オープンソースロガーOpenLogの互換品作ってみた その1

大学生がプロジェクト方式でものつくりするような場面をたくさん見てきましたし、自分でも実践してきました。

この中でたまに問題になるのはセンサーからのデータ取得(AD変換)やLEDやLCDでの表示はできるけど、SDカードへの記録が出来なかったということです。ちゃんとやってる人からするとショボイところで躓くようだけど、初心者の集まりだと実際大変に思ってる人は多そうです。ArduinoとかmbedだったらSDカードも簡単に取り扱えるけど、それでも悩む人は悩むみたいです。少し前の自分もそうでしたし。

これを解決するのにいいものが売っています。SparkfunのOpenLogというものです。日本だとスイッチサイセンスで販売されています。実際使っていましたが、すごく簡単にログが取れて良い商品でした。

UARTでデータを送るとSDカードにそのデータが保存されます。SPIやSDIOという通信バスで繋ぐより速度は遅くなりますが、プログラムは非常に簡単になります。

概要

  • OpenLogはオープンソースハードウェアなので回路図も配線図もコードもオープン
  • 部品は全て秋月電子通商で買えるように部品変更
  • MPUはArduino Unoなどで使われるATmega328Pの表面実装部品
  • Eagle設計→FusinPCB発注
  • FusionPCBに送ったファイルも公開するので基板をFusionPCBに発注して自分でハンダ付けすれば使える
  • 2個以上作るならOpenLog買うより安い(かも)
  • AVRライターで中身を書き換え易い(本家はSDカードスロットと書き込みピンが近すぎて書き込みにくい)

例えばロガーではなく、SDカードに貯めたデータをシリアル通信で吐き出すモジュールにすることも出来ます。これは次の記事とかに書こうと思います。この互換品の細かい仕様についても次の記事に書きます。

本家のOpenLogと比較するとこのぐらいのサイズの違いです。部品縛りがあったのでちょっと大きくなりました。写真はRev.Aのもので(上の写真も)、現在はRev.Bを作っています。というかRev.Aの基板は移動中に無くしてしまいました(涙

GWSのサーボ分解してみた

Maker Faire Tokyo2012で展示していたお盆が2日間の展示で4個焦げ臭くなって動かなくなりました。5時間連続運転で人間が休んでいる間もサーボは働いていたような無茶な運用をしていたために熱で焼けたようでした。

2000円のサーボモータとはいえ、二日間で4個8000円が飛んでいくのは悲しいので、原因追求と対策のために分解してみました。

分解したサーボは秋月電子で売っているGWSサーボ S11H/2BBMG/JRタイプというものです。ネットで調べてもすぐには出てこないのですが、GWSのサーボのニュートラルのパルス幅は全て1500μ秒のようです。

GWSの本家サイトが信じられないぐらい見にくいので付属の説明書でガマンします。

ギア部分

精密ドライバーでネジを外します。

モータから出力軸まで4段のギアが入っていることがわかります。後ろ2つは金属ギアでした。出力軸の手前のところにベアリングが入っていて、値段の割りにはしっかりしたものなのだと驚きました。

ギアを外すと、モータの先っぽとポテンショメータが先っぽが見えます。出力軸のおしりにポテンショメータと噛みあわせるための白いプラスチックの部品が見えます。

180度の回転角に制限のあるサーボではなく、連続回転サーボに改造しようと思うとこの白いプラスチックの部品が邪魔になるので手前のベアリングをマイナスドライバーで外して、取り出します。

あと、連続回転サーボにしようとするともう一つ回転角を制限するために出力軸に出っ張りがあるので、これを切ります。トルクの大きいサーボだと出力軸が金属ギアなので切り取るのがちょっと大変です。

