初めてのPICで弾速計を作成【後編】

 

とりあえず、基本設計は完了

 

PICと液晶モニターも無事動いたことで、基本設計もついでにやる。

 

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回路図を適当にこさえて、フォトトランジスタの特性から、間に挟む抵抗値を設定。

 

 

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これ、PICやセンサー関係は5Vから設計してるけど、乾電池1個から5V作ってみる。

 

Amazonさんで売ってた既製品の昇圧回路を使ってみた。

 

 

 

 

 これ、小型の割に性能いいなぁと思って使ってみたけど、2個注文しといて1個不良品だった。返品には簡単に応じてくれるけど要注意。

 

あと、V0 - G間で1.4V入力、V1 - G間で5V出力だけど、説明も何もないので気を付けて。

 

 

プログラムにつても四苦八苦したけど、基本的なC言語をマスターしている方だったら出来て当然な事ばかりだと思うし、

 

「そんなことで躓いていて、ようやろうと思ったな?」ぐらいな事ばっかりだったので割愛!

 

 

 

いざハード作成も、いきなり躓く

 

ブレッドボード上で使ったセンサーは、赤外線を利用した近接センサーを使用。

 

カタログ上は

 

・反射板との距離(最大感度):6mm~8mm

 

 

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と書いてあるので、弾頭誘導管に見立てたPV13の塩ビパイプに穴をあけて突っ込むことにする。

 

 

 

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だがこれ、塩ビパイプに浅く突っ込んでも、パイプの内側で赤外線が反射して近接センサーが常にON状態になってしまっている。

 

 

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急遽、赤外線ダイオードと赤外線フォトトランジスタを別々にして、向い合せる手法に変更。

 

 

 

あと、これを固定するのに、ホットボンドというものを初めて使ってみたけど、すごく便利だね!これ!!

 

 

 

 昔は、ダイソーで300円シリーズで売ってた気がするけど、大型店に行ってもなかったので廃盤になっているのかも・・・。仕方なく、よさげなのをAmazonでポチリ。

 

 

これ、 半導体にダメージを与えない低い温度で溶けて、固まればある程度の固定力がある。

 

 

フォトダイオードの角度調整が凄くシビアで誤作動を起こしていたので、再度ハンダゴテで温めなおして角度を微調整することができた。

 

 

 

完成~速度校正

 

 

ようやく、センサー類も上手く作動するようになったので、ケースに収めていく。

 

 

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ケースはダイソーに売ってた適当なタッパーを購入。

 

 

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小さなスペースに所狭しと、パーツを配置していく。

 

 

ついでに速度校正の仕方は、1mのパイプを接続して、自由落下させた時の速度で調整。

 

高校生の時に習った計算式を20年ぶりに使う。

 

 

E=mgh=(1/2)mv²

 

重力加速度は g=9.8 として

 

落下距離はパイプ1m

+計測ポイントの中間点までの距離を合わせて1.05mとする

 

後は、方程式を解いて 

 

v=4.536m/s 

 

 

 

やっぱり、学校の勉強は人生でも役に立ちます!うん!

 

パイプ内の空気や摩擦抵抗を少し加味して調整。

 

 

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ついに完成~~!

 

とりあえず、現状までブログで書けたので、次はマガジン製作やら初弾射出機構なんかを作っていこうかと思う。

 

 

 

 

初めてのPICで弾速計を作成【中編】

開発環境をインストール

 

PICの開発環境MPLABのインストールは、東京海洋大学の田原研究室様のHPですごく分かり易く説明されているので非常に参考になる。

 

 

英語バージョンしかないが、使っていくうちに最低限の操作はできるようなった。

 

 

 

C言語が使えるが・・・

 

PICの開発ではC言語が使えるが、”Hello World”で使う printf( )関数 が標準では使えない。

 

友人に言わせれば、C言語で使う標準関数が、組込み系の環境であると思うのは甘え 』だそうだ。

 

 

