Arduinoの遮断機動作でSOS！

2019/11/24 15:16

１２月４日の「シルバー人材センター作品展」搬入日に向け、遮断機の遮断カン動作の製作に取り組んでいますが、雲行きが怪しくなってきました。
①遮断カン動作の構造的､機構的な問題と
②Arduinoスケッチのサーボモータ検討不十分の問題です。

①について。機構的には対となる遮断カンそれぞれにサーボモータを取り付けて上下運動だけで動かすのがシンプルイズベストでいいのですが、あいにく空きピンが１つしかなく、サーボモータも１つしか使えない、ということがまず発覚。１つのサーボで２本の遮断カンを動かすことにしました。

幸い、踏切の下は３０mm厚のスタイロフォームなので、サーボを線路の真下にセットできるので、サーボ軸を垂直にしてホーンを水平に回転させ滑車で上下の動きにする機構にします。スタイロフォームを適当な大きさにくり抜きました。

サーボ、遮断桿、滑車の位置関係を固定するための受け台を試しに厚紙で作りました。部品を載せ、線路の下に挿入セットできることを確認し、アルミ板で改めて作りました。

アルミの受け台にこれらを固定していきます。

遮断桿の回転軸を通す両穴をつくり、滑車を固定しました。水平方向から垂直方向に変えるのに、家にあった滑車を使いヒモで伝達する方法は非常に不安ですが、今はやるしかないです。

遮断桿が下がるときは、自重で下がらせないとダメなので、SUSパイプを通しました。ちょっと太いけれど、ゼブラ模様を塗れば違和感はないと思います。とりあえず機構的にはここまでとし、② Arduinoでサーボモータを動かす検討に入りました。

Arduinoでサーボモータ駆動は初めてです。多少本やネットから ”にわか勉強”して動作することは確認してましたが、いざ本番で
●定義の部分に　#include
　　　　　　　　Servo myservo;
　　　　　　　　int pos = 始点角度;
●void setup(){ のところに
　　　　　　　　myservo.attach(ピンNo);
●void loop(){ のところに
　　　　　　　　for(pos =始点角度; pos >=終点角度 ; pos -= 1){
　　　　　　　　myservo.write(pos);
　　　　　　　　delay(時間);｝
を入れてサーボの単独テストするも、電源ON時にサーボが激しく動いたあと所定の角度で動き始めましたが、カクカク動作でした。つぎに、前回作った２列車自動運転のスケッチに上記の内容を織り込んでみたところ、今度は全く動きませんでした。前途多難の予感です。

Arduinoでマイクロサーボを安定的に動かすにはかなりノウハウが必要のようです。まして今回、ヒモで動きを伝える構造なので、急峻な動きは厳禁です。まちがいなくタイムオーバーになるので、遮断機動作は作品展終了後の課題とし、車両の自動運転のジオラマ組み込みを優先することにします。

Arduinoで２列車往復運転

2019/11/16 22:18

２つの車両を交互に往復運転させます。Arduinoを使うのは約１年ぶりです。物忘れが気になる年になり、スケッチづくりは大丈夫か不安でしたが、ボチボチやっているうちに思い出してきました。

（既掲載）このような走行計画を立て、これに従った回路とスケッチを作っていきます。停止時間や加減速時間などは仮設定です。
Arduinoスケッチをつくるにあたり、
　①外部信号（スタートボタンＰＢやリードスイッチRS）をｉｆ関数で検出していく方法で進めました。昨年と同様。
　②なめらかな速度増減にｆｏｒ関数を使用。これは読者の方々から教えてもらった定番の方法みたいです。昨年はステップ制御してました。
　③ｉｆ関数条件下の時間帯にRS信号を読み込まないようにdelay関数を駆使する。
以上、試行錯誤して作ったスケッチを最後に載せています。

つぎに回路図です。

モータドライバTA7291Pを２車両それぞれに使っています。
さていよいよ実装回路の製作ですが、

去年使ったArduinoと新調したブレッドボードをスチレンボード上に並べ、この上にジャンパー線などで回路を組み込みます。

これが実験用の配置です。大きな平板に２本の線路を並べ、４つのリードスイッチを線路の両側に置き、組み込んだ回路を手前に置いています。実際はジオラマの裏側に配線群を置くので、ここでは線路の右側が「箕面駅」左側が「滝下駅」にあたります。左側にスタートボタンが見えます。まず右上の３両編成の車両が動き出し、駅に着いたら左下の阪急電車がスタートし、交互に１往復して終了します。

