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Make Japan 08号掲載記念 戦車のモータードライバー基板回路図 [Make]

arduino_tank_003.png戦車の車体内部のFETドライバー基板の資料です。
やはりここからダウンロードできます。

参考にさせて頂いたのは以下のリンク先です。
http://www.geocities.jp/mimiin/tips/fet/fet.html
やはりこれもエッチングで作成しましたが、実際にはパターンを引き切れないですし、電流もそこそこ流れるのでパッと見た目ではエッチング基板のイメージが湧きませんね(笑)、ジャンパー飛びまくりですから。十分ユニバーサル基板で作れるでしょう。

正転、逆転が必要なモーターはHブリッジで制御しています。特に速度調整が必要な履帯を駆動するブリッジにはArduinoのアナログ出力を入れています。
Hブリッジで制御が必要なのは、左右の履帯、砲塔の回転、砲身の上下の4つのモーターになります。
射撃機構であるBB弾の発射には単方向の回転で済みます。これには単一のFETで駆動しています。

そうそうこの戦車、プラモデル並に凝った外装、多彩な機能と、実売1万5千円としては随分立派な物ですが、内部で使われている配線だけはいただけません。
アセンブリは中国で行われている様ですが、線材が細いは、芯線は少ないは、外皮に柔軟性が無いはで、ここにモーターを駆動する電流を流すのは結構気が引けてしまいます。
可能な限り国産の電線に張り替える事をお勧めします。




Make Japan 08号掲載記念 戦車のコントローラの回路図 [Make]

arduino_tank_002.png今度は戦車側の制御用のArduinoの回路図など諸々を公開しておきます。

コントローラーはサンハヤトの一番小さいエッチング基板(10K)で作成しました。回路図入力とパターン設計はEAGLEで行っています。
EAGLEのデータはここから落としてみて下さい。

一枚の基板にコントロール基板を2種類面付けして有ります。
横長の基板がレオパルドⅡ用、台形の基板がエイブラムス用です。

16ピンのコネクターは戦車の車体内部のモータードライバー基板に接続されます。8ピンのコネクターはXBeeに接続される他、スケッチを書き込む時にも利用します。

狭い基板上で無理矢理パターンを通す為に、訳の判らないところにTXDが接続されていたりしますが、気にしないで下さい。

この基板はXBeeと一緒に砲塔内部に設置されます。

Make: Technology on Your Time Volume 08

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  • 作者:
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2009/09/28
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)



Arduinoをはじめよう

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  • 作者: Massimo Banzi
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2009/03/27
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)



Make Japan 08号掲載記念 ATmraquinoの回路図 [Make]

Img_1378_s.jpgオリジナルArduinoボードであるATmarquinoを、できれば一般にも入手可能としたく色々画策してきましたが、なかなか販売に色よい返事をもらえず頓挫しました。

と、このままでは世に出る事は無理そうなので、回路図等を公開しておきます。
回路図はここから落としてください。

部品表は以下の感じです。ほとんどの部品はリード品を選択しています。抵抗なんかは1/6Wサイズの炭素皮膜を使用しています。なので部品の入手性は問題無いでしょう。
一部の部品、例えばFT232RLとFET等、それにオプション扱いのタクトスイッチやグラフィックLCD用のFPCコネクタには面実装品を選択しています。

基板サイズは名刺大です。Arduinoよりちょっと大きめですね。

写真の様に乾電池1本で動作可能です。この時の電源電圧は3.3Vです。

入出力に関する端子は基板の一辺に集めていますので、ブレッドボード等を利用するのに最適です。
ピンピッチ等も意地悪せずに(笑)全て2.54mmグリッドに載せていますので、ユニバーサル基板にも相性が良いです。
つまりプロトタイピングとの相性はばっちりですね。

自分で基板を作成してみたい方が居られましたら、是非御連絡を!。
Item	Quantity	Reference	Part
______________________________________________

1	2	CN2,CN1	SIL-6P
2	1	CN3	HEADER 6
3	1	CN4	SIL-14P
4	1	CN5	SIL-10P
5	1	CN6	USB B-CON
6	1	CN7	52207-0885
7	1	CN8	B2B-XH-A
8	2	C8,C1	10uF
9	13	C2,C3,C4,C9,C10,C11,C13,	0.1uF
		C14,C16,C18,C19,C22,C23
10	2	C5,C6	22pF
11	1	C7	0.01uF
12	2	C17,C12	1uF
13	1	C15	100uF
14	1	C20	47uF
15	1	C21	22uF
16	1	D1	1S2076A
17	1	D2	1S4
18	1	IC1	ATmega168
19	1	IC2	FT232RL
20	1	IC3	HT7733A
21	1	IC4	PST600C
22	1	JP1	JUMPER 2*1
23	2	LED1,LED3	GREEN
24	1	LED2	RED
25	1	L1	LHB06084R7M
26	1	L2	68uH
27	1	R1	10
28	3	R2,R25,R26	4.7K
29	21	R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,	100
		R11,R12,R13,R15,R16,R17,
		R18,R19,R20,R21,R22,R23,
		R32
30	3	R14,R24,R30	10K
31	3	R27,R28,R34	680
32	4	R29,R31,R35,R36	1K
33	1	R33	47K
34	1	SP1	PKM13EPYH4002-B0
35	4	SW1,SW2,SW3,SW4	EVQ-PNF04M
36	1	SW5	SKHHBY
37	2	SW6,SW7	SS-12
38	1	TB1	TAB
39	1	TR1	NDS332P
40	1	X1	20MHz