そらぁ、ディスプレイもないし、ただのチップだけだし、どうやって出力せいって話だね。

 

何か出力するにはLEDを付けたり、数字を表したいなら[8]の字の7つのセグメントをLEDで光らせる7セグを付けたり、液晶ディスプレイを付けたりと色々ある。

 

難易度としてはこんな感じ。

 

【易】 LEDピカピカ << 7セグ <<< 液晶ディスプレイ 【難】

 

 

 

今回使っている秋月電子でも買える液晶ディスプレイは、I2Cと言う通信規格で通信し合って表示を行っている。

 

8ピンPICの本でも、キム茶工房ガレージハウス様のHPでも紹介されているので、両者のコードを読み比べたりしていけば大体どんな風に動いているかがわかる。

 

 

 

 

 

こちらでは、サンプルコードや、使いやすくしたライブラリ関数まで用意して自由にDLが可能なので非常に有用に活用させてもらった。

 

 

 

 

いざ、コンパイル!が・・・

 

プログラムも、サンプルコードをほぼコピペで非常に有効に活用させてもらって、さっそく実行データに変換するためコンパイルするが・・・

 

 

エラー吐きまくって通らない!!

 

色々と調べてみると、XC8とXC7でコンパイラがバージョンアップしたために今まで通っていたものが出来なくなったという報告もチラホラ。

 

臨時の対応策としては

 

Production > SetProjectConfiguration>Customize>XC8GlobalOption>の場所で

 

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C Standard をC99 からC90にすればひとまず通るようになった。

 

 

いざ石焼き!

 

周りに先生が居ないので、業界用語なんてあるのか知らないけど、石に実行データを書き込むわけだから、適当に石焼きとか言ってみる(汗。

 

ところが、最初はウンともスンとも言わないので、調べてみると、このキットで焼くためには、PICKit3側から電源を送ってあげないといけない。デフォルトでは電源なし。

 

Production > SetProjectConfiguration>Customize>PICKit3

 

 

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でOptionCategoriesをPowerにすると、電源についての設定が出てくるので☑を付けて必要な電圧3~5Vの設定を行う。

 

 

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無事、書き込み完了~~。

 

 

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配線自体はすごくシンプルなんだけど、なんとかここまで来た。

 

”Hello♡PIC's”

 

 

 

余談だがしょうもないミスも・・・

 

XC8とXC7の違いでコンパイルが通らない時、コードに問題があると思い込み、コメントアウト「/*~~~~~~*/」を至る所に施して調べていた。

 

その名残で、問題が解決した後も、ヘッダーの読み込み部分もコメントアウトしてプログラムとして成立せず、2~3日頭を悩ますと言うポカをやらかしいた。

 

 

プログラムに関しては本当に自分でも才能ないなぁっとしみじみ思う。

 

 

 

次回、さらに苦難が続くも弾速計の完成へ

 

初めてのPICで弾速計を作成【前編】

 

測るものが必要

 

コイルガンを作るにしても、その性能を計測出来なければ話にならず、まずは弾速計を作ることが必要となってくる。

 

電源は自作ではなく、安価で高性能なモノAmazonで購入したので、今度こそ自作していきたいところ。

 

弾速計も、Webで調べると幾人かの人たちがPICで自作しているHPがあるので参考にさせてもらう。youtubeでもたくさん載ってるしね。

 

で、やはり、気づいちゃったわけです・・・。

 

BB弾などのサバゲー用のもので、安いものだと5,000円くらい。

 

自作キットであれば4,000円で買えちゃうんだね・・・・。

 

 

 

 

だが、ここは敢えてDIYの道を征く!

 

いつまでも、既製品や、簡易キットに頼っていては実力が付かない!

