Amalgam Blog

これで動作検証が必要なセンサは最後かな
最初は秋付きで売ってるアナログのジャイロモジュールを使おうと思いましたが、ピン数を抑えられて回路も簡単なI2Cのものにしました。

Amazonで売っていた安いやつです

ライブラリを落として動かすだけなので苦労なく動きました。
(急に画像がアップロードできなくなってしまったので画像なし)
参考はここ
ライブラリが古く変数型を改修してやる必要がありましたが、その程度です。

問題は、このサンプルプログラムだけでスケッチがフラッシュメモリの2/3を消費していること
今後切り詰めていく必要が出てきそうです。

本当に必要になったら頑張ります。

とりあえずここまでで最低限必要な部品が揃ってきたので、Arduino周りの回路の検討を初めます



先日、来年度から入る研究室の修士論文発表を見に行ったところ「配線が汚すぎてとても論文を外には出せない」とボロクソに言われていて大変つらそうだったので、配線をキレイにまとめる努力をしたいです。

配線をキレイにするためには
・配線の絶対量を減少させる
・配線の動線を考慮して設計する
あたりでしょうか...

やろうと思えばそこまで難しいことではないのですが、手間はかかるんですよね。
最初から全ての回路配置が決まってることって稀だと思うので、そうすると最後に帳尻を合わせる作業が必要になるわけです。
帳尻とは、つまりケーブルの長さを整えて予め用意した動線のいずれかに押し込める...と
性能に一切影響しないためモチベーションが上がらない事が多いというのがよくあるパターンかと

まだ先のことですが善処します。

長らく反りに悩まされてましたが、解決の糸口がやっと見つかりました。

結論から言うと、反りにある程度の再現性が見られました。
反り自体を制御することが難しく、また反りを定量的に測定することも同様です。

糸口の概要は
「同じぐらい反った部品を二つ合わせて反りを相殺する」
というものです。

そもそも反りを定量化するにはどうすればいいのか
xy平面上に広がる板材を考えて、反りは
・焼かれたスルメイカみたいないわゆる反り(イカ反り)
・軸周りの捻られるような変形(捻り反り)
の二つに分けられると思います。
これがxy軸方向両方にあるので、4つのパラメータで全ての変形を表現できる...のかな?

まぁ分かったところでどれもノギスじゃ測れない類です。


「反りはどこから来るのか」

3Dプリンタから出力した段階では、部品はしっかりとステージに張り付いています
ところが剥がすとほんの若干反っている
二つの仮説があって
・剥がすときに大きな力がかかって変形してしまう
・出力前後の温度変化による残留応力
前者は割とあるかもしれない...が、この程度の力で変形するなら後から手で曲げても直せそう(直せない)
後者は金属を出力する3Dプリンタでよくある現象です。3Dプリンタに限らず溶接でも起きます。
熱で体積が変わる素材を熱した状態で成形しても、冷やすと縮んでしまうと
全体的に一回り縮むと思いきや、それだと表面と内部で収縮率が異なってしまいます。
結論から言ってこれは綺麗に縮めないので、どこかで素材が引っ張られているような状態になり、これを残留応力と呼びます。(広義にはもっと色々あるかも)

ちなみにABSの熱膨張係数は65~95*10^-6[K]だそうです。
常温から250K加熱されるとすると、膨張率は1.625~2.375%と
意外と大きい。なんか間違ってそう。

これによると、10mmもあれば0.1~0.2mm程度の膨張があるわけで、つまり冷えたときはそれぐらい縮もうとします。
ABSの引張弾性率を2000MPaとすると、応力は32~47MPa
多分部品の端の方は何事もなく縮んで、中の方は縮めず残留応力になると...
断面積が100mm^2だとすると、受ける荷重は4000N程度...
これは流石に大きすぎる?なんか間違っている

実際は出力の際の充填率は20%なので、中はスカスカです。
ただ表面部分は何層かによって固められてるので、表面部ほど残留応力が発生しやすいはずです。
加えて、反りへの影響も大きいと...

ここから言える対処法として、出力時の温度を限りなく下げるか
もしかしたら充填率を変えてもよくなるかもしれない?

冒頭でも言った通り、反りの定量化がよく分からないので、なんかいい方法思いついたらやります。









ボスとは、歯車とかを軸に固定するための、余計に突き出た部分です

歯車に軸を固定する方法は
キー、スプライン、Dカット、テーパなど様々ですが、どれも軸そのものにも細工が必要です

今回購入したステッピングモーターの軸には一切の細工が無いため、軸の固定は単にネジで締め付ける方法を取っています

軸と歯車が滑ってしまうと困るので、結構しっかりと締め付ける必要があると
とかいってグリグリ締め付けると、プラが金属のネジに負けてズタボロになります

というかこの前ネジの記事で解説したように、ネジが締結力を得るためには弾性を利用しています。
しかしプラスチックの穴では鉄製のネジが弾性を発揮する前に壊れてしまうので、つまりプラスチックの強度が最大締結力に直結します

結論から言って壊れました

というわけでナットを仕込めるようにした改良版がこちら
P_20200221_212225_vHDR_On_HP
小さくて見えづらいけど...

これでマシになるはず...

もしだめだったらこれを3個とかに増やす物量作戦に出ます
それか軸の追加工を考えるか







バッテリー電源でモーターが回るようになりました。
つまり自走できる。

動画はYoutube経由とかでしか載せられないので省略します。
TwitterとかFacebookには載せてると思う

P_20200219_004248_vHDR_On_HP
P_20200219_132621_vHDR_On_HP


すんなり回ったかというと、大抵回らないもので
モーターのリード線が圧着工事のときに一部千切れてるのが原因でした

逆に回路周りは一切問題なかった
やった

回っていくつか問題が出てきて
・歯車が若干ホイールと干渉する
・ギアのボスの締め付けが弱い

ここらへんは追々解決するとして
あとはホイールにゴム巻けば適当に走れるようになれます
カラーセンサが、在庫の都合で一個しか手元にないので、まずはジャイロセンサを使って走らせたい


 

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