【2022年版】練習用赤外線発光ボール作成

-

練習用赤外線発光装置の内部基板

ロボカップジュニアでは公式ボールとしてイーケイジャパンの赤外線発光ボールを使います。



RoboCupJunior公式赤外線発光ボール [ RCJ-05R ]


ボールとはいえ、ロボットがボールを認識するため赤外線を発光する回路が入っている機械のためけっこう高いです。

ボールは数個ありますが、新しく始めたメンバーが、ロボットがボールに反応するか、回り込みができるかのトライ＆エラーをすると、行列待ちになってしまいます。

当然始めたばかりの生徒も持ってません。これがないから家でも試したいけどできない、という子もいます。なら買うしかないね、というのは正論ですが正直ここの部分はなんとかしてあげたいというのが本音です。どうせなら、ロボカップジュニアの大会を経験して、これにならお金をかけていいかな、と思えてから気持ちよく購入してほしいものです。




作ったプログラムを試したい、というときにボールがないのでは効率が悪いです。
家でさらに強くしようと思ってもボールがなくてはちゃんと回り込みできるか分かりません。

ということで、TJ3Bのパルスボールセンサーに反応させられるボールの代わりになるものが安く入手できたら良いと思いました。

というわけで、練習用の赤外線発光ボールを作りました。
以前のバージョンアップ版で、今回のものはMkⅢと呼んでます。
過去のものより光が格段に強くなりました。


通常のボールから置き換えても、ロボットがちゃんと反応して回り込みしています。

本体は１００均で買えるLEDランプの電池ボックスとスイッチを流用して中身を入れ替えています。



中身はこちらです。


 中に入っていたLED基板を取り出して、自分で設計して発注した基板に部品をはんだ付けして置き換えています。マイコンはDIPタイプのATmega328Pです。

発注した基板



回路図です。



赤外線LEDは全方位に向けられるように８個つけています。
マイコンを使っているので、マイコンに書き込みするためのArduino開発環境が必要です。

マイコンの中身ですが、以下のページで公開されているプログラムを利用させてもらいました。

赤外線発光ボールエミュレータ　
（外部サイト、制作は岡山ブロックの方のようです。リンク張らせてもらいます。）

ページの下の方にプログラムの入ったzipファイルがあります。
これをPINの部分を一部変更し、抵抗は手元にあったもので多少変更して使っています。

部品表と価格です。
部品購入元単価個数金額
bootloader書込済（5V 16MHz仕様）ATmega328P秋月電子3201¥320
抵抗75Ωx2, 100Ωx2, 150Ωx2, 200Ωx2, 500Ωx1秋月電子19¥9
2SC1815トランジスタ秋月電子54¥20
クリスタル（水晶発振子）　１６ＭＨｚ秋月電子301¥30
絶縁ラジアルリード型積層セラミックコンデンサー　22pF秋月電子102¥20
赤色LED（電源ON表示用）秋月電子101¥10
絶縁ラジアルリード型積層セラミックコンデンサー　1μF秋月電子101¥10
５ｍｍ赤外線ＬＥＤ　９４０ｎｍ　ＯＳＩ５ＬＡ５４５３Ｂ秋月電子118¥88
ＩＣソケット　（２８Ｐ）　スリム３００ｍｉｌタイプ秋月電子201¥20
電源5V昇圧モジュールAmazon2001¥200
基板製造FUSION PCB2001¥200
100均LEDライト（電池ボックス付き外装として）DAISO1101¥110
合計¥1,037