 

と言うことで、PICの初工作物として弾速計を第一目標とする。 

 

 

まずは、書籍購入

 

色々なHPでPICの扱い方は書いてあるが、やはり手元に置いていつでも参考にできるバイブルで包括的に知識を取得できるのは書籍が一番という持論に基づき、書籍を選択。

 

丸善などの巨大な本屋で立ち読みを繰り返し、良さそうな本をチョイス。

 

 

 

 

 PICと言っても、その種類はものすごくあって、DAコンバーターやらコンパレーターやらようわからん機能がついていたり、無かったり。はっきり言ってどれを選んでよいのかわからない。

 

 なので選ぶ本は、弾速計だから情報を表示できる液晶なんかあるといいなぁ~。そしてその基本設計や、基本プログラミング法まで書いてあるなどの条件に合致していた。

 

 

 

落とし穴に気づく

 

早速、書籍を手に入れて読み進めていくわけだが、どうも違和感に気づく。

 

  • 使用している石(マイコンチップのこと)はPIC12F683
  • 開発環境を整えていくにあたり、MPLABなるソフトをインストールする必要がある。(Microsoftで言うところの、VisualStudioのようなもの)
  • 標準で搭載されているコンパイラはXC8というもの。
  • 先の紹介した書籍ではHI-TECH Cコンパイラと言うものを使っているが、現在は買収されXC8に統合されている。
  • 書籍の出版時期からして、コンパイラのバージョンが数段上がっていて、おそらく記載されているままでは使えない。(読み込むヘッダーからして違う)

 

こう言った事案は、Webの方がフットワークが軽いので調べてみると、非常に参考になるHPが見つかったので参照させてもらう。

 

 

 ここで紹介されているソースコードは、XC8コンパイラの前進のXC7で書かれていて、しかも同じ液晶パネルを題材としていた!

 

ありがたや、ありがたや・・・・。

 

ただし、使用している石はPIC12F1822

 

 

 

 

あと、これも、後から気が付いたんだが、MPLABに標準でついているXC8コンパイラ使用環境では、下に紹介した本の方が実は詳しく載っている。

 

 

 

 

特徴と言うか、僕の感想としては

 

  • 書籍の価格が高い。
  • ものすごく細かく丁寧にしかも専門的に書かれているので取っつきにくい。
  • ハード的な設計については、前述した8ピンPIC~の本の方が参考になる。
  • 8ピンPIC~の本を片手にHPなども参考にしながら、弾速計を完成させた時点で気が付いた僕には、既に必要ない感じもする。

 

何も知らない時点から気合を入れて買うのならいいかもしれないが、僕ならもう一度勉強しなおすとしても、8ピンPICの方をお勧めする。

 

だたし、HI-TECH CとXC8の違いがあるので、その辺を自分なりに解釈、アレンジしていく必要がある。

 

今思うと、それもいい勉強になったとも言えるけど・・・。

 

 

必要な部材を買い集める

 

そんなこんなでPICについてある程度見聞が深まったところで、とりあえず必要なものはプログラムをコンパイルした実行データを書き込むPICライター。

 

正規版は、ちょっとお高めなので、OEM?っぽいものを購入。

 

 

 

 動作は今のところ、全く問題ないのでこれで十分。

 

使い方はジャンパーを弄ったり、電源の設定が必要だが次回詳しく書いて行く予定。

 

ついでにブレッドボードと言って、ハンダを使わず試作できるボードが付いてくるので重宝する。

 

 

あとは、秋月電子でお買い物~~♪

 

PICや、センサー関係も各種購入。

 

一つ一つは30円~数百円なので余分に買っておく。

 

  • PIC12F683(書籍で使用している石)
  • PIC12F1822(参照したHPで使用している石)
  • I2C接続小型LCDモジュール
  • 弾速計に必要な光学センサー類

 

最低限必要なものはこんなところ。

 

 

 

秋月電子などのパーツショップでも知識を吸収

 

話の流れとして書くタイミングが無かったので最後になってしまったが、

 

パーツを探していると同じような性能で何種類ものパーツが出てくる。

 

そこで、参考にするのがデータシート!