赤の矢印の部分の出っ張りを切り取り(削りとり)ます。

詳しいことはここを参考にさせてもらいました:連続回転サーボの作り方

基板部分

3段になっている後ろの部分をマイナスドライバーで爪を外すとゴチャゴチャしたものが見えます。モータと制御基板とポテンショメータです。

可愛らしいポテンショメータです。

焦げたサーボは基板のFETの部分であろう部品が焦げてました。

裏面もモータにつながる直前部分の素子がかなりの熱を持ってたみたいで線が焦げてます。

まとめ

分解も再組み立ても非常に簡単でした。グリスで手がベタベタするのさえ気にしない環境であればw

Maker Faire Tokyo2012出展してきました

前の記事の通り、Maker Faire Tokyo2012fenrirさんTOIDAさんと一緒に出展してました。この二人に囲まれると自分は技術的にはショボショボなので、今回はfenrirさんと共同で一般受けするような展示に特化してみました。

展示

加速度やジャイロのセンサを使った展示をするということで「はかるひと」という名前でした。

学生ロケット用のアビオニクスとかをちょこちょこやってますが、アビオニクスの展示だとMakeのイベントで、一般の人にはあまり関心を持ってもらえないということが前回のMakeのイベントで経験としてわかりました。

今回はfenrirさん製作の無人飛行機用オートパイロットシステムであるTiny Featherを用いて「水が溢れないお盆」を製作しました。

一般にジンバルと呼ばれる構造をレーザー加工機で作って、秋月のサーボ組み込んで構造は完成です。試作検討も含めて1週間ぐらいはごちゃごちゃ弄ってたでしょうか。

友人の女性二人に(無理矢理)フリフリのウェイトレスの格好させてお店番してもらいました。女性がお店番だと子供が近寄ってくれるっていうのが良い(よい)です。前回までと違ってたくさんの技術に詳しくはない”普通の人”に聞いてもらえました。チラシも400部刷って9割捌けたので、チラシの数の倍ぐらいの人には見てもらえたかなと思います。

良かった

展示を見てすぐに、「こんな風にしてみたら?」とか技術的だったりデザインだったりの提案をもらったり、「使いたい!欲しい!」って言ってもらえるのは何より嬉しいです。子供たちが不思議そうな顔してるのを見るのは、こっちが笑ってしまいます。Tiny Featherのデモ展示ぐらいでやってましたが、色々言われるともうちょっと本気で作るかという気分になりました。

テスターやオシロスコープやACアダプターをすぐ近くから借りれるような環境もMakeなイベントの魅力ですwF-tecさん、非常口くん、ありがとうございます。

今回、中国の通販サイトAliexpressでベアリングを購入しました。高額商品は怖いですが、ベアリングのような部品は少し油臭いぐらいでかなり安く買えました。ホビー用途にはこれからも海外通販を利用しようと思います。

チラシ(フライヤー)も両面400部刷って2500円程度に収まったので、何かと安く済ますテクニックばかりは身についていきますw

悪かった

サーボモーターが途中で焼き切れました。新品であっても、GWSのサーボを連続で何時間も動かしていると回路が焼き切れますね。。。

自分のところばかりいて、人の展示を見ることがほとんど出来ませんでした。せっかくの交流の機会だったのに、もったいないなぁと。それでも話してみたい人とお話できたりはしました。

思うこと

パッと見ではわかりにくいアビオニクスをお祭り会場で展示するためにはどうするかっていうもの考えて、実際に展示までもっていけたことで達成感あります。

技術的にすごいことを野生のプロみたいな人がひっそり展示しているのと、光ったり音が出たり動いたりでお祭り騒ぎな展示が同時にあるのがMakeの魅力だと思う中、お祭りな感じに少しは貢献できたのかなっと思います。技術好きな人にも大変好評なTiny Featherも載せていますし、欲張りな展示でしたw

場所も変わって、入場料取るようになって、出展者たちの訳の分からない熱い気持ちでマニアックな見学者の対応しながら乗り切るみたいなイベントではなくなったなという印象でした。オライリーさんのもとで普通の理科好きの人も来るようなイベントになってると思うので、その変化に合わせて「作って楽し、展示しても楽し」になるよう考えられたら次回も展示したいです。

Make Faire Tokyo 2012出ます

去年はMake Tokyo Meetingって名前でしたが,今年は名前変わってMake Faire Tokyoってイベント名に変わった同じような内容のイベントが明日明後日開催されます.

http://makezine.jp/

そこに展示者として参加します.詳しくはお師匠様(fenrirさん)のブログ記事

今回は「水がこぼれないお盆」がメインです.

