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新人奮闘記事 後日談「更なる進化、ライントレースロボット」

[最終更新日 : 2016/10/27]


前回の奮闘記!

目覚ましロボットは完成し、発表を終えたクライフ。

ただ、発表の中、この目覚ましロボットに更なる可能性を見出し、ある機能を追加してみることに・・・。

こんにちは。クライフです。

今回は、製作課題が終わった目覚ましロボットに更なる調整をしていきます。というのも前回の発表時、こんなご意見をいただきました。

『光センサなら黒い床と白い床とで誤検出しないか』

発表時では実際に黒いものを床に置いても、バック旋回動作はしませんでした。もし、白と黒で検出結果が違うのであれば、目覚ましロボットに更なる機能を追加できると思い、またまた奮闘していきます。

光センサで色の違いを検出できる??

では実際に白と黒で光センサ(フォトリフレクタ)の反応が変わるかを実験してみます。黒い線が描かれた白い紙を用意し、目覚ましロボットのフォトリフレクタをそれぞれの色の部分に当てます。このときのフォトリフレクタの出力電圧をオシロスコープで測定します。

すると、、、

白の出力電圧が0V付近であるのに対して、黒の出力電圧は1V付近であることが分かりました!!

白と黒の出力電圧の違い(フォトリフレクタ)

これは、色による光の反射率の違いによって生じます。

第2回で光センサについて掲載しましたが、対象物に赤外線LEDを当てて、その反射光をフォトトランジスタが受光し、電流が流れるのが光センサです。その反射光の強弱によってフォトトランジスタで流れる電流にも強弱が生じます。今回の目覚ましロボットでは回路図のセンサ部より、床が白のとき、光が反射し、フォトトランジスタ側に電流が流れます。床が黒のとき、光は反射しにくいため、フォトトランジスタ側に電流が流れにくくなります。この電流量の違いをマイコン側で判断させることで床の色が白か/黒かを検出することができます。

ライントレースロボットの動き

目覚ましロボットがライントレースロボットに!!

ライントレース用MAP

フォトリフレクタで白と黒を検出することができました。これを利用してライントレースで目覚ましロボットを走らせてみます。白い紙に黒い線で描いたライントレース用MAPを自作します。そしてセンサが白を検知したときと黒を検知したときに左右モータの回転速度を変えます。

今回、目覚ましロボットに搭載したフォトリフレクタは1個のみです。このフォトリフレクタで白か黒を検出し、黒であれば右モータの回転速度を左モータの回転速度より大きくし、白であれば左モータの回転速度を右モータの回転速度より大きくします。これにより、白と黒の境目をなぞるようにロボットが自動でライントレースすることができます。


では実際にソフトウェアを作成し、MAPの上でロボットを動作させてみます。

すると、、、

ライン上を目覚ましロボットが走りだしました!!
これはもはやライントレースロボット!!

ただ実際には、白のときに右旋回、黒のときに左旋回させているだけなので、S字クランクのようなラインでは走らせることができません。クランクでもライントレースさせるにはさらにフォトリフレクタをもう1個用意する必要があります。フォトリフレクタを2個用意することで、黒のラインに対して右側に進んでいるのか/左側に進んでいるのかを判断させることができるため、左右のモータの回転速度を変え、ライン上を走るよう旋回させることができます。これはロボットにセンサを増やす改造が必要なので、またの機会に挑戦します。

フォトリフレクタ2個のライントレース方法


これで本当に製作課題は終了となります。

1つのアプリケーションから新たな課題が見つかり、グレードアップしていく過程はまさにモノづくりの醍醐味だと感じました。これからは少しずつ業務にも取り組み、自身のレベルアップをしていき、富士エレの看板を背負えるFAEとなれるよう頑張ってまいります。

後日談記事もご覧いただきありがとうございました。

クライフ

新人奮闘記事シリーズはこちら

新人奮闘記事 第1回「はじまる、新人FAEの奮闘」

新人奮闘記事 第2回「製作始動、ロボットの目“センサ”」

新人奮闘記事 第3回「順調ペース、ロボットの足"モータ"」

新人奮闘記事 第4回「新人の躓き、ディスプレイの時計表示」

新人奮闘記事 第5回「更なる難問、ロボットのプログラム統合」

新人奮闘記事 第6回「目覚めるか、目覚ましロボット」

新人奮闘記事 後日談「更なる進化、ライントレースロボット」

実験に使用したTI製品の詳細はこちら

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