トランジスタ技術２００４年５月号 １１章 ポール・スラローム・ロボット
２００４年６月１６日更新
動面（ＭＰＥＧ約５０２バイト）
--------補足---------
トランジスタ技術誌の回路図では省略されていますが、マイコン基板ＭＢ−Ｈ８のピンに接続してある実際の回路を全て上に示します。
特にＮＭＩは未接続ではフローティングになってしまい、まずいことになります（なお、ＲＥＳＥＴ端子とＰ１４はマイコン内部でプル・アップしてあるので未接続でもフローティングにはなりません）。
ＣＮ３はレベル・コンバータを介してパソコンのシリアル・ラインに接続する端子でレベル・コンバータ用の電源が出ています（レベル・コンバータの回路例はこのトランジスタ技術２００４年５月号のＰ１３９にあります）。
赤い１０ｋの抵抗は実物にはありませんが（後で気がついたので(^^;）、Ｐ２１は入力に設定してあり、レベル・コンバータを接続していないときにフローティングになってしまいますので、プルアップ（あるいはプルダウン）しておくのが筋になります。
デジＱのバッテリはコントローラから充電するのが正規の充電方法ですが、コントローラの電池で充電するのは不経済ですし、その充電回路の完成度もあまり高くないようです。
他の何らかの電源から充電する場合、デジＱのバッテリ容量は８０ｍＡｈと推測され、一定時間の定電流ということなら１００ｍＡ強で１時間というあたりが無難なところかと思います（手動だと１時間経つと忘れがちで過充電に要注意です《注意しただけでは注意していることを１時間経つと忘れてしまい、目覚まし時計をセットしておくと良いでしょう》）。
開発環境は秋月の３６６４キットのＣコンパイラとなっていますが、５月号添付のＣＤ−ＲＯＭにはＨＥＷ版のソフトも付いてします。
｢while(××);｣のように××を見ているだけで何もしない待ちの処理で、ＨＥＷに移植したら正常動作しなくなり、コンパイラ変更時の要注意ヶ所ということになります。
対策としてｖｏｌａｔｉｌｅ宣言したダミー変数の処理を入れました。
赤外線で無線操縦するデジＱはコントローラとのセットだけでなく本体のみも販売されていて、価格は３１２９円（消費税込み）ですが、インターネットで調べると正価よりかなり安く販売している所もあります。
デジＱのボディの屋根部分の切断に使用した工具です。
------性能と完成度向上に向けて-----
入手しやすい一般的な部品で安く簡単に作れるということに主眼を置きましたので、高速性能や完成度に関しては絞り込んだものではありません。
その意味で、改善の余地はあることになります。
バッテリの電圧変動により状態が変ってくるものがあり、常に一定状態に調整するにはスピードと左右の旋回の可変抵抗を調整する必要があることになります。
欲を言えば、モータ電源となる２．４Ｖに適当な定電圧回路を入れたいものがあります（ただし元電圧が低いため小さいドロップで動作させる必要があります）。
デジＱの小さなギアの山と谷の谷部分に、ごく小さな塵ひとつがはまり込んだだけで、引っかかって回らなくなってしまうことがあります。
またそうでなくてもギアに付着した埃によりギアの抵抗が変り、スピードや旋回に影響してくるものがあります。
使用したデジＱのギアはむき出しで埃が付着しがちですが、少し価格が上のタイプのデジＱ−Ｒは密閉型ギア・ボックスで、それを使用した方がメンテナンスの手間も省けて安定した動作が期待できます。
追加した単４ニッケル水素電池はモータをドライブしながら延々と持ち、一方デジＱのバッテリはすぐ消耗してしまいます。
デジＱのバッテリ容量に対するバランスとしては単４では不必要に過大な容量があることになり、さらに小さいバッテリを用いるのが適当ということになります。
電子回路の電源を電池３本の３．６Ｖにする選択肢もありますが、２０ＭＨｚでその電圧での動作は保証されていませんので、クロックを１０ＭＨｚに落す必要があります（売り物ではないので保証はされなくても動きさせすればそれで良いということも言えますが）。
例えばデジＱのバッテリを外して単４ニッケル水素電池３本にしてモータ電源の定電圧回路を設ければ電源の完成度は文句無しになります（重くなりますけど）。
ーーーーバッテリを２本にする改良ーーーー
デジＱのバッテリを削除して単４ニッケル水素２本だけで動作するように改良してみました。
目の上のタンコブ感のあるものがこれでスッキリしますし、動作時間もずっと延ばせることになります。
使用したＩＣのＭＡＸ６１９は２．０〜３，６Ｖを入力として５Ｖを出力するコイル不用のチャージ・ポンプＤＣ−ＤＣコンバータです。
データは次のページにあります。
http://japan.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1135
いくつかの型があり、使用したのは８ピンＤＩＰタイプのＭＡＸ６１９ＣＰＡです。
あまり一般に出回っていませんが、若松通商で購入しました（次のページで｢ＭＡＸ（マキシム）｣をクリック）。
http://www.wakamatsu-net.com/biz/
元の回路の方はそのままで、上図の電源回路を追加して元の回路基板に電源供給するようにしました。
元の回路にある電源ＳＷやバッテリ・インジケータのＬＥＤは不用ということになりますし、電源に入っている４７０μＦのコンデンサも不必要に容量が大きいことになります。
この電源回路のＳＷはデジＱの底面についているスイッチを用いましたが、このスイッチはオンで元の回路の電源スイッチがオフにしたとき無負荷状態ということになり、最大でも１７０μＡしか流れません（実測したところ７５μＡ程度でした）。
上と下では回路図上は同じですが、かなりのスパイク電流が流れてＡの線材の抵抗がばかにならない電源へのノイズ源になるようです。
下のように定電圧回路の近くからＧＮＤを取るようにしました。
削除したデジＱのバッテリのボディ内のスペースにこの定電圧回路を入れましたが、かなり詰め込む必要があり、基板は使わずＩＣのピンに直接コンデンサをつけるという裏技を用いました。
なお、デジＱ本来の回路が昇圧回路を内蔵していて５Ｖ電源をここから取ることも考えられますが、ＰＩＣ１６Ｆ８４などならともかく、このＣＰＵでは消費電流の関係で無理があります。
---------画像--------
かなり詰め込んでありますが、これよりひと回り大きい基板にしても問題はないでしょう。
両サイドに重いバッテリがある情況で基板の小型化でいくら頑張ったところで力学的な特性の向上はたか知れているものがあります（かといって極端に大きな基板にしてしまうと、イナーシャは距離の２乗で利いてきますので無視できない影響が考えられます）。