しかしなかなか思うように動いてくれません。リードスイッチRSの位置と加速減速時間やｉｆ関数の拘束時間などパラメータが多く、しかも再現、不再現を繰り返しました。頭がパニックになりかけたとき、その主原因が判明しました。写真のジャンパー線です。　２０本セットで購入した１本ですが、接触不良でした。カシメ不良か素線断線か？

ジャンパー線を入れ替え、速度／時間をこの実験配置に合わせた結果、予定通りの走行ができました。その様子を動画にしています。

P1110029
実験配置はジオラマよりかなり狭いので、ここでは加速／減速時間を各約２秒、車両停止後次の別車両発車まで時間を１秒としています。

さて最後の製作作業は踏切の遮断カンの動作機構です。私には未知の分野でして、サーボモータの回転と遮断カンの開閉をシンプルな伝達機構でできないか、次週検討します。

付記）今回のスケッチを参考に掲載します。
int i;
void setup(){
pinMode(2,INPUT);//RSa
pinMode(3,INPUT);//RSb
pinMode(4,INPUT);//RSc
pinMode(5,INPUT);//RSd
pinMode(6,INPUT);//M2速度
pinMode(7,OUTPUT);//PB
pinMode(9,OUTPUT);//M1速度
pinMode(10,OUTPUT);//M1
pinMode(11,OUTPUT);//M1
pinMode(12,OUTPUT);//M2
pinMode(13,OUTPUT);//M2
digitalWrite(6,LOW);//M2速度
digitalWrite(7,LOW);//PB/ON用
digitalWrite(9,LOW);//M1速度
digitalWrite(10,LOW);//M1
digitalWrite(11,LOW);//M1
digitalWrite(12,LOW);//M2
digitalWrite(13,LOW);//M2
}
void loop(){
int val;
val=analogRead(0);//速度

if(digitalRead(7)==HIGH){//PBでスタート
delay(3000);//3秒後に発車
//----------------------------------
digitalWrite(10,HIGH);//①M1正走
for(i=val/12;i analogWrite(9,i);
delay(30);//約２秒後に定速
}
delay(7000);//SRaによる誤動作防止用
}
if(digitalRead(3)==HIGH){//RSb検出
for(i=val/4;i>0;i--){//減速
analogWrite(9,i);
delay(30);//約２秒後に停止
}
digitalWrite(10,LOW);
delay(1000);//１秒後M2発車
//-----------------------------------
digitalWrite(13,HIGH);//②M2逆走
for(i=val/12;i analogWrite(6,i);
delay(30);//約２秒後に定速
}
delay(7000);//SRdによる誤動作防止用
}
if(digitalRead(4)==HIGH){//RSc検出
for(i=val/6;i>0;i--){//減速
analogWrite(6,i);
delay(30);//約２秒後に停止
}
digitalWrite(13,LOW);
delay(1000);//１秒後M1発車
//------------------------------------
digitalWrite(11,HIGH);//③M1逆走
for(i=val/12;i analogWrite(9,i);
delay(30);//約２秒後に定速
}
delay(7000);//SRbによる誤動作防止用
}
if(digitalRead(2)==HIGH){//RSa検出
for(i=val/4;i>0;i--){//減速
analogWrite(9,i);
delay(30);//約２秒後に停止
}
digitalWrite(11,LOW);
delay(1000);//１秒後M2発車
//-------------------------------------
digitalWrite(12,HIGH);//④M2正走
for(i=val/12;i analogWrite(6,i);
delay(30);//約２秒後に定速
}
delay(7000);//SRcによる誤動作防止用
}
if(digitalRead(5)==HIGH){//RSd検出
for(i=val/6;i>0;i--){//減速
analogWrite(6,i);
delay(30);//約２秒後に停止
}
digitalWrite(12,LOW);
}
}