ただし、コンデンサや抵抗など、この数量では買えないので1個作るために揃えようとするともう少しかかります。基板製造は10枚で約2,000円です。

作ってみたい人はここの情報は自由に使ってください。



技術情報一覧へ

コメント

コメントを投稿

このブログの人気の投稿

センサー自作のための参考情報

-
イメージ
現在、クラブで使用しているTJ3Bの増設用センサーの部品情報を公開します。 自分で作れば、その分ロボットを安く改造できますので、2個、3個とセンサーが必要になってきたら自作の価値はあります。型番の部品を探して自作してみてください。 ※この情報は自分で調べた以外に、いろいろな方から聞いたりしたことも含まれます。 ※この部品が最高である、という意味ではなく、あくまで、この部品であれば使えるものが作れたよ、ということです。これよりもっと良いセンサーが売り出されているかもしれません。気になるセンサーがあれば自分でも動くか試してみると良いと思います。 ※メンターの方へ　こちらの情報を使用する場合、ぜひ部品調達に関して子供たちの助けになってあげてください。部品が用意できたら、あとはできるだけ子供たちに作成させてみてください。やらせてみると思ったよりできるものです。最初は壊してもいいように、部品は予備を含めて購入しておくと安心です。 TJ3Bには10個までセンサーをつなぐことができる拡張ポートがついています。 最初はタッチセンサー含めて5つのセンサーがつながっていますので、残り5つつなげますが、CN9とCN10はLEDがつながっているので、０％～３０％ぐらいまでしか値が上がりません。できればそれ以外のポートにつなぎましょう。 CN1のボールセンサーとCN2のラインセンサーはそのまま使うことも多いですが、タッチセンサーが不要であれば、はずしてしまえばCN3～CN5も使うことができます。基盤のセンサーポートの端子にXHコネクタという3ピンの白い部品をはんだ付けして使用します。あとはセンサーとセンサーポートを3線のコードでつなぐだけです。 ボールセンサー  TSSP58038を使います。 抵抗とコンデンサはローパスフィルター（簡単に言うと、短い時間で出力が高くなったり低くなったりするのを抑える効果がある）になっていて、センサーからの出力を安定させるために必要です。  中央のセンサーに加え、左右にこのセンサーを追加した時のサンプルプログラムです。くるくる回って探していた時に比べて驚くほど素早くボールを見つけてくれます。 ラインセンサー  ラインセンサーはLBR-127HLDを使っています。フォトリフレクタと呼ばれるものなら
続きを読む

TJ3BでHMC5883L（QMC5883L）を使う方法

-
イメージ
※※※※※※※※ 2019/03/26追記　現在はBNO055というIC（基板セットだとGY-BNO055）が販売されていて、そちらのほうが初心者向けには良いと思います。そちらの情報も検索すれば諸先輩の記事が出てくるようになっていますので参考にしてください。 HMC5883Lも使いようによっては十分使えますが、ジャイロ併用の９Dコンパスの普及によって、磁場の乱れがあまり重要視されなくなり、純粋な地磁気センサーは不利な状況になることがあるのでお勧めできなくなりました。以下の記事は参考程度としてください。 ※※※※※※※※ 安価なコンパスが欲しくてHMC5883Lを購入しました。 しかし、別物が届きました。 HMC5883Lと名の付いたQMC5883Lの磁気センサーモジュールです。 GY-271というものと、GY-273というものの２種類あります。どちらも同じプログラムで動きます。現状ではどちらが良いというデータはありません。Amazonで購入できます。
続きを読む

TJ3Bにm5stck UnitV AI Cameraをつなぐ（暫定版）

-
イメージ
  とりあえず、UnitV AI Cameraを買ってみました。 なぜか。カメラは欲しいけど、Pixyの（たぶん）値段がネックになって？なかなかカメラが普及しないからです。 このUnitVは旧型が2千円ちょっと（現品限りの製造停止品）、新型でも3千円ちょっとで買えます。 ※上記は記事作成当時、今(2023.3.29)は５千円超えてます 今回試してるのは旧型です。これと、M5Atom Matrixもいっしょに買いました。こちらも面白いデバイスでいろいろ遊べます。 私はOpenMVとか何にも知らなかったんですが、このCameraを使って色追従しているデモ動画を見つけて、手の出る値段だったのでロボカップジュニアで使えるんではないかと期待して購入してみました。 これと確実につながるM5stack製品でロボット作るのも面白そうだと思いました。 結果、このカメラ本体にI2C slaveのプログラムを記載して、TJ3Bから色の位置データを受信することに成功しました。 まだまだ課題がありますが、とりあえず動いたので、暫定版記事として公開します。 UnitVは、最初どう使うかまったくわからなくて、Firmwareの書き込みソフトとかいろいろ説明すっとばして、いきなり本命のMaixpyというソフトをダウンロードしてUnitVをPCに繋げたら動きました。これについてはいろいろ記事があるんで参考に進めてください。 参考ページ：　 UnitV Docs（M5STACKのUnitVのページ） MaixPyダウンロード（0.2.5） Firmwareは新しいもののほうが安定するらしいです。結局後からFirmwareも書き込みしましたので古いままで問題あるのかどうかはわかりません。テストぐらいならそのままできました。（2022/05/10 購入後そのままでもMaixPyに接続して動作はしました。） この時点で、サンプルプログラムを動かして、色設定を変えたら、けっこうちゃんとオレンジボールを認識することを確認。 簡単にここまで行けてしまって、結構すごい。ただ、色の設定はちょっと特殊だけど、オレンジはやってしまえばほぼ同じ設定でいける。 このあと、m5AtomをUIFlowで動かしてV-Function使ってUnitVをつないだりいろいろやってて、何か間に挟めばI2Cでデータを送受信することは余裕なこ
続きを読む