 

ほとんどが英語だが、わかる範囲でいいのでデータを読んでいく。

 

最大電圧や、定格電流、時には性能曲線のグラフでパーツの特徴が見えてくるので非常に勉強になる。

 

これは、設計で回路を作っていく時に非常に参考になる数値なので、その時必要なパーツだけでもいいのでチラチラ見ておくと、後々自分の判断材料として使えるようになる。

 

これだと言うパーツが見つかったら、お気に入り登録して、コメント欄にどう言った用途で使う予定かなどを記述しておくと、より捗る。

 

 

記事が長くなったので、続く

 

次回は、トラブル続きの『Hello World』編

 

 

 

 

 

あ、雲の上のお方とか、突っ込み、アドバイスなんかあったらお願いします。

 

電子回路事始め・・・のための準備【周辺準備編】

 

 

 

 

直流電源を準備する

 

 

電子回路の基礎の基礎知識が付いたところでまず必要なのが、試作用の電源。

 

電池で直接電源を取るのもありだが、電池は使い始めと終わりで電圧が違ってくるので、回路の誤動作を招きやすいらしい。

 

 

なので、完成回路には必ず定電圧回路を組み込む必要がある。

 

あと、必要に応じて、模擬乾電池として1.4Vマイコンでよく使う3V、5V、コイルガンで想定しているリチウム電池12Vと変えられるのは非常に便利。

 

 

 

 

前回の記事で最後に紹介した書籍で、電源のDIY用の記事が載っている。

 

 

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基本的な機材がゆえに念頭に入ってないので、力試しの意味も込めてDIYしても非常によい機材になる。

 

 

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基本回路は、書籍に載っているので後は、ハードの加工センスが問われる事案でもある。

 

秋月電子のサイトで、基本キットも出ているので、スイッチやボリュームコントローラーや、電源プラグ、電圧計、ケース、直流トランスなどを揃えていけば簡単に作れる。

 

 

 

 

ただね、秋月電子のサイトでカートに部材を積み込んで積算しているときに気付いちゃったんですよ。

 

 

これ、ちょっとお金を足せばAmazonもっと大出力で使いやすい電源買えるよね?

 

 

 

 昇圧回路の充電出力目標を70~100Wぐらいを想定しているのでリチウム電池の電圧12Vで6~10Aぐらいの電源が欲しい。

 

秋月電子のキットだと、3Aが限界なので、LM350ではなくもっと大容量の電流が扱えるものに代替して、直流トランスも必要な電流分並列にして動かすとか、工夫が必要だと思う。

 

 

 

抵抗、コンデンサーはまとめ買いしとくと便利

 

その他に、用意しとくといいものは、回路を設計していくと必要になる、各種いろんな抵抗や、コンデンサー。

 

コンデンサーは適用電圧が10V程度から上は1000V以上と幅があって数が多いのでどれを選んで良いのかわからなくなってくる。

 

まとめ買いキットは10~50Vまで各種そろっているので便利。

 

 

 

抵抗については、必要なポイントで必要な電圧になっていない事は日常茶飯事(メカニックがヘボ)なので急遽抵抗値を変えたい時にあると便利。

 

 

 

可変抵抗も、抵抗を微調整したい時に付けておくと非常に便利。

 

 

 

 

秋月電子で、抵抗1個頼むだけでも、送料や、決済手数料で手間になってしまうので、この辺のパーツのまとめ買いはお勧め!

  

 

次回、いよいよマイコンPIC導入へ

 

電子回路事始め・・・のための準備【電子回路編】

 

ヘボなメカニック流、基礎力の付け方

 

ハンダごてを触るのも中学生以来だという自分だが、電子回路を勉強していく手順を書いていく。

 

ちなみに、知識、電子回路の計算力は第2種電気工事士を合格できる程度があることが前提。

 

学生さんで、電子回路に興味があるなら一緒に勉強しても、全く損にならないので取得して力試しをしてもいいかも。

 

 

 

 

 

目的と、方法を設定する

 

 

まず、何を作りたいか?