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Make: Technology on Your Time Volume 08

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Make Japan 08号掲載記念 Arduinoの3.3V化、、、 [Make]

Img_1378_s.jpgまあ実質的にはArduinoを3.3Vで動かす事を薦めちゃったりしているのです。しかもオーバークロック状態なのに、、、。

と書いてしまうと実に無責任な発言と思われるかもしれませんので、責任を取りましょう。
「えーっと、CPUクロックを16MHzとか20MHzのまま電源電圧を3.3Vに落とした場合、それはメーカーの動作保証外になりますので、その辺を踏まえて置いてください。」
と、ここまでが私の責任範囲です。以上。

さて具体的にArduinoの3.3V化ですが、以下のリンク先のコンテンツに一例が有ります。
http://hamayan.blog.so-net.ne.jp/2009-05-28

Ethernetシールド載せるとArduino側のレギュレーターがアッチンチンになってしまう事を解消したり、素でXBeeやSDカード、グラフィックLCDにも接続できたり、電池駆動(乾電池2本を直列で)が可能となったりとか、色々メリットは大きいです。

え”!動作保証外は厳禁って、Arduino使って”プロトタイピング”とか、”ハードウエアハッキング”する事が目的だったのですよね。

Make: Technology on Your Time Volume 08

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Make Japan 08号掲載記念 Arduino戦車関連情報です [Make]

※是非ATmarquino Arduino関連カテゴリーもご覧ください。
http://hamayan.blog.so-net.ne.jp/archive/c2300498101-1
arduino_tank_001.png
とは言え、構成をまったく考えていないので、まとまりの無い書き込みになりそうな予感です。

さて、一番上の図は、このArduino戦車の概念図です。

2人で一台の戦車を操縦します。一人は操縦手(運転手)で、一人は砲手ですね。それぞれ個別のArduinoで作成したXBeeリモコンを持ちます。
XBeeの無線を受信する戦車側にもArduinoを使用したコントローラが入っています。操縦手、砲手それぞれの指令に従って車体や砲塔を動かしたり、射撃を行います。

また、戦車の状態モニター用に、定期的に戦車から無線で情報がPCに送られてきます。このPCに接続されているXBeeはコーディネーターとしての役割も果たします。

前回のMTM03ではこの戦車を2台用意して、屋外の射撃場(?)で競い合ってもらいました。
※1台はアメリカのエイブラムス戦車、もう一台はドイツのレオパルドⅡ戦車です。


これら戦車はラジコン戦車として東京マルイから販売されている物です。元々ラジコンの物をハッキングして改造を施すので、ハードウエア面では意外と簡単に料理可能です。

Make: Japan 08号をご覧になられて同様な物を作ってみようとお思いでしたら、大体以下のリストにある物を揃えれば良いでしょう。

1.ラジコン戦車
※いや勿論プラモデルでも良いのでしょうけれど、各部を動かすギミックを作りこまなければいけなかったりと結構大変だと思いますので、ラジコン戦車を買ってしまった方が楽を出来ます。例えばこのラジコン戦車には5個のモーターが搭載されていますから。

ただ東京マルイの戦車は下のアマゾンのリンクをクリックしていただければ判りますが、一部の製品は既に生産を終了しており、入手可能な戦車が限られてしまいます。
※タイガー戦車は比較的入手は容易みたいです。エイブラムスはまあなんとか。レオパルドⅡと90式は絶望的です。オークションで探すしかないでしょう。90式欲しかったのですけれどねぇ。

2.Arduino(操縦用、砲手用)
ArduinoにXBeeとスイッチを接続し、電池駆動(手に持って移動する必要がある為)で動作する必要が有ります。
今回はDuemilanoveとなんとなく互換のオリジナルのボードを作成しています。
Duemilanoveとの大きな違いは完全無線化を可能としている点です。XBeeとは直結可能とする為に電源電圧は3.3V化しています。この辺は後ほどもう少し詳しい解説を行う予定です。
※要望が有りましたらの話ですが。

ハードウエア的には操縦手用と砲手用はまったく同じです。ソフトウエア(スケッチ)でその機能を切り替えています。

3.Arduino(戦車制御用)
Arduinoと言ってもあのボードを戦車の砲塔内部に納める事は困難なので、チップ(ATmega168)をユニバーサル基板かエッチング基板に搭載して利用します。
モーターの制御にはATmega168のデジタル出力やアナログ出力に接続されたFETをスイッチとして行っています。
ここも後ほど詳しく解説を行う予定です。※要望が有りましたらの話ですが。

4.XBee
最近は本当に入手が容易になりましたね。価格もそんなには高く無い。国内認定品でも1個辺り3000円以下でしょうか。
あえてPROバージョンを購入する必要はありません。PRO版は確かに電波飛びますが、でも見通しの範囲内で戦車を操縦する訳ですからそんなに飛ばなくても良いのですし、PRO版はちょっと電気食い過ぎです。

但し2台同時に動かすとシステム全体で7個のXBeeが必要です(笑)。

5.モニター用PC
勿論バグッたり、壊れちゃったりした時のお助けツールでもあるんですが。
※イベントとかになると色々有るんですよ。


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