車体を作るのは難しい!? – Raspberry Pi でラジコン戦車 –


■車体を作るのは難しい!? – Raspberry Pi でラジコン戦車 –

[2018 年 4 月 30 日追記]
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Raspberry Pi を使い、

ブラウザから DC モーターやサーボモーターを操作して、

監視カメラ付きラジコンにする方法については、

Raspberry Pi でブラウザから操作できるラジコン戦車を作る!

にまとめたので、こちらを見ていただきたい。
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先日の、

追加購入を決意 – Raspberry Pi でラジコン戦車 –

で購入したもののうち、

・ハンダ(ハンダごてじゃなくって鉛の方)

・ユニバーサルプレート二枚組

・スペーサーセット

・Micro USB 給電セット

が届いた。

ハンダごてが届いていないので、まだ組み立ては出来ない。

が、ユニバーサルプレート二枚組とスペーサーセットが届いたので、

とりあえず、タミヤのタンクセットの車体から、

ユニバーサルプレートを使った車体への変更を試みた。

結果、結構頭を悩ませている。



まず最初に取り組んだのは、車輪をつける下段側。

最後輪のシャフトを支える三角の支えは、

一枚目のプレートの最後方に設置。

で、設置した面の裏側に小さい車輪三セットを支えるための

三本のシャフトを通すための長い支えを設置。

ここまではまぁ特に問題はなかった。

その後、キャタピラのベルトを引っ掛けながら、

刺刺の車輪をつけたギアボックスを設置しようと思ったが、

この時点で最初の悩み発生。

ギアボックスを固定する方法が用意されていないのだ。

ユニバーサルプレートを購入すれば、

ギアボックスを固定できるような何かもあるのではないか?

と思っていたのだが、どうやらそうでもない。

どうしよう?

セロハンテープで止める?

とも思ったが、やっぱりちょっとかっこ悪いのでやりたくない。

ということで、ちょっと考えてみた。



で、思いついた。

1. ギアボックスの車輪を使ってキャタピラのゴムをちょっと伸ばす

2. 手を放すと戻ってしまう位の位置を覚えておく

3. その位置のギアボックス後方部分に、スペーサを設置する

これでいけるはずだ。

こうすると、

前方へのずれ -> キャタピラのゴムが縮む力で抑えられる

後方へのずれ -> スペーサーで抑えられる

という形になる。

ということで、実際やってみると、こんな感じになった。



で、ここまではまぁよかったが、よくを掻いて上段側にも挑戦。

まずは前方(ギアボックスの真上部分)に、

・サーボモーターを組み込んだパンチルトモジュール

を設置する。

と、ここでもハマる。

まず、このモジュールの土台に当たる部分には、

台を固定するための穴が開いているのだが、

この穴がユニバーサルプレートの穴とマッチしない。

勝手に合うもんだと思い込んでたが、見事にずれている。

ということで、先ほどのギアボックス同様、

・スペーサーで止める

ということを考えてみた。

が、これもユニバーサルプレートの穴の間隔と

土台の大きさの関係から、四隅すべてをきちんと

固定することはできず、どこかに若干隙間が開いてしまう。

このモジュールはサーボモータを組み込んで

カメラを上下左右に動かす役割をするので、

多少なりと隙間が開いていると、動かしたときにずれる。

そうすると、カメラからの画像が結構ブレてしまう。

うーん、それはいやだなぁ、ということで、また悩んだ。

スペーサー以外に固定する方法はないもんだろうか?



しばらくいろんな部品を眺めながら考えてみて、

ふと一つの案を思いつく。

ユニバーサルプレートの付属品として付いている、

最後輪のシャフトを通すための三角の台。

これで前面側を固定し、後方はスペーサーで止める。

これでいけるんじゃない?

ということで、ちょっと三角の台を前面に当ててみたら、

どうやらいけそうな予感。

しかも、パンチルトモジュールの上部(上下方向部分)は

この三角の台より前に出る形になるので、

映像を取るときの邪魔にもならない。

ということでやってみたら、完璧ではないが、

グラグラすることはなさそうな程度に固定は出来た。

ということで、何とかカメラの固定は出来そうだ。

後はジャンパワイヤとラズパイ本体を

上段部分に載せてやればよい。

もう完成は見えてきたか!?と思っていた。

この時点では・・・。



ということで調子に乗って、まずは、

基板むき出し状態の Raspberry Pi 3 Model B 君

を載せてみる。

ラズベリーパイの基板には、ケースなどと固定できるように

するための穴が四つ開いている。

なのでこれとユニバーサルプレートの穴をつなげば完璧だ。

実際に当ててみると、ラズパイの基板側の穴と

ユニバーサルプレート側の穴はちゃんと一致する。

よし!いける!

ということで、スペーサーセットに付いてきている

ネジとナットで固定しようと考えた。

いやぁ、ちょっと高かったけど、

余るのを承知でスペーサーセットにしてよかったー、

なんてのんきに考えていたのである。この時点では。



で、実際にドライバーを取り出し、いざ、

ネジをねじ込もう!

なーんてニヤニヤしながら作業開始!

ん?

んん?

んんん???

ネジ、入らねーじゃねーか・・・。

スペーサーセットにあったネジは、

どうもラズパイの基板に開いている穴よりも

サイズがでかいようで、全然入ってくれない・・・。

まぁ仕方ない、別の何かで止めよう。

そう思った矢先に、また気がついた。

あれ?これ、ラズパイを載せちゃったら、

ブレッドボード載せる場所なくね???

実際、ブレッドボード未搭載の状態で、

上段部分はこんな感じ。
*写真ではケース付きのラズベリーパイを載せている。

むぅ。なんか詰んでるなぁ。



二段じゃだめなの!?

三段目も必要だったの!?

また追加購入が必要なの!???

さすがに、追加購入はもう避けたい。

が、空間的には三段目が必要そうに思える。

ということで、ラズパイの固定はさておき、さらに考えた。

またまた部品の数々を眺めている。

あるのは木の板、スペーサーセット、ラズパイケース・・・。

ん?スペーサーセット?

ラズパイの基板には穴が開いている?

ということは、上段としていたユニバーサルプレートに、

さらにスペーサーを設置してあげれば、

ラズパイの基板自体を三段目にできるのではないか!?

そうすると、二段目と三段目に空間ができるから、

そこにブレッドボードをぶち込んでしまえばよいのでは!!

あったま、いいー!

ということで早速やってみる。

スペーサーセットにある最長のスペーサは、

M3 x 20mm

なので、まずはこれを使う。

そしてラズパイをスペーサーを柱とした上に載せてみる。

おぉ、まぁまぁかっこいいじゃない!

ということで、ブレッドボードを下に突っ込んでみる。

・・・。

入りません。

ジャンパ線が見事に抵抗してくれます。

ちょっとやそっとの押さえつけは跳ね返してくれます。

くそっ。

ということで、スペーサー追加。

さらに M3 x 20mm を追加しようとしたものの、

何と残りは二本しかない。

ということで、次に長い 15mm で足継ぎ実施。

ちょっと不格好。

でも、見た目的には許容範囲。

ということで再びブレッドボードを下のスペースに投入!

が、依然としてジャンパ線の抵抗強し!

微妙にはいりきらんではないか!

これ以上高くするとバランス相当悪そうだし、

そもそもこの方法だと配線組み換えしたくなったときに

かなり面倒だし、ということで、この方式は断念。

あったまいいー!と思ったんだけどなー。

あったま悪かったなー・・・。



三段目を作れない、となると、物理的には

ラズパイの上にブレッドボードを置く、

という選択肢しかないように思える。

ということは、

Raspberry Pi 3 Model B 基板むき出し君

ではダメだ。

ということで、

Raspberry Pi 3 Model B with クリアケース君

を使うしかなさそうな気がする。

そうすると、結局ブレッドボードを固定するためには、

ラズパイケースとセロハンテープでくっつける

ということをしなければならない。

ここまで来て、結局最後はセロハンテープかよ・・・。

まぁ最後のその部分ぐらいは仕方ないと諦めるか。

とりあえず、ハンダごてもまだ到着していないし、

正式組み立てはいずれにせよできないので、

今日はこのぐらいにしておいてやるか。

とはいえ、ここまでの経過は自分の頭の整理も兼ねて、

一応記事にしておこう、とこの記事を書き始めた。



で、微妙にできあがりそうになっている車体を見ながら、

つらつらと駄文を書き連ねていたのだが、またまたふと気がついた。

あれ?

別にラズパイ本体をプレート内に収める必要なくね?

今まで、プレート内に収めることばかりを考えていたが、

前後は多少はみ出しても、タンクの挙動には影響を与えないはず。

そうすると、前方から

パンチルトモジュール -> ブレッドボード -> ラズパイ

としても、ラズパイのお尻がちょっとはみ出るぐらいで

収まるんじゃないか!?

おぉ!これはいけそうだ!

ということで、解決したー!と思っていたが、さらに気がついた。

あれ?

縦にはみ出してもいいなら、横も多少はよくね?

最初、横は車輪があるから、という思い込みで

横にははみ出せないと思っていたが、

・下段と上段をつなぐスペーサーを追加する

ということをやれば、上段のプレートは

車輪よりも結構上に持っていける。

そうなると、車輪の上に部品がはみ出しても、

キャタピラの動きは妨げずに済む。

さらにいうと、ラズパイをプレートに合わせて

縦に配置してしまうと、どっち向きにしても、

・SD カードが取り出しにくくなる

か、

・USB の挿し口が使い辛くなる

という状態になるが、横、すなわち、

・ユニバーサルプレートと直交する方向

に設置してあげると、両方使える状態のままになる。

これだ!

ということで、今ちょっと試してみたが、

専用カメラモジュールに付属のケーブルが

少し短くてどうなるか?というぐらいで、

なんとか収まりそうである。

よし!これで車体の再構築は上手く行きそうだ!



WebIOPi からの DC モーター制御 – Raspberry Pi でラジコン戦車 –

でも書いたが、WebIOPi 経由で DC モーターを制御する所まで

なんとか実現できていたので、もう完成したようなもんだと思ってた。

が、まさか車体をちゃんと作るのにこんなに悩むとは思わなかった。

しかしながら、そのかいあって、

ようやくなんとか

「ラズパイタンク」

と呼べそうな形が見えてきた。

なかなか感慨深いものがある。

まだ完成してないけど。

後は、

・ハンダごて

・Micro USB 電源用コネクタ

が到着し、ハンダ付けを行えば、物理的にはほぼ完成。

モバイルバッテリーを購入し、組み込んでしまえばいいだけだ。
*のはずだ。

しかし、今回の車体再構築に当たって、

・聞くと見るとは大違い

とはよく言うが、

・見るとやるとは大違い

だと改めて思った。

やっぱり、

・わかると出来るは違う

のだ。

その意味でも、今回チャレンジして本当によかった。

何に活かせるか、なんてことは知らない。

でも、物理的にも論理的にも、

「物を作っている」

という感覚をすごく感じられた。

苦労はするし、心折れそうになることも多々あるが、

その過程も含めてすごく楽しい。

やっててよかった、ラズベリーパイ

である。

さぁ、後はハンダごての到着をまって、さっさと完成させてしまおう!




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