmのスリットがきれいに作られています。
どうやってつくるのでしょうね？