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できるだけ安く作った3輪オムニロボットの紹介

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2019年9月に開催された大垣オープンに持って行ったポスターです。

TJ3Bから3輪にしたいと思ったときに、一気にコストが高くなるのを何とかできないかと思って作ったロボットです。TJ3B+5,000円ぐらいで作れます。コンパスはGY-BNO055です。(工具代や送料は除く)

結果的に中級者が製作、制御するには厳しいものとなってしまいましたが、活用できる要素はあると思いますので公開します。
1.ボディはMDF
なんたって、安いくて加工に特別な工具がいらない。もしホームセンターに3mmのMDFが売ってなくても100均にいけばMDFを使ったクリップボードがあります。レーザーカッターは精度の問題で、小型のノコギリや糸鋸で切れますし、私も最初は手で切っていました。

2.ボールセンサー、ラインセンサーは自作、超音波はUS-016
自作センサーは1個100円~400円ぐらいです。ボールセンサーは3個、ラインセンサー4個を並列にまとめて1ポート使用、超音波センサー4個、計8ポートをセンサーに使用しています。安い超音波センサーはHC-SR04が定番ですが、TJ3Bに接続するにはCN10からつながないといけないという制限があるので、US-016というセンサーをAliexpressで購入しました。出力がアナログなので、ボールセンサーなどと同じポートにそのまま接続できて、処理遅延も気になりません。

3.モータードライバー
3線の入力で正転、逆転、スピードを制御する「Hブリッジ」のモータードライバーを使用しています。500円ぐらいです。スピードを制御する出力のプログラムはちょっと工夫がいります。CN9, CN10と緑LEDを引っ張って入力につないでいます。秋月で買えます。

4.電源
あまり多いと充電が大変で、スペア電池の購入もばかにならないので、電池は単3ニッケル水素を6本使用しています。TJ3B本体用に2本、4本はTJ3Bの拡張端子と、3輪用のモータードライバーにつないでいます。TJ3B本体は3本ほうち1本をダミー電池にして2本の2.4Vで駆動しています。問題なく動きます。

5.オムニホイール
アクリル2mmと3mmをレーザーカッターで切って作成しています。初心者を意識して作りやすさ重視で、サイドホイールは10個しかありませんが、競技用フィールドの上であれば、思いのほかガタつきません。コ…

学校にかかわる最近の面白い取り組み②

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(前の記事)
学校にかかわる最近の面白い取り組み①
から続き


面白い取り組みのもう一つが、「高校生向けPBL&ICT講座」です。こちらにも郡上ロボットクラブは全面協力体制で取り組んでいます。
この講座はどんなものかというと、郡上の困りごとを高校生が解決しよう、IT系の専門の大人はそれを全力でサポートしよう、という講座です。通常の地域課題の解決講座と違うところは、ロボット、ドローン、WEBアプリなど、技術系の専門家が最初からしっかりアサインされていて、最初から高校生の議論に入ってくれるというところです。
もうすでに2回の講座が終了したのですが、非常に面白いことになっていて、高校生と大人が本気で解決法を探るという場が作られつつあります。

この講座の大事なところは、講座が終わったときの成果物ではなく、高校生が自分たちだけでは解決できない課題に対して自らチームで解決を試みるというところです。なぜかというと、こういう機会が一般的な日本の学生時代には極端に少ないと思っているからです。高校生は大学に入ったら忘れてしまうような点数を取るための勉強に全力を費やしていていいはずがないのです。学生だからこそ、自由な時間があるからこそトライできることがあるはずです。身の周りで起こっている課題にチームで取り組むことによって、自分が向いていること、好きなこと、嫌いなこと、やりたいことが見つかるかもしれません。そして、課題解決に取り組むためには知識がいります。技術がいります。そこで自分の無知を知り、勉強の必要性を感じるかもしれません。

とにかく面白いです。その面白さにひかれて大人たちも集まってきているように感じています。

中学生、高校生だって大人顔負けのことができます。ただそういう場がないだけなんです。大人が子供扱いしているうちは、子供もそれに甘えて大したことはしません。暇にしたらろくなことをしないと思っているうちは、暇を見つけてろくなことをしません。やらされる勉強ばかりをして将来やりたいことが見つからないのは当たり前です。その責任は大人にもあります。学校の勉強は何のためにするのか、この動機付けを学生のころからしておくことは非常に価値のあることです。中学生、高校生の社会への活躍の場をつくることは、これからの郡上を維持していくうえで本当に必要なことだと思っています。