企画から1ヶ月で構造担当が自分,TinyFeatherをfenrirさんが担当.プラス,余裕があったらArduinoでコントローラを自分が作るという感じでした.

制御器としての中身はTiny FeatherとArduinoの2種類(の予定だけど,自分で作っているArduino版の調子良くないorz)です.

大きな地球儀があるところの近くの飛行機な人たちが固まってるところにいます!ハイテクなおもちゃを触りに来て下さい!かわいらしいウェイトレスさんがお店番してくれるので自分はフラフラしてるかもです!

動画はパラメータ調整前なので,実際はもう少し動きが良いです!

チラシというかフライヤーはこんなのを配布します.

 

 

翼型とかの図面出力について、C#で作ってみた

まえがき

前の記事の続き

プロペラの渦法のGUIソフトを引き続き作っています。空いた時間にやってるのでのんびりのんびり・・・

現在のところ渦法とLarabeeの設計法、Adkins & Liebeckの設計法(翼素運動量理論Blade Element Momentum theory:BEMとかとも呼ばれたりする)と設計した翼の性能解析を実装しました。基本的には以前に作ったものの移植です。
機能は整ってきたので公開しようとおもうのですが、クラス設計を見直したいのでソースが整ってきたら公開します。

そんな中

製作段階になると、設計できたプロペラの翼型を印刷したいという要求があります。作っている人達は大抵、翼型データベースから持ってきた翼型datファイルをCADに持ってきて印刷したりしてるかと思います。
設計結果からExcelなどで翼型datファイルを拡大、回転させてCADにインポートして印刷してたりするんでしょうか。
業務としてやるなら、CADについてるスクリプトで書くのが普通でしょうか。
そこで、いま作っているプロペラ設計ソフトに翼型印刷機能を付けようと計画してコード書いていました。
しかし、ソフトに組み込むような機能では無いなと思ったので、ここで翼型印刷機能だけ別ソフトにして公開しておきます。
他記事
鳥人間の現役の人が翼型印刷について頑張って書いた記事は以下のようなものがあります。
設計の為の言語としてOctaveを勧めてしまった経緯もあって細かい技術的な工夫をして作っているのがわかります。

C#で作ってみた

Visual Studio使ってC#によって翼型datファイルの読み込みと拡大縮小・回転、印刷機能を作ってみました。
これを元に機能を追加することによって汎用的なソフトになるかと思います。
元ネタとしては自分が昔いたサークルで作られていたAirFoilPrinterというソフトです。ソース読んだことないけど、多分これをブラッシュアップしたものな気がします
車輪の再発明すぎるものではありますが、ネット上に挙がってなさそうでしたのでブログにしてみました。
ソースだけ晒しておきますが、もし欲しい人がいればexe形式で公開します。
ポイントとしては
csvなどのカンマ区切りではなく、スペース区切りになっている翼型datファイルを読み込むために数字の部分だけをx座標y座標のコレクションに追加している点。
AeroFoilクラスにDrawメソッドを作って
画面への描写と印刷面への描写に対応しているところです。
ミリメートル単位にしているので解像度など気にしないで大きさを直接指定できます。
あとはGUIを作る部分なので大した意味はないです。
188行目などのグラフィックの単位をミリメートルにした点がポイントです。
e.Graphics.PageUnit = GraphicsUnit.Millimeter;
あと見てもらいたいのは後半のAeroFoilクラスの翼型読み込みのためのメソッドと描写のメソッドの部分です。
AeroFoilクラスのポイント部分だけ抽出すると以下です。全文は一番下にあります。