 

 

 

コイルガン

 

 

 

そのためには、何が必要か?

 

 

 

電子回路PICなどのマイコン設計力

 

 

 

そのための勉強材料は?

 

 

コイルガンに関しては、検索すれば電子回路まで丁寧に画像も付けてあるブログがたくさんあるのでひたすら読み込む。

 

最初は全く分からなくても、設計思想、設計方法なども記事になっているので一緒に熟読する。

 

いつでも読み返せるように回路図面や、その記事をローカルに保存して収集していく。

 

 幾つもサイトを何回も何回も回っているうちに、電子回路の意味は2割ぐらいしか分からないものの、設計思想は何となくわかってくる。

 

何周もする内に理解の深度はどんどん深くなっていくが、ある程度読み深めると理解の限界に気づきだしたら、次のステップへ。

 

 

 

知識を地固めするには、やはり書籍が有効

 

参考になる電子回路を何度も何度も読み込んで、少しずつ理解をしていくと同時に、何度読み込んでも分からないところが出てくる。

 

どうしてそこに抵抗が必要なのか?意味の分からない抵抗や、コンデンサー、半導体があちこちに散りばめられている。

 

 ある分野に特化した知識はWebで読み漁れば十分だけど、包括的に知識を取得するには書籍は非常に重要。

 

自分が選んだのはこれ、

 

 

 

他にも良書はあると思うけど、なるべく背伸びをせず

 

『こんなぐらい理解しとるわっ!でも、念のために読んどいてやるか』

 

 

ぐらいの心持ちで読んでみると、結構目から鱗な知識を取得できる。 

 

これから、電子回路、ラズパイなどを始めたいなぁーと思ってる方は必須じゃないかと。

 

次回は、周辺準備編

 

新年、明けましておめでとうございます!

 

今更だが、あけましておめでとうございます。

 

年末年始工事仕事も無事終わり、ようやく大掃除に取り掛かろうかと思う今日この頃。

 

ブログを始めて早や半年、それなりのPVを頂けるようにはなったのだが、いかんせん内容がタイトルとかけ離れているのでブログタイトルだけでも変更した方がいいかなぁと思っとりまして、新年を機に、変えちゃいます☆

 

新タイトル

『メカニックがヘボだったからだ --水耕栽培はどこへ行った?--』

 

 

ワァーーー!!パチパチパチ。

 

なんて、歓声が上がるわけでもないので自分で盛り上げとく。うん。

 

んでもって、タイトル変更しといて過去記事に張られている内部リンクの変更?しません!(ぇ

 

なので、内部リンクが張って合って、タイトル名違うやないけぇ、ボケェ!とか突っ込みは甘んじて受けるつもり。そして変える気が全くない。

 

他の検索エンジンや、アフィリエイト登録などの影響は徐々に改善していこうと思う。

 

 

今年の方針

 

自分のブログながら、内容が結構カオスだなぁっと思っているわけだが。

 

 

ここに新たに、電子工作なるジャンルを追加していこうかと・・・

 

ゆくゆくはラズベリーパイや、アルデュイーノと言った流行にも追いつきたいのですが、コストや、原理を調べていくうちに、PICと言うマイコンチップからやった方が基礎が身に付きやすそうだったので、敢えて遠回りを選択。

 

んで、こいつは電子工作で何作りたいんや?っと思われるでしょう・・・

 

それは・・・

 

えっと・・・、

 

突然、コイルガンなるものを作ってみたくなった!

 

ええ、すいません。40手前の子持ちのオッサンが、未だに中二病全開で爆走してしまっていて・・・、

 

検索して頂ければわかると思いますが、アメリカでは10万円ほどで既に販売しているようですが、そんなもん輸入すると当局にお叱りを受けそうなので、いっその事自分で作ろうと決意した。

 

あ、もちろん、国内の銃刀法には該当しませんけど、人やモノに向けて被害を出せば当然犯罪行為になり、そこは重々把握しております。

 

作ることが目的ではなく、目的はあくまで技術習得!

 

目標スペックは、毎秒50m(180km/h)のプロジェクタイルをフルオートで毎秒3発程度で発射できるようなものを作りたいなぁ・・・、と思っているが、どこまでいけることやら・・・

 

 

拙者の基礎パラメーター

 

 

電気工事の仕事してますが、ぶっちゃけ電子工作となると全くの素人なわけで・・・

 

  • 大学は電気電子工学科などとたいそうなところを卒業していますが、特化した専攻ゆえに基礎的な電子回路理論は逆に未知の世界。
  • 基礎学力は電気工事士2種の計算問題は簡単にクリアできる程度。
  • ハンダの技術は中学の技工を選択してやっただけ。

 

こんなスペックに共感を持ってくれる方!又は、雲の上から生暖かい眼差しを差し向けていただける方!これからよろしくお願いいたします。

 

 

あ、でも、今年も引き続き、水耕栽培で新しい水耕器を作ってチャレンジもする予定なのでそこもよろしくお願いいたします。

 

 

大掃除のついでに大判のクッションフロアにした話

 

クッションフロアは便利だけれど

 

我が家ではパネル式のクッションマットを導入している。

利点は

 

  • 保温性が良い
  • 生活スタイルに合わせてサイズを調整できる
  • 汚れてもサッとふける
  • ごろ寝が出来る

 

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3~6歳の子どもがメインで遊ぶスペースなので非常に理にかなった選択だと思っている。 

 

しかし、欠点もある。

 

  • 表面の汚れは簡単に拭き取れるが、隙間にホコリが入り込む
  • 子どもにちょうど良い大きさで、秘密基地の材料にされる
  • 生活スタイルが定まってマットの配置が固まってくると、パネルが小さいのは面倒くさいだけになってくる

 

パネル表面の汚れはジュースだろうと、オシッコだろうと、完璧に掃除できるけど、隙間に入った汚れはパネルをめくって掃除するしかない。

 

大掃除の時に、ひっくり返して綺麗にしているけど、毎回恐ろしいほど埃が出てくる。

 

 

 

大は小を兼ねる?

 

色々と探していたらありました!

 

100㎝×100㎝のビックサイズ!

 

我が家のサイズで計算したら7枚半欲しかったんだけど

4枚セットで11,800円だったので二つ買って

8枚で23,600円のところ・・・、

 

10枚セットと言うのがあって21,800円 !!

 

さらに、先日のサイバーマンデー特割で18,165円で買えた。

 

 

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デカっ!

 

宅配業者さんが必死な顔して運んできた 。

 

 

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さっそく入れ替え~~

 

奥の壁際の所は、カッターで半分にサクッと切れたので思ったより簡単だった。

感想レビューとしては、

 

  • メーカーは前のと同じだったので表面の質感は同じ
  • 厚みが2㎝なのでしっかりしている
  • 思ったより沈み込まない
  • リバーシブルで表と裏の色が違うだけなので、片面が摩耗したら裏返して2倍長く使える

 

前回のウィークポイントだった接合部分のホコリ問題も、大型化によって1/3程度に減ったので、裏に回り込むホコリの量も減るはず!

 

 

パネル入れ替え裏話

 

パネルを入れ替えるにあたって、当然めくって掃除していくわけですけど・・・

 

写真ではお見せできないほどのホコリが大量に!

 

水分をこぼした時はちゃんと拭き取っていたはずなんですが、おそらく子どもが報告していなかった水染みがあったり・・・

 

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あーだこーだやってると、掃除機のサイクロン式カプセル の中がホコリでいっぱいに!

 

 

 

なんだかんだやったけど、すごく綺麗になったし見た目もスッキリしてすごく満足!

 

皆さんも、大掃除のついでに、マットを入れ替えてみては?