最後にロボットクラブでは、特に…

学校にかかわる最近の面白い取り組み①

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最近とても面白い取り組みにかかわらせていただいています。
二つともHUBGUJOにかかわるものです。HUBGUJOには二つの意味があって、ひとつはネットワークとオフィス機能を完備したコワーキングスペース。もう一つは郡上市にITを普及させる活動をしているNPO法人としての意味です。
郡上ロボットクラブはいま、コワーキングスペースのHUBGUJOに拠点を持っていて、NPO法人のほうにもいろいろお世話になっています。

一つ目の面白い取り組みは小学校のプログラミング体験講座です。2018年は市内半分の小学校、2019年は市内全小学校6年生を対象に行っています。この講師を今までの経験を活かしてやらせてもらっています。

そこで私のやっている授業は、プログラミング技術の習得ではありません。世の中のさまざまな機器に潜んでいるプログラムというものをちょっと見せてあげています。例えば信号機、炊飯器、洗濯機、などの話です。昔は学校で教える必要はありませんでした。だって、自分でやっていたことが機械化されたのだから、みんな何を機械がやってくれているか知っています。つまり、それが「プログラム」されているんだろうな、と分かったわけです。
でも、今の子どもたち、我々親世代ですら、もう気づいたころにはボタンを押せばご飯が炊ける生活になってしまっています。そうすると、ご飯を炊くということが「自分にできないこと」であり、「とても高度なこと」で、できる人は「すごい」となります。
これについては違和感がある人もいると思うのですが、これが、パソコンとかスマートフォンとかの話だと違和感がなくなる人もいると思います。つまり、ボタンを押して動かなくなってしまったとき、わかる人からみれば当たり前のことでも、わからない人からしたら、「自分にできないこと」であり、「とても高度なこと」で、できる人は「すごい」となります。
エンジニアからしたら、「ご飯が炊けること」と同じぐらい簡単なことが、ほかの人にはすごいことになりえます。

世の中が便利になるということは、自分でやることが減るということでもあり、自分の知らないことが増えるということでもあります。
これは一見生活は良くなっているようでありますが、とても危険なことだと思っています。なぜかというと、昔は自分で何とか出来たことが、現代ではできない人が増えている、ということだから…

令和元年度後期 ロボットプログラミング入門講座の募集

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今期も「ロボットプログラミング入門講座」の募集を開始しました。
この講座は、ロボット製作やプログラミングを新しく始めたい子供たちのための講座です。
市内小学校4年生以上と中学生にチラシを配布しました。
申し込みはチラシ裏面の記載にしたがってください。締め切りは9月30日です。
(申込ページのリンクはセキュリティの関係からこのページには載せていません。)
チラシは郡上市総合文化センター1Fのホールにも置いてあります。
ロボットに興味のある子供たちの参加をお待ちしています。
興味はあるけど申し込めなかった、という場合は下記の開催日にいつでも見学を受け付けています。ぜひ一度見学にお越しください。

ロボットプログラミング入門講座

講座詳細
 市販のロボットキットを使って、ロボットの製作とプログラミングを行います。ロボットの構造、電池、モーターの仕組みからプログラミングまで様々なことを学べます。5回目の講座では、ロボットにプログラミングを行い、競技用のサッカーコートでミニゲームをします。興味があれば、さらに講座の後も継続して自分のロボットを、競技用のロボットに改造してコンテストに出場することもできます。自分だけの最強ロボットを作ろう!

対 象  :ロボットやプログラミングに興味のある小学校4年生から中学生 10名
日時(※) :10/19(土)、10/26(土)、11/9(土)、12/7(土)、12/21(土) 13:00~16:00
場 所   :郡上八幡青少年センター
内 容  :
 プログラミングでどのようにロボットを動かすかを学びます。入門用のソフトウェアでブロックを並べるようにプログラミングが行えますので、初心者でも大丈夫です。プログラミングでロボットを動かせるようになったら、サッカーを行うプログラミングにチャレンジします。
 費 用   :全5回 15,000円(ロボットキット及び部品代)
 その他   :ロボットは1回目の講座後、持ち帰りとなります。
  ノートパソコン(Windows XP以降のもの、古くても可)をご持参ください。

申込締切 :令和元年9月30日(月)午後5時00分

郡上交流会

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8月31日にロボカップジュニア郡上交流会を開催しました。

23名の子どもたちが参加してくれました。
その時の様子です。みんなとっても楽しそうです。とても高度なことをやっているはずなのに、遊んでいるようにしか見えません。ここがポイント!


ここで学んだことが将来役に立つのか?そんなことは将来になってみないと分かりません。そんなこと気にしなくていいんです。
一番重要なのは楽しむことです。やりたいことをやりたいだけやってください。いくらでもサポートします。

郡上ロボットクラブも3年目になって、最初にロボットを始めたロボット3年生になりました。もう立派な先輩として新しく入ってきた子たちにいろいろなことを教えてくれます。
ロボットに触っていない人から見たらなぜそこまで知ってるの?と思うかもしれません。
電池のこと、モーターのこと、ロボットの構造のこと、プログラムのこと。すべて現在の社会で活用している技術の基礎です。それを知ろうと思うのは自分のロボットを強くてかっこよくしたいという目的があるからです。

後輩たち。先輩はすごいよ。先輩目指して、追い抜くつもりでがんばろう。
先輩たち。でもまだ3年目。分からないこともあります。これからも成長していってください。

モーターについて

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郡上ロボットクラブでは子供たちがここ一年でいろんな実験をしてくれました。
それも含めてロボカップジュニアのサッカーで使えそうなモーターとギヤボックスを紹介します。特性を知ったうえで自分でもいろいろ試してみてください。

★ ノーマルモーター(F130)+ギヤモーターTT(TJ3B付属 ギヤ比48:1)
・性能はそこそこ、パワーは不足気味。スピードも速くないが、初めは十分。
・電圧を7.5Vぐらいまで上げていくとそれなりのスピードが出るようになるが、どんどんブラシが故障していくから、常に交換品を用意しておいたほうがいい。
・このモーターのままならギヤ比を変えてもスピード不足かパワー不足になるので替える必要はあまりない。

★★ ハイパーダッシュ3モーター+ギヤモーターTT(TJ3B付属 ギヤ比48:1)
・まず初めに試すであろう改造。お手軽にパワーアップできる。
・スピードとパワーが2倍ぐらい違うように感じる。モーターはカーボンブラシなので耐久性が高く、なかなか故障しない。
・電流がTJ3Bの定格以上に流れるので、タイヤがスタック(壁にぶつかって止まった状態)のまま放置すると煙がでてくる。そのまま放置すると基盤が焦げて修理不可能になるので十分に注意する。
・TJ3Bそのままのうちは軽いのでいいが、重量が制限の1.1kgに近くなってくるとパワー不足になる。ギヤボックスのギヤが破損する場合もある。
・つまりお手軽にパワーアップできるが過信は禁物で、扱いには注意が必要。

※注意※ハイパーダッシュ3モーターは大電流が流れる特性上、3輪、4輪に使うのは電流が3倍、4倍になり、部品の焼損の危険性が一気に高くなるので注意する。TJ3B基盤やモータードライバが故障してもこちらでは責任はとれません。

★★★ ハイパーダッシュ3モーター+ギヤモーターTT(ギヤ比 87:1)
・ハイパーダッシュ3モーターを使い続けたいならギヤボックスを交換したほうがよい。
・ギヤボックスを交換してギヤ比をあげると、最高速は落ちるが、パワーが上がり加速が良くなる。
・モーターとギヤボックスの故障も減る。タイヤがスタックすることも減るのでTJ3B本体も多少は安全になる。
・大電流が流れるモーターであることには変わりはないので注意する。
・最大の利点は値段よりも軽さ。

★★ ハイパーダッシュモーター+タミヤシングルギヤボック…

ロボットプログラミング講座 第4回、第5回

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6月29日、7月13日に、ロボットプログラミング講座の第4回と第5回が開催されました。

<第4回>
午後に開かれた入門講座では、ロボットにコンパス(方角が分かる)センサーをつけて、ロボットの向きを判断させるプログラムに挑戦しました。
サッカーでは、相手のゴールか、自分のゴールかを判断してから押していかないとオウンゴールしてしまうため、ロボットは自分の向きで判断します。

でも向いている方向が分かっても、ロボットを思い通りに動かすのはとても難しい。
みんな試行錯誤していました。



この日は改造講座のメンバーがお金をためて自分で買った3Dプリンタを講座に持ち込み、みんなに見せてくれました。
3Dデータをパソコンで作って出力するところも見ることが出来ました。
こういうものが個人で買えるようになったのはとても楽しいことだと思います。




<5回目>
入門講座では、6人で2りずつ3チーム作り、サッカーのリーグ戦を行いました。
キャラクターの旗をつけて試合をします。
チームはくじ引きで決めました。






ボールを追いかけるけれどすみっこによって行ってひっかかりがちです。すみっこ大好きなんですね。









勝敗結果も自分たちで頑張って書いてくれました。こんな感じで5回あった講座もあっという間に終了。ロボットの改造はまだまだたくさんやれるところがあるので、みんなもっと続けてくれるといいなあ、と思います。





だいたいの入門講座5回の流れです。

・1回目 ロボットの組み立て
・2回目 プログラミングのやり方
・3回目 コンパス取り付け、プログラミング
・4回目 サッカーにチャレンジ
・5回目 サッカーで試合

全くの初心者でもやれるようにしています。次の新規の募集は9月です。やりたい人はぜひ応募してください。