電子工作室

円盤型ラジコン車

【概要】

　PIC18F2320と無線受信モジュールを使って、前ページのラジコン送信機と組み
合わせて使うラジコン車を作ってみました。
　この加速度センサを使った送信機でも、結構スムーズに操縦できるので、いろいろな
応用が考えられます。

加速度センサのラジコン送信機と
円盤型ラジコン車

【外観】

　円盤型ラジコン車の外観は、下記の写真のようになっています。
市販のアクリル円板と、アクリル半球を組み合わせただけです。

アクリル円板にアクリル半球を
組み合わせたラジコン車

　駆動部は下記写真のように、すべて下側に実装されています。タミヤの工作キット
で作成していますので、アクリル円板に穴あけさえすれば、工作は簡単にできます。

４速クランクギヤボックス２個
ボールキャスタ２個で駆動部ができています。
モータ用の電源は単三電池２個で、中央に配置
しています。
タイヤ軸がちょうど円板の直径に沿って配置されて
います。

【構成】

このラジコン車の内部構成は、下図のようになっています。
大きく駆動部と受信ユニット部で構成されています。

まず、駆動部には、市販の４速クランクギヤボックスというモータ
ギヤユニットを２個使い、アクリル円盤上の直径の線上にタイヤの回転軸が
来るようにしています。これで、旋回がスムーズにできます。

車体の前後を支えるため、市販の組み立て型ボールキャスタを２個使って
います。このボールキャスタは、組み立て方により高さが４種類に変えられる
ため、便利に使うことができますが、今回組み合わせたタイヤでは3mmほど
高さが不足したので、アクリル板をスペーサとして使って高さ調整をしています。

　駆動モータの制御は受信ユニット内のPICで行いますが、出力段はMOSFET
トランジスタアレイを使ったフルブリッジ構成となるようにして、PICの
CCPモジュールによるPWM制御を行っています。

　無線通信の受信モジュールはPICの内蔵USARTに接続して、2400bpsの速度で
通信を行います。受信したデータに含まれている速度データをそのままモータの
PWM制御のデューティ値として使っています。旋回制御などの制御は送信機側で
実行することにしましたので、車両側はいわれたとおりの速度にモータ速度を
設定するだけとなっています。
　電源はモータ用と受信ユニット用に別々のバッテリとして、構成を簡単化して
います。

【受信ユニット部】

ラジコン車に搭載する受信ユニットの回路は、下図のようになります。モータと
電池部を除いた部分が受信ユニット部で、プリント基板に実装されます。

この受信ユニットは、PIC18F2320を中心に構成し、無線受信モジュールで受けた
データをPIC内蔵のシリアル通信機能の「USART」で受信することとします。
そしてモータの制御は、CCPモジュールを使ったPWM制御で行います。
　その他にデータ受信確認と通信エラー表示用に発光ダイオードをPICの基板に
直接接続しています。センススイッチがPICに接続されていますが、今回は使って
いません。

モータ制御には、２チャネルあるPIC内蔵CCPモジュールをパルス幅制御（PWM）
モードとして、２個のモータをそれぞれ独立に可変速、正転／逆転の制御ができる
ようにしています。

そしてモータのドライブはMOSFETアレイICによるHブリッジで構成してモータ
の制御を効率良くできるようにします。さらにこのHブリッジには、正転／逆転切替
のためNANDのディジタルICを１個使用しています。
これでモータの正転と逆転を瞬時に切り替えることができますし、電源をショート
してしまう問題も無くすことができます。

モータ用の電源は独立にして、外部から供給することとしています。NANDゲート
の出力でP型MOS FETの制御をしていますので、NANDゲートの出力は５V以上には
出来ませんから、結局モータ用の電源としては、５V以上には出来ません。

受信ユニットの組み立て後の外観は下記写真のようになります。

PIC18F2320を中心にして、上側にあるのが無線受信
モジュール、右側が、74AC00とMOSTFETアレイ
左下のコネクタは汎用の入出力ができますが、
今回は未使用です。ライトの点滅などに利用できます。

これをスペーサで浮かして、アクリル円板に取付けます。取付けの状態が
下記写真のようになります。

ベークのスペーサで浮かしてアクリル円板に
ねじ止めしています。
９Vの電池は、両面接着テープでアクリル円板
に固定しています。
アンテナは持ち運びの時に取り外せるよう
ピンプラグで取付けています。

受信ユニットのIVEX社用回路図、パターン図のデータは下記でダウンロードできます
ので、お使い下さい。

　　★受信ユニット回路図、パターン図(roboco71.lzh)

【プログラム】

　受信ユニットのPICのプログラムです。　今回の方法では、モータの速度を
可変するデューティ値が直接送信機から送られて来るようにしましたので、
受信ユニット側のプログラムは簡単になっています。
　全体の流れは下図のフローのように簡単になっています。基本的には、
受信したデータで動作しますが、受信したデータの反転２連送照合を行って
正しいときだけ動作させるようにします。

　この受信ユニットのプログラムは下記でダウンロードできますのでお使い下さい。

　　★ 円板型ロボット　受信ユニットプログラム(remocon2rx.asm)

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