趣味工房　ＨＩＲＯ-Ｇ

＜　カルマン　２輪倒立振子の製作　その１　＞

　またまた、日にちがあっという間に過ぎ去って８月も下旬となってしまいましたが、トラ技２０１９年７月号に「月着陸船アポロに学ぶ確率統計コンピュータ」の特集がありました。（写真１）

　現役時代から「確率と統計」に関するＳＱＣやデータ分析には興味がありましたので、興味深々で記事を読みましたところ、加速度やジャイロセンサを使い「２輪車の倒立振子」を制御する内容で、その制御方法に確率統計を応用した「カルマン・フィルタ」なるものを使うらしいということが分かり、えらい面白そうなので、トライしてみます。

　早速、同書のＰ３９の「部品表（写真２）」に従い在庫部品を確認しながら、発注部品をリストアップするとともに、同書のP５４の回路図（写真５）の確認をしました。２個の全く同じモータ・ドライバ回路がありますが、２２０μF電解コンデンサが不自然に２個必要な回路となっておりアレッと思っておりました。

　が、CQ出版社から、数量限定でキットが発売されるとのアナウンスがあり、同時にキットの組立マニュアルが公表され、その組立マニュアルの回路図（写真６）を見ますと、当該電解コンデンサは４７０μFに変更され、取付位置も２系統の電源回路上に１個づつ配置するようになっていました。　これが普通ですので、トラ技の回路は、写真5のように変更することとしました。　因みに、現在はキットは販売は終了しており、そのマニュアル関係の資料も削除されていまＳＱＣいた。

　パーツはロータリーエンコーダ「ＥＣ２０２Ａ１００Ａ」（千石電商）以外は秋月電子から購入しました。　何れも通販を利用しましたが、ロータリーエンコーダ用のハーネス（Ａ１５０）は別売ですが、同時に購入しておく方がよい。です。

　先ずは、ＡＲＭマイコン　「ＮＵＣＬＥＯ－Ｆ４０１ＲＥ」とセンサ・モジュール「ＡＥ－ＢＭＸ０５５」及びモータ・ドライバ「ＴＡ７２９１Ｐ」で構成された制御ボードを組み立てましたが、部品点数も配線数もそれほど多くないため、キットを購入するまでもありませんね。

　組立で注意することはあまりありませんが、センサ・モジュール「ＡＥ－ＢＭＸ０５５」（写真３）は、ヘッダーピンを取付ける前に、トラ技のＰ４０に従い裏面の指定されたジャンパー（ＪＰ４、ＪＰ５、ＪＰ７、ＪＰ８）を接続しておくことを忘れないようにします。（写真４）

　ＡＲＭマイコン　「ＮＵＣＬＥＯ－Ｆ４０１ＲＥ」のピンアサインは写真7の通りで、今回は赤丸印のピンのみが使われています。　写真８が今回製作した制御ボードです。　写真９がボードの配線状況ですが、スイッチやＬＥＤ等の配置を変更すればもう少しスマートに配線できますが、取りあえずはトラ技に準じて配置しました。

　以上で制御ボードの製作は完了です。　今後はトラ技の付属ＤＶＤの「プログラム一覧」に従って、データ通信、傾斜計等のテストを実施します。　その後、2輪車のハード部分を製作して、全体のテストをする予定です。