趣味工房　ＨＩＲＯ-Ｇ

＜　カルマン　２輪倒立振子の製作　その４　＞

　２輪倒立振子の本体が完成したので、取りあえず動かしてみることにしました。　

１．準備

　先ずは付録DVDの収録ﾌｧｲﾙ（写真１）一式を専用フォルダーを作成して保存します。　次いで、「３．カルマン・フィルターのソース・コード　」ﾌｧｲﾙに収録されている、２輪倒立振子本体を制御するための制御プログラムのソース・コード（Ｃ言語）をコンパイルするための準備をします。　ソース・コード名（写真２）は次の通りです。

　・　Inverted_Pendulum_Kalman.cpp

　コンパイルは、PCと「ＮＵＣＬＥＯ－Ｆ４０１ＲＥ」をUSBで接続した状態で、mbedのWebサイトへアクセスしますと写真３のような画面が表示されますので、画面上の「コンパイル」をクリックしますと、ダイレクトに開発環境ページへ移動できます。　尚、２輪倒立振子本体の電池は抜いておき、電源スイッチはレバーを押し下げた「OFF」の状態にしておきます。

２．バイナリ・ﾌｧｲﾙの作成

　開発環境画面で「新規」をクリックしますと写真４のように「新しいプログラムの作成」のダイアログが表示されますので、プログラム名を決めて打込みます。　当方はソース・コード名と同じとしました。　ただしドット等は使えませんから、拡張子「．ｃｐｐ」の部分は省略します。

　「ＯＫ」を押して再度、開発画面がアクティブになったところで、開発環境の画面を縮小画面とし、一方、エクスプローラでソース・コード一覧を表示させて縮小画面として、「Inverted_Pendulum_Kalman.cpp」を編集画面へドラッグ＆ドロップすれば、写真５のようにソース・コードが表示されます。

　次に、「コンパイル」をクリックするとコンパイルが実行され、特に問題がなければ写真６のように「ｓuｃｃｅss！」と表示され、バイナリ・ファイルが作成されます。　保存用のフォルダーを作成して、写真７のようにバイナリ・ファイルの確認をして、コピー＆ペーストで保存します。

３．制御プログラムによる機能テスト

　バイナリ・ﾌｧｲﾙを表示させた縮小画面とNUCLEO-F401REボードを表示させた縮小画面を用意して、写真８のようにバイナリ・ファイルをドラッグ＆ドロップしてNUCLEO-F401REボードへ書込みます。　書込みが終了すれば、写真９のように、ボードに増設した黄、緑、赤のLEDがそれぞれ点灯します。　LEDの点灯を確認した後、USBケーブルを切り離します。

　電源スイッチを「OFF」の状態で、単3アルカリ乾電池を４本をケースに収め、写真１０のように手で２輪倒立振子本体を垂直に保持し、電源スイッチを「ON」にします。　「初期設定中」の黄色のLEDが点灯しますが、点灯している間はなるべく本体を動かさないようにします。

　黄色のLEDが消灯すれば、ゆっくり本体から手を放しますと、写真１１～写真１５のように、前後に細かく動きながらバランスを取り、転倒することなく立ち続けました。

　表面の正規の位置ではスペース的に苦しかったので、電池BOXを裏面に取付けましたが、今のところあまり問題は無いようです。

　以上で２輪倒立振子本体のテストが終了しましたので、次回はデータ通信、傾斜計、ジャイロ等のテストを実施して完了とします。