佐藤研PBL発表デモ会

今年もPBLの2年生が2日後の電子システム学コース全体発表会に向けて、研究室内の発表デモ会が開催されました。

 リミットセンサを有したArdiino搭載制御ミニ四駆

 赤外線距離センサを有したArdiino制御による侵入者警報装置

PBL発表会

本日午後13:00〜16:00の間、G516教室でPBL（Problem-Based Leaning）のコース全体発表会がありました。佐藤研に配属された4名の2年生が、それぞれが独自に製作したフィジカルコンピューティングの電子システム作品を発表しました。各作品は、雑誌「大人の科学 Vol.27」付録のJapaninoをベースにセンサ入力とアクチュエータ等の出力を持つ独立したものになっています。詳細は、PBL専用HPを見てください。

プレゼン風景

　

作品名「ペットロボット『neko』」　作品名「オーディオレベルメーター」

　

作品名「リアクション貯金箱」　　作品名「忘れ物防止アラーム」

WiIRduinoを使った触角追従装置

佐藤研「Wii+IR+Arduino = WiIRduino」の応用の紹介として、触角追従装置を作成してみました。赤い触角（右が左右、左が上下）が赤外線LEDに追従し、方向を指し示します。超小型RCサーボ MiniS RB50使用。単3電池2本。

WiIRduinoの回路図とプリント基板

WiIRduinoの回路図です。

プリント基板です。フリーの基板設計CADソフトのEagleで設計しています。Wii赤外線センサのデバイス登録に苦労しましたが、Eagleの習熟を含めて2日で設計できました。製造はP板.comにお願いしました。ノーマル5日／韓国生産のコースです。ファーストボードで完動しました。

WiIRduino増産中

WiIRduino続々増産中。右は、Sparkfun FTDI Basic Breakout（3.3V）（ArduinoへUSB経由でプログラムダウンロードに必要）を接続したもの。左はブレッドボードに刺さるように、底面にピンペッダ（Arduino Pro Miniとピン配置が互換なので、そのまま付け替え可能です）を付けたものです。

WiIRduino完成

Wii+IR+Arduinoの「WiIRduino」が完成しました。製作の仕方を紹介します。

１）P板.comで製造された特注基板に、必要なパーツ（左より、赤外線リモコン受光モジュール、赤外線LED、12Pヘッドピンメスコネクタ、25MHz水晶発振モジュール、100Ω抵抗、0.1μFパスコン）を揃えます。

２）基板に表面実装する水晶発振モジュールが取り付くパッドにハンダメッキをします。水晶発振モジュールの端子部にもハンダバンプを盛ります。

３）ハンダごてを横からあてて、水晶発振モジュールを表面実装します。

４）ハンダ付けの途中の様子です。Wiiリモコンから取り外した赤外線センサも並べてみました。

５a）ハンダ付け作業が完了しました。真上から撮影してみました。

５b）斜めからの撮影です。

５c）パターン面からの撮影です。

６a）Arduino Pro Miniを取り付けて、「WiIRduino」の完成です。

６b）左から、Wii赤外線センサ、38KHz赤外線リモコン受光モジュール、赤外線LEDと並びます。佐藤研では、センサネットワークの研究にこの「WiIRduino」を利用します。センサノードが赤外線LEDを点滅制御することで、お互いにその位置をWii赤外線センサで画像計測します。赤外光の到達方向の情報を赤外線による光通信でセンサノードはデータを交換しあい、ネットワーク全体がそれぞれのセンサノードの三次元位置を推定し、ネットワーク全体の接続構造と三次元位置を自律的に獲得します。

備考：非営利目的に限って、今回製作した「WiIRduino」のプリント基板を配布することがあります。希望される方は、staff@sys.es.osaka-u.ac.jp宛にメールでご相談ください。

Wiiリモコンに使用されている画像処理機能付カメラ

　Wiiリモコンから取り外した赤外線画像センサ（赤外線画像処理機能付カメラ）の紹介です。赤外線LEDのような赤外線の輝点を撮影画像中から最大4点まで抽出し、その座標値を出力します。台湾のPixart Imaging Inc.製が製造しており、3.3V電源で、25MHzのクロック入力を必要とします。座標値データはI2Cバスでデジタル出力させるので、ArduinoのようなI2Cバスが利用できるデバイスが必要となります。佐藤研では、Arduino Pro Mini（3.3V）を利用して、シリアル出力やUSB出力に変換しています。

＜ピン接続＞

1: 電源（3.3V）

2: GND

3: GND

4: 未接続

5: SCL（I2C）→Arduino Pro Mini（3.3V）の場合、PC5(ADC5/SCL)のA5ピン（A3ピンの近くにあるシルクスクリーンのない変則的なピン）に接続する。

6: SDA（I2C）→同上、PC4(ADC4/SDA)のA4ピン（A2ピンの近くにあるシルクスクリーンのない変則的なピン）に接続する。

7: クロック入力（25MHz）

8: リセット入力（負論理）

外観

正面

端子（モジュラー88タイプのピンと同形。ピン番号は右上1、右下2、左上7、左下8）

謝辞：KakoさんのWii赤外線センサに関するホームページ情報に感謝します。

Wiリモコンの赤外線センサを搭載した赤外線追従ロボット

Wiiリモコンの赤外線センサを応用した、LED光源を追従するロボットを紹介します。

Wii IR Sensor搭載ロボット。ボディはタミヤ工作シリーズの「2チャンネルリモコン ブルドーザー工作基本セット」。

Arduino Pro Mini（8MHz, 3.3V）と25MHz水晶発振器（京セラ製、KC7050B25.0000C30A00、3.3V）、サンハヤトのモータードライバMM-531

Wiiリモコンから取り外した赤外線センサ（台湾Pixart Imaging Inc.製、3.3V）をサンハヤトのモジュラーコネクタ変換基板CK-18にマウントし、I2CバスでArduino Pro Miniと通信。

モーターノイズのため、制御基板とモーターの電源を分離

謝辞：KakoさんのWii赤外線センサに関するホームページ情報に感謝します。

WiIRduino = Wii+IR+Arduiono

佐藤研が開発中のWii IR Sensorを搭載したArduino Pro Mini用のプリント基板です。P板.comから